解決金屬軟管泄漏的有效方法
岳陽長嶺設備研究所有限公司：莫建偉 劉建 楊健 李立夫 劉玉

摘 要 ：本文介紹了金屬軟管的特點, 對金屬軟管的損壞原因進行了分析, 提出了多種處理泄漏的設想, 并介紹了中化泉州石化重整增壓機進油軟管泄漏處理的應用案例。
關鍵詞：金屬軟管; 堵漏; 捆扎; 碳纖維
 

1 前言
金屬軟管作為備種輸氣、輸液管路系統以及長度、溫度、位置和角度補償系統中的補償、密封元件, 它廣泛地應用在現代工業管路中。其特點是耐腐蝕、耐高溫、耐低溫( -1 9 6 ~4 2 0 ℃) 、重量輕、體積小、柔軟性好。
由于金屬軟管的結構不同于金屬管道, 強度和硬度都遠低于后者, 而且軟管表面的網套空洞結構很難形成局部密封, 金屬軟管一旦失效出現泄漏后, 如果采用帶壓堵漏的方法一般不能解決泄漏間題或解決效果不佳, 就只能停
工進行更換, 對生產企業造成的影響非常大。
2 泄漏原因分析
金屬軟管發生泄漏往往是因為管內金屬波紋管發生了損壞, 原有的密封結構發生改變而造成的。大致原因可以分為機械損壞、焊縫開裂、腐蝕泄漏和爆破失效等四類。
2 . 1 機械損壞
在金屬軟管的制作過程中, 由于波紋管在成型過程中易發生小型的破裂現象, 特別在后期的安裝過程中, 如果出現非正常手段, 很容易使波紋管存在的小缺陷擴大, 影響金屬軟管的正常使用。同時, 在軟管的服役期內, 如果
出現振動幅度過大, 會導致軟管的服役壽命大大縮小。
2 . 2 焊縫開裂
在兩端金屬管的接頭處一般采用焊接的方式, 波紋管與接頭以及網套的連接也一般采用焊接的方式。在焊接過程中, 若焊接質量不合格將會直接導致軟管出現焊接裂縫。金屬軟管中使用的金屬材質大多為材質較軟的金屬, 在焊接過程中若處理不當, 極易出現焊接不實、產生氣孔、焊接不牢等基本缺陷, 使金屬軟管的質量大受影響, 甚至受到致命的損壞。
2 . 3 腐蝕泄漏
不同的金屬材質其抗腐蝕性能也不盡相同,金屬的抗腐蝕性能主要是由金屬中的含碳比重所決定的。而且, 在金屬軟管的制作過程中,為了去除管內的氧化層, 一般會采用酸洗的工序。但是在酸洗工序中, 酸洗時的溫度過高或
過低都會引起金屬表面材質的變質。此外, 管道內的腐蝕介質同樣可以造成金屬軟管發生穿孔泄漏。
2 . 4 爆破失效
在金屬軟管的制作工藝中, 若未接照設計要求進行制作或者設計有誤, 會使金屬軟管的實際性能不能達到設計值, 而實際使用過程中金屬軟管會經常出現超溫和超壓的情況, 以致發生波紋管爆破現象, 最終軟管失效泄漏。
3 處理方法
金屬軟管的帶壓堵漏原理是在軟管表面形成一個新的密封結構, 通過新密封結構阻止管內介質向外泄漏擴散, 從而達到消除泄漏的目的。帶壓堵漏的處理方式可分為以下三種: 捆扎堵漏、碳纖維修復補強十捆扎的混合堵漏和碳纖維修復補強+ 夾具注膠的混合堵漏。
3 . 1 捆扎堵漏
對于長度≦5 0 0 mm 、管內介質壓力≦1M P a 且管徑不超過DN8 0 的金屬軟管泄漏,可以直接采用捆扎堵漏的方式來處理。先從金屬軟管一頭開始, 先用生膠帶纏繞軟管外側兩層, 再采用專業堵漏捆扎帶逐段逐層對軟管進行纏緊, 直到最終消除泄漏.
3 . 2碳纖維修復補強+ 捆扎混合堵漏
但對于長度大于5 0 0 mm、管內介質壓力低于1 M P a 且管徑不超過DN8 0 的金屬軟管的泄漏, 捆扎止漏耗材耗時, 必須采用多種堵漏方式共同作用消除泄漏, 如采用碳纖維修復補強與捆扎堵漏并用的方式。
為徹底消除泄漏, 清除安全隱患, 具體的施工可分為三個階段進行：
第一階段：金屬軟管中間段直接采用碳纖維復合材料進行修復補強, 兩端備預留3 0 ~5 0 m m 長部位不補強;
第二階段：待碳纖維復合材料徹底固化變硬后, 采用捆扎的方式對兩端預留段進行止漏處理;
第三階段: 捆扎止漏處理結束, 并確定泄漏已被消除后, 再次采用碳纖維修復補強的方式對捆扎部位進行修復補強處理。
3 . 3碳纖維修復補強+夾具注膠混合堵漏
但對于長度超過5 0 0 m m , 管內介質壓力高于1  M P a , 或管徑超過D N8 0 的金屬軟管的泄漏, 采用捆扎止漏成功率非常低, 需要通過技術改進, 采用其他承壓更高的堵漏方式。此時我們可以通過碳纖維修復補強與夾具注膠堵漏并用的方式進行處理, 處理方式與碳纖維修復補強+ 捆扎混合堵漏方式類似, 就是在設計堵漏夾具的時候需要另設計一個補強套, 將密封膠與金屬軟管相隔離, 避免夾具注膠時密封膠直接作用在金屬軟管的網套上, 導致波紋管受力過大破損加劇。補強夾具如圖1 所示。
 

↑圖1 補強夾具
 

4 應用
2 0 1 9 年4 月底, 中化泉州石化重整增壓機K 2 0 2 進油軟管穿孔漏油, 軟管直徑為DN4 0 ,長度為1 m , 介質壓力為0 . 9 M P a , 溫度為4 0 ℃,該機組為生產裝置核心設備, 常規的處理方案無法消除泄漏, 面臨裝置需要停工更換軟管,這對公司產能效益造成巨大影響。
為避免裝置停工, 我們在接到業主委托后,根據軟管泄漏情況和現場實際條件制定了具體的施工方案: 采用引流十捆扎堵漏+ 碳纖維修復補強的方式對泄漏金屬軟管進行分階段堵漏處理。
第一階段：引流處理。采用膠帶對泄漏軟管進行逐層捆扎, 將泄漏介質從泄漏點引至一端, 同時, 確保金屬軟管除底部有漏油外, 再無其他部位漏油。
第二階段: 碳纖維修復。采用碳纖維復合材料纏繞的方式, 將軟管無漏油段進行增強處理, 使軟管變成一條硬度和強度都較高的硬管。
第三階段：止漏施工。待碳纖維材料固化變硬之后, 采用捆扎止漏的方式將底端泄漏徹底消除。
第四階段: 碳纖維補強。確定泄漏已被徹底消除后, 繼續用碳纖維復合材料對捆扎段進行補強, 待膠體固化后即可完工。
整個搶修施工耗時3 6 h , 該金屬軟管的泄漏被成功封堵住( 見圖2 和圖3 ) , 安全隱患得到了消除, 保障了生產裝置設備的安全穩定運行。
 

↑圖2 施工前

↑圖3 施工后

結束語
該起成功堵漏的案例, 不僅為管道帶壓堵漏提供了新的處理方式, 驗證了碳纖維復合材料在金屬軟管泄漏中的良好應用能力, 同時,進一步證明了碳纖維補強技術可為缺陷管道的修復提供很好的技術支持, 為生產裝置長周期運行提供有力的技術保障。
 

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蔣良君 閱后提示：
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