柔性施壓堵漏裝備在?；肪仍械倪\用

沈同強 張靜靜

眾所周知，我國是化工大國，化工產(chǎn)值規(guī)模位居世界第一。國內(nèi)化工設(shè)施眾多，僅危化品生產(chǎn)企業(yè)就有2.56萬余家，年生產(chǎn)能力60億噸以上。?；菲髽I(yè)布局相對集中，大多分布在人口密集、經(jīng)濟發(fā)達的沿海地區(qū)，“城圍石化”和“石化圍城”現(xiàn)象十分突出。這些超大型化工設(shè)施或園區(qū)，一旦出現(xiàn)生產(chǎn)安全事故，或因自然災(zāi)害及人為破壞引發(fā)次生災(zāi)難，后果極其嚴重。據(jù)中國化學(xué)品安全網(wǎng)公布的數(shù)據(jù)顯示，2001年至2020年的20年間，僅較大規(guī)模以上的?；肥鹿示瓦_186起，死亡1262人，受傷2772人[1]，造成的經(jīng)濟損失更是無法估量。在?；肥鹿示仍?，如果泄露源未能及時封堵、控制、轉(zhuǎn)運，極有可能進一步引發(fā)更大的火災(zāi)、爆炸或中毒事故。因此，快速有效地壓制封堵泄漏源成為應(yīng)急處置的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前常見的堵漏方法有固定式夾具法、粘貼式密封膠堵漏法、強磁堵漏法、鋼帶捆扎法，以及柔性施壓堵漏法等。其中，柔性施壓堵漏技術(shù)，因其適用介質(zhì)種類多、適用泄漏部位廣泛等優(yōu)勢，成為危化品救援力量較為常用的封堵技術(shù)，在艦船、石化、化工生產(chǎn)、危化品運輸存儲等領(lǐng)域用途十分廣泛，被業(yè)界譽為“工業(yè)創(chuàng)可貼”。

1 柔性施壓堵漏裝備的工作原理及特點

柔性施壓堵漏裝備是一種即時帶溫帶壓應(yīng)急堵漏技術(shù)裝備，主要對?；吩谏a(chǎn)、儲存、運輸、使用等過程中出現(xiàn)的突發(fā)性泄漏進行快速堵漏。該裝備由拉緊工具、注射工具、封堵模塊、密封材料及輔助工具組成，市場上常見的套裝如圖1所示。

圖1 柔性施壓堵漏工具的常見搭配組成

1.1 工作原理

柔性施壓堵漏裝備主要是利用向心力原理，通過拉緊工具拉緊索具帶，將柔性片型密封材料（密封墊）或纏繞型密封材料（密封帶）緊固貼合在泄漏部位，或采用大于介質(zhì)系統(tǒng)內(nèi)壓力的外部推力向新的密封空腔內(nèi)注滿注入型密封材料（密封劑），從而實現(xiàn)對泄漏部位封堵的目的。前一種堵漏模式，是利用密封墊配合剛性的封堵滑塊，或者將密封帶直接纏在索具帶上，通過拉緊索具帶緊固封堵滑塊而將柔性的密封墊或密封帶壓緊在泄漏部位實現(xiàn)堵漏[2]。后一種模式是針對一些特殊部位的封堵需求，用拉緊工具將索具帶緊密貼合在泄漏構(gòu)件上，使得索具帶與泄漏件之間形成一個新的密封結(jié)構(gòu)或空腔，再通過注膠槍將適合泄漏介質(zhì)的密封劑注入到孔道和縫隙中，堵塞住泄漏孔洞和通道，從而達到堵漏的目的。直管、法蘭堵漏過程的原理如圖2所示。

圖2 密封墊堵漏工作原理和注膠堵漏工作原理

1.2 特點

柔性施壓堵漏裝備出現(xiàn)至今已近10年，在這期間，該裝備已先后在北京、天津、黑龍江、山東、新疆等20個省市自治區(qū)成功地處置了上百起?；沸孤┦鹿省８鶕?jù)堵漏作業(yè)實踐，總結(jié)出該裝備具有以下幾個特點。

1.2.1 適用范圍廣

與傳統(tǒng)堵漏方法相比，柔性施壓堵漏方法受原有設(shè)備的形狀、尺寸、環(huán)境、材質(zhì)的影響較小?？煞舛路ㄌm、管道、彎頭、罐體、閥門填料函等處的孔洞、裂縫、砂眼、螺紋、焊接缺陷等，特別是對異形構(gòu)件（方形法蘭、橢圓形法蘭、大尺寸裝置等）和難點部位（容器出口直管根部、法蘭錯口）的封堵具有突出優(yōu)勢，基本覆蓋了各類生產(chǎn)使用裝置，滿足危險化學(xué)品泄漏應(yīng)急處置的要求。

該裝備的拉緊索具帶的最大抗拉載荷在28KN以上，其適用的系統(tǒng)壓力可達20MPa，滿足絕大多數(shù)封堵操作中對于系統(tǒng)壓力的要求。

1.2.2 適應(yīng)介質(zhì)多

密封劑是取得理想封堵效果的關(guān)鍵部分之一，該裝備配備耐腐蝕和耐溫型兩種。耐腐蝕性的密封劑，可以封堵蒸汽、液體、油類和苯類等各種強溶解性化學(xué)氣體等多種泄漏介質(zhì)。耐溫型密封劑可在高低溫環(huán)境中使用，性能穩(wěn)定，適用系統(tǒng)溫度范圍為-195℃～850℃，基本涵蓋了?；沸袠I(yè)領(lǐng)域多數(shù)的帶溫介質(zhì)。

1.2.3 安全性能高

該裝備中的封堵滑塊、索具塊和輔助工具均采用抗爆性良好的鋁青銅或鈹青銅作材料，索具帶外層包裹由凱夫拉纖維和聚氨酯復(fù)合的高分子材料，防止作業(yè)過程中因沖擊、摩擦產(chǎn)生火花和靜電，保證了該裝備在危險化學(xué)品泄漏環(huán)境中應(yīng)用的安全性。

1.2.4 簡單易操作

該裝備操作簡便、組裝簡單、易學(xué)易掌握。對于常規(guī)小泄漏， 2名救援人員同步操作即可完成，封堵作業(yè)時間較短，通常在5分鐘內(nèi)完成；對于異形構(gòu)件或難點部位的泄漏，通常在0.5～1小時內(nèi)也可以完成封堵。

1.2.5 經(jīng)濟性較好

利用該裝備堵漏，除極端情況外，通常不需要停工停產(chǎn)。整個過程只需要發(fā)生材料費（主要用于密封材料、索具帶、封堵滑塊、索具塊等耗品的支出），而不會產(chǎn)生因停工停產(chǎn)造成的經(jīng)濟損失?？偟膩砜矗@種堵漏技術(shù)的經(jīng)濟性優(yōu)勢也較為明顯。

2 幾種常見的操作方法

針對不同泄漏部位，柔性施壓堵漏裝備提供了不同的封堵模塊，具體操作方法如下。

2.1 管道封堵操作方法

該方法適用于直管、彎管及異形變徑管道的管壁上出現(xiàn)的裂紋、孔洞、砂眼等情況，所用工具包括高壓油泵、高壓膠管、索具帶、前索具、索具拉緊器、后索具、封堵滑塊及液壓索具剪等，操作示意圖見圖3。2015年3月18日，天津藍星石化催化分餾塔頂塔壁因點腐蝕產(chǎn)生200mm裂紋導(dǎo)致汽油泄漏，泄漏部位距地43m高空，泄漏裝置外徑3200mm。救援隊采用該種方法對泄漏點進行封堵，如圖4所示，用時僅30分鐘[3]。具體操作方法是：①根據(jù)管道外徑截取加1m的索具帶，用于安裝索具拉緊器等；②根據(jù)泄漏孔洞的大小選取合適的封堵滑塊，將索具帶嵌入封堵滑塊的凹槽內(nèi)，索具帶兩端依次穿過前索具、索具拉緊器、后索具。該組裝需在泄漏點旁完成，且后索具要鎖緊固定，若后索具松動，整個封堵過程無法持續(xù)拉緊；③高壓油泵通過高壓膠管與索具拉緊器連接，迅速將封堵滑塊移到泄漏點上，立即打壓拉緊，使封堵滑塊緊密貼合泄漏點直至泄漏停止；④鎖緊前索具，若前索具松動，封堵的強度難以保證，甚至可能產(chǎn)生二次泄漏。關(guān)閉油泵開關(guān)、泄壓，拆除后索具和索具拉緊器，最后剪掉多余索具帶，封堵完成。

圖3 管道封堵操作示意圖

圖4 分餾塔頂部點泄露封堵

2.2 法蘭封堵操作方法

該法適用于靜密封泄漏無相對運動密封副間的封堵。危化品救援中常見于各種法蘭、螺紋、箱體、卷口等結(jié)合面泄漏封堵。所用工具除管道封堵方法所用工具外，還要增加1套液壓油泵、注膠導(dǎo)管、注膠槍等，必要時還需要換向閥。以導(dǎo)管注射法為例，通過拉緊索具帶將法蘭泄漏點包裹起來，與原結(jié)構(gòu)形成新的密封空腔，包裹住泄漏點，再通過注射導(dǎo)管向空腔內(nèi)注入密封劑，實現(xiàn)封堵泄漏的目的，操作示意圖見圖5。2013年8月29日，天津大遠東公司一個氟利昂儲罐多個方形法蘭同時發(fā)生泄漏。由于現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境非常狹小，且發(fā)生泄漏的法蘭為異形的方形法蘭，傳統(tǒng)堵漏裝備無法完成，救援隊采用該種方法用時20分鐘便成功封堵。具體操作方法是：①將注射導(dǎo)管根據(jù)法蘭弧度手動彎曲，安裝到距泄漏點最遠端處法蘭間隙內(nèi)（確保泄漏點位于密封腔的最內(nèi)側(cè)）。②根據(jù)法蘭外徑和間隙選擇適當規(guī)格的索具帶，索具帶的直徑一般大于法蘭間隙2～3mm；長度是泄漏點法蘭周長加1m。③將選取好的索具帶安裝在法蘭間隙上，索具帶兩端分別依次穿過前索具（前索具上凹槽的一端朝向注膠導(dǎo)管處）、索具拉緊器和后索具，索緊后索具。④與直管封堵方法相同，通過高壓油泵和索具拉緊器將索具帶緊密貼合在法蘭間隙上，而后用高壓油泵及注膠槍，將合適的密封劑勻速注入到新形成的密封空腔內(nèi)。⑤當觀察到外排介質(zhì)逐漸減小、直到介質(zhì)停止泄漏并伴隨密封劑微滲現(xiàn)象時，表明密封劑填滿了整個密封空腔。此時，關(guān)閉連接注膠槍的油泵開關(guān)、泄壓，卸掉注膠槍。而后依次鎖緊前索具、拆除后索具和索具拉緊器，剪斷過長索具帶，封堵完成。

圖5 法蘭部位注膠封堵操作示意圖

2.3 根部封堵操作方法

適用于不同規(guī)格的法蘭根部、罐體根部、螺紋連接部位及變徑直管泄漏的封堵。所用工具除直管封堵方法所用工具外，還需要定位卡、密封帶等，操作示意圖如圖6所示。2014年4月17日，天津武清地區(qū)一輛滿載26.5t丁二烯的?；犯邏汗捃嚿系姆ㄌm根部焊口出現(xiàn)了20mm裂紋，消防官兵歷時4小時使用多種傳統(tǒng)處置裝備均沒有解決泄漏問題，最后使用該種技術(shù)方法用時不到30分鐘便完成封堵，成功消除了這一重大安全隱患。具體操作方法是：①根據(jù)管徑選擇適合型號的定位卡，在根部泄漏點旁安裝固定。定位卡與裝置側(cè)面的安裝間距應(yīng)大于索具帶直徑1～3mm，以確保索具帶的拉緊封堵效果。②截取適當規(guī)格和長度的索具帶（長度約為管道周長加1m），將密封帶纏繞在索具帶中部，纏繞長度約為8cm，厚度約為3～4層。③將纏繞密封帶的部分貼合到泄漏部位，并按照直管、法蘭等鎖緊方式對索具帶進行固定、打壓，使索具帶緊密貼合在泄漏點上，直至無泄漏，最后鎖緊前索具、泄壓、拆除、剪掉過長索具帶，封堵完成。

圖6 根部封堵操作示意圖

2.4 閥門填料函封堵操作方法

適用于各種動密封泄漏有相對運動密封副間的封堵，?；肪仍谐Ｒ娪诟鞣N閥門、填料函的泄漏封堵。所用工具除法蘭封堵方法所用工具外，還需卡蘭、注射閥、鉆頭、絲錐和加長注射管等，操作示意圖見圖7。根據(jù)不同工況和泄漏介質(zhì)，所用的密封劑也有所差別。具體操作方法是：①使用防爆電鉆或充電電鉆在閥門填料盒一側(cè)鉆孔，鉆孔時要加水（或油）冷卻，以免鉆孔產(chǎn)生火花造成火災(zāi)和爆炸事故。②安裝卡蘭，使帶有注膠通道的一側(cè)朝向鉆孔一端，并使卡蘭注膠閥處于開啟狀態(tài)，旋緊卡蘭。③將注膠槍頭連接到卡蘭注射導(dǎo)管上，連接注膠槍，勻速打壓將密封劑注入。④觀察到介質(zhì)停止泄漏時，注膠操作完成，關(guān)閉卡蘭注膠控制閥和油泵開關(guān)、泄壓，卸掉注膠槍，封堵完成。

圖7 閥門填料函封堵操作示意圖

3 結(jié)語

在?；沸孤┓舛伦鳂I(yè)中，可選擇的方法較多，可以說“封堵有法、封無定法”。其他方法諸如強磁法、夾具法、粘貼法、木楔法在各自適宜的環(huán)境下使用或許更加便捷，柔性施壓堵漏方法僅是其中較為特殊的一種，其適用范圍更廣，特別是突出對特殊部位、特殊環(huán)境下的封堵作業(yè)，因此對于消防、民間救援隊、軍隊防化力量等專業(yè)危化品救援力量來說，更具有廣泛適用性和操作實用性，在?；肪仍I(lǐng)域具有較為廣闊的應(yīng)用前景。