帶壓堵漏的專利技術綜述

杜菁

摘要：介紹了帶壓堵漏的技術起源，并從專利文獻方面展開分析了帶壓堵漏的方法及其發展、國內外的專利申請的主要國家和申請人。

關鍵詞：帶壓堵漏

由于焊接缺陷、介質腐蝕等各種原因，管道焊口、法蘭甚至管道本體，容易發生滲漏和泄漏。但是部分管道不能停產，或是有些管道置換難度大，這就需要涉及帶壓堵漏技術，最大限度的減少停產，減少財產損失，保護環境[1]。

1 帶壓堵漏技術起源

帶壓堵漏（Perssure seal）也稱帶壓密封，是利用合適的密封件，徹底切斷介質泄漏的通道；或者堵塞，或者隔離泄漏介質通道；或者增加泄漏介質通道中流體流動阻力，以便形成一個封閉的空間，達到阻止流體外泄的目的。

帶壓堵漏技術[2]的研究始于19世紀20年代，英國費曼奈特有限公司首次提出了帶壓堵漏的概念。進入20世紀70年代，在封堵介質夾具設計密封劑的研究上取得了顯著的提高，從最初只能封堵少量的非高溫高壓介質到現在能夠封堵300多種介質，溫度從-195～900℃，壓力從真空～60MPa，堵漏夾具多樣化，各種密封劑能承受越來越多的泄漏介質和苛刻條件。

國內研究應用帶壓堵漏技術較晚，以前經常采取補焊、打木樁、打卡子、停車檢修等方法處理泄漏。隨后于上世紀80年代開始研發這項技術，蘭化研究院于1986年受國家經委和中石化總公司委托，成功研發了這項技術。

2 帶壓堵漏的發展

隨著技術的發展，出現了多種形式的帶壓堵漏，且各有優異。帶壓堵漏方法主要可以分為：機械堵漏法，塞孔堵漏法，焊補堵漏法，粘補堵漏法，注劑密封法。

2.1機械堵漏法

機械堵漏法是較為常見的一種堵漏方式，機械堵漏法的專利申請主要圍繞機械緊固方式展開。申請號為200720097226.3[3]，發明名稱為管道U型堵漏卡的專利文獻就提供了一種簡單易操作的堵漏裝置。弧形鋼板內鑲嵌有堵漏用橡膠板5，U型連接臂2與鋼板1扣合成環形連接件，只需將橡膠板5對準泄漏點，通過螺母10固定弧形鋼板和U型圓鋼卡即可達到堵漏的目的。這種形式的堵漏裝置操作方便、結構簡單，一般適用于中小型的管道，如給排水管道。

對于大型的、尤其是油氣管道，一般會采取更加復雜的緊固裝置，例如申請號為201310534034.4[4]，發明名稱為油氣輸送管道帶壓堵漏裝置的專利文獻提供了另一種機械堵漏的方式。緊固鏈是常見的大型油氣管道中實用的緊固方式。

2.2 注劑密封法

注劑密封法也稱在線堵漏技術，主要由英國弗曼耐特公司最先發明。這種方法不僅適用于直管、彎管，還適用于管道之間的連接件的堵漏密封，如法蘭、管接頭、閘閥等。

注劑密封法由夾具、密封劑、專用注劑工具和操作方法4部分內容組成。其中，密封劑和夾具是這項技術的關鍵技術環節，專利文獻主要也是針對這兩部分進行改進。夾具是加裝在泄漏缺陷的外部與泄漏部位的部分外表面共同組成新的密封空腔的金屬構件。在帶壓堵漏中，許多都是圍繞著夾具進行改進的。夾具分為法蘭夾具、直管夾具、彎頭夾具、三通夾具等。下面例舉法蘭夾具對注劑密封法進行介紹。公開號為FR2544838A1[5]，申請人為弗曼耐特的專利文獻提供一種典型的法蘭堵漏的注劑密封方法。在用法蘭進行管道連接時，在兩片法蘭之間都設有起密封作用的墊片，這些墊片時間一長便會出現老化現象。此專利文獻公開了用夾具40夾緊兩法蘭34，將密封劑通過注嘴28注入導法蘭34之間，從而達到法蘭間的密封。

除了對夾具進行改進，對密封劑進行改進也是很多專利文獻涉及的一個主要部分。如申請號為201010181109.1[6]，發明名稱為一種高溫帶壓堵漏用密封劑的專利文獻公開了一種新型密封劑。通過選用各種材料使蓋密封劑可適合多種介質環境，具有化學穩定性，能耐200～800℃高溫，有良好的抗老化性能。

但是，注劑密封法也存在一些明顯的不足，譬如對于需要現場鉆孔攻絲的，需要涉及制造互料卡套的和施工條件困難的泄漏處，時間比較長等。

2.3 焊補堵漏法

一般的機械堵漏法和注劑密封法是直接將泄漏堵住，而對于泄漏量很大且壓力高或泄漏介質具有危害性的泄漏，提出了焊補堵漏法。管道焊接帶壓堵漏一般不直接在泄漏處進行焊接，一般都是在管道的泄漏處焊接一個補丁或是抱箍。

申請號為201310059224.5[8]，發明名稱為帶壓堵漏器的專利文獻提供了一種焊接焊補堵漏的方法。一種帶壓堵漏器，其導引管7其中一端密閉連通有截止閥門8，導引管7另一端密閉連通有焊接卡瓦5，焊接卡瓦上開有通孔，通過焊接卡瓦上的通孔先將流體從導引管7流出，然后旋緊緊固緊固螺栓1，直至焊接卡瓦處不在有介質漏出，此時用電焊將焊接卡瓦密封焊接在介質管道外，焊接完成后關閉介質閥門將導引管封堵。

雖然各種堵漏方法都各有其特點和應用的特點，但是，隨著應用領域的復雜性和技術的進步，各種堵漏方法之間的交叉以及堵漏方法和其他學科之間的交叉已不可避免，如焊接堵漏技術與注劑密封技術相結合。

3 帶壓堵漏專利文獻分析

管道堵漏分類號主要涉及F16L55/16及其下位組，在SIPOABS中專利申請總量為23772篇，以下數據統計是作者于2014年06月09日在SIPOABS數據庫中對各國申請量、申請人、申請時間、分類號分布所做的統計。

3.1主要國家

從圖3.1可以看出，日本的文獻量是最大的，遠遠大于其他國家，如果需要查找相關技術，可以關注日本的分類號，此外，美、英、歐等國家的文獻量也較為豐富，這應該與國外天然氣或石油應用技術比較成熟有一定關系。如果涉及管道堵漏這塊內容，要注重對外國文獻的關注與挖掘。

3.2 主要申請人

涉及到堵漏的管道主要包括一般的生活用管，如建筑用排水系統，而其中更大一部分是運輸油、氣等的大型管道。國內主要的申請人為中國石油天然氣股份有限公司，安徽同發設備股份有限公司，國外的主要申請人為株式會社湘南合成樹脂制作所，殼牌，英國氣體公司，東京燃氣公司。

4 小結

不管是生活用的供水供氣管道還是大型設備中的管道線路，管路都是不可或缺的一個重要部件。為了保障生活和生產的安全開展，對破裂管道進行維護是一個必要而又重要的課題，如何因地制宜的使用堵漏裝置和制定堵漏方法是堵漏的重點關注對象。

參考文獻

[1]佟明鋒. 低壓管道堵漏技術總結.壓力容器與管道安裝. 2011年第2期

[2]寇杰等.油氣管道腐蝕與防護.中國石化出版社.？2008

[3]天津市巨星防腐檢測工程有限公司.管道U型堵漏卡. CN201093141Y[P]. 2008-07-30

[4]中國石油大學.油氣輸送管道帶壓堵漏裝置.CN103557401A[P].2014-02-05

[5]FURMANITE INT LTD. Leak sealing clamping ring-comprises two semicircular parts， each with radially extending holes which are trapped and capped by injection nut. FR2544838A1[P]. 1984-10-26

[6]張華等.一種高溫帶壓堵漏用密封劑.大連理工大學.CN101880413A[P].2010-11-10

[7]棗莊礦業（集團）有限責任公司柴里煤礦.帶壓堵漏器.CN103115217A[P]. 2013-05-22