法兰或罐体根部泄漏原因和封堵技术分析

郭 磊

天津安固密封技术有限公司 天津市 300384

摘要：本文对化工生产和储运设备中的罐体、法兰等部件根部焊口位置泄漏原因进行分析，整理评估了根部泄漏传统带压封堵处置技术的可行性，描述了一种针对根部泄漏的应急处置新型快速封堵技术。

关键词：根部；泄漏；堵漏；带压封堵；应急；

在危险化学品生产、运输、储存和经营过程中，承压设备中管线、罐体和阀门等部件都需要通过焊接或法兰进行连接，甚至法兰也需要与管道焊接后再利用螺栓连接固定。所以，承压管线系统中不仅焊缝数量多，而且每处焊缝均需要较高的质量要求，是承压设备安装过程中的重要环节，管线焊缝焊接质量直接决定了成品装置在后期使用过程中的安全性。因此，焊缝位置也是承压装置中的薄弱位置，是泄漏事故的易发位置。

承压设备中罐体、法兰等部件与管道的主要连接形式为焊接，通常将罐体或法兰与管道连接处称为根部，根部焊缝同样极易发生泄漏。相较于直管段焊缝的泄漏事故，根部泄漏具有成因复杂、不易预防、易扩大、封堵难度大且效果差等特点，多数传统的带压封堵技术无法快速、有效的对罐体根部和法兰根部焊口泄漏进行封堵。然而，承压装置中的带压介质通常是具有危险性的化学品，其在发生泄漏事故后迅速扩散，污染环境的同时易造成人员中毒、火灾、爆炸等事故，因此对根部泄漏的处置亟需一种快速有效的封堵装置。

1.泄漏原因分析

在实际的化工生产储运中，泄漏事故发生的原因主要由于承压设备连续化生产、储存、运输和使用过程中因老化、故障或意外事故等原因产生泄漏通道，介质压力大于设备外大气压时，内部介质就会泄出设备。现针对法兰或罐体根部的泄漏原因分析如下：

1.1介质腐蚀

承压设备内部介质为具有腐蚀性的化学品时，在长期使用中介质对设备会造成一定程度的腐蚀。部分化学品生产和储运企业为了追求经济效益最大化，对承压设备的材质设计和检修存在能省即省思想，使用耐腐蚀性能较低的材质而不按规定按质按量进行检修，根部焊口这类薄弱部位很容易在长期腐蚀下减薄出现泄漏事故。

1.2焊接缺陷

在安装焊接施工中，如果未严格按照规范的焊接工艺进行施工，而产生焊接部位缺陷或存在薄弱点。例如：在焊接时管道表面的异物、焊接熔渣等没有进行完全的清理；焊接时使用的电流参数未达到规范要求，焊接手法快速忽视焊接质量；管道对接处的坡度未按规范设置；焊接顺序选择不正确；焊接人员专业技术差，焊接质量不能达到要求等等原因，均会造成焊接缺陷，如果后期施工验收未检查出，存在缺陷的根部焊口在使用过程中可能短时间内就会发生泄漏。

1.3介质压力、温度波动

如果温度和压力短时间发生快速变化，金属结构长期受压力冲击和冷胀热缩影响就可能在薄弱部位发生损坏破裂。承压设备在使用中，可能涉及到启、停和其他工艺操作，操作时可能涉及内部介质的温度升降或压力升降，如果运行人员在操作时设置升降速度过快，就会使得根部焊口位置所受应力过大，特别焊缝处的金属材质经高温熔化结合韧性降低，在应力冲击下有脆断倾向。

1.4违规操作

随着国内化学品生产规模不断壮大，化工企业急剧增多，为了节约运营成本，许多化工企业人员素质不高，甚至未经过严格、系统培训，加之规章制度不落实，管理混乱，人员的违规操作很容易直接或间接操作设备损坏等问题，从而导致危化品事故频发。

1.5意外因素

不少危险化学品的生产储存过程中，因某些意想不到的原因，如车祸、飞机失事、火灾殃及等方面引起事故。据统计，近几年在运输过程中发生的危化品泄漏事故约占事故总数的30%。运输槽车罐体上设置的管道和法兰根部极易在交通事故中出现焊口开裂。

2.传统的处置方法

根部作为泄漏多发位置，针对该处泄漏的封堵技术一直是带压封堵中的难点。以下描述四种常见根部封堵方法：

2.1夹具法

夹具法是带压封堵最主要的处置手段之一，通常需要测量泄漏管道及法兰尺寸，设计夹具图纸，安装夹具注胶封堵。然而对于根部泄漏，夹具法的优势得不到很好的体现，因为法兰和罐体根部结构的特殊，对于夹具的制作和后期的注胶封堵产生了极大的挑战，不能达到理想的封堵效果。

2.2焊接法

根部位置由于原焊接缺陷或外力造成的开焊、砂眼、气孔、裂纹等，直接采取焊接法消除泄漏是可行的。但是，对于易燃易爆的危化品，建议不使用焊接法进行泄漏点的封堵作业。

2.3粘贴法

目前可供生产实际应用的粘补剂，大部分耐温和耐压性能都较低，通常在使用时需要借助专用的夹具设备进行加压紧固。使用时，泄漏点附近的金属表面，须进行严格而彻底的清理，否则也影响粘合效果；粘补剂经固化后，自身的弹性较差，如果漏点因温度波动，使金属材料产生的热膨胀与收缩，将对已密封的效果产生不利的影响。

2.4捻缝法

使用捻缝工具对泄漏部位进行碾压封堵，也是一种可用于低压泄漏封堵的方法。但是对于焊缝结构，易造成焊道脆断，泄漏口扩大，相对危险程度比较高。同时也不适用于易燃易爆介质。

3.一种新型根部堵漏装置

该种新型根部堵漏装置主要包括定位机构、拉紧机构和液压机构，定位机构为预制的简易定位夹具，封堵时可将密封材料限制在泄漏点处确保封堵效果；拉紧机构由索具带、专用索具和拉紧器组成，组装后连接液压机构，液压机构为手动高压油泵，可提供液压动力拉紧索具带，从而将密封材料贴合到泄漏点上。

在封堵时，先将定位机构固定于罐体根部或法兰根部泄漏处一侧，定位机构与法兰盘或罐体表面应根据所使用的索具带预留一定的间隙，在间隙处套装索具带，索具带中部外表面均匀紧密缠绕上适当的密封带，密封带在该封堵装置中作为与泄漏介质接触的密封材料，应根据泄漏介质性质合理选用；随后，安装拉紧机构，并按要求紧固特定的专用索具，构建拉紧操作的固定端；最后液压机构与拉紧机构之间通过高压胶管进行连接，利用液压机构提供的液压动力将索具带拉紧，直到索具带表面的密封材料完全贴合泄漏点，泄漏停止。

上述新型根部堵漏装置提供了一种结构简单，操作方便，运行安全可靠，堵漏效率高、效果好，并能带温带压堵漏的新型根部堵漏装置，从而克服现有技术中的不足。与现有技术相比，该装置具有的积极效果是：

1. 本堵漏装置适用于法兰根部或罐体焊接根部发生泄漏，能够直接对泄漏介质处于带温带压和外喷射流动状态时进行封堵，有效杜绝危化品介质的泄露和流失，确保管道的安全运行。

2. 本堵漏装置结构简单合理，安装速度快，运行安全可靠，解决了管道法兰封堵效率低且不稳定的问题，保证了生产的正常运行。

3. 本封堵装置中使用的索具带表面包覆特殊隔绝材质，避免与泄漏结构的摩擦接触，同时其余索具结构采用铜合金材质，具备防爆性能，可以满足对易燃易爆介质的封堵作业需求。

4.结语

危化品泄漏的预防和应急处置技术成为保障人民生命财产安全，支撑化工科技发展的重点。罐体或法兰根部是危害性泄漏多发的部位，针对该部位的泄漏应急处置技术一直是带压封堵行业内的棘手问题，本文中提到的新型根部堵漏装置是具有很高适用性的，也多次的实际泄漏事故应急处置中发挥了作用，避免了更大程度的人员伤亡和财产损失，值得全力推广。

参考文献

[1]刘凯.几种实用的带压堵漏技术[J].化工建设工程，2003年03期

[2]王利强，范志军.某200MW机组水冷壁联箱根部焊口泄漏原因分析及处理[J].河北电力技术, 2004年05期