压力管道的一种带压焊补堵漏技术

压力管道的一种带压焊补堵漏技术

姚文选

甘肃省特种设备检验检测研究院，甘肃兰州 730050

摘要：当前，在化工行业实际生产过程中，当压力管道出现泄漏时，正常情况下，一般采取停车、泄压、置换处理。但是由于生产在连续运行，停车、泄压、置换处理会造成能源浪费，有时还会出现系统进出口阀关不死，无法完全泄压的情况。此时传统的处理方法是：装置停车，关闭其进出口阀，完全泄压后，对泄漏管道进行加盲板隔离，氮气置换后再对其进行动火施焊。这种处理方式势必会影响正常生产的连续性，并且产生不必要的能源浪费，同时给生产带来不稳定因素。因此，针对压力管道出现泄漏，考虑找到一种方法，可以在不影响生产的情况下，通过改进密封构件，实现带压焊补堵漏，从而保证该压力管道能够正常运行，实现装置长周期稳定运行。

关键词：压力管道；带压焊补堵漏；技术

引言

煤气、合成氨以及甲醇企业生产区域的各类煤气输送管道由于长期运行使用受露天气候和烟气、氨水的长期腐蚀其管道上的焊缝及闸阀、法兰连接部位经常会出现不同程度的裂缝导致管道内的氨水、焦油及煤气外泄既危及周围环境又影响企业生产安全和人员人身安全。对这类设备隐患采用带压直接焊补的技术措施是一种快速、有效的修复方法。

1压力管道出现泄漏原因

1.1长期腐蚀

由于煤气、合成氨以及甲醇企业的压力管道跨度长、数量多、管径大，管道上的闸阀、法兰、膨胀节和焊缝多。由于管道内的煤气及氨水的长期腐蚀，加之有不少管道都处在化工生产区域，同时也受到生产环境中的烟气和露天气候的影响，随着时间推移，管道上的各个连接处和焊缝部位等都易因长期腐蚀和锈蚀而造成管道上不同部位出现不同程度的泄漏。

1.2管道施工问题

压力管道绝大部分都是高空沿水泥构架或钢架多根管道并行架设安装，长距离的管道在施工安装过程中，如果整体水平达不到要求，则会造成部分管道长期使用过程中逐步出现局部微小的下沉。在这种情况下，部分管道上的焊缝的下部位置就会先后出现程度不一的开裂现象；有的则是在施工中因焊接作业时质量把关不严，焊缝上的金属填充物堆积不均，有厚有薄；还有作业时留下的砂眼，久而久之，这些焊缝薄弱处强度减小，逐步发生泄漏。

1.3生产运行维护不及时

各种不同用途、不同管径的压力管道投入生产使用后，不能及时组织油漆防腐维护，也未及时组织定人定期对管道检查和测厚，管道长期受外部环境如化工、焦炉生产区域的氨气、煤气等腐蚀及风雨冰雪的影响，导致管道表面锈蚀严重，时间一长，缺乏有效的后期管理，有的部位就会出现不同程度的泄漏。

2压力管道的一种带压焊补堵漏技术

2.1焊补前对泄漏气或水的处理工作

2.1.1凿挤法

各种容器与管道出气压力为0．2g，在这样低的压力下电弧焊也是难以进行的。因此，在焊补前首先将漏气缝隙或沙眼堵住后才能进行焊补。凿挤法就是采用锥形或扁形凿子在距离泄气缝隙或沙眼2mm左右处凿挤漏气孔周围的金属。使其金属拥挤，向孔内将孔或缝隙堵住。此方法用于焊缝上的裂纹缝隙或沙眼夹渣所造成的漏气为宣，但对镕合线处以外的漏泄气不能采用此方法因熔线以外的泄漏表明容器或管道已严重被腐蚀，其管壁已相当薄了，一凿即穿，在这种情况下可采用放空法处理。

2.1.2放空法

在施焊前首先在容器或管道（焊接位置附近）焊上一个事先做得约25mm管节丝头并做好放气阀门（开放位置）让气体从阀门放出，待焊好后将阀门关闭即可。如在没有阀门的情况下，可利用螺丝母焊在放气孔上，而后用螺丝加上胶垫上紧或不加胶垫直接焊牢。

2.2焊补工艺

2.2.1焊前对工件进行凿挤，主要是为焊补时气与水不能跑出

凿挤只是表面和暂时的，凿挤后的焊补，在焊接工艺上要注意以下几点：一是被焊器材熔深度要尽量浅。二是熔池温度冷却要快。三是要采用短弧（焊条与焊件的距离要低于焊条本身直径）施焊。四是停弧降温点焊工艺。这种停弧降温点焊法要比平常用的焊法停弧时间长些，必须等熔池温度完全冷却凝固之后方可再引弧。引弧的位置要在已凝固的熔池旁边引燃电弧，待电弧燃烧正常之后要瞬间移到焊处，引弧后即向焊补方向拉灭电弧以牵熔池铁水向前。此法一般应焊三个层次。第一层为封住层，用铁水封住替代凿挤焊封住，最好采用直流焊接为宜。焊条直径要小（2．5mm）下限电流，以快速点焊法，点焊要稳准。根据熔池的温度熄弧要快，焊层宜薄。第二层为验证层，此层仍以小参数工艺快速熄弧点焊。焊验证层时如果发现泛泡，则已表明前层并未完全封住，这时应停止验证，须再重新凿挤密封，直至验证以封住为止。第三层为盖面层，在验证封住之后，可按正常焊法施焊，由外围向中心加宽、加厚焊盖面层。

2.2.2放空管角焊缝焊接

2.2.2.1放气口处气体往外排泄，放空丝头放好后泄漏气体不能全部从阀门跑出，仍有一部分气体从丝头周围的间隙处排出。

2.2.2.2电弧被吸入

当气体从阀门放泄时，在气压高流速急时电弧随着气体的流速使缝隙外面的空气带吸引电弧亦被一并吸入。

2.2.2.3容器或管道壁太薄

当低压蒸汽管壁被腐蚀得很薄时，在施焊当中电弧易烧穿管壁，因此焊角焊缝时应根据具体情况采取如下特殊的工艺措施。

2.2.3控制好电弧方向

防止偏吹，管道与容器壁超薄电弧偏向关节（丝头）角度就越大。

2.2.4加夹套管紧箍

当管壁薄得难以采用电弧焊或氧乙炔焊时，可加夹套管内衬橡皮或纸箔紧固的临时紧急措施，以解燃眉之急。

2.3具体实施方案

在压力管道发生泄漏，而又不必进行泄压处理时，采取以下措施：（1）用测厚仪测量管道厚度，确保可以安全施焊；（2）根据压力管道上泄漏点的位置及大小，切割一块与管道同等公称直径的弧板；（3）根据漏点泄漏量，将待焊弧板中间割一大小适宜的孔，然后在该孔处弧板外侧焊一个带有内螺纹排气口，用以安装接管排放泄漏气体；（4）在待焊钢板内侧割孔周围，粘贴一层四氟密封带，然后，将该弧板切割孔中心（即内螺纹排气口）对准泄漏点，通过管卡固定在管道上，且保持其弧板周围密封不泄漏；（5）另加工一个外螺纹短接与内螺纹排气口装配，再在外螺纹短接上安装引起管道（如橡胶管等），经引起管道将泄漏气体引至施焊区域之外，然后对钢板进行施焊；（6）施焊结束后，拆除外螺纹短接、引气管道、管卡，安装外螺纹堵头，完成堵漏。

3效果

该技术可应用于压力管道在带压情况下的堵漏，特别是在正常生产时无法泄压置换的情况下，是一种针对可燃气体泄漏的安全堵漏技术。采用该实用技术后，解决了压力管道在正常生产时突然出现泄漏，而又不需要停车、泄压、置换处理，就能采用该堵漏装置进行安全堵漏的问题，从而确保了装置的连续运行，避免了不必要的停车。采用该实用技术可以减少物料泄漏，避免环境污染。该技术具有结构简单、加工方便、易操作、投资低、安全实用等特点。

结语

针对传统处理化工生产压力管道泄漏需要停车、泄压、置换处理的问题，提出了一种新型带压焊补堵漏技术。该技术结构简单、加工方便、易操作、投资低，具有良好的经济效益和环保效益，可广泛应用于化肥、焦化、煤气、化纤、环保及其他行业的压力管道的漏电处理。

参考文献

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［2］成大先．机械设计手册［M］．6版．北京：化学工业出版社，2018．

［3］孙爱芳，吴金杰．焊接结构制造［M］．北京：北京理工大学出版社，2007:118．

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