淺談帶壓堵漏閥門的專利技術(shù)綜述

李星

摘要：介紹了帶壓堵漏閥門的技術(shù)起源，并從專利文獻方面展開分析了帶壓堵漏閥門的方法及其發(fā)展、國內(nèi)外的專利申請的主要國家和申請人。

關(guān)鍵詞：帶壓堵漏閥門

由于焊接缺陷、介質(zhì)腐蝕等各種原因，管道焊口、法蘭甚至管道本體，容易發(fā)生滲漏和泄漏。但是部分管道不能停產(chǎn)，或是有些管道置換難度大，這就需要涉及帶壓堵漏閥門技術(shù)，最大限度的減少停產(chǎn)，減少財產(chǎn)損失，保護環(huán)境[1]。

1 帶壓堵漏閥門技術(shù)起源

帶壓堵漏閥門（Perssure seal）也稱帶壓密封，是利用合適的密封件，徹底切斷介質(zhì)泄漏的通道；或者堵塞，或者隔離泄漏介質(zhì)通道；或者增加泄漏介質(zhì)通道中流體流動阻力，以便形成一個封閉的空間，達到阻止流體外泄的目的。

帶壓堵漏閥門技術(shù)[2]的研究始于19世紀20年代，英國費曼奈特有限公司首次提出了帶壓堵漏閥門的概念。進入20世紀70年代，在封堵介質(zhì)夾具設(shè)計密封劑的研究上取得了顯著的提高，從最初只能封堵少量的非高溫高壓介質(zhì)到現(xiàn)在能夠封堵300多種介質(zhì)，溫度從-195～900℃，壓力從真空～60MPa，堵漏夾具多樣化，各種密封劑能承受越來越多的泄漏介質(zhì)和苛刻條件。

國內(nèi)研究應(yīng)用帶壓堵漏閥門技術(shù)較晚，以前經(jīng)常采取補焊、打木樁、打卡子、停車檢修等方法處理泄漏。隨后于上世紀80年代開始研發(fā)這項技術(shù)，蘭化研究院于1986年受國家經(jīng)委和中石化總公司委托，成功研發(fā)了這項技術(shù)。

2 帶壓堵漏閥門的發(fā)展

隨著技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了多種形式的帶壓堵漏閥門，且各有優(yōu)異。帶壓堵漏閥門方法主要可以分為：機械堵漏法，塞孔堵漏法，焊補堵漏法，粘補堵漏法，注劑密封法。

2.1機械堵漏法

機械堵漏法是較為常見的一種堵漏方式，機械堵漏法的專利申請主要圍繞機械緊固方式展開。申請?zhí)枮?00720097226.3[3]，發(fā)明名稱為管道U型堵漏卡的專利文獻就提供了一種簡單易操作的堵漏裝置?；⌒武摪鍍?nèi)鑲嵌有堵漏用橡膠板5，U型連接臂2與鋼板1扣合成環(huán)形連接件，只需將橡膠板5對準泄漏點，通過螺母10固定弧形鋼板和U型圓鋼卡即可達到堵漏的目的。這種形式的堵漏裝置操作方便、結(jié)構(gòu)簡單，一般適用于中小型的管道，如給排水管道。

對于大型的、尤其是油氣管道，一般會采取更加復(fù)雜的緊固裝置，例如申請?zhí)枮?01310534034.4[4]，發(fā)明名稱為油氣輸送管道帶壓堵漏閥門裝置的專利文獻提供了另一種機械堵漏的方式。緊固鏈是常見的大型油氣管道中實用的緊固方式。

2.2 注劑密封法

注劑密封法也稱在線堵漏技術(shù)，主要由英國弗曼耐特公司最先發(fā)明。這種方法不僅適用于直管、彎管，還適用于管道之間的連接件的堵漏密封，如法蘭、管接頭、閘閥等。

注劑密封法由夾具、密封劑、專用注劑工具和操作方法4部分內(nèi)容組成。其中，密封劑和夾具是這項技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，專利文獻主要也是針對這兩部分進行改進。夾具是加裝在泄漏缺陷的外部與泄漏部位的部分外表面共同組成新的密封空腔的金屬構(gòu)件。在帶壓堵漏閥門中，許多都是圍繞著夾具進行改進的。夾具分為法蘭夾具、直管夾具、彎頭夾具、三通夾具等。下面例舉法蘭夾具對注劑密封法進行介紹。公開號為FR2544838A1[5]，申請人為弗曼耐特的專利文獻提供一種典型的法蘭堵漏的注劑密封方法。在用法蘭進行管道連接時，在兩片法蘭之間都設(shè)有起密封作用的墊片，這些墊片時間一長便會出現(xiàn)老化現(xiàn)象。此專利文獻公開了用夾具40夾緊兩法蘭34，將密封劑通過注嘴28注入導(dǎo)法蘭34之間，從而達到法蘭間的密封。

除了對夾具進行改進，對密封劑進行改進也是很多專利文獻涉及的一個主要部分。如申請?zhí)枮?01010181109.1[6]，發(fā)明名稱為一種高溫帶壓堵漏閥門用密封劑的專利文獻公開了一種新型密封劑。通過選用各種材料使蓋密封劑可適合多種介質(zhì)環(huán)境，具有化學(xué)穩(wěn)定性，能耐200～800℃高溫，有良好的抗老化性能。

但是，注劑密封法也存在一些明顯的不足，譬如對于需要現(xiàn)場鉆孔攻絲的，需要涉及制造互料卡套的和施工條件困難的泄漏處，時間比較長等。

2.3 焊補堵漏法

一般的機械堵漏法和注劑密封法是直接將泄漏堵住，而對于泄漏量很大且壓力高或泄漏介質(zhì)具有危害性的泄漏，提出了焊補堵漏法。管道焊接帶壓堵漏閥門一般不直接在泄漏處進行焊接，一般都是在管道的泄漏處焊接一個補丁或是抱箍。

申請?zhí)枮?01310059224.5[8]，發(fā)明名稱為帶壓堵漏閥門器的專利文獻提供了一種焊接焊補堵漏的方法。一種帶壓堵漏閥門器，其導(dǎo)引管7其中一端密閉連通有截止閥門8，導(dǎo)引管7另一端密閉連通有焊接卡瓦5，焊接卡瓦上開有通孔，通過焊接卡瓦上的通孔先將流體從導(dǎo)引管7流出，然后旋緊緊固緊固螺栓1，直至焊接卡瓦處不在有介質(zhì)漏出，此時用電焊將焊接卡瓦密封焊接在介質(zhì)管道外，焊接完成后關(guān)閉介質(zhì)閥門將導(dǎo)引管封堵。

雖然各種堵漏方法都各有其特點和應(yīng)用的特點，但是，隨著應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜性和技術(shù)的進步，各種堵漏方法之間的交叉以及堵漏方法和其他學(xué)科之間的交叉已不可避免，如焊接堵漏技術(shù)與注劑密封技術(shù)相結(jié)合。

3 帶壓堵漏閥門專利文獻分析

管道堵漏分類號主要涉及F16L55/16及其下位組，在SIPOABS中專利申請總量為23772篇，以下數(shù)據(jù)統(tǒng)計是作者于2014年06月09日在SIPOABS數(shù)據(jù)庫中對各國申請量、申請人、申請時間、分類號分布所做的統(tǒng)計。

3.1主要國家

日本的文獻量是最大的，遠遠大于其他國家，如果需要查找相關(guān)技術(shù)，可以關(guān)注日本的分類號，此外，美、英、歐等國家的文獻量也較為豐富，這應(yīng)該與國外天然氣或石油應(yīng)用技術(shù)比較成熟有一定關(guān)系。如果涉及管道堵漏這塊內(nèi)容，要注重對外國文獻的關(guān)注與挖掘。

3.2 主要申請人

涉及到堵漏的管道主要包括一般的生活用管，如建筑用排水系統(tǒng)，而其中更大一部分是運輸油、氣等的大型管道。國內(nèi)主要的申請人為中國石油天然氣股份有限公司，安徽同發(fā)設(shè)備股份有限公司，國外的主要申請人為株式會社湘南合成樹脂制作所，殼牌，英國氣體公司，東京燃氣公司。

4 小結(jié)

不管是生活用的供水供氣管道還是大型設(shè)備中的管道線路，管路都是不可或缺的一個重要部件。為了保障生活和生產(chǎn)的安全開展，對破裂管道進行維護是一個必要而又重要的課題，如何因地制宜的使用堵漏裝置和制定堵漏方法是堵漏的重點關(guān)注對象。

參考文獻

[1]佟明鋒. 低壓管道堵漏技術(shù)總結(jié).壓力容器與管道安裝. 2011年第2期

[2]寇杰等.油氣管道腐蝕與防護.中國石化出版社.2008

[3]天津市巨星防腐檢測工程有限公司.管道U型堵漏卡. CN201093141Y[P]. 2008-07-30

[4]中國石油大學(xué).油氣輸送管道帶壓堵漏閥門裝置.CN103557401A[P].2014-02-05

[5]FURMANITE INT LTD. Leak sealing clamping ring-comprises two semicircular parts，each with radially extending holes which are trapped and capped by injection nut. FR2544838A1[P]. 1984-10-26

[6]張華等.一種高溫帶壓堵漏閥門用密封劑.大連理工大學(xué).CN101880413A[P].2010-11-10

[7]棗莊礦業(yè)（集團）有限責任公司柴里煤礦.帶壓堵漏閥門器.CN103115217A[P]. 2013-05-22

（作者單位：國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心）