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)時代，尤其是化工行業(yè)中壓力管道和壓力容器的泄漏問題越來越突出，危害越來越嚴(yán)重，在給社會造成了巨大的能源浪費的同時，也給企業(yè)增加了運營成本，并時時危害周圍的環(huán)境。據(jù)以往數(shù)據(jù)統(tǒng)計，化工行業(yè)發(fā)生的事故中，泄漏事故占比達到55%，煉油行業(yè)發(fā)生的事故中，泄漏事故占比達到68%，如果不能及時停產(chǎn)處理將會對能源造成極大浪費，但是對于化工、冶煉行業(yè)來說每一次停產(chǎn)、啟動都將會帶來極大的經(jīng)濟損失。正因為考慮到停車或停產(chǎn)狀態(tài)下施工恢復(fù)管道或容器的正常性能會給企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟損失，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。

不停車帯壓堵漏技術(shù)1922年起源于美國(克萊弗曼) ，1929年英國福斯哲取得技術(shù)使用權(quán)成立了弗曼奈特公司，60～70年代逐漸發(fā)展并擴大應(yīng)用范圍 。它是一種先進的設(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火條件下對運行中的設(shè)備、管道、閥門、法蘭、三通、彎頭等泄漏部位進行現(xiàn)場堵漏。國內(nèi)80年代初立項開發(fā), 經(jīng)過幾十年的發(fā)展演化目前已經(jīng)達到國際先進水平，不論管線、閥門、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。不停車帶壓堵漏適用范圍日益擴大，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)?、醫(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)過程可保持工況不變，不影響生產(chǎn)正常進行。簡便快捷，泄漏部位不需要做任何處理，施工過程簡便。保護原密封結(jié)構(gòu)不進一步受損壞，新建立的結(jié)構(gòu)易于拆卸。安全可靠，對設(shè)備缺陷部位予以增強保護，不產(chǎn)生新的附加壓力。經(jīng)濟效益、社會效益顯著，節(jié)省維修費用，避免易燃、易爆、有毒有害介質(zhì)泄漏，引發(fā)惡性事故和對環(huán)境造成的污染。帶溫帶壓堵漏技術(shù)隨著國家對安全、環(huán)境保護的高度重視，帶溫帶壓堵漏越來越被廣大企業(yè)采用，避免了許多因泄漏停車而給企業(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)，在施工過程中具有明顯的經(jīng)濟性與可操作性[1]。

1 密封夾具設(shè)計

在目前國家對安全、環(huán)境高度重視前提下有些企業(yè)帶壓堵漏實施的不很成功，甚至同一問題點多次重復(fù)實施堵漏但是結(jié)果不能滿足生產(chǎn)需求。經(jīng)過現(xiàn)場多次嘗試及總結(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)定的一個重要因素，在設(shè)計過程中應(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，這類材料有較好的塑性、一定的強度，滿足工程對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，其硫化過程中所需蒸汽、過熱水等高溫帶壓介質(zhì)，其主管道一旦泄漏需要整個廠房甚至整個公司停產(chǎn)修復(fù)。某輪胎制造企業(yè)硫化罐生產(chǎn)廠房Φ133×6碳素?zé)o縫鋼管（1.0 MPa蒸汽介質(zhì)）法蘭處泄漏，泄漏處為該廠房主管道一次閥門法蘭，需要整個公司的蒸汽介質(zhì)全部停止供應(yīng)、排空，才能進行處理。針對該種情況為了減少能源損失，需要實施帶壓帶溫堵漏，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)過現(xiàn)場調(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)計密封夾具通常需要考慮的四個因素是：夾具強度、夾具剛度、溫度因素，壓力因素。夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)遵循如下設(shè)計原則：

（1）夾具體應(yīng)具備一定的強度和剛度；

（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，該泄漏故障中的泄漏點在管道與法蘭的連接焊縫處，該泄漏點部位比較特殊，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，對泄漏點法蘭位置進行現(xiàn)場測量尺寸，制作分體式夾具，并選擇合適位置預(yù)留注劑孔，保證施工過程的便捷性。

1.3 管道泄露部位與應(yīng)對方法

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法蘭堵漏造成了一定的困難，降低了堵漏效果，針對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彎頭球面夾具實物所示，通過球面自我調(diào)整，解決了焊接不正，無法測量角度的問題，可以達到密封效果。圖2所示在實際施工中，需要堵漏的管道經(jīng)常會出現(xiàn)非直角現(xiàn)象，而具體的傾斜角度又無法測量，造成堵漏無效，彎頭球面密封的彎頭夾具球頭能夠360°旋轉(zhuǎn)，通過自動調(diào)整達到與堵漏管道無限貼合增強了密封有效性。

圖1 彎頭球面夾具實物

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)計完成，具體實施亦尤為重要，首先做好人員防護，其次夾具在安裝過程中注意雜物清理、夾具對中，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

通過上述某輪胎制造企業(yè)硫化罐生產(chǎn)廠房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安全、環(huán)境保護、企業(yè)經(jīng)濟效益等起到關(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施的，高溫高壓會對人體造成傷害，如果介質(zhì)有毒或有害則可能會影響實施人員的健康，如果介質(zhì)易燃易爆有可能造成事故的擴大。所以帶壓堵漏要始終保持安全第一的原則。

不停車帶壓堵漏盡可能減少了設(shè)備停產(chǎn)或者爆炸等危險結(jié)果。帶壓堵漏由于不需要停止生產(chǎn)從而解決的問題能減少企業(yè)的損失費用是堵漏費用的百倍、千倍甚至萬倍。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、法蘭、彎頭、三通等泄漏問題，提高了生產(chǎn)效率，解決了能源的浪費和污染物的外泄，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)過程可保持在工況不變，不影響生產(chǎn)正常進行的情況下實施。簡便快捷，泄漏部位不需要做任何處理，施工過程簡便，保護原密封結(jié)構(gòu)不進一步受損壞，新建立的結(jié)構(gòu)易于拆卸。安全可靠，對設(shè)備缺陷部位予以增強保護，不產(chǎn)生新的附加壓力。

3 結(jié)束語

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