一种新型带压堵漏技术

赵捷

(河南工业和信息化职业学院，河南 焦作 454003)

在现代工业时代，尤其是化工行业中压力管道和压力容器的泄漏问题越来越突出，危害越来越严重，在给社会造成了巨大的能源浪费的同时，也给企业增加了运营成本，并时时危害周围的环境。据以往数据统计，化工行业发生的事故中，泄漏事故占比达到55%，炼油行业发生的事故中，泄漏事故占比达到68%，如果不能及时停产处理将会对能源造成极大浪费，但是对于化工、冶炼行业来说每一次停产、启动都将会带来极大的经济损失。正因为考虑到停车或停产状态下施工恢复管道或容器的正常性能会给企业带来较大的经济损失，近代人们一直在探索寻求一些方法既能恢复管道或容器的性能，又不用停产造成经济损失。所以带压堵漏技术近代得到了迅速的发展。

不停车帯压堵漏技术1922年起源于美国(克莱弗曼) ，1929年英国福斯哲取得技术使用权成立了弗曼奈特公司，60～70年代逐渐发展并扩大应用范围 。它是一种先进的设备管道快速维修技术，在大中型连续性生产企业，它可在带温带压不动火条件下对运行中的设备、管道、阀门、法兰、三通、弯头等泄漏部位进行现场堵漏。国内80年代初立项开发, 经过几十年的发展演化目前已经达到国际先进水平，不论管线、阀门、法兰、热交换器等设备的泄漏，带压堵漏都可以应付自如从-100～800℃ 的泄漏介质如蒸汽，油，水到氢碳化合物等 300 多种泄漏介质都可以解决。不停车带压堵漏适用范围日益扩大，带压堵漏使用在连续性生产行业，包括：石油、石化、冶炼、化工、化肥、电力、热电、制药、橡胶、冶金、供水、油品、燃气、医药等各种流程装置泄漏的封堵。适用于液体、蒸汽、气体、汽液混合物、粉末、颗粒状等介质。适用温度:一般在零下180～800℃。适用压力: 0.1～35 MPa、作业过程可保持工况不变，不影响生产正常进行。简便快捷，泄漏部位不需要做任何处理，施工过程简便。保护原密封结构不进一步受损坏，新建立的结构易于拆卸。安全可靠，对设备缺陷部位予以增强保护，不产生新的附加压力。经济效益、社会效益显著，节省维修费用，避免易燃、易爆、有毒有害介质泄漏，引发恶性事故和对环境造成的污染。带温带压堵漏技术随着国家对安全、环境保护的高度重视，带温带压堵漏越来越被广大企业采用，避免了许多因泄漏停车而给企业造成的巨大损失。

带压堵漏技术是在一定的温度下，将密封注剂注射到夹具与泄露部位表面所形成的空隙中迅速解决泄露问题的一种工程技术。带压堵漏技术在整体上属于一种再密封技术，在施工过程中具有明显的经济性与可操作性[1]。

1 密封夹具设计

在目前国家对安全、环境高度重视前提下有些企业带压堵漏实施的不很成功，甚至同一问题点多次重复实施堵漏但是结果不能满足生产需求。经过现场多次尝试及总结堵漏不成功的主要原因是夹具的设计结构不够合理，密封夹具是带压密封技术操作不可或缺的一部分，其加装于泄露缺陷外部或者是泄露区域外表面，重新形成密封空腔[2]。

1.1 夹具材质的选择

夹具材料是保证密封稳定的一个重要因素，在设计过程中应该综合考虑泄漏情况、堵塞环境，泄露介质和泄露温度、压力等多种条件。

一般情况下可以选择工程用普通的碳素结构钢，比如Q235、Q345，这类材料有较好的塑性、一定的强度，满足工程对焊接性和韧性的要求。如果涉及到高温高压介质泄露，可以考虑专用优质非合金钢，比如22MG、16MG等，其力学性能与化学成分更加均匀，对力学性能有更高要求的选用合金钢材料。

以某轮胎制造企业为例，在其制造过程中轮胎硫化是决定产品质量的关键工序，其硫化过程中所需蒸汽、过热水等高温带压介质，其主管道一旦泄漏需要整个厂房甚至整个公司停产修复。某轮胎制造企业硫化罐生产厂房Φ133×6碳素无缝钢管（1.0 MPa蒸汽介质）法兰处泄漏，泄漏处为该厂房主管道一次阀门法兰，需要整个公司的蒸汽介质全部停止供应、排空，才能进行处理。针对该种情况为了减少能源损失，需要实施带压带温堵漏，由于管道性能及介质的特殊性，带压堵漏材料的选择尤为重要。经过现场调研建议选用优质非合金钢22MG。

1.2 夹具结构

设计密封夹具通常需要考虑的四个因素是：夹具强度、夹具刚度、温度因素，压力因素。夹具结构设计应遵循如下设计原则：

（1）夹具体应具备一定的强度和刚度；

（2）泄露部位和夹具体之间确保密封空腔的封闭性；

（3）夹具体应采用分体装置，便于安装施工；

（4）密封夹具上应合理设置内螺纹注剂孔，其数量和位置确保密封剂能充填整个密封腔而不溢出。

继续某轮胎制造企业硫化罐生产厂房Φ133×6碳素无缝钢管（1.0 MPa蒸汽介质）法兰处泄漏的例子。材料选择好以后下一步就是结构设计，该泄漏故障中的泄漏点在管道与法兰的连接焊缝处，该泄漏点部位比较特殊，且介质温度较高（180℃），人员工作空间狭小，带压封堵的夹具结构要求比较特别，对泄漏点法兰位置进行现场测量尺寸，制作分体式夹具，并选择合适位置预留注剂孔，保证施工过程的便捷性。

1.3 管道泄露部位与应对方法

管道泄露通常发生在管道的连接区域、流体的变向部位以及管道焊接位置。因此泄露的典型部位是连接法兰处，而管道的施工焊接误差也对法兰堵漏造成了一定的困难，降低了堵漏效果，针对此种情况焦作市鸣雷科技有限公司发明了弯头球面密封。如图1弯头球面夹具实物所示，通过球面自我调整，解决了焊接不正，无法测量角度的问题，可以达到密封效果。图2所示在实际施工中，需要堵漏的管道经常会出现非直角现象，而具体的倾斜角度又无法测量，造成堵漏无效，弯头球面密封的弯头夹具球头能够360°旋转，通过自动调整达到与堵漏管道无限贴合增强了密封有效性。

图1 弯头球面夹具实物

图2 弯头球面密封示意图

仍然以某轮胎制造企业硫化罐生产厂房Φ133×6碳素无缝钢管（1.0 MPa蒸汽介质）法兰处泄漏为例子。夹具材料、结构设计完成，具体实施亦尤为重要，首先做好人员防护，其次夹具在安装过程中注意杂物清理、夹具对中，螺栓紧固均匀，再次填注填充剂剂量和压力控制。

2 带压堵漏的意义

通过上述某轮胎制造企业硫化罐生产厂房Φ133×6碳素无缝钢管（1.0 MPa蒸汽介质）法兰处泄漏的例子。我们更加深入的了解带压堵漏对安全、环境保护、企业经济效益等起到关键的影响。

带压堵漏是在工作环境比较恶劣的情况下实施的，高温高压会对人体造成伤害，如果介质有毒或有害则可能会影响实施人员的健康，如果介质易燃易爆有可能造成事故的扩大。所以带压堵漏要始终保持安全第一的原则。

不停车带压堵漏尽可能减少了设备停产或者爆炸等危险结果。带压堵漏由于不需要停止生产从而解决的问题能减少企业的损失费用是堵漏费用的百倍、千倍甚至万倍。带压堵漏技术的应用，快速消除了企业及公共事业的设备、管道、阀门、法兰、弯头、三通等泄漏问题，提高了生产效率，解决了能源的浪费和污染物的外泄，大量的节约了能源消耗和增加了设备的安全性能。

带压堵漏的作业过程可保持在工况不变，不影响生产正常进行的情况下实施。简便快捷，泄漏部位不需要做任何处理，施工过程简便，保护原密封结构不进一步受损坏，新建立的结构易于拆卸。安全可靠，对设备缺陷部位予以增强保护，不产生新的附加压力。

3 结束语

随着经济的快速发展及国家对能源、环境等的要求逐步提升和严格，带压堵漏将会迎来更大的发展。带压堵漏不但能够有效的保障设备泄漏时企业的生产效率，同时能够阻止对环境的污染、降低能源的消耗。