CN110067909B - 一种管道应急维修用密封装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管道应急维修用密封装置及方法，所述装置包括：左上半法兰、左下半法兰、右上半法兰、右下半法兰、密封件、若干螺栓；左上半法兰与左下半法兰通过螺栓连接形成左法兰；右上半法兰与右下半法兰通过螺栓连接形成右法兰；左法兰和右法兰分别与管道安装抱紧左上半法兰与左下半法兰、右上半法兰与右下半法兰通过螺栓连接对密封件形成竖直方向的压缩负荷对密封件进行紧固；左上半法兰与右上半法兰、左下半法兰与右下半法兰通过螺栓连接对密封件形成水平方向的压缩负荷对密封件进行紧固；本装置解决狭小空间、高温高压苛刻环境下管道预防及应急维修技术难题，为管道类部件维修，提供必备的设备和方法。
Description
技术领域
本发明涉及管道维修领域，具体地，涉及一种管道应急维修用密封装置及方法。
背景技术
承压管道类部件长期在高温、高压、辐射的恶劣工况下服役发生故障率较高，一旦管道发生泄漏，对于设备的安全运行存在很大的风险。此类管道的维修普遍存在着周期长、费用高等特点。
从目前公开的文献来，绝大多数管道维修都是针对常规管道、采用常规方法，如直接焊接，会受到管道管壁厚薄、焊接工具及材料准备情况、操作空间以及焊工技术水平等条件限制；管端加管帽或阀门，该方法的实施较复杂，需要对原来管道进行一定的破坏；管壁加抱卡，该方法适用于常温常压场合，操作简便，但由于密封件易老化，使用的时间周期有限制；更换新管，该方法较复杂，需要拆除旧管，安装新管
发明内容
为实施对管道泄漏的应急维修，实现管道机械维修工艺需求，解决狭小空间、高温高压苛刻环境下管道预防及应急维修技术难题，研制一套机械密封装置及安装方法，为管道类部件维修，提供必备的设备和方法。
对一些特殊焊缝及管道的缺陷急需一种预防、应急维修措施，实现该类缺陷维修的快速应急响应，保证设备的安全运行。针对管道的泄漏，研发了一套机械密封装置，在缺陷的周围安装密封环，通过密封装置提供一定的预紧力，对密封环进行压缩，形成一个密闭空间，将缺陷与外界隔离。
本发明所使用的方法不同于现有方法，采用法兰式结构，上下两组法兰分别与管道安装抱紧，耐高温高压密封件位于管道泄漏点外表面，法兰内表面，左右法兰之间的螺栓提供压缩力，将密封件压紧在泄漏点上，实现了管道的泄漏密封。密封装置设计原理正确、结构设计合理、建立的工艺方法稳定性强、易于操作，维修周期短，特别适用于需要应急维修的场合。
为实现上述发明目的，本申请已方面提供了一种管道应急维修用密封装置，所述装置包括：
左上半法兰、左下半法兰、右上半法兰、右下半法兰、密封件、若干螺栓；左上半法兰与左下半法兰通过螺栓连接形成左法兰；右上半法兰与右下半法兰通过螺栓连接形成右法兰；左法兰和右法兰分别与管道安装抱紧，左上半法兰的上端右侧设有向右延伸的第一延伸段；左下半法兰下端右侧设有向右延伸的第二延伸段；右上半法兰的下端左侧设有向左延伸的第三延伸段；右下半法兰下端左侧设有向左延伸的第四延伸段；密封件贴合在管道泄漏点外表面，且密封件位于左法兰的延伸段与管道外表面之间的间隙内；第三延伸段***第一延伸段与管道之间的间隙，以及第四延伸段***第二延伸段与管道之间的间隙；左上半法兰与左下半法兰、右上半法兰与右下半法兰通过螺栓连接对密封件形成竖直方向的压缩负荷对密封件进行紧固；左上半法兰与右上半法兰、左下半法兰与右下半法兰通过螺栓连接对密封件形成水平方向的压缩负荷对密封件进行紧固。
进一步的，左上半法兰与左下半法兰上下对称，右上半法兰与右下半法兰上下对称。
进一步的，所述装置还包括与螺栓对应使用的垫圈与螺帽，垫圈位于螺栓与法兰之间，螺帽安装在螺栓端头。
进一步的，所述管道为承压管道，所述承压管道的压力为0～17.2Mpa，管道温度为0～350℃。
进一步的，所述管道与障碍物之间的距离或间隙大于1.5倍管道半径。
进一步的，所述密封件为密封环，其内径与管道外径尺寸匹配，第一延伸段与管道之间的间隙和第二延伸段与管道之间的间隙尺寸相同，且均与密封环的厚度尺寸匹配。
进一步的，第一延伸段和第二延伸段的延伸长度相等，且第一延伸段和第二延伸段的延伸长度均大于密封件的长度。
进一步的，密封件为石墨材料制成。
进一步的，第三延伸段的高度尺寸与第一延伸段与管道之间的间隙尺寸匹配，第四延伸段的高度尺寸与第二延伸段与管道之间的间隙尺寸匹配。
另一方面，本申请还提供了一种管道应急维修用密封方法，所述方法基于前面所述的管道应急维修用密封装置，所述方法包括：
清除泄漏点预定的外表面区域，使左上半法兰、左下半法兰定位于泄漏点预设区域，并通过螺栓组将左上半法兰、左下半法兰安装在一起，紧贴管道外壁；
将密封件***管道与左上半法兰、左下半法兰之间的间隙，将密封件接缝与左上半法兰、左下半法兰接缝错开；
安装右上半法兰、右下半法兰，并通过螺栓组将右上半法兰与右下半法兰安装在一起，紧贴管道外壁；
通过螺栓组将左上半法兰与右上半法兰、左下半法兰与右下半法兰连接；
对螺栓组对称施加预先设定的预紧力，在密封件上形成压缩负负荷。
本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
(1)本装置实现了各项密封性能试验的考验，装置运行稳定，精度满足设计要求。
(2)本装置结构简单便携，操作简单，可应用高温高压苛刻环境下的管道应急维修。
(3)采用本装置及方法进行管道泄漏维修，相比其它维修方法，有维修周期短、操作简单，可靠性高等优点。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；
图1为管道维修密封装置结构示意图(剖视图)；
图2为管道维修密封装置结构示意图(主视图)；
图3a-图3c为法兰A结构示意图；
图4a-图4c为法兰C结构示意图；
其中，1为管道、2为法兰A、3为法兰D、4为法兰C、5为密封件、6为法兰B、7为螺栓、8为垫圈、9为垫圈、10为螺栓。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
管道密封装置如图1、2所示。本发明描述的是：一种管道应急维修用密封装置，可实现高温高压管道泄漏的预防及应急维修，其主体结构包括固定法兰、密封件、螺栓、垫圈等。其中密封件为耐高温、耐腐蚀、抗辐射石墨材料加工制造而成。
本装置针对高温高压管道的应急维修，创新研发了纯机械式密封装置及安装方法。本装置安装操作简单，采用耐高温、耐腐蚀、抗辐射材料制作密封件，可用于承压管道泄漏的预防及应急维修。本装置采用对扣式法兰结构，在垂直方向与管道抱紧，在水平方向通过螺栓提供预紧力将密封件压紧，解决了整个装置与管道固定约束难题。
当管道发生泄漏时，采用本装置的维修过程为：
(1)清除泄漏点附近一预定的外表面区域，使法兰A、法兰B定位于泄漏点附近，并通过螺栓组10、垫圈组9安装在一起，贴紧管道外壁；
(2)将两件密封件5分别***管道与法兰之间的间隙，将密封件5接缝与法兰A、法兰B接缝错开；
(3)安装右边法兰D、法兰C，并通过螺栓组10、垫圈组9安装在一起，贴紧管道外壁；
(4)通过多个螺栓7将法兰A和法兰D、法兰C和法兰B相连接，并在所述密封件5上形成压缩负荷；
(5)对螺栓组7对称施加预先设定的预紧力，在所述密封件5上形成压缩负荷。
本申请涉及一种专用密封装置，用于管道类部件泄漏的应急维修。该装置采用法兰式结构，左法兰、右法兰、密封件、螺栓等零件，两组法兰分别与管道安装抱紧，密封件位于管道泄漏点外表面，法兰内表面，左、右法兰之间的螺栓提供压缩力，将密封件压紧在泄漏点上，实现了管道的泄漏密封。
本装置用于管道类部件泄漏的应急维修，所述密封装置包括：两个左法兰、两个右法兰、所述法兰包括一半圆柱体和一台阶，一密封件接触泄漏管道的外表面，以防止泄漏，一组螺栓用于将法兰与管道抱紧，一组法兰用于将紧固载荷从法兰传到密封件上。
本装置对应的方法，用于修补管道类部件的泄漏，包括如下步骤：清除泄漏点附近一预定的外表面区域，使两个左法兰定位于泄漏点附近，并通过螺栓组装在一起，将一密封件***管道与法兰之间的间隙，安装右边两法兰，通过多个连接件将左右法兰相连接，并在所述密封件上形成压缩负荷，以防止再次泄漏。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种管道应急维修用密封方法，其特征在于，所述方法基于管道应急维修用密封装置，所述装置包括：
左上半法兰、左下半法兰、右上半法兰、右下半法兰、密封件、若干螺栓；左上半法兰与左下半法兰通过螺栓连接形成左法兰；右上半法兰与右下半法兰通过螺栓连接形成右法兰；左法兰和右法兰分别与管道安装抱紧，左上半法兰的上端右侧设有向右延伸的第一延伸段；左下半法兰下端右侧设有向右延伸的第二延伸段；右上半法兰的下端左侧设有向左延伸的第三延伸段；右下半法兰下端左侧设有向左延伸的第四延伸段；密封件贴合在管道泄漏点外表面，且密封件位于左法兰的延伸段与管道外表面之间的间隙内；第三延伸段***第一延伸段与管道之间的间隙，以及第四延伸段***第二延伸段与管道之间的间隙；左上半法兰与左下半法兰、右上半法兰与右下半法兰通过螺栓连接对密封件形成竖直方向的压缩负荷对密封件进行紧固；左上半法兰与右上半法兰、左下半法兰与右下半法兰通过螺栓连接对密封件形成水平方向的压缩负荷对密封件进行紧固；
所述管道与障碍物之间的距离或间隙大于1.5倍管道半径；
所述方法包括：
清除泄漏点预定的外表面区域，使左上半法兰、左下半法兰定位于泄漏点预设区域，并通过螺栓组将左上半法兰、左下半法兰安装在一起，紧贴管道外壁；
将密封件***管道与左上半法兰、左下半法兰之间的间隙，将密封件接缝与左上半法兰、左下半法兰接缝错开；
安装右上半法兰、右下半法兰，并通过螺栓组将右上半法兰与右下半法兰安装在一起，紧贴管道外壁；
通过螺栓组将左上半法兰与右上半法兰、左下半法兰与右下半法兰连接；
对螺栓组对称施加预先设定的预紧力，在密封件上形成压缩负荷。
2.根据权利要求1所述的管道应急维修用密封方法，其特征在于，左上半法兰与左下半法兰上下对称，右上半法兰与右下半法兰上下对称。
3.根据权利要求1所述的管道应急维修用密封方法，其特征在于，所述装置还包括与螺栓对应使用的垫圈与螺帽，垫圈位于螺栓与法兰之间，螺帽安装在螺栓端头。
4.根据权利要求1所述的管道应急维修用密封方法，其特征在于，所述管道为承压管道，所述承压管道的压力为0～17.2Mpa，管道温度为0～350℃。
5.根据权利要求1所述的管道应急维修用密封方法，其特征在于，所述密封件为密封环，其内径与管道外径尺寸匹配，第一延伸段与管道之间的间隙和第二延伸段与管道之间的间隙尺寸相同，且均与密封环的厚度尺寸匹配。
6.根据权利要求1所述的管道应急维修用密封方法，其特征在于，第一延伸段和第二延伸段的延伸长度相等，且第一延伸段和第二延伸段的延伸长度均大于密封件的长度。
7.根据权利要求1所述的管道应急维修用密封方法，其特征在于，密封件为石墨材料制成。
8.根据权利要求1所述的管道应急维修用密封方法，其特征在于，第三延伸段的高度尺寸与第一延伸段与管道之间的间隙尺寸匹配，第四延伸段的高度尺寸与第二延伸段与管道之间的间隙尺寸匹配。
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