直徑1016 mm的O形圈封堵長輸管道快速封堵器的制造結構及封堵能力研究

崔俊東，祖寶華，楊 雪

1中國石油管道局工程有限公司國際事業部，河北 廊坊

2中國石油管道局工程有限公司第一工程分公司，河北 廊坊

3中國石油管道局工程有限公司維搶修分公司，河北 廊坊

1.前言

在長輸管線施工中，每天都要對管線端部管口進行臨時封堵，穿(跨)越水域、鐵路、公路、轉角等段落都要進行預留，待管線下溝后進行連頭作業，因此長輸管線施工中端部管口封堵工作量極大[1] [2] [3][4]。傳統的滿焊盲板法進行管線端部管口臨時封堵時，需配備電焊機1臺，操作工2名，焊接時間在40 min以上(以直徑1016 mm管線為例)。采用O形圈封堵的長輸管線管口快速封堵器(以下稱快速封堵器)封堵管口時，僅需1名普通操作工8 min就可以完成作業。在不受外力破壞的情況下快速封堵器可重復使用50多次，降低了管線端面管口臨時封堵的施工成本，減少了作業時間，提高了施工效率。

2.快速封堵器結構及封堵原理

2.1.快速封堵器結構

快速封堵器結構如圖1所示。將快速封堵器組裝完成，使用時將封堵器推入鋼管，旋緊預緊防盜螺栓將滑動塊向封堵盲板方向滑動，將O形圈夾持在鋼管內壁、封堵盲板和滑動塊之間，變形的O形圈和圓形封堵盲板與鋼管內壁緊密結合，起到封堵管口的作用。操作過程耗時短、封堵效率高、防盜竊，可實現管道管口的快速封堵。

2.2.快速封堵器封堵原理

快速封堵器盲板略小于被封堵的管口外徑，略大于管口內徑，內面板貼附在管口端面，這樣可以防止因外力影響造成封堵作業時發生側翻(見圖2)。快速封堵器的封堵原理是：通過旋緊防盜預緊螺栓，盲板和滑動塊之間的定位塊托起O形圈保持圓形，使之與鋼管內壁接觸，滑動塊向圓形封堵盲板方向滑動，縮短滑塊與盲板之間的距離，利用滑動塊和貼板上的坡口將O形圈托起，O形圈在鋼管內壁、盲板、滑動塊之間受力后起到密封管口的作用。

Figure 2.The working principle of fast plugging device圖2.快速封堵器工作原理圖

3.快速封堵器封堵能力測試

快速封堵器組裝完成后，需對其封堵能力進行測試。制作的測試管段有2種，第1種是兩端開口的管段，可以觀察封堵后O形圈的變形和封堵情況；第2種是一端焊接盲板的管段，可以對快速封堵器進行嚴密性和強度測試。

3.1.觀察試驗

采用兩端開口的測試管段進行觀察試驗。將快速封堵器輕輕推入管口，逐個擰緊防盜預緊螺栓，快速封堵器封堵管口完成后，O形圈外圓完全貼附在鋼管內壁上，預緊塊滑動自如無變形現象，當旋松滑動預緊塊時，O形圈與鋼管內壁脫離，落于定位銷上，快速封堵器與管口自然脫離，證明快速封堵器的安裝和拆卸都十分便捷。

3.2.嚴密性試驗

采用一端焊接盲板的測試管段進行嚴密性測試。封堵管口完成后，從注氣閥門向管內注氣，在注氣過程中用肥皂泡沫進行檢查，被封堵的管口邊緣沒有出現漏氣現象。當管內氣壓達到0.023 MPa時快速封堵器彈出管口，試驗證明快速封堵器封堵氣壓小于0.023 MPa的管段嚴密性良好，能夠適應管線施工過程中封堵端面管口的工作需要。

3.3.強度試驗

采用一端焊接盲板的測試管段進行強度測試。封堵管口完成后，將盲板用卡具夾緊后向管內注氣。當管內氣壓達到0.23 MPa時，盲板變形漏氣。

4.結語

快速封堵器盲板與定位塊采用螺栓連接，預緊壓塊與盲板之間通過鑲嵌在盲板中的壓蓋孔，用防盜預緊螺栓連接，螺栓頂部安裝螺母，拆卸快速封堵器時預緊壓塊不會脫落，從而實現完整安裝和拆卸。該快速封堵器具備質量輕、安裝便捷、耐腐蝕、抗沖擊、防盜竊等性能，降低了管口封堵成本，提高了施工生產效率。