专利名称：一种隔离式带压密封夹具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种隔离式带压密封夹具，用于“注剂式带压密封技术”中处置运行管道中直管段、三通、弯头部位壁厚明显减薄或泄漏缺陷尺寸较大，线密封结构法兰、连接螺栓因各种原因造成强度不足的法兰，刚度不足的各种复合材料管道发生的泄漏事故。隔离式带压密封夹具只密封夹具自身设置的密封沟槽，注射到密封沟槽内的密封注剂不与泄漏缺陷部位直接接触，不会将密封注剂注射到泄漏缺陷管道系统内部，实现密封注剂与泄漏缺陷处于隔离目的；也不会对管道缺陷部位造成外压失稳事故，因此称其为隔离式带压密封夹具。是带压密封夹具设计理念上的一个突破。
背景技术：
在连续化流程工业生产领域，流体介质的泄漏问题仍然是导致各种恶性事故发生的主要因素。目前国内外用于消除泄漏事故的主要技术手段是采用带压密封技术，以达到快速消除泄漏，保证安全生产正常运行的目的。带压密封技术是专门研究原密封结构失效后，怎样在不降低压力、温度及泄漏流量的条件下，迅速在泄漏缺陷部位上重新创建带压密封结构为目的的一门新兴的工程技术学科。带压密封技术采用带压密封夹具、带压密封注剂及液压注射工具，可在压力真空 32MPa ;温度-198°C 800°C范围内，消除连续化流程工业生产领域发生的各类介质泄漏，具有无需停产、安全、可靠及使用寿命长的特点。其基本原理是“向特定的封闭空腔注射专用密封注剂，达到止住泄漏所需的工作密封比压，实现再密封目的”。是涉及到力学、液压技术、高分子材料学、无机材料学、金属材料学、流变学等多学科的一门综合应用技术，是流程工业安全生产和公共安全不可或缺的应急抢险技术，属于密封技术范畴，其中华人民共和国学科分类与代码为4107010。带压密封技术中的“密闭空腔”主要是由“带压密封夹具”与泄漏部位外表面组成的，有严格的强度、刚度和密封间隙要求。因此，带压密封夹具是带压密封技术中安装在泄漏缺陷部位外部，与泄漏缺陷部位部分外表面形成密封空腔，提供强度和刚度保证的金属构件，是决定带压密封技术应用成败的关键环节。带压密封夹具的作用带压密封夹具的作用之一，是包容住由注剂枪注射到带压密封夹具与泄漏部位部分外表面所形成的密封空腔内的密封注剂，保证密封注剂的充填、维持注剂压力的递增、防止密封注剂外溢、使注射到夹具内的密封注剂产生足够的密封比压，止住泄漏。简称密封保证。带压密封夹具的作用之二，是承受注剂枪所产生的强大注射压力以及泄漏介质压力，不允许出现变形和位移，是新建立的密封结构的刚度保证体系。简称刚度保证。另外，带压密封夹具还有一个辅助作用，这就是通过注剂孔连接注剂枪，并提供注剂通道。带压密封夹具的作用的设计准则[0010]由于带压密封夹具在“带压密封技术”中具有举足轻重的作用，它设计的优劣将直接关系到带压密封作业的成败以及现场操作时间、密封注剂的消耗量等多项指标。应遵循下列准则I)良好地吻合性。设计制作的带压密封夹具形状必须能够与泄漏部位的外部形状完全吻合。2)足够的强度。带压密封夹具在承受注剂压力、泄漏介质压力及安装应力等叠加应力作用下，不允许有任何破坏现象发生。3)足够的刚度。带压密封夹具在承受注剂压力、泄漏介质压力及安装应力等叠加应力作用下，不允许有任何形式的位移和变形，保证密封比压的形成和维持。4)合适的密封空腔。带压密封夹具与泄漏部位之间必须有一个封闭的密封空腔，以便于注射和包容密封注剂。密封空腔的宽度应当超过泄漏缺陷的实际尺寸20 40mm左右，密封空腔的高度，即形成新密封结构的密封注剂的厚度，一般应在6 15mm之间，特殊情况还可以加厚。5)接触间隙严密。带压密封夹具与泄漏部位外表面的接触部分的间隙与泄漏介质压力呈反比。当这一间隙不能有效地阻止密封注剂外溢，则可以考虑在夹具与泄漏缺陷接触部位上设计制作环、槽形密封结构或其它形式的密封结构，增大密封注剂的外溢阻力。6)注剂孔开设。为了把高压注剂枪连接在带压密封夹具上，并通过高压注剂枪把密封注剂注射到密封空腔内，带压密封夹具上应设有带内螺纹的注剂孔。注剂孔的数量和分布以能顺利地使密封注剂注满整个密封空腔为宜。考虑到带压密封作业时必须排出带压密封夹具与泄漏部位部分外表面所形成的密封空腔内的气体，同时排放尚未停止泄漏的压力介质，一般夹具上至少应设有两个以上的注剂孔。7)分块合理。带压密封夹具应当是分块结构的，安装在泄漏部位上后再连成刚性整体，形成一个封闭的密封空腔。根据带压密封夹具的大小，并结合泄漏部位的具体情况，带压密封夹具可以设计成两等份、三等份或更多的份数。8)对于泄漏缺陷尺寸比较大，泄漏缺陷部位强度和刚度明显不足，以及泄漏管道是由复合材料组成的，为了防止密封注剂被强行注射到泄漏缺陷管道系统内部，以及避免在带压密封操作时，密封注剂对管道缺陷部位产生较大的应力，造成管道外压失稳事故的发生，应当设计制作隔离式带压密封夹具。当管道的泄漏缺陷尺寸比较大，泄漏缺陷部位强度和刚度明显不足，或泄漏管道是由复合材料组成的，在进行带压密封作业时，夹具设计应当考虑密封注剂可能被强行注射到泄漏缺陷管道系统内部或对管道缺陷部位产生较大的应力，造成管道外压失稳事故发生等问题。但目前国内外对于管道的泄漏缺陷尺寸比较大，泄漏缺陷部位强度和刚度明显不足，及复合材料管道上发生的泄漏事故，普遍采用的是将泄漏缺陷部位全部包围在夹具的密封空腔内，然后直接向夹具的密封空腔注射密封注剂。如中国专利CN201120259649. 7四等分带压堵漏密封夹具、CN200420010479. 9注剂式密封夹具、CN201110136262. 7 一种用于螺栓腐蚀和线密封的法兰夹具等。上述夹具在现场实际带压密封作业时，被强行注射到密封空腔内的密封注剂均直接与泄漏缺陷接触，易将密封注剂被强行注射到泄漏缺陷管道系统内部，或对缺陷部位产生较大的应力，造成管道外压失稳，特别是对复合材料管道的发生的泄漏事故，上述夹具完全失去应用价值。因此需要发明设计出符合客观实际需要的隔离式带压密封夹具。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构更加新颖的一种隔离式带压密封夹具。本实用新型提供了一种隔离式带压密封夹具，包括夹具主体、环向注剂槽、轴向注剂槽、隔离密封腔、注剂孔组成。在夹具主体上设有环向注剂槽、轴向注剂槽和注剂孔，用于直管段泄漏、法兰泄漏、三通泄漏、弯头泄漏的环向密封和轴向密封，而泄漏缺陷被包覆在隔离密封腔内，与环向注剂槽和轴向注剂槽形成隔离效果，使泄漏缺陷部位不会受到外力的损伤或破坏，两只完全对称的夹具主体通过连接螺栓与泄漏管道形成一个完整的直管段、法兰、三通、弯头的有效密封结构，通过向环向注剂槽和轴向注剂槽上设置注剂孔注射密封注剂，密封注剂被严格限制在注剂槽内流动和填充，不与泄漏缺陷部位直接接触，且受力面积为条状，夹具的总体受力及泄漏管道的总体受力明显减小，当注射的密封注剂在注剂槽内形成的工作密封比压大于泄漏介质的压力时，实现带压密封目的。所述的夹具主体的公称直径等于泄漏管道外径，其长度应保证全部有效地覆盖泄漏缺陷的实际尺寸。夹具主体的公称直径是指其与泄漏管道外径直接接触的实际尺寸，必须通过现场实际测量确定。所述的环向注剂槽的内径等于泄漏管道外径,槽宽6mm至16mm,深6mm至12mm。所述的轴向注剂槽的长度应保证全部覆盖泄漏缺陷的实际尺寸，槽宽6mm至16mm,深 6mm 至 12mm。所述的隔离密封腔内径应大于泄漏管道外径2mm至10mm，其长度应保证全部覆盖泄漏缺陷的实际尺寸。所述的注剂孔为M12或M14内螺纹结构，两个注剂孔的间距应不大于112mm。
图1、图2是隔离式带压密封夹具结构示意图。图3、图4是直管段隔离式带压密封夹具示意图。图中I是夹具主体、2是环向注剂槽、3是轴向注剂槽、4是隔离密封腔、5是注剂孔。图5、图6是管道三通隔离式带压密封夹具示意图。图中I是夹具主体、2是环向注剂槽、3是轴向注剂槽、4是隔离密封腔、5是注剂孔。图7、图8是管道弯头隔离式带压密封夹具示意图。图中I是夹具主体、2是环向注剂槽、3是轴向注剂槽、4是隔离密封腔、5是注剂孔。
具体实施方式
具体实施方式
一当管道的直管段或法兰发生泄漏时，为防止密封注剂被强行注射到泄漏缺陷管道系统内部或造成管道外压失稳，特别是复合材料管道的直管段或法兰发生泄漏，应选用图2所示的直管段隔离式带压密封夹具结构形式。夹具制作好后，首先在相同规格的直管段或法兰上进行试装夹具，并做必要的研磨整修，然后在夹具上装好注剂阀，并使其处于开的位置；现场带压密封作业时，操作人员应站在上风头；夹具的安装应使泄漏喷射方向避开夹具的对开结合部位，并应避免激烈撞击；拧紧夹具连接螺栓，检查夹具与泄漏部位的连接间隙至合适；首先在环向注剂槽上连接高压注剂枪，进行注剂作业，并固化一段时间，使密封注剂失去流动性，然后在轴向注剂槽上连接高压注剂枪，进行注剂作业，直到泄漏消除。
具体实施方式
二当管道的三通发生泄漏时，为防止密封注剂被强行注射到泄漏缺陷管道系统内部或造成管道外压失稳，特别是复合材料管道的三通泄漏，应选用图3所示的三通隔离式带压密封夹具结构形式。夹具制作好后，首先在相同规格的三通上进行试装夹具，并做必要的研磨整修，然后在夹具上装好注剂阀，并使其处于开的位置；现场带压密封作业时，操作人员应站在上风头；夹具的安装应使泄漏喷射方向避开夹具的对开结合部位，并应避免激烈撞击；拧紧夹具连接螺栓，检查夹具与泄漏部位的连接间隙至合适；首先在环向注剂槽上连接高压注剂枪，进行注剂作业，并固化一段时间，使密封注剂失去流动性，然后在轴向注剂槽上连接高压注剂枪，进行注剂作业，直到泄漏消除。
具体实施方式
三当管道的弯头发生泄漏时，为防止密封注剂被强行注射到泄漏缺陷管道系统内部或造成管道外压失稳，特别是复合材料管道的弯头泄漏，应选用图4所示的弯头隔离式带压密封夹具结构形式。夹具制作好后，首先在相同规格的弯头上进行试装夹具，并做必要的研磨整修，然后在夹具上装好注剂阀，并使其处于开的位置；现场带压密封作业时，操作人员应站在上风头；夹具的安装应使泄漏喷射方向避开夹具的对开结合部位，并应避免激烈撞击；拧紧夹具连接螺栓，检查夹具与泄漏部位的连接间隙至合适；首先在环向注剂槽上连接高压注剂枪，进行注剂作业，并固化一段时间，使密封注剂失去流动性，然后在轴向注剂槽上连接高压注剂枪，进行注剂作业，直到泄漏消除。精于本技术领域的人员可以理解的是，除上述特定描述以外，本实用新型的实施例是说明性的而不是限制性的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，所有的变化和修改都在本发明的范围之内。
权利要求1.一种隔离式带压密封夹具，包括夹具主体(I)、环向注剂槽(2)、轴向注剂槽(3)、隔离密封腔(4)、注剂孔(5)组成，其特征在于，夹具主体(I)上设有环向注剂槽(2)、轴向注剂槽(3)和注剂孔(5)，用于直管段泄漏、法兰泄漏、三通泄漏、弯头泄漏的环向密封和轴向密封，而泄漏缺陷被包覆在隔离密封腔⑷内，与环向注剂槽⑵和轴向注剂槽⑶形成隔离效果，使泄漏缺陷部位不会受到外力的损伤或破坏，两只完全对称的夹具主体(I)通过连接螺栓与泄漏管道形成一个完整的直管段、法兰、三通、弯头的有效密封结构，通过向环向注剂槽(2)和轴向注剂槽(3)上设置注剂孔(5)注射密封注剂，密封注剂被严格限制在注剂槽内流动和填充，不与泄漏缺陷部位直接接触，且受力面积为条状，夹具的总体受力及泄漏管道的总体受力明显减小，当注射的密封注剂在注剂槽内形成的工作密封比压大于泄漏介质的压力时，实现带压密封目的。
2.根据权利要求1所述的一种隔离式带压密封夹具，其特征在于，所述的夹具主体(I) 的公称直径等于泄漏管道外径，其长度应保证全部有效地覆盖泄漏缺陷的实际尺寸。
3.根据权利要求1所述的一种隔离式带压密封夹具，其特征在于，所述的环向注剂槽 ⑵的内径等于泄漏管道外径，槽宽6mm至16mm,深6mm至12mm。
4.根据权利要求1所述的一种隔离式带压密封夹具，其特征在于，所述的轴向注剂槽(3)的长度应保证全部覆盖泄漏缺陷的实际尺寸，槽宽6mm至16mm,深6mm至12mm。
5.根据权利要求1所述的一种隔离式带压密封夹具，其特征在于，所述的隔离密封腔(4)内径应大于泄漏管道外径2mm至10mm，其长度应保证全部覆盖泄漏缺陷的实际尺寸。
6.根据权利要求1所述的一种隔离式带压密封夹具，其特征在于，所述的注剂孔(5)为 M12或M14内螺纹结构，两个注剂孔的间距应不大于112mm。
专利摘要本实用新型公开了用于注剂式带压密封技术中处置运行管道中直管段、三通、弯头部位壁厚明显减薄或泄漏缺陷尺寸较大，线密封结构法兰、连接螺栓因各种原因造成强度不足的法兰，刚度不足的各种复合材料管道发生的泄漏事故用的一种隔离式带压密封夹具。包括夹具主体、环向注剂槽、轴向注剂槽、隔离密封腔、注剂孔。在夹具主体上设有环向注剂槽、轴向注剂槽和注剂孔，泄漏缺陷被包覆在隔离密封腔内，与环向注剂槽和轴向注剂槽形成隔离效果，使泄漏缺陷部位不会受到外力的损伤或破坏，通过向环向注剂槽和轴向注剂槽上设置注剂孔注射密封注剂，密封注剂被严格限制在注剂槽内流动和填充，不与泄漏缺陷部位直接接触，且受力面积为条状，夹具的总体受力及泄漏管道的总体受力明显减小，当注射的密封注剂在注剂槽内形成的工作密封比压大于泄漏介质的压力时，实现带压密封目的。
文档编号F16L55/179GK202852326SQ20122048299
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月21日 优先权日2012年9月21日
发明者杨梅, 李彦海, 韩媚, 张吉祥, 姚鹏, 刘才, 吕翔骞, 马学顺, 其他发明人请求不公开姓名 申请人:天津市江达扬升工程技术有限公司, 江苏江达扬升工程技术有限公司