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          管道研究

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          新型柔性卡具在管道泄漏快速處理中的應用

          來源:《管道保護》2022年第6期 作者:彭來 時間:2022-12-14 閱讀:

          彭來

          天津耐斯工程技術有限公司

           

          摘要:剛性夾具和傳統的柔性堵漏卡具受密封組件的限制,對于大面積、變形管道、復雜泄漏等往往起不到堵漏作用,需要探討優化柔性卡具應用,以有效應對這一難題。介紹了新型柔性卡具在不同形式管道泄漏中的應用和堵漏效果,以期提供優質的管道泄漏解決方案。

          關鍵詞:新型柔性卡具;焊縫泄漏;異形管件;帶壓封堵;小管道泄漏封堵

           

          由于自然災害、第三方損壞等原因造成的管道大面積泄漏,往往管道變形嚴重,創傷面較大,漏點形狀不規則,目前剛性夾具和傳統的柔性卡具常常束手無策,派不上用處。目前,國內外針對變形管道的大面積泄漏,只能采取緊急停輸、帶壓開孔封堵或排空后換管等方式處理,存在應對倉促、成本高、效率低、周期長和損失巨大等問題,對于高落差的山區油氣管道面臨的風險、問題、困難尤其突出。針對傳統柔性卡具局限性,通過加大堵漏組件的密封面積或改變密封組件結構,再加入引流功能,形成一個堵漏加引流的復合式堵漏方案。新型柔性卡具可有效應對復雜情況下的變形管道泄漏封堵。

          1  柔性卡具概述

          (1)柔性卡具分類及適用范圍。詳見表 1。

          表 1 柔性卡具分類及適用范圍


          (2)柔性卡具組成。主要由堵漏密封模塊、柔性緊固帶、緊固組件、漏點定位器四部分組成,如圖 1所示。緊固工具包括:柔性卡具專用快裝設備、六角扳手、扭矩扳手。


          圖 1 柔性卡具組成

          (3)柔性卡具特點。適用于各種形式的泄漏封堵,由于采用新型堵漏材料,柔性卡具與傳統的剛性卡具堵漏方式有很大區別, 整個施工作業無需動火, 施工作業面小,操作簡單、輕便、快捷[2]。由于柔性卡具變形量大,容讓性強,適合各種異形、變形管件及焊縫開裂造成的泄漏,管徑覆蓋DN25~DN1400的陸上、水下管道等各種泄漏的封堵處理。通過采用不同材質的柔性卡具,也可適應負190℃到200℃的管道介質溫度。

          2  柔性卡具應用

          (1)用于帶PE層、帶壓管道泄漏。管道出現泄漏時,由于靜壓造成泄漏現場很難開展去除PE層的工作,環向式柔性卡具可以在帶PE層的情況下直接進行封堵作業。今年7月,國家管網維搶修中心進行了高壓帶壓封堵演練測試,使用新型環向式柔性卡具,在帶壓3 MPa且帶PE層的管道上成功完成封堵(圖 2)。



          圖 2 新型環向柔性卡具封堵現場

          (2)用于焊縫、焊趾泄漏。傳統軸向式柔性卡具,因其設計初衷針對腐蝕穿孔造成的泄漏事故,不適于焊縫開裂泄漏的封堵。環向柔性卡具專門應對由裂紋引起的泄漏事故,經測試,使用新型環向式柔性卡具進行焊縫焊趾處的泄漏封堵,最終保壓6 MPa無滲漏(圖 3)。    



          圖 3 模擬裂紋在線封堵(紅圈內為環向式柔性堵漏模塊)

          (3)用于大面積復雜泄漏。在管道出現大面積、不規則、多孔洞復雜泄漏情況下,剛性卡具還是傳統柔性卡具都無計可施,新型引流式柔性卡具很好地解決了這個難題。它通過密封模塊將泄漏介質密封在模塊的腔室內,然后通過引流裝置將泄漏介質收集于外置的大型容器內,從而將不可控的泄漏狀態轉向可控狀態,為后期進一步處理爭取時間。在現場測試時展現了良好的性能,在3 MPa運行壓力下,引流、密封均正常(圖 4)。


          圖 4 新型引流式柔性卡具工作狀態

          (4)針對嚴重變形管道泄漏封堵。由于管體的不規則形變,造成泄漏點在凹陷處,給密封造成了極大的困難,柔性卡具配合“補償塊”的方式就可克服這一難題。在使用“補償塊”對事故管道進行“找回高度、找回圓度”之后(圖 5),再使用柔性卡具進行封堵處理,經測試最終承壓可達6.5 MPa,完全滿足恢復生產的要求。


          圖 5 使用補償塊找回管道高度、圓度

          (5)針對高壓小管道泄漏封堵。針對場站、閥室內的高壓小管徑(DN25、DN50等)管道的泄漏,柔性卡具也有用武之地。今年在維搶修中心組織的管道泄漏演練現場,由柔性卡具演變而來、針對小管徑管道泄漏封堵的特種柔性卡具首次登場,在DN25、DN50管道進行3 MPa帶壓封堵測試,升至10 MPa未發生滲漏(圖 6)。


          圖 6 小管徑管道( DN25)帶壓封堵測試

          (6)配合使用。雖然柔性卡具具備優良的搶險優勢,但無法滿足對管道的長期修復。為此將柔性卡具與異形B型套筒結合使用(圖 7),即在使用柔性卡具對泄漏管道進行封堵后,將異形B型套筒包覆在柔性卡具上,然后與管道進行焊接,就可以完成對泄漏管道的中長期修復。


          圖 7 柔性卡具與異形B型套筒結合使用

          3  結語

          大多數搶險事故現場,往往工況惡劣、情況緊急,相較于使用手動工具對柔性卡具進行上緊,機、泵一體化的柔性卡具專用快裝設備,在上緊速率和操作頻率上都更簡便快捷、高效同步,可進一步加快柔性卡具封堵作業,大大縮短施工時間和勞動強度。柔性卡具在大量實際應用中展現了其不俗的搶險實力,作為一種新型帶壓封堵設施,其操作和使用方式還未廣泛傳播。期待柔性卡具這種安全高效的帶壓封堵方式在不久的將來能提供更多更為優質的管道泄漏解決方案。

           

          參考文獻:

          [1]張本華.天然氣管道缺陷補強修復新技術分析[J].化工設計通訊,2018,44(06):203.

          [2]李國民,陳小林,崔雙民,等.凱夫拉纖維管道修復技術應用[J].石油工程建設,2014,40(06):84-86.

          [3]王巨洪,姜世強.管道缺陷補強修復新技術[J].管道技術與設備,2006(05):30-31+44.


          作者簡介:彭來 ,1986年生,畢業于東北石油大學石油工程專業,工程師,負責公司管道維搶修技術、設備研發與市場技術支持。聯系方式:18601144269,nicepipe@126.com。


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