簡易管道封堵裝置在航油儲罐清洗中的應用

朱海，耿曉茹

(中航油青島國際機場航空油料有限責任公司，山東 青島 266317)

0 引言

一直以來，航空業在我國政治、軍事和經濟等方面都占有重要地位。軍事航空業保衛我國領空不受外敵侵犯，民用航空業支撐國家經濟蓬勃發展[1]。然而近年來，新冠肺炎疫情爆發。受疫情影響，民航業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，在量化寬松與消費促進的綜合政策影響下，航空業勢必會出現井噴式的增長。航空業在迅速發展的同時，也將面臨嚴重的挑戰。尤其近年來，國內外空難事故頻發，民眾對航空業安全情況越來越關注[3]。航空煤油作為飛機的動力來源，保證航空煤油的質量安全對航空業來說至關重要。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量降低，而且將導致過濾器等設備的壽命大大縮減。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行處理。在儲油罐內作業屬于受限空間作業，根據國家受限空間作業的相關規定，需對管道進行有效隔離，可采用插入盲板或拆除一段管道的方式進行隔絕。然而插入盲板或者拆除管道進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行應用探討。

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]。國內規定儲油罐首次啟用的12個月內進行清洗，之后一般3～5年對油罐進行清洗一次，如表1所示[6-8]。國內目前采用的油罐清洗方式90%仍為人工清洗，這種方式操作強度大、耗時長、安全系數低[9]。在儲油罐清洗的過程中，閥門關閉不嚴或誤操作導致油品進入待清洗的儲油罐，會導致儲油罐內油氣增加，極易造成工作人員中毒、窒息和火災爆炸等嚴重事故。據蘇聯對儲油罐火災調查，有10%以上的儲油罐火災是由清洗、維修油罐不當造成的[10]。為杜絕油品泄漏同時按國家受限空間作業要求，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盲板或者拆除金屬軟管，以達到隔絕管道的作用，如圖1和圖2所示。無論加設盲板還是拆卸管道，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 國內儲油罐檢查、清洗時間要求

2 封堵裝置結構原理

為避免在儲油罐清洗時加裝盲板、拆除管道，設計制造了一種簡易管道封堵裝置，以達到隔絕管道的作用。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，將管道內殘余航油以及閥門誤操作進入管道的航油與油罐進行有效隔離，保證清洗作業的安全，同時大大減輕管道隔離的工作強度。

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

圖3 封堵裝置結構示意圖

錨固裝置由螺紋套筒、支架、錨固塊組成。螺紋套筒通過旋轉相對向內移動；螺紋套筒移動的同時，帶動支架撐開，將錨固塊緊貼管道內壁，達到封堵裝置錨固效果，可使封堵裝置在管內航油壓力下保持穩定。

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，可以進行有效密封，與液體接觸部分厚2 ～ 4 mm，可以在一定范圍內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，與管道內部完美接觸，已達到封堵。撐開裝置由鋼制成，能很好地抵抗管內航油壓力，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

在清洗儲油罐進行封堵管道時，首先根據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進行封堵，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用

(1)放入。將封堵裝置從油罐內管道端口處側放入管道待封堵區域。

(2)錨固。旋轉錨固裝置的螺紋套筒，使兩個螺紋套筒發生相對移動，將支架撐開使錨固塊緊貼管道內壁，達到錨固效果。

(3)封堵。旋轉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，達到封堵效果。

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

4 應用效果

管道內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行現場測試，經測試管道內部封堵裝置能很好的隔絕油、水，防止管道內油、水對作業的影響。管道內部封堵裝置可應用在管道直徑在100 mm以上的管道，可有效隔絕油、水等液體。

經實踐檢測，管道封堵裝置不僅可應用于儲油罐清洗時管道隔離封堵，還可應用于各類管道系統中閥門、管道維修封堵的情形，應用效果有如下幾點：

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

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

(3)便于操作。該裝置為純機械結構，操作簡單，可一人完成操作，大大降低工作強度。

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

5 結語

經實踐證明，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，還可應用在給排水領域以及石油管道領域中閥門、管道維修的封堵，可在封堵后將管道內的液體、氣體與作業區進行有效的隔離，保證施工作業安全的同時，提高作業效果，減少了資源的浪費，具有極其廣闊的應用前景。