管道封堵方法研究

宋明遠

（大慶煉化公司檢維修中心，黑龍江 大慶 163411）

管道通過遠程輸送，被廣泛應用于居民生活中，可以說沒有管道輸送各種流體，人類的文明都不會發(fā)展和進步，管道的正常運行舉足輕重。石油煉制裝置、化工裝置的管道破裂會造成裝置停產、停工，長途輸送管道破裂會導致巨大的環(huán)境污染，城鎮(zhèn)、城市的管道破裂會對居民的生活造成極大的影響。所以當管道破裂發(fā)生后，要盡可能快的進行搶修，恢復生產，減小損失。

1 現(xiàn)行封堵方法的缺點

那么管道發(fā)生了破裂要如何進行搶修呢？管道破裂后，管道中輸送的介質會從管道破裂處大量流出，一般針對管道泄漏的方法（電焊堵漏、打卡具后注膠等）均因為破口大、管道變形嚴重，破口處介質流量大、流速高而無法使用。只能采取將破裂的管段在工藝上從整個運行管網上切除，然后通過更換破裂管段的方式進行搶修。管道的破口雖然大，介質泄漏多，但是相對于整個管線在運的介質來說也是很少的，短時間內是不會流完的。而且因為管道內介質的有害性、經濟性等，也不能讓管道內的介質肆意流淌，反而要減少介質的外漏。同時因為搶修的迫切性（盡快恢復居民正常的生活秩序、減少環(huán)境污染、降低因停工造成的經濟損失），帶壓、帶介質換管段就成為了唯一的選擇。

管道搶修的步驟是：將管線的破裂管段用機械的方法切除，然后將管道兩端介質封堵住，在管線兩端處焊接法蘭，然后用預制好的法蘭短接將斷開的管線重新連接上。在這個施工過程當中，介質的封堵效果是施工的關鍵。介質封堵的好，完全沒有泄露，有毒有害、易燃易爆的介質就不會對施工和施工人員造成影響。即使泄漏的介質是水，對人員沒有傷害，但是會對焊接法蘭造成影響。如果完全沒有介質泄漏，施工難度就會大幅度的降低，施工就可以快速有序的進行，節(jié)省大量的時間。介質封堵的不好，泄露的危險介質就會隨時威脅到施工人員的健康和生命，對施工人員和現(xiàn)場環(huán)境的保護措施就要提到更高、更復雜的程度。同時泄漏的介質也會加大法蘭焊接的難度，降低焊接質量和速度，極大的增加施工時間?，F(xiàn)行封堵方法主要有兩類：

（1）采用布團或者油泥等封堵。

（2）氣囊封堵法。這兩類方法無法完全滿足生產的需要，主要存在下列缺點。

①應用壓力（＜0.2MPa）范圍小。如果是長途輸送管道或是大口徑管道發(fā)生破裂，管道內部介質較多，管道內剩余壓力較大，只能等待管道內輸送的介質繼續(xù)泄漏，壓力泄放到＜0.2MPa后才能進行封堵作業(yè)。搶修的時間會極大的增加，經濟損失和對環(huán)境的影響巨大。

②作業(yè)過程中存在不安全因素。當管道因為各種原因（閥門關閉不嚴、工藝上無法切出）造成施工時管道內的介質持續(xù)集聚，不斷聚集的壓力＞0.2MPa時，隨時可能將封堵物崩開，對施工人員造成傷害。無法準確預知崩開的準確時間，也就無法做到有效的預防。

③用油泥和布團無法做到完全沒有泄露的封堵管線內的介質，介質的滲出會導致焊接施工困難，延遲作業(yè)時間。如果是易燃易爆介質也會導致施工安全事故的發(fā)生。

④氣囊封堵法需要高壓氣體進行。在施工過程中需要使用電動氣泵，需要使用電源，如果是野外施工還需要發(fā)電機。而且使用電動設備，就需要防止觸電傷害的發(fā)生，在易燃易爆的環(huán)境下施工，還要防止電火花的產生，使用防爆的用電設備和配件。這些設備和安全裝備、安全措施的采用，都增加了施工機具和施工的復雜性，增加施工風險，延長了施工時間。

⑤焊接作業(yè)結束后，拆除封堵物存在風險。管線內封堵物的拆除工作和清除后帶有壓力的有毒有害介質也會給后續(xù)的工作增加困難。

2 封堵方法的改進和優(yōu)點

輕巧便捷、方便攜帶、省時省力、操作安全,適用壓力范圍廣的管道封堵工具。通過對目標管段快速嚴密的封堵，實現(xiàn)本管段和后續(xù)管段常態(tài)化施工環(huán)境。

為了達到上述目的，制作了新型封堵工具。為了擴大封堵器的使用范圍，使其適用于更多、更復雜的管道介質環(huán)境，采用A304不銹鋼作為法蘭封堵器的主體材料，同時也采用了同樣材質的緊固螺栓。為了讓密封的效果更加良好，采用優(yōu)質耐酸堿橡膠的密封膠圈。在管道封堵器的壓力試驗當中，封堵器可以經受0.9MPa的壓力而不泄漏。在封堵的過程當中，壓力是一直集聚的，堵不如疏，為了降低管道內部的壓力，將管道內外連通，將管道內的介質完全受控地引出封堵器。增加了壓力表，可以隨時監(jiān)控管道內部壓力，將封堵的主要風險完全監(jiān)控起來，實現(xiàn)了風險受控。

新型封堵器主要由三部分組成，分別是三個密封盤、兩個密封圈和一個帶有壓力表的引出管組成。密封盤由一個固定盤和兩個活動盤組成，主要用于擠壓兩盤之間的密封膠圈，使其受壓變形。密封盤上有同心的通氣孔和均布的螺栓孔。其中兩側的圓盤中，一個圓盤上焊接有一個不銹鋼管，鋼管上焊接有閥門和一個壓力表。另一個圓盤上只留有通氣孔。中間的圓盤是一個雙凸面圓盤，便于放置膠圈，圓盤管線內徑之間，組成一個密閉空間。當緊固密封盤上的螺栓時，兩個密封盤之間間隙變小，擠壓O型橡膠圈，使之擠壓變形與管線內徑嚴密結合，起到密封作用。

圖1

這種封堵器的優(yōu)點如下：

（1）壓力適用范圍很廣泛（≯0.7MPa），可對低腐蝕性液體、氣體等介質管線進行封堵。

（2）使用安全。因為有壓力表可以非常安全和方便的隨時監(jiān)控封堵管道內部的壓力，可以防止因為管道內部環(huán)境突然變化引起的壓力陡升，而引起的危險 。

（3）封堵器上有泄壓裝置，如果封堵管線的閥門內漏，密封盤上的引出管可接上軟管把封堵管道內的介質引出排放到安全區(qū)域，避免管線內部積壓過高引起事故。也可以將引出的介質收集到密閉的容器內，防止有害的介質污染大氣和土壤。在焊接法蘭作業(yè)結束，拆除封堵器時也避免管道內壓力集聚，而導致發(fā)生額外的危險。

（4）封堵器結構簡單，純機械操作。封堵時不需要使用額外的動力設備，特別適合野外和不能使用電能、氣能等動力設備的易燃易爆區(qū)域，不需要額外的防爆措施。

（5）輕巧便捷，方便攜帶。DN300以下管道的封堵器，一個人就可以輕松操作，適合狹小和隱蔽空間等不能進入多人的施工環(huán)境使用。

3 封堵方法的實際運用

幫助解決了在運DN350瓦斯線碰頭作業(yè)封堵難題，使用管線封堵器后管線內爆炸氣濃度由嚴重超標46%降至0%，不需要處置管線節(jié)約工藝處置費，同時保障施工作業(yè)安全，提高了檢修進度，管線提前投入生產運行。

4 結語

輸送易燃易爆或有毒有害介質的管線需要搶修時，泄漏管路和在運新增工藝管線要碰頭。前期的工藝處置需用管線體積三倍的水進行沖洗，然后還要使用氮氣進行置換，如果不合格還需要用蒸汽進行蒸煮，由于管壁附著物的揮發(fā)等原因，往往經過幾次處理，還是會出現(xiàn)管線內易燃易爆或有毒有害氣體濃度超標的情況。這不僅需要增加工藝處置費用，包括蒸汽、氮氣和新鮮水的消耗極大增加，還浪費時間和維護施工人員的人工，額外增加了裝置操作人員的工作量，影響了生產裝置正常的運行秩序。

使用了新型的管道封堵方法后，這些費用都可以節(jié)約下來，還節(jié)省了大量的時間。極大的提升了生產的效率，管線封堵器在煉油化工管線施工作業(yè)上極具推廣價值。