一種新型帶壓堵漏技術(shù)

趙捷

(河南工業(yè)和信息化職業(yè)學(xué)院，河南 焦作 454003)

在現(xiàn)代工業(yè)時(shí)代，尤其是化工行業(yè)中壓力管道和壓力容器的泄漏問(wèn)題越來(lái)越突出，危害越來(lái)越嚴(yán)重，在給社會(huì)造成了巨大的能源浪費(fèi)的同時(shí)，也給企業(yè)增加了運(yùn)營(yíng)成本，并時(shí)時(shí)危害周?chē)沫h(huán)境。據(jù)以往數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，化工行業(yè)發(fā)生的事故中，泄漏事故占比達(dá)到55%，煉油行業(yè)發(fā)生的事故中，泄漏事故占比達(dá)到68%，如果不能及時(shí)停產(chǎn)處理將會(huì)對(duì)能源造成極大浪費(fèi)，但是對(duì)于化工、冶煉行業(yè)來(lái)說(shuō)每一次停產(chǎn)、啟動(dòng)都將會(huì)帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)損失。正因?yàn)榭紤]到停車(chē)或停產(chǎn)狀態(tài)下施工恢復(fù)管道或容器的正常性能會(huì)給企業(yè)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失，近代人們一直在探索尋求一些方法既能恢復(fù)管道或容器的性能，又不用停產(chǎn)造成經(jīng)濟(jì)損失。所以帶壓堵漏技術(shù)近代得到了迅速的發(fā)展。

不停車(chē)帯壓堵漏技術(shù)1922年起源于美國(guó)(克萊弗曼) ，1929年英國(guó)福斯哲取得技術(shù)使用權(quán)成立了弗曼奈特公司，60～70年代逐漸發(fā)展并擴(kuò)大應(yīng)用范圍 。它是一種先進(jìn)的設(shè)備管道快速維修技術(shù)，在大中型連續(xù)性生產(chǎn)企業(yè)，它可在帶溫帶壓不動(dòng)火條件下對(duì)運(yùn)行中的設(shè)備、管道、閥門(mén)、法蘭、三通、彎頭等泄漏部位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)堵漏。國(guó)內(nèi)80年代初立項(xiàng)開(kāi)發(fā), 經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展演化目前已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，不論管線(xiàn)、閥門(mén)、法蘭、熱交換器等設(shè)備的泄漏，帶壓堵漏都可以應(yīng)付自如從-100～800℃ 的泄漏介質(zhì)如蒸汽，油，水到氫碳化合物等 300 多種泄漏介質(zhì)都可以解決。不停車(chē)帶壓堵漏適用范圍日益擴(kuò)大，帶壓堵漏使用在連續(xù)性生產(chǎn)行業(yè)，包括：石油、石化、冶煉、化工、化肥、電力、熱電、制藥、橡膠、冶金、供水、油品、燃?xì)狻⑨t(yī)藥等各種流程裝置泄漏的封堵。適用于液體、蒸汽、氣體、汽液混合物、粉末、顆粒狀等介質(zhì)。適用溫度:一般在零下180～800℃。適用壓力: 0.1～35 MPa、作業(yè)過(guò)程可保持工況不變，不影響生產(chǎn)正常進(jìn)行。簡(jiǎn)便快捷，泄漏部位不需要做任何處理，施工過(guò)程簡(jiǎn)便。保護(hù)原密封結(jié)構(gòu)不進(jìn)一步受損壞，新建立的結(jié)構(gòu)易于拆卸。安全可靠，對(duì)設(shè)備缺陷部位予以增強(qiáng)保護(hù)，不產(chǎn)生新的附加壓力。經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益顯著，節(jié)省維修費(fèi)用，避免易燃、易爆、有毒有害介質(zhì)泄漏，引發(fā)惡性事故和對(duì)環(huán)境造成的污染。帶溫帶壓堵漏技術(shù)隨著國(guó)家對(duì)安全、環(huán)境保護(hù)的高度重視，帶溫帶壓堵漏越來(lái)越被廣大企業(yè)采用，避免了許多因泄漏停車(chē)而給企業(yè)造成的巨大損失。

帶壓堵漏技術(shù)是在一定的溫度下，將密封注劑注射到夾具與泄露部位表面所形成的空隙中迅速解決泄露問(wèn)題的一種工程技術(shù)。帶壓堵漏技術(shù)在整體上屬于一種再密封技術(shù)，在施工過(guò)程中具有明顯的經(jīng)濟(jì)性與可操作性[1]。

1 密封夾具設(shè)計(jì)

在目前國(guó)家對(duì)安全、環(huán)境高度重視前提下有些企業(yè)帶壓堵漏實(shí)施的不很成功，甚至同一問(wèn)題點(diǎn)多次重復(fù)實(shí)施堵漏但是結(jié)果不能滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)多次嘗試及總結(jié)堵漏不成功的主要原因是夾具的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不夠合理，密封夾具是帶壓密封技術(shù)操作不可或缺的一部分，其加裝于泄露缺陷外部或者是泄露區(qū)域外表面，重新形成密封空腔[2]。

1.1 夾具材質(zhì)的選擇

夾具材料是保證密封穩(wěn)定的一個(gè)重要因素，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該綜合考慮泄漏情況、堵塞環(huán)境，泄露介質(zhì)和泄露溫度、壓力等多種條件。

一般情況下可以選擇工程用普通的碳素結(jié)構(gòu)鋼，比如Q235、Q345，這類(lèi)材料有較好的塑性、一定的強(qiáng)度，滿(mǎn)足工程對(duì)焊接性和韌性的要求。如果涉及到高溫高壓介質(zhì)泄露，可以考慮專(zhuān)用優(yōu)質(zhì)非合金鋼，比如22MG、16MG等，其力學(xué)性能與化學(xué)成分更加均勻，對(duì)力學(xué)性能有更高要求的選用合金鋼材料。

以某輪胎制造企業(yè)為例，在其制造過(guò)程中輪胎硫化是決定產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵工序，其硫化過(guò)程中所需蒸汽、過(guò)熱水等高溫帶壓介質(zhì)，其主管道一旦泄漏需要整個(gè)廠(chǎng)房甚至整個(gè)公司停產(chǎn)修復(fù)。某輪胎制造企業(yè)硫化罐生產(chǎn)廠(chǎng)房Φ133×6碳素?zé)o縫鋼管（1.0 MPa蒸汽介質(zhì)）法蘭處泄漏，泄漏處為該廠(chǎng)房主管道一次閥門(mén)法蘭，需要整個(gè)公司的蒸汽介質(zhì)全部停止供應(yīng)、排空，才能進(jìn)行處理。針對(duì)該種情況為了減少能源損失，需要實(shí)施帶壓帶溫堵漏，由于管道性能及介質(zhì)的特殊性，帶壓堵漏材料的選擇尤為重要。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研建議選用優(yōu)質(zhì)非合金鋼22MG。

1.2 夾具結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)密封夾具通常需要考慮的四個(gè)因素是：夾具強(qiáng)度、夾具剛度、溫度因素，壓力因素。夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循如下設(shè)計(jì)原則：

（1）夾具體應(yīng)具備一定的強(qiáng)度和剛度；

（2）泄露部位和夾具體之間確保密封空腔的封閉性；

（3）夾具體應(yīng)采用分體裝置，便于安裝施工；

（4）密封夾具上應(yīng)合理設(shè)置內(nèi)螺紋注劑孔，其數(shù)量和位置確保密封劑能充填整個(gè)密封腔而不溢出。

繼續(xù)某輪胎制造企業(yè)硫化罐生產(chǎn)廠(chǎng)房Φ133×6碳素?zé)o縫鋼管（1.0 MPa蒸汽介質(zhì)）法蘭處泄漏的例子。材料選擇好以后下一步就是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，該泄漏故障中的泄漏點(diǎn)在管道與法蘭的連接焊縫處，該泄漏點(diǎn)部位比較特殊，且介質(zhì)溫度較高（180℃），人員工作空間狹小，帶壓封堵的夾具結(jié)構(gòu)要求比較特別，對(duì)泄漏點(diǎn)法蘭位置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量尺寸，制作分體式夾具，并選擇合適位置預(yù)留注劑孔，保證施工過(guò)程的便捷性。

1.3 管道泄露部位與應(yīng)對(duì)方法

管道泄露通常發(fā)生在管道的連接區(qū)域、流體的變向部位以及管道焊接位置。因此泄露的典型部位是連接法蘭處，而管道的施工焊接誤差也對(duì)法蘭堵漏造成了一定的困難，降低了堵漏效果，針對(duì)此種情況焦作市鳴雷科技有限公司發(fā)明了彎頭球面密封。如圖1彎頭球面夾具實(shí)物所示，通過(guò)球面自我調(diào)整，解決了焊接不正，無(wú)法測(cè)量角度的問(wèn)題，可以達(dá)到密封效果。圖2所示在實(shí)際施工中，需要堵漏的管道經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)非直角現(xiàn)象，而具體的傾斜角度又無(wú)法測(cè)量，造成堵漏無(wú)效，彎頭球面密封的彎頭夾具球頭能夠360°旋轉(zhuǎn)，通過(guò)自動(dòng)調(diào)整達(dá)到與堵漏管道無(wú)限貼合增強(qiáng)了密封有效性。

圖1 彎頭球面夾具實(shí)物

圖2 彎頭球面密封示意圖

仍然以某輪胎制造企業(yè)硫化罐生產(chǎn)廠(chǎng)房Φ133×6碳素?zé)o縫鋼管（1.0 MPa蒸汽介質(zhì)）法蘭處泄漏為例子。夾具材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成，具體實(shí)施亦尤為重要，首先做好人員防護(hù)，其次夾具在安裝過(guò)程中注意雜物清理、夾具對(duì)中，螺栓緊固均勻，再次填注填充劑劑量和壓力控制。

2 帶壓堵漏的意義

通過(guò)上述某輪胎制造企業(yè)硫化罐生產(chǎn)廠(chǎng)房Φ133×6碳素?zé)o縫鋼管（1.0 MPa蒸汽介質(zhì)）法蘭處泄漏的例子。我們更加深入的了解帶壓堵漏對(duì)安全、環(huán)境保護(hù)、企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益等起到關(guān)鍵的影響。

帶壓堵漏是在工作環(huán)境比較惡劣的情況下實(shí)施的，高溫高壓會(huì)對(duì)人體造成傷害，如果介質(zhì)有毒或有害則可能會(huì)影響實(shí)施人員的健康，如果介質(zhì)易燃易爆有可能造成事故的擴(kuò)大。所以帶壓堵漏要始終保持安全第一的原則。

不停車(chē)帶壓堵漏盡可能減少了設(shè)備停產(chǎn)或者爆炸等危險(xiǎn)結(jié)果。帶壓堵漏由于不需要停止生產(chǎn)從而解決的問(wèn)題能減少企業(yè)的損失費(fèi)用是堵漏費(fèi)用的百倍、千倍甚至萬(wàn)倍。帶壓堵漏技術(shù)的應(yīng)用，快速消除了企業(yè)及公共事業(yè)的設(shè)備、管道、閥門(mén)、法蘭、彎頭、三通等泄漏問(wèn)題，提高了生產(chǎn)效率，解決了能源的浪費(fèi)和污染物的外泄，大量的節(jié)約了能源消耗和增加了設(shè)備的安全性能。

帶壓堵漏的作業(yè)過(guò)程可保持在工況不變，不影響生產(chǎn)正常進(jìn)行的情況下實(shí)施。簡(jiǎn)便快捷，泄漏部位不需要做任何處理，施工過(guò)程簡(jiǎn)便，保護(hù)原密封結(jié)構(gòu)不進(jìn)一步受損壞，新建立的結(jié)構(gòu)易于拆卸。安全可靠，對(duì)設(shè)備缺陷部位予以增強(qiáng)保護(hù)，不產(chǎn)生新的附加壓力。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及國(guó)家對(duì)能源、環(huán)境等的要求逐步提升和嚴(yán)格，帶壓堵漏將會(huì)迎來(lái)更大的發(fā)展。帶壓堵漏不但能夠有效的保障設(shè)備泄漏時(shí)企業(yè)的生產(chǎn)效率，同時(shí)能夠阻止對(duì)環(huán)境的污染、降低能源的消耗。