冷焊技術的綜合應用

王玉帥 羅勇

摘要：石油化工行業是高危行業，具有易燃易爆性、污染性、腐蝕性等特點。目前，石油石化行業的管道及壓力容器帶壓堵漏常用的技術有注劑密封技術、鋼帶拉緊技術、管卡技術、冷焊技術、砸楔子法等數種方式。其中，冷焊技術具有高效快捷，不需要放空等優點，極具推廣價值。冷焊粘接技術是近年來發展起來的一種高分子粘接方法，該粘接劑可以直接修補零件的缺陷，凝固后能象金屬一樣進行機械加工，而且具有金屬光澤，幾乎和原來母體一樣完全看不出疤痕，對一些重要的工業產品零部件，可提供快捷簡便而價廉的修補，而且工藝簡單不受設備場地的限制，因而受到用戶的青睞。目前這項技術在英美德日等國迅速發展，并廣泛應用于石油、化工、造船、航天等領域。

關鍵詞：帶壓封堵；冷焊粘補；磁堵技術；環保

石油化工行業是高危行業，具有易燃易爆性、污染性、腐蝕性等特點。石油化工行業的管道及壓力容器發生油氣泄露時，如何快速高效封堵穿孔刺漏，保證油氣生產的安全平穩，就顯得非常重要。目前，石油石化行業的管道及容器帶壓堵漏常用的技術有注劑密封技術、鋼帶拉緊技術、管卡技術、冷焊粘補技術、磁堵技術、砸楔子法等數種方式。

中石化西北油田采油一廠西北采油管理一區（以下簡稱西北采油管理一區）地處塔里木盆地北緣，生態環境脆弱，對環境保護的要求極高。該站是中石化西北油田分公司第一座聯合站，自1998年12月18日投入生產以來，經過2次擴建，目前是年處理 270萬噸原油，日處理污水9000方的大型聯合站。該站由于投用生產時間長，且所處理的原油天然氣所含的含硫化氫濃度較高，導致管線、設備及壓力容器腐蝕嚴重，刺漏和穿孔事件高發頻發，導致西北油田油氣生產的安全環保形勢很嚴峻。

冷焊與一般意義上的粘接不同，首先，冷焊劑的硬度、粘附力和強度特別高，幾乎沒有收縮率，能可靠地防止許多化學作用、物理應力和機械應力等，人們又稱其為“液體金屬”。其次，冷焊可以用來對一切金屬以及幾乎所有的其他各種原材料進行相互連接、固定焊接和密封。硬化后和金屬一樣能銼、刨、磨、銑、拋光、車、噴丸等，能用各種刀具進行加工。對于修復舊設備，減少制造過程的廢次品，具有重要意義。再者，某些材料的連接用一般的焊接法時，由于焊接時溫度很高，不僅有損材料的強度，而且還容易變形，特別對薄型材料就更成問題。但這些問題對冷焊來說是不存在的，因為冷焊是在常溫下進行，同時接頭的應力能比較均勻地分布在全部膠面上，從而改善了金屬由于焊、鉚、螺栓連接所引起的上述部分問題，提高了疲勞壽命。

2013-2015年三年時間里，西北采油管理一區實施了一些工藝升級改造工程項目，更換了部分設備，還把部分管線更換為玻璃鋼管線，減少了因腐蝕而發生的刺漏問題。但是，一些未更換的鋼材質管線依然腐蝕嚴重，管道及容器的刺漏事件依然多發頻發。據不完全統計，2016年1-11月期間，西北采油管理一區累計發生地上管道和設備刺漏事件共52次，產生維修設備等治理費7.4萬元。

西北采油管理一區了解到冷焊技術即復合粘接法大量使用于變壓器、石油、化工、發電、冶煉、造紙、制藥、汽車、船舶的鐵銅等金屬管線和容器的堵漏，泄漏直徑不超過60毫米、生產運行壓力不超過0.8兆帕、溫度不超過260度都可以使用。粘補完成固化后，管線和壓力容器可承受2.3兆帕壓力、350度高溫。

2016年5月開始，西北采油管理一區本著保障油氣生產的安全平穩高效、以及降本增效的目的，經過對比分析，采購了上海昔友公司的塑鋼土（鋼泥棒）和居醫牌的磁堵片，開始試驗冷焊技術的應用。自使用冷焊技術封堵帶壓容器和管線以來，嘗試多種方式，最后發現鋼泥棒和磁堵片配合使用效果最好，可以有效利用塑鋼土（鋼泥棒）和磁堵片對低壓管線（0.6MPa以下）進行“冷焊”補漏。截止到2018年11月，西北采油管理一區已經使用冷焊粘補技術和磁堵技術帶壓封堵容器及管線泄露和穿孔147處，“冷焊”補漏總計成本約16000元，節省施工隊伍搶維修費用、節省施工及各項費用約32.1萬元。

西北采油管理一區在使用冷焊技術綜合治理以前，普遍使用打管卡和打鋼帶兩種堵漏方法，施工費用高（地上管卡1200元/次；鋼帶2500元/次），還需要停運相關設備，放空泄壓，打亂正常的油氣生產節奏，還產生一定的環境污染。而且打管卡和打鋼帶有一定的局限性，在高架管線或是彎頭處、較大管徑的管線、低壓容器設備發生刺漏穿孔時，就不適合采用這兩種方式。綜合分析比較，冷焊技術具有高效快速環保效果，有極高的應用和推廣價值。

現在，西北采油管理一區站內外發生刺漏穿孔時，各裝置區上的崗位操作人員都能實現帶壓堵漏，他們只需從鋼泥棒上根據需要切割和漏點大小相當的一塊，用手反復揉捏擠到微熱，拍成餅狀對準管線的刺漏點粘上，用手掌按粘至漏點上3-5分鐘不動，或者用手指壓按入泄漏縫隙里。鋼泥棒能在很短的時間固化，起到了類似于補焊的作用。在鋼泥棒固化后，根據刺漏穿孔的情況、管線生產壓力的大小、磁堵片與管線及容器之間產生的磁吸力大小，在鋼泥棒上面放磁堵片1-3塊，增加磁堵片高度會增大控制泄漏壓力量，起到加固作用。平面粘接可以把鋼泥棒涂抹在不銹鋼卡瓦上面，最后再壓磁堵片。冷焊技術堵漏不需放空、停運設備，封堵效果高效快捷。冷焊技

綜上所述，冷焊技術在設備維修領域的應用還處于探索階段，但以其方便靈活，可現場維修的獨特優勢，近年來推廣迅速，逐步形成一成熟的技術。運用冷焊技術可對難以搬動的大型設備進行現場修復；由于打磨量小，從而保留了焊接硬面，這與母材硬度相當；焊件自由變形，焊接殘余應力可不予考慮；投入少、工期短、修復快、效果好。冷焊技術綜合技術具有快捷、高效的特點，能夠保證聯合站油氣生產的安全平穩，同時避免產生大量原油和污水污染環境，適宜在大型聯合站庫及低壓的運輸管線推廣應用，具有極高的經濟和環境效益。