CN108087638B - 一种承插式接口的密封方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及管道接口密封领域,尤其是一种承插式接口的密封方法,通过对石棉绳、KPI粉混入钾水玻璃,然后分别交替填塞承插式接口的环形缝隙,用40%的硫酸酸洗外部胶泥表面,可防止承插式管道在输送浓硫酸时被腐蚀,同时可以减少密封材料因装置系统自身的振动而产生的裂纹,降低环保事故的风险,节省管道维护费用。

Description

一种承插式接口的密封方法
技术领域
本发明涉及管道接口密封技术领域,尤其是一种承插式接口的密封方法。
背景技术
钾水玻璃,其主要组成为硅酸钾(K2O·nSiO2),为无色透明的粘稠液体。钾水玻璃分子式中的n称为水玻璃的模数,n值越大,水玻璃的粘性和强度越高;n值越小,水玻璃的粘性和强度越低。因其具有耐酸、耐热、耐磨等优点,被广泛用于防腐、铸造、油田、钻井和各种高档涂料中。
承插式管道,其两端分别制成为承口与插口,承口端口径局部放大,内径比插口端的外径大,连接管道时,将插口端插入承口端内,两口之间的环形空隙用接口材料填实。根据所使用的接口材料不同,可分为刚性承插连接与柔性承插连接。刚性承插连接在插口与承口对位后,先用嵌缝材料填塞,然后用密封材料密封,使之成为一个牢固的封闭整体。柔性承插连接在管道承口端的止封口上放入富有弹性的橡胶圈,然后施力将插口端插入,形成一个能适应一定范围内位移和振动的封闭管。
目前的硫酸制取工艺中,需要将干燥吸收塔内的浓硫酸回流至循环槽,所使用的承插式管道因其接口处存在缝隙,在输送98%的浓硫酸时,酸雾和浓硫酸进入接口缝隙,腐蚀管道接口,造成泄露,引发环保事故。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题,本发明提供了一种承插式接口的密封方法。
具体是通过以下技术方案得以实现的:
一种承插式接口的密封方法,包括以下步骤:
(1)将承插式管道的插口端插入承口端,并在密封期间保持两端端口处于轴向外力作用的挤压下。
(2)将KPI胶泥A填塞至插口端插入承口端形成的环形缝隙。
(3)将石棉绳浸泡在钾水玻璃液体中24h,然后填塞在环形缝隙,再用KPI胶泥B填塞。
(4)重复步骤(3)两次。
(5)在步骤(4)的第二次填塞中,最后的KPI胶泥B需要等待胶泥固化,然后用硫酸酸洗三次。
所述的钾水玻璃液体,其密度为1.42g/ml,二氧化硅占27.85%,模数为2.83。
所述的KPI胶泥A、B填塞,重复填塞间隔时间为6-10h。
所述的石棉绳填塞,每次填塞占环形缝隙体积的20%-25%,重复填塞间隔时间为6-8h。
所述的胶泥固化,时间为48h。
所述的硫酸酸洗,硫酸质量浓度为40%,酸洗间隔时间为8h。
所述的KPI胶泥A,是KPI粉与钾水玻璃液体按照1.6-1.8:1的质量比混合,并于混合后40min内使用。
所述的KPI胶泥B,是KPI粉与钾水玻璃液体按照2.2-2.4:1的质量比混合,并于混合后40min内使用。
根据上述内容制作的承插式管道,用于输送质量浓度为95-98%的浓硫酸。
因水会影响钾水玻璃的防腐蚀性,以水为管道内的介质时,时间不大于24小时。
与现有技术相比,本发明的承插式接口的密封方法,具有输送浓硫酸时防止承插式管道接口与设备钢件被腐蚀的效果,同时减少密封材料因为装置系统自身的振动而产生的裂纹,降低了因管道泄漏而引起环保事故的概率,减少了管道腐蚀的维护费用。
具体实施方式
下面结合具体的实施例来对本发明的技术方案做进一步的限定,但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
一种承插式接口的密封方法,包括以下步骤:
(1)将承插式管道的插口端插入承口端,并在密封期间保持两端端口处于轴向外力作用的挤压下。
(2)将石棉绳填塞至插口端插入承口端形成的环形缝隙。
(3)将KPI胶泥B填塞剩余的环形缝隙,等待胶泥固化,然后用硫酸酸洗三次。
所述的石棉绳填塞,占环形缝隙体积的60%。
所述的胶泥固化,时间为48h。
所述的硫酸酸洗,硫酸质量浓度为40%,酸洗间隔时间为8h。
所述的KPI胶泥B,是KPI粉与钾水玻璃液体按照2.2:1的质量比混合,并于混合后40min内使用完。
所述的钾水玻璃液体,其密度为1.42g/ml,二氧化硅占27.85%,模数为2.83。
实施例2
一种承插式接口的密封方法,包括以下步骤:
(1)将承插式管道的插口端插入承口端,并在密封期间保持两端端口处于轴向外力作用的挤压下。
(2)将石棉绳浸泡在钾水玻璃液体中24h,然后填塞至插口端插入承口端形成的环形缝隙。
(3)将KPI胶泥B填塞剩余的环形缝隙,等待胶泥固化,然后用硫酸酸洗三次。
所述的钾水玻璃液体,其密度为1.42g/ml,二氧化硅占27.85%,模数为2.83。
所述的石棉绳填塞,占环形缝隙体积的60%。
所述的胶泥固化,时间为48h。
所述的硫酸酸洗,硫酸质量浓度为40%,酸洗间隔时间为8h。
所述的KPI胶泥B,是KPI粉与钾水玻璃液体按照2.2:1的质量比混合,并于混合后40min内使用。
实施例3
一种承插式接口的密封方法,包括以下步骤:
(1)将承插式管道的插口端插入承口端,并在密封期间保持两端端口处于轴向外力作用的挤压下。
(2)将KPI胶泥A填塞至插口端插入承口端形成的环形缝隙。
(3)将石棉绳填塞在环形缝隙,再用KPI胶泥B填塞。
(4)重复步骤(3)两次。
(5)在步骤(4)的第二次填塞中,最后的KPI胶泥B需要等待胶泥固化,然后用硫酸酸洗三次。
所述的KPI胶泥A、B填塞,重复填塞间隔时间为6h。
所述的石棉绳填塞,每次填塞占环形缝隙体积的20%,重复填塞间隔时间为6h。
所述的胶泥固化,时间为48h。
所述的硫酸酸洗,硫酸质量浓度为40%,酸洗间隔时间为8h。
所述的KPI胶泥A,是KPI粉与钾水玻璃液体按照1.6:1的质量比混合,并于混合后40min内使用。
所述的KPI胶泥B,是KPI粉与钾水玻璃液体按照2.2:1的质量比混合,并于混合后40min内使用。
实施例4
一种承插式接口的密封方法,包括以下步骤:
(1)将承插式管道的插口端插入承口端,并在密封期间保持两端端口处于轴向外力作用的挤压下。
(2)将石棉绳浸泡在钾水玻璃液体中24h,然后填塞在插口端插入承口端形成的环形缝隙,再用KPI胶泥B填塞。
(3)重复步骤(3)两次。
(4)在步骤(4)的第二次填塞中,最后的KPI胶泥B需要等待胶泥固化,然后用硫酸酸洗三次。
所述的钾水玻璃液体,其密度为1.42g/ml,二氧化硅占27.85%,模数为2.83。
所述的KPI胶泥B填塞,重复填塞间隔时间为6h。
所述的石棉绳填塞,每次填塞占环形缝隙体积的20%,重复填塞间隔时间为6h。
所述的胶泥固化,时间为48h。
所述的硫酸酸洗,硫酸质量浓度为40%,酸洗间隔时间为8h。
所述的KPI胶泥B,是KPI粉与钾水玻璃液体按照2.2:1的质量比混合,并于混合后40min内使用。
实施例5
一种承插式接口的密封方法,包括以下步骤:
(1)将承插式管道的插口端插入承口端,并在密封期间保持两端端口处于轴向外力作用的挤压下。
(2)将KPI胶泥B填塞至插口端插入承口端形成的环形缝隙。
(3)将石棉绳浸泡在钾水玻璃液体中24h,然后填塞在环形缝隙,再用KPI胶泥B填塞。
(4)重复步骤(3)两次。
(5)在步骤(4)的第二次填塞中,最后的KPI胶泥B需要等待胶泥固化,然后用硫酸酸洗三次。
所述的钾水玻璃液体,其密度为1.42g/ml,二氧化硅占27.85%,模数为2.83。
所述的KPI胶泥B填塞,重复填塞间隔时间为6h。
所述的石棉绳填塞,每次填塞占环形缝隙体积的20%,重复填塞间隔时间为6h。
所述的胶泥固化,时间为48h。
所述的硫酸酸洗,硫酸质量浓度为40%,酸洗间隔时间为8h。
所述的KPI胶泥B,是KPI粉与钾水玻璃液体按照2.2:1的质量比混合,并于混合后40min内使用。
实施例6
一种承插式接口的密封方法,包括以下步骤:
(1)将承插式管道的插口端插入承口端,并在密封期间保持两端端口处于轴向外力作用的挤压下。
(2)将KPI胶泥A填塞至插口端插入承口端形成的环形缝隙。
(3)将石棉绳浸泡在钾水玻璃液体中24h,然后填塞在环形缝隙,再用KPI胶泥B填塞。
(4)重复步骤(3)两次。
(5)在步骤(4)的第二次填塞中,最后的KPI胶泥B需要等待胶泥固化,然后用硫酸酸洗三次。
所述的钾水玻璃液体,其密度为1.42g/ml,二氧化硅占27.85%,模数为2.83。
所述的KPI胶泥A、B填塞,重复填塞间隔时间为6h。
所述的石棉绳填塞,每次填塞占环形缝隙体积的20%,重复填塞间隔时间为6h。
所述的胶泥固化,时间为48h。
所述的硫酸酸洗,硫酸质量浓度为40%,酸洗间隔时间为8h。
所述的KPI胶泥A,是KPI粉与钾水玻璃液体按照1.6:1的质量比混合,并于混合后40min内使用。
所述的KPI胶泥B,是KPI粉与钾水玻璃液体按照2.2:1的质量比混合,并于混合后40min内使用。
实施例7
一种承插式接口的密封方法,包括以下步骤:
(1)将承插式管道的插口端插入承口端,并在密封期间保持两端端口处于轴向外力作用的挤压下。
(2)将KPI胶泥A填塞至插口端插入承口端形成的环形缝隙。
(3)将石棉绳浸泡在钾水玻璃液体中24h,然后填塞在环形缝隙,再用KPI胶泥B填塞。
(4)重复步骤(3)两次。
(5)在步骤(4)的第二次填塞中,最后的KPI胶泥B需要等待胶泥固化,然后用硫酸酸洗三次。
所述的钾水玻璃液体,其密度为1.44g/ml,二氧化硅占28.25%,模数为2.73。
所述的KPI胶泥A、B填塞,重复填塞间隔时间为8-10h。
所述的石棉绳填塞,每次填塞占环形缝隙体积的23%,重复填塞间隔时间为7h。
所述的胶泥固化,时间为48h。
所述的硫酸酸洗,硫酸质量浓度为40%,酸洗间隔时间为8h。
所述的KPI胶泥A,是KPI粉与钾水玻璃液体按照1.7:1的质量比混合,并于混合后40min内使用。
所述的KPI胶泥B,是KPI粉与钾水玻璃液体按照2.3:1的质量比混合,并于混合后40min内使用。
实施例8
一种承插式接口的密封方法,包括以下步骤:
(1)将承插式管道的插口端插入承口端,并在密封期间保持两端端口处于轴向外力作用的挤压下。
(2)将KPI胶泥A填塞至插口端插入承口端形成的环形缝隙。
(3)将石棉绳浸泡在钾水玻璃液体中24h,然后填塞在环形缝隙,再用KPI胶泥B填塞。
(4)重复步骤(3)两次。
(5)在步骤(4)的第二次填塞中,最后的KPI胶泥B需要等待胶泥固化,然后用硫酸酸洗三次。
所述的钾水玻璃液体,其密度为1.46g/ml,二氧化硅占28.75%,模数为2.87。
所述的KPI胶泥A、B填塞,重复填塞间隔时间为10h。
所述的石棉绳填塞,每次填塞占环形缝隙体积的25%,重复填塞间隔时间为8h。
所述的胶泥固化,时间为48h。
所述的硫酸酸洗,硫酸质量浓度为40%,酸洗间隔时间为8h。
所述的KPI胶泥A,是KPI粉与钾水玻璃液体按照1.8:1的质量比混合,并于混合后40min内使用。
所述的KPI胶泥B,是KPI粉与钾水玻璃液体按照2.4:1的质量比混合,并于混合后40min内使用。
实验1
对实施例6中的材料进行防腐蚀测试。
实验内容:
实验组为5个组,记录每组铁片的质量,然后用实施例6中的材料覆盖铁片,将覆盖后的铁片放置于盛有1L98%浓硫酸的烧杯里,搅拌桨转速为20r/min,温度为90±0.5℃。一个小时后,取出铁片,经冲洗、除去覆盖材料、再冲洗、干燥后,记录铁片的质量。
第1组为空白组,第2组为石棉绳,第3组为与钾水玻璃混合的石棉绳,第4组为KPI胶泥A,第5组为KPI胶泥B。第2-5组材料与实施例6一致,3、4、5组的材料处理方式与实施例6一致。
实验结果见表1。
表1
Figure BDA0001492954370000101
从上表可以看出,第2组单纯使用石棉绳包裹,并不能防止铁片被腐蚀。第3-5组,均能有效地防止浓硫酸对铁片的腐蚀。
实验2
对承插式管道的密封接口进行高强度模拟实验。
实验内容:
依据实施例1-6承插式接口的密封方法,制备四组含一个接口的承插式管道,依次对应为A、B、C、D、E、F四组。制备好的承插式管道,一端连接一台罗茨风机出风口,管道平行地面用固定物固定,另一端接大气排空,高强度模拟装置系统自身的振动。其中,罗茨风机参数为进口风量1.86m3/min、转速1840rpm、压力29.4KPa。鼓风时间为一小时,统计KPI胶泥B固化后外部密封胶泥的表面裂纹数。裂纹长度小于1cm为细微裂纹,长度在1-3cm之间为小裂纹,长度大于3cm为大裂纹。实验结果见表2。
表2
Figure BDA0001492954370000111
从上表可以看出,F组的裂纹总数最少,且各类裂纹中的裂纹数也最少。因此,可以得出:以KPI胶泥A衬底填塞,浸泡钾水玻璃的石棉绳与KPI胶泥B交替填塞承插式接口的环形缝隙,这种填塞方式可以使承插式管道接口具有减缓振动的效果,减少因振动产生的裂纹。
实验3
对带有密封接口的承插式管道内部进行水浸泡试验。
实验内容
实验组分为3组,根据实施例6-8,分别制作三个只含一处密封接口的两段结构的承插式管道。以轴向垂直吊离地面,以接口处为承口端的一段在上方,以接口处为插口端的一段在下方。下方段管道的承口端用盲板封死,并用防水密封材料密封,且盲板的最低端距地面仅为5cm。然后从上方段管道插口端处加入工艺水,加水量以水面到达上方段管道的二分之一处为标准。加水完毕后,开始计时;当盲板的最低端与地面接触时,以此判断发明内容的密封结构被破坏,停止计时。实验结果见表3。
表3
Figure BDA0001492954370000121

Claims (4)

1.一种承插式接口的密封方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将承插式管道的插口端插入承口端,并在密封期间保持两端端口处于轴向外力作用的挤压下;
(2)将KPI胶泥A填塞至插口端插入承口端形成的环形缝隙;
(3)将石棉绳浸泡在钾水玻璃液体中24h,然后填塞在环形缝隙,再用KPI胶泥B填塞;
(4)重复步骤(3)两次;
(5)在步骤(4)的第二次填塞中,最后的KPI胶泥B需要等待胶泥固化,然后用硫酸酸洗三次;
所述的KPI胶泥A,是KPI粉与钾水玻璃液体按照1.6-1.8:1的质量比混合,并于混合后40min内使用;
所述的KPI胶泥B,是KPI粉与钾水玻璃液体按照2.2-2.4:1的质量比混合,并于混合后40min内使用;
所述的钾水玻璃液体,其密度为1.42g/ml,二氧化硅占27.85%,模数为2.83;
所述的KPI胶泥A、B填塞,重复填塞间隔时间为6-10h;
所述的石棉绳填塞,每次填塞占环形缝隙体积的20%-25%,重复填塞间隔时间为6-8h。
2.如权利要求1所述的承插式接口的密封方法,其特征在于,所述的胶泥固化,时间为48h。
3.如权利要求1所述的承插式接口的密封方法,其特征在于,所述的硫酸酸洗,硫酸质量浓度为40%,酸洗间隔时间为8h。
4.如权利要求1-3任一项所述的承插式接口的密封方法,其特征在于,按密封方法制备的承插式接口管道是用于输送质量浓度为95-98%的浓硫酸或者输送水,并且输送水时,其密封处与水接触时间小于24h。
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