夾套管法蘭卡具在高壓堵漏中的運用實例

楊 林

（中國石油西南油氣田川東北作業公司，四川成都404100）

一般情況下，管線發生砂眼、裂縫泄漏后，在組織消漏過程中，為保證消漏檢修作業的安全實施，通常情況下，會采取關閉管線前后切斷閥門，打開管線導淋進行排放泄壓后，再進行動火補焊或其它方式進行消漏。但是，由于大型化工裝置生產連續性的特點，有的工藝管線無法在線交出，否則會引起裝置單元局部或整體停車，給生產經營帶來很大的損失。近年來，隨著帶壓堵漏技術的不斷發展，在高溫、高壓管線消漏作業中，經常采用不停車帶壓堵漏技術進行檢修作業。高溫、高壓管線的帶壓堵漏工作具有很大的危險性，因此，從事帶壓堵漏的作業人員應取得《特種設備作業人員證》方可持證上崗作業，還需要根據實際工況和現場作業環境制定合適的工藝方案［1～3]。

1 夾套管法蘭卡具堵漏原理

利用夾套管法蘭卡具包容泄漏部位，建立卸壓通道，形成密封空腔容納密封劑，通過高壓注射槍注入密封劑實現密封比壓，終止卡具與泄漏管道連接面泄漏，并在連接面進行密封焊，最后切斷卸壓通道，建立新的密封結構［4]。

2 管線堵漏實例

2.1 管線泄漏情況

某公司水汽車間，操作人員在巡檢過程中發現鍋爐給水加熱器4117E1出口管線在FI-1022 個流量孔板間發生泄漏。拆完保溫發現管線上砂眼泄漏，從管壁側面偏下位置向下噴出汽水混合物，長度達到1 m 多。如要將管線交出處理，則鍋爐系統必須停運，嚴重影響生產，決定采取不停車的帶壓堵漏方案進行處理，見圖1。

圖1 管線泄漏情況

管線外徑為219 mm，內部壓力12.5 MPa，介質為溫度180 ℃的鍋爐水。由于泄漏量不斷擴大，一般的卡具堵漏方案，難以實施，且泄漏部位處在兩個導壓管之間偏下位置，現場空間狹小，處在高空位置，施工難度大，高溫高壓水、汽給測量卡具、安裝卡具帶來很大困難，遂決定采用夾套管引流焊接堵漏方案，見圖2。

圖2 管線泄漏點位置

2.2 夾套管法蘭卡具制作

（1）夾套管法蘭卡具設計

根據泄漏管線管徑和漏點大小設計夾套管，考慮介質溫度、壓力等級較高，注膠壓力就很高。砂眼附近管壁可能存在腐蝕減薄，夾套管設計不但要具有足夠的強度、剛性，還要盡量做大一點，使其能夠在泄漏砂眼較遠處進行焊接作業。焊接法蘭選用高壓力等級法蘭，并與法蘭連接閥進行配對。夾套管法蘭卡具結構示意見圖3［5，6]。

圖3 夾套管結構

（2）夾套管材質選擇

經查泄漏管線材質為20#碳鋼，因此，制作的引流夾套管選用相同材質，既能保證管線強度、剛度，同種金屬材質又具有良好的可焊性。

（3）夾套管設計長度

夾套管設計太長會增加整個夾套管法蘭卡具的長度和重量，由于堵漏作業空間狹小會增加施工作業難度；太短則會使焊接點周圍水汽較多，影響焊接施工作業，而且高壓條件下，泄漏介質在引流管內流速很高，會在夾套管馬鞍口與泄漏管組對處產生負壓，對焊接作業帶來不利影響［7]。經綜合考慮，夾套管引流管長度設計為150 mm，外管長度設計為100 mm。

（4）高壓法蘭

法蘭選用國標帶頸對焊法蘭，材質20#碳鋼，公稱直徑DN80，壓力等級1500 LB。用于與引流通道的切斷閥法蘭組對連接。

（5）密封墊片

在進行分組描述性統計之后，發現國有企業（均值15.38）收到政府補助高于非國有企業 （均值14.99），且通過t檢驗 （t值-10.27），這也說明國有企業由于其承擔了更多社會職能而收到了更多的政府補助和預算軟約束現象的存在。此外，陷入財務困境后國有企業 （均值14.81）比民營企業 （均值14.53）收到了更多政府補助，說明在幫助企業脫離財務困境時，政府會優先考慮國有企業。

選用帶內外環金屬石墨纏繞墊片，規格為DN80，1500 LB。用于夾套管法蘭面與切斷閥法蘭面的密封。

（6）切斷閥門

選用經過打壓合格的碳鋼閘閥，規格為DN80，1500 LB。用于切斷引流通道，阻止泄漏。

（7）連接螺栓

選用35CrMo 材質，規格為M27×3×200 mm。用于夾套管法蘭面與切斷閥法蘭面連接緊固，形成密封比壓，保證法蘭面的密封。

（8）夾套管制作

夾套管外管選用D114×10 mm 無縫鋼管，內管選用D89×9 mm 無縫鋼管進行引流。用砂輪機將夾套管馬鞍口打磨好，與管徑219 mm 泄漏管線圓弧面組對，間隙控制在0.5 mm 以內并越小越好。打磨外管焊接坡口，將DN80，1500 LB 對焊法蘭與夾套管內管平面端組對焊接，將外管和內管焊接組對成一體。

（9）夾套管注膠孔制作

2.3 實施帶壓堵漏作業

（1）夾套管與泄漏部位焊接

制作完成的夾套管法蘭卡具運至施工現場安裝，將馬鞍口對準泄漏部位，電焊將夾套管馬鞍口與泄漏管線輕輕點焊，稍為固定后，調整馬鞍口與泄漏管線圓弧面間隙一致。然后對角點焊固定，調整點焊方位，盡可能多焊焊肉使夾套管法蘭卡具與泄漏管線連接緊密。隨著泄漏管線與夾套管馬鞍口周圍間隙的減小，受高壓汽液流的噴射作用，產生負壓將焊接熔池抽走，焊接越來越困難。此時，在保證夾套管法蘭卡具與泄漏管線連接強度達到一定要求后，可以停止焊接作業，開始通過注膠螺母進行注膠堵漏［9]。

（2）夾套管注膠封堵

密封劑選用巨力16#堵漏膠，注膠壓力按經驗公式計算，即：

注膠壓力=介質壓力×2+沿程阻力

通過計算，確定注膠壓力為30 MPa。開啟注膠閥，高壓注射槍開始往夾套空腔內注膠，堵漏膠進入夾套管并在引流管馬鞍口與泄漏管線圓弧面間隙內固化，達到一定的密封比壓后起到密封作用。此時，由于夾套管馬鞍口與泄漏管線圓弧面間隙無泄漏，可正常進行密封焊接，焊接完成后關閉注膠閥［10～12]。

（3）安裝閘閥

當馬鞍口夾套管與泄漏管線焊接完成后，安裝處于開啟狀態下的切斷閘閥。安裝完成后，關閉閥門，介質不再外漏，堵漏成功。見圖4。

圖4 堵漏完成示意

3 注意事項

（1）從事帶壓堵漏作業人員應取得《特種設備作業人員證》方可持證上崗作業。

（2）帶壓密封作業前，生產單位應對施工作業人員進行安全教育和技術交底。內容包括：泄漏介質壓力、溫度及危險特性；泄漏設備的生產工藝特點；泄漏點周圍環境存在的危險源情況；施工現場的安全通道、安全注意事項和必備的安全防護措施及相關安全管理制度。

（3）承受注劑壓力和泄漏介質壓力的夾具所用金屬材料和厚度應滿足強度、剛度條件，使用中不應出現斷裂和塑性變形。

（4）夾具連接螺栓性能等級宜選用不低于8.8級的雙頭螺栓。

（5）注劑方法：遠離主泄漏點開始注入，實施多點注入、順序注入，嚴格控制注劑壓力。控制注劑速度與固化時間的協調，防止密封劑從間隙被擠出和避免將密封劑注入到介質系統中。

4 結束語

堵漏完成后，連續運行至裝置停工檢修割除夾套管，中間沒有再次發生泄漏。消除了影響裝置穩定運行的隱患，保證了裝置的長周期穩定運行，取得了良好的經濟效益。但是，安裝夾套管法蘭卡具帶壓堵漏工作具有很大的危險性，與安全生產是相矛盾的，只能適用于為保證正常生產而采取的臨時措施，不能長期和經常性采用。