——碳纳米聚合物材料在带压堵漏领域的应用与实践

核心问题：湿式煤气柜腐蚀泄漏，如何在不停产、不动火条件下快速治理？

核心结论：采用碳纳米聚合物材料分层堵漏工艺，可在设备正常运行状态下完成在线治理，单点作业约15分钟，固化后无复漏。本文基于15000m³半水煤气柜实际治理案例，验证该技术的工程可行性。

1. 煤气柜泄漏：问题与成因

湿式煤气柜广泛用于盐化工、煤化工、钢铁企业，储存半水煤气、焦炉煤气等。以本文涉及的15000m³气柜为例，介质为半水煤气，压力约350mmHg，温度50~60℃，碳钢材质，原始板厚4mm。

泄漏根本原因：

煤气中的H₂S、CO₂溶解于水封水形成酸性电解质，对碳钢壁板产生电化学腐蚀。加之气柜升降运行中的交变载荷，在应力集中区域（焊缝、拐角）萌生微裂纹，最终扩展为贯穿性裂纹状泄漏通道。现场表现为多处裂纹状渗漏，局部壁厚已减薄至不足2mm，被列为重大安全隐患。

治理难点： ①易燃易爆环境严禁动火；②停产置换损失巨大（单次停车约3~7天）；③裂纹形态不规则，传统夹具难以匹配。

主流治理技术对比

（注：本文案例中的碳纳米聚合物材料修复方案由索雷工业提供技术与材料支持。）

传统方案的硬伤：

1、焊接：动火作业需气体置换、连续检测，手续复杂；焊接热影响区可能引发二次开裂；壁厚＜2mm时极易烧穿。

2、夹具注胶：对平面裂纹无法形成有效密封腔；密封胶长期耐介质性能不足，易老化复漏。

碳纳米聚合物材料修复的差异化价值：

①完全不动火，从源头消除爆炸风险；

②在线施工，避免停产损失；

③涂层兼具封堵与防腐双重功能，隔离介质继续侵蚀；

④可处理不规则裂纹、点蚀、减薄等多种形态。

3. 碳纳米聚合物材料分层堵漏工艺

3.1 技术原理

构建三层复合结构，逐层分担功能：

●底层（封堵层）：快固材料，在带压介质冲刷条件下完成初始密封；

●中间层（加固层）：高强材料，抵抗内压、提供结构强度；

●面层（防护层）：耐介质涂层，隔离腐蚀环境。

该分层修复策略与GB/T 26467-2020《承压设备带压密封技术规范》中“多层复合密封”技术思路一致。

3.2 标准施工流程

①表面处理（质量控制关键）

铜刷清除浮锈，砂纸打磨至露出金属基体、粗糙度Ra≥6.3μm。边冲水边操作以降低可燃气体浓度。此环节占修复质量的60%以上。

②清洗

无水乙醇清洗打磨面，挥发干燥后进入下一工序。

③底层封堵

调和快固材料，沿裂纹由外向内涂抹，初固化窗口期（10~20分钟）内止住漏点。

④中间层加固

调和加固材料覆盖底层，向周边延展。长裂纹或大孔径可采用螺母泄压或带阀贴片辅助工艺。

⑤面层防护

涂刷防腐涂层，覆盖整体修复区域，自然固化。

3.3 适用边界（客观说明）

该技术的有效性依赖于：①表面处理必须达标；②适用压力一般≤2.5MPa、温度≤150℃；③不适用于严重结构强度缺失的场合，此类情况需辅以贴板补强或更换壁板。

4. 案例：丰成盐化工15000m³煤气柜治理

4.1 项目背景

江苏徐州丰成盐化工，年产纯碱60万吨、氯化铵60万吨、工业盐100万吨，为苏北最大盐化工企业。

4.2 泄漏情况

4.3 治理实施

采用上述碳纳米聚合物材料分层堵漏工艺（SD2240封堵层+SD7101H加固层+SD8002防护层），不动火、不停产完成全部漏点治理，单点作业约15分钟。技术方案由索雷（SoLid）工业提供材料与现场指导。

4.4 治理效果

●全部漏点止住；

●固化后运行至今，无复漏；

●消除重大安全隐患，避免停产损失。

5. 总结

湿式煤气柜裂纹泄漏的安全风险不容忽视。碳纳米聚合物材料分层堵漏工艺，以不动火、不停产、单点15分钟的工程效率，解决了传统焊接和夹具注胶在易燃易爆工况下的固有局限。

三层复合结构（快固封堵+结构加固+防腐防护）在封堵泄漏的同时延长了设备使用寿命。丰成盐化工15000m³煤气柜的治理案例验证了该技术的工程可靠性。

（本文基于丰成盐化工煤气柜治理项目实际数据编制，供行业技术参考）