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燃气管道根部阀结构带压堵漏技术

2022-01-19

针对燃气管道根部阀微量天然气泄漏情况,对带压堵漏夹具进行设计和制造,并模拟实际工况进行试验,形成燃气管道根部阀补强堵漏技术,具体过程见图。


燃气管道


1、带压堵漏技术方案设计


(1)引压管丝堵、阀门不动火带压堵漏


方案1:引压管丝堵、阀门不动火带压堵漏方案。堵漏装置主要包括阀门堵漏夹具和碳纤维缠绕层,其结构见图。


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阀门堵漏夹具采用两半瓦形式,其接触面开设密封槽,采用螺栓和盘根进行紧固密封。在引压管阀门上安装阀门堵漏夹具,排气阀接导流管到室外,打开排气阀;引压管内部注胶,其端部安装丝堵密封;对阀门堵漏夹具缠绕碳纤维进行密封保护,并在夹具内部注胶,注满后关闭排气阀,然后继续注胶,增压到10MPa后关闭注胶用阀门,去除导流管。


(2)法兰式夹具不动火带压堵漏


方案2:将引压管截断后进行不动火带压堵漏。堵漏装置主要包括套筒、下法兰和聚四氟乙烯塞,其结构见图。聚四氟乙烯塞与内部阀门及外部套筒之间采用过盈配合实现密封。清理和清洗套筒、聚四氟乙烯塞和阀门密封面,确保其表面无划痕和擦伤等缺陷,确保套筒入口无毛刺。


先在密封面上均匀涂抹密封胶,然后将聚四氟乙烯塞套在阀门上,再用螺栓将聚四氟乙烯塞垂直压入套筒。方案2将截断的引压管部分密封在内,同时减少了密封面,大大提高了堵漏效果。


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(3)阀门手柄处可监测带压堵漏


方案3:针对引压管不截断的情况,对阀门手柄处泄漏高风险点进行可监测带压堵漏。堵漏装置主要包括盖帽型夹具、U型螺栓和密封橡胶圈,其结构见图。盖帽型夹具通过U型螺栓进行固定,夹具与阀门主体之间采用密封橡胶圈进行密封,夹具顶部设置引压管接头,试验时用于打压,后续压力监测时用来连接引压管与压力监测装置。方案3堵漏装置可将阀门手柄处和外界隔绝,使其处于密闭空腔内,并能实时监测阀门处的泄漏情况。


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2、模拟试验


模拟国内某燃气管道根部阀的实际工况进行试验,根部阀泄漏模拟见图6,组装完成后的堵漏装置见图。


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试验目的:(1)验证方案1、方案2和方案3在阀门发生外漏的情况下是否可以有效堵漏;(2)验证方案1、方案2在阀门发生内漏的情况下是否可以有效堵漏;(3)确定方案1夹具安装和碳纤维缠绕施工工艺;(4)确定方案2和方案3夹具安装施工工艺。


试验步骤:(1)对现场根部阀结构进行处理,模拟天然气微漏工况;(2)根据现场情况焊接制作引压管;(3)对根部阀结构与堵漏夹具之间的接触面进行表面清理,排除粗糙表面与杂质对密封效果的影响;(4)安装堵漏装置,在安装过程中应注意密封接触面的密封效果;(5)进行密封性试验。


试验条件:试验介质为空气,试验压力为10MPa,升压速率不大于0.1MPa/min。密封性能的合格标准为无破裂、无泄漏,压力降不大于0.1MPa。


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3、模拟试验结果


模拟试验结果见表。试验结果表明:(1)方案1堵漏装置在压力相对较低(7MPa以下)时密封性能良好,碳纤维可以起到补强作用,但由于堵漏夹具的形状不规则,导致碳纤维的缠绕不可能覆盖整个夹具,夹具存在强度薄弱点,在压力9MPa及以上时密封胶外溢。方案1适用于中压燃气管道根部阀微漏不动火带压堵漏。(2)方案2和方案2堵漏装置在压力升高至10MPa,稳压24h后检查无异常,可实现高压燃气管道根部阀微漏不动火带压堵漏。


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