化工企业带压堵漏管理与技术浅析

作者-唐怀祥

这两天关于辽宁盘锦浩业化工有限公司烷基化装置在维修过程中发生的泄漏爆炸着火事故， 牵动着大众的心，也在行业内引起了极大的关注和讨论，截至19日最新官方消息，事故已经造成12人死亡、1人失联。

根据应急部危化监管一司2023年1月16日《关于辽宁盘锦浩业化工有限公司事故现场督导情况的报告》关于事故简要经过及初步原因分析：

根据初步了解的情况，烷基化装置反应工序后的物料，经酸洗、碱洗后，进入水洗罐的主管线（管线DN150，物料主要为异丁烷、正丁烷、烷基化油等）于1月11日下午18时12分发现漏点，11日21时52分开展第一次堵漏，至22时26分人员撤离，未堵漏成功，泄漏量增大；12日下午14时20分至47分开展第二次堵漏，未堵漏成功；14日下午13时1分使用1吊车、1吊篮开展第三次堵漏，至14时50分，未堵漏成功；15日上午9时18分开展第四次堵漏，12时43分使用两台吊车、两个吊篮进行堵漏，13时27分管线爆裂、物料大量喷出，导致爆炸并起火。

初步分析事故直接原因为：烷基化装置反应工序后的物料，经酸洗、碱洗后，进入水洗罐前，主管线发生泄漏，在作业人员堵漏时管线爆裂，大量物料泄漏，遇静电或吊车等明火引发爆炸并起火。目前，事故具体原因正在进一步调查中。

也就是说从1月11日21时52分开展第一次主管线堵漏到15日上午9时18分开展第四次堵漏，皆告失败，最终管线爆裂、物料大量喷出，导致爆炸并起火。

目前正式的事故调查报告没有公布， 我们不去分析猜测具体过程和原因，本文仅就化工企业设备设施带压堵漏管理和应急处置的作业技术，根据笔者的从业经验做一点浅析和技术交流。

一、何为带压堵漏（或者带压密封）

    带压堵漏（带压密封）Online Leak Sealing ：液体介质在泄漏状态下，进行有效密封的技术手段。

通俗讲就是利用合适的密封件，彻底切断介质泄漏的通道，或堵塞，或隔离泄漏介质通道，或增加泄漏介质通道中流体流动阻力，以便形成一个封闭的空间，达到阻止流体外泄的目的。

带压堵漏是一种消除泄漏的装置，在化工企业生产和运营过程中，其生产设备、管道、阀门等部位在受到某种因素的影响而造成泄漏时，因为泄漏的物质具有有毒、易燃、带压等危害性极大的特性，使用带压堵漏装置来防止其外泄。为此，技术上需要建立一个密封空腔，其中包括泄漏部位原来的密封空腔或者在泄漏部位重新建立一个密封空腔，利用密封腔的耐温、耐压、耐腐蚀，且在一定 条件下能够以最快的速度固化的特点形成一个新的密封结构，使得该密封结构能够在泄漏部位堵截泄漏的介质，消除泄漏 。为此，其必须借助大于系统内部的外部推力将密封剂注入到密封空腔内，使之能够填满密封腔，令密封剂能够在密封腔内起到作用，满足装置长周期或者临时的稳定、安全运行。

   带压堵漏有文献或者资料全称为“管道或容器不动火不停输快速带压堵漏”，在国际和国内行业专业方面已经发展成为一个带压堵漏的细分行业。在化工和危化品领域，主要针对危化品长输管道、石油炼油。适用介质：油、水、燃气、蒸汽、各类易燃易爆有毒有害气体、浓酸、碱、苯、强腐蚀类以及各类化学品等等。

二、带压堵漏的特点

带压堵漏的主要特点:
    1. 对生产、输送等效率影响低，保证不停线作业，或适当降低压力后，进行带压堵漏作业。
    2. 带压堵漏的技术水平要求高，但成功率并非100%，有统计数据只有50%左右。
    3. 适用于不能停止的部位堵漏。

4. 由于带压堵漏技术能够在不间断运行的状态下进行消除泄漏，进而能够不影响系统的生产作业，不会因停止作业而造成较大及以上经济损失，因此有较好的经济利益。

这里要特别提出，在化工企业生产和运营过程中，其生产设备、管道、阀门等部位在受到某种因素的影响而造成泄漏时，有时候为了降低安全风险和减少因泄漏对环境的污染破坏，尤其是大型系统紧急退料停车可能也需要一定时间，所以带压堵漏是异常甚至是事故情况下的不得已为之的应急处置作业。

   近几年以来，多地化工企业发生工艺压力管道因腐蚀或冲刷造成局部减薄、破裂失效而引发的事故，造成了很大人员伤亡与财产损失。如2020年珠海长炼石化设备有限公司1.14爆燃事故、宁波利万新材料有限公司4.30火灾事故、晋煤金石石家庄循环化工园区分公司5.8爆炸事故。2021年山东某石化公司“1•1”常减压装置稳定塔液化气泵出口管线腐蚀减薄开裂，发生的泄漏事故；2021年唐山市某钢铁集团煤焦公司“2•23”甲醇合成反应器出口管道法兰焊缝断裂泄漏发生的燃爆事故，造成2人死亡，等等。

以上事故多是因为我们国家这20年左右化学工业快速发展，很多化工装置纷纷建成投运。而装置设计寿命周期是有年限的，有些企业的一些装置已到了老旧易失效的阶段，尤其是工艺压力管道的设计寿命周期一般在10～15年，如果企业设备管理与维护不到位，失效的周期还有可能缩短。因此，因设备设施老旧失效和管理不当，尤其是工艺压力管道失效所造成的事故频发。如果企业没有有效加强设备管理，将来还有可能发生工艺设备设施、压力管道失效导致的安全生产事故。在此笔者还是呼吁企业务必按照《关于加强化工过程安全管理的指导意见》（安监总管三〔2013〕88号） 和《国家安全监管总局关于加强化工企业泄漏管理的指导意见》安监总管三〔2014〕94号 等文件要求，切实开展设备完好性管理，编制预防性维修计划，做好设备预防性维修，尽量减少化工工艺设备设施、工艺管道的泄漏和降低带压堵漏作业的频率。

三、不能进行带压堵漏的作业

    参考相关规范标准、文件资料，注意有下列情况之一者，不能进行带压堵漏作业：

    1.毒性程度为极度危害介质的泄漏部位。

    2.设备器壁等主要受压元件及管道，因裂纹而产生的泄漏部位。或无法有效阻止带压密封部位材料裂纹继续扩展的泄漏部位。

    3.原设计法兰密封垫采用透镜式垫片的泄漏点，或密封处无法满足安全施工要求。

    4.管道腐蚀、冲刷减薄情况无法检测确认或者不明的泄漏部位。

    5.由于介质泄漏，使螺栓承受高于原来设计使用温度的泄漏点。

    6.一个泄漏点当量直径大于10毫米，且不符合堵漏施工要求。

    7.堵漏现场安全措施不符合企业安全规定。

    8.堵漏含颗粒的泄漏介质其成功率较低的部位。

    9.现场不具备安全施工要求的泄漏部位。

    10.结构和材料的刚度和强度,不能满足带压密封要求的泄漏部位。

    11.螺栓强度不能满足形成堵漏密封比压要求,且无法加固的泄漏部位。

    12.其他经专业技术人员现场风险辨识评估为否定结论不能带压堵漏的作业部位。

   对于带压堵漏这种风险很高的作业，或许在蒸汽（压力不宜过高）、或不涉及易燃易爆等工艺介质的管道上作为临时应急的抢险手段之一是可行的，但用于类似于浩业化工异丁烷、正丁烷等闪点低的管道上是不可取的。尤其是当管道泄漏的原因不明，管壁是点状腐蚀穿孔，还是较大面积内壁减薄，是发生氢脆，还是工艺波动造成管道受压加大或腐蚀加剧，或是材质选择有问题承受不了运行的压力等，在未对泄漏的根原因进行分析，未对管壁腐蚀状况进行有效的检测时，不仅要严禁带压堵漏，更要严禁打上卡箍后就认为万事大吉，而继续“带病”运行。正确的做法是立即减负荷、降压力，退尽料、直至停装置，而不是“堵”。带压堵漏作为应急处置作业技术，个人建议在温度550℃、压力16Mpa的条件下进行为佳。

四．带压堵漏技术浅析

1.带压堵漏施工部位有承压设备设施的直管、三通、弯头、变径、法兰盘根部、大型容器罐等部位。

2.带压堵漏施工方法一般有注剂法堵漏密封，紧固法堵漏密封和填料函堵漏密

封等。

2.1注剂法堵漏密封有：

1）夹具法堵漏密封法 除了经判定不能进行带压堵漏的部位外，基本适用于常规的带压堵漏技术范围。

2）钢带捆扎螺孔注剂堵漏密封法 适用于法兰连接间隙小于等于10MM。

2.2.紧固法堵漏密封  适用于公称直径小于等于300MM的管段泄漏密封和泄漏系统压力小于等于2MPa.

  紧固法堵漏密封有钢带捆扎紧固法、卡箍紧固法堵漏密封、缠绕捆扎堵漏等几种。

1）钢带捆扎紧固法

2）卡箍紧固法堵漏密封

3）缠绕捆扎堵漏  

注意缠绕捆扎堵漏技术适用于直管、弯头、三通、法兰与管道焊缝及管道和管件螺纹连接处泄漏密封且系统温度小于150℃，管径最大一般不大于325MM， 压力最高不超过1MPa.

2.3 填料函堵漏密封  适用部位:适用于阀门填料函泄漏密封,机泵及搅拌器轴封泄漏处理,填料函式伸缩接头泄漏密封等。

五、结语

  涉及带压堵漏的技术和方法， 还有很多，比如下列（包括但不限于）：

1.调整消漏法：采用调整操作、调节密封件预紧力或调整零件间相对位置，勿需封堵的一种消除泄漏的方法

2.支撑法：在管道外边设置支持架，借助工具和密封垫堵住泄漏处的方法，称为支撑法。这种方法适用于较大管道的堵漏，是因无法在本体上固定而采用的一种方法。

3.顶压法：在管道上固定一螺杆直接或间接堵住设备和管道上的泄漏处的方法，称为顶压法。这种方法适用于中低压管道上的砂眼、小洞等漏点的堵漏。

4.压盖法：用螺栓将密封垫和压盖紧压在孔洞内面或外面达到治漏的一种方法，称为压盖法。这种方法适用于低压、便于操作管道的堵漏。

5.打包法：用金属密闭腔包住泄漏处，内填充密封填料或在连接处垫有密封垫的方法，称为打包法。

6.上罩法：用金属罩子盖住泄漏而达到堵漏的方法，称为上罩法。

7.胀紧法：堵漏工具随流体入管道内，在内漏部位自动胀大堵住泄漏的方法，称为胀紧法。这种方法较复杂，并配有自动控制机构，用于地下管道或一些难以从外面堵漏的场合。

8.加紧法：液压操纵加紧器夹持泄漏处，使其产生变形而致密，或使密封垫紧贴泄漏处而达到治漏的一种方法，称为加紧法。这种方法适用于螺纹连接处、管接头和管道其他部位的堵漏。

9.塞孔堵漏法：采用挤瘪、堵塞的简单方法直接固定在泄漏孔洞内，从而达到止漏的一种方法。这种方法实际上是一种简单的机械堵漏法，它特别适用于砂眼和小孔等缺陷的堵漏上。

10.焊补堵漏法：焊补方法是直接或间接地把泄露处堵住的一种方法。这种方法适用于焊接性能好，介质温度较高的管道。它不适用于易燃易爆的场合。

11.粘补堵漏法：利用胶粘剂直接或间接堵住管道上泄漏处的方法。这种方法适用于不宜动火以及其他方法难以堵漏的部位。胶粘剂堵漏的温度和压力与它的性能、填料及固定形式等因素有关，一般耐温性能较差。

12.胶堵密封法：使用密封胶（广义）堵在泄漏处而形成一层新的密封层的方法。这种方法效果限，适用面广，可用于管道的内外堵漏，适用于高压高温、易燃易爆部位。

   企业应根据自身实际，制定适合本企业的设备设施的管理计划以及防泄漏管理制度、应急处置制度，做好前置性的设备设施预防性维护。减少企业化工工艺设备设施、工艺管道的泄漏和降低带压堵漏作业的频次。根据本企业设备设施、管道、承压容器的不同材质、运行条件、温度压力范围、物料介质等实际， 制定合适的应急泄漏情况下的带压堵漏技术措施并实施定期演练，加强应急队伍的建设和储备，提高企业应急响应人员的专业度，吸取其他企业泄漏和应急处置过程中发生事故的教训，切实保障企业设备设施的安全运行，这才是我们企业安全生产管理所追求的目标。

另外企业带压堵漏施工作业的施工条件确认、施工前的准备、组织分工人员配备和资质要求、技术交底与安全培训、施工器具器材准备、作业过程的安全与防护、PPE的佩戴， 静电防护、施工结束的验收等等， 都需要在堵漏的全过程中严格执行，限于篇幅原因，本次无法全部涉及， 后继有机会做一次专项的化工企业带压堵漏的全过程安全培训与沟通学习。

 谢谢！