簡易管道封堵裝置在航油儲罐清洗中的應(yīng)用

朱海，耿曉茹

(中航油青島國際機(jī)場航空油料有限責(zé)任公司，山東 青島 266317)

0 引言

一直以來，航空業(yè)在我國政治、軍事和經(jīng)濟(jì)等方面都占有重要地位。軍事航空業(yè)保衛(wèi)我國領(lǐng)空不受外敵侵犯，民用航空業(yè)支撐國家經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展[1]。然而近年來，新冠肺炎疫情爆發(fā)。受疫情影響，民航業(yè)遭遇前所未有的巨大沖擊[2]。從放開疫情管制較早的國外市場來看，在量化寬松與消費(fèi)促進(jìn)的綜合政策影響下，航空業(yè)勢必會出現(xiàn)井噴式的增長。航空業(yè)在迅速發(fā)展的同時，也將面臨嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。尤其近年來，國內(nèi)外空難事故頻發(fā)，民眾對航空業(yè)安全情況越來越關(guān)注[3]。航空煤油作為飛機(jī)的動力來源，保證航空煤油的質(zhì)量安全對航空業(yè)來說至關(guān)重要。航空煤油在儲存過程中必須依靠儲油罐，然而在長期的存儲過程中，航空煤油中的水、灰塵、銹渣、表面活性污染物或其他雜質(zhì)等等會在氧化、相互作用下自然沉降在儲油罐的罐底形成油泥[4]。長時問的油污積累不僅會使油品質(zhì)量降低，而且將導(dǎo)致過濾器等設(shè)備的壽命大大縮減。因此，儲油罐在長時間存儲過航空煤油時需要對儲油罐罐底的油泥進(jìn)行處理。在儲油罐內(nèi)作業(yè)屬于受限空間作業(yè)，根據(jù)國家受限空間作業(yè)的相關(guān)規(guī)定，需對管道進(jìn)行有效隔離，可采用插入盲板或拆除一段管道的方式進(jìn)行隔絕。然而插入盲板或者拆除管道進(jìn)行隔絕的工作量都很大，不方便操作，因此研制簡單管道封堵裝置，對儲油罐清洗時的管道隔離進(jìn)行應(yīng)用探討。

1 儲油罐清洗簡介

德國早在1993年就要求原油儲油罐每隔5年必須檢修一次[5]。國內(nèi)規(guī)定儲油罐首次啟用的12個月內(nèi)進(jìn)行清洗，之后一般3～5年對油罐進(jìn)行清洗一次，如表1所示[6-8]。國內(nèi)目前采用的油罐清洗方式90%仍為人工清洗，這種方式操作強(qiáng)度大、耗時長、安全系數(shù)低[9]。在儲油罐清洗的過程中，閥門關(guān)閉不嚴(yán)或誤操作導(dǎo)致油品進(jìn)入待清洗的儲油罐，會導(dǎo)致儲油罐內(nèi)油氣增加，極易造成工作人員中毒、窒息和火災(zāi)爆炸等嚴(yán)重事故。據(jù)蘇聯(lián)對儲油罐火災(zāi)調(diào)查，有10%以上的儲油罐火災(zāi)是由清洗、維修油罐不當(dāng)造成的[10]。為杜絕油品泄漏同時按國家受限空間作業(yè)要求，航空煤油儲油罐在清洗時一般在油罐罐外金屬軟管處加設(shè)盲板或者拆除金屬軟管，以達(dá)到隔絕管道的作用，如圖1和圖2所示。無論加設(shè)盲板還是拆卸管道，工作量都很大，并且在操作過程中，殘存的航空煤油會從管道流入外界造成污染。

圖1 盲板封堵隔絕管道

圖2 拆除金屬軟管隔絕管道

表1 國內(nèi)儲油罐檢查、清洗時間要求

2 封堵裝置結(jié)構(gòu)原理

為避免在儲油罐清洗時加裝盲板、拆除管道，設(shè)計制造了一種簡易管道封堵裝置，以達(dá)到隔絕管道的作用。在儲油罐需要清洗時，可將封堵裝置直接放置于管道端部內(nèi)，將管道內(nèi)殘余航油以及閥門誤操作進(jìn)入管道的航油與油罐進(jìn)行有效隔離，保證清洗作業(yè)的安全，同時大大減輕管道隔離的工作強(qiáng)度。

簡易管道封堵裝置結(jié)構(gòu)如圖3所示，主要由錨固裝置、封堵裝置等組成，其特征是錨固結(jié)構(gòu)與封堵裝置通過雙層螺紋巧妙的連接在一起，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。

圖3 封堵裝置結(jié)構(gòu)示意圖

錨固裝置由螺紋套筒、支架、錨固塊組成。螺紋套筒通過旋轉(zhuǎn)相對向內(nèi)移動；螺紋套筒移動的同時，帶動支架撐開，將錨固塊緊貼管道內(nèi)壁，達(dá)到封堵裝置錨固效果，可使封堵裝置在管內(nèi)航油壓力下保持穩(wěn)定。

封堵裝置主要由密封橡膠套和撐開裝置組成。密封橡膠套采用橡膠制成，與管道接觸部分厚4 ～ 6 mm，可以進(jìn)行有效密封，與液體接觸部分厚2 ～ 4 mm，可以在一定范圍內(nèi)伸縮的同時很好地隔絕液體。撐開裝置由4片與管道直徑相同的直角扇形組成，可沿封堵裝置徑向移動，外部包裹密封橡膠皮套，可將橡膠皮套撐開，與管道內(nèi)部完美接觸，已達(dá)到封堵。撐開裝置由鋼制成，能很好地抵抗管內(nèi)航油壓力，保證封堵效果，同時與管道的接觸也能起到輔助錨固的作用，使整個封堵裝置承受更大壓力。

3 操作要領(lǐng)

在清洗儲油罐進(jìn)行封堵管道時，首先根據(jù)需要封堵的管道選取合適的封堵裝置，其次將封堵裝置放入管道內(nèi)進(jìn)行封堵，封堵操作按先后次序主要分為放入、錨固、封堵、取出四步，封堵裝置安裝如圖4所示。

圖4 封堵裝置在油罐清洗中的應(yīng)用

(1)放入。將封堵裝置從油罐內(nèi)管道端口處側(cè)放入管道待封堵區(qū)域。

(2)錨固。旋轉(zhuǎn)錨固裝置的螺紋套筒，使兩個螺紋套筒發(fā)生相對移動，將支架撐開使錨固塊緊貼管道內(nèi)壁，達(dá)到錨固效果。

(3)封堵。旋轉(zhuǎn)封堵裝置的螺紋長桿，使螺紋長桿相對移動，將封堵裝置頂端的封堵橡膠撐開，與管壁緊密接觸，達(dá)到封堵效果。

(4)取出。管道或者閥門完成相應(yīng)處理后，反向操作封堵、錨固后可將封堵裝置取出。

4 應(yīng)用效果

管道內(nèi)部封堵裝置研制成功后，分別在儲油罐清洗堵管，給水管道閥門維修中進(jìn)行現(xiàn)場測試，經(jīng)測試管道內(nèi)部封堵裝置能很好的隔絕油、水，防止管道內(nèi)油、水對作業(yè)的影響。管道內(nèi)部封堵裝置可應(yīng)用在管道直徑在100 mm以上的管道，可有效隔絕油、水等液體。

經(jīng)實(shí)踐檢測，管道封堵裝置不僅可應(yīng)用于儲油罐清洗時管道隔離封堵，還可應(yīng)用于各類管道系統(tǒng)中閥門、管道維修封堵的情形，應(yīng)用效果有如下幾點(diǎn)：

(1)封堵強(qiáng)度高、效果好。該裝置具有錨固裝置，可承受一定的液體壓力，具有很好的封堵強(qiáng)度，封堵效果好。

(2)可重復(fù)利用。該裝置可重復(fù)利用在各個相同直徑的管道中，損壞部件一般為橡膠套，橡膠套可進(jìn)行更換，大大節(jié)約成本。

(3)便于操作。該裝置為純機(jī)械結(jié)構(gòu)，操作簡單，可一人完成操作，大大降低工作強(qiáng)度。

(4)減少資源浪費(fèi)、環(huán)境污染。封堵裝置可防止管內(nèi)殘余液體流入外界，減少資源浪費(fèi)的同事防止對外界環(huán)境形成污染。

5 結(jié)語

經(jīng)實(shí)踐證明，簡易管道封堵裝置具有很高的使用價值，封堵效果理想，很好保證了封堵后各項(xiàng)工作的開展。這不僅在航油油罐清洗中可以封堵使用，還可應(yīng)用在給排水領(lǐng)域以及石油管道領(lǐng)域中閥門、管道維修的封堵，可在封堵后將管道內(nèi)的液體、氣體與作業(yè)區(qū)進(jìn)行有效的隔離，保證施工作業(yè)安全的同時，提高作業(yè)效果，減少了資源的浪費(fèi)，具有極其廣闊的應(yīng)用前景。