摘要:介绍了我国城市燃气管道带压不停输封堵技术的种类和适用范围。研究出新型皮碗,解决了原皮碗式封堵存在的燃气泄漏和积存铁屑问题。改进后的皮碗式封堵技术经济效益和社会效益显著。
关键词:带压不停输封堵;膨胀桶式封堵;皮碗式封堵
在我国城市燃气管网的抢险和改造中,应用带压不停输封堵技术已近20a[1、2],近年来取得了突破性进展。
1 带压不停输封堵技术
1.1 技术简介
我国城市燃气管道带压不停输封堵技术主要分为气囊式、皮碗式和膨胀桶式。气囊式封堵适用于低压城市燃气管道,皮碗式和膨胀桶式适用于高中压燃气管道[3]。
我国高中压城市燃气管道主要采用膨胀桶式封堵技术,即先在带压状态下,用开孔机械将所需改造或抢修的管段整管切断,然后用封堵器将膨胀桶(外表面粘有耐高压胶板)沿着切断孔送入管道中央,通过封堵器的传动装置将桶膨胀,从而封住气源。西方发达国家燃气行业普遍采用皮碗式封堵技术,即在管道上用开孔机械切出马鞍形孔,再用封堵器通过液压传动推动曲柄连杆,将高分子橡胶皮碗送入管内,推向供气反方向,达到封堵气源的目的。
1.2 技术比较
皮碗式封堵所需开孔时间短,皮碗在管道内行进时所受推力较大,密封效果好,适用压力范围广。但由于皮碗为圆锥形,当遇到失圆度较大的管道或螺纹管时,效果就不理想了。另外,对于城市燃气管网而言,由于无法带走管道内铁屑等杂质,会影响皮碗的封堵效果。因此国内燃气管道多采用膨胀桶式封堵技术。
膨胀桶式封堵主要针对较恶劣的管道状况而设计,由于封堵孔是整个管径,因此无论管道有无杂质或变形,都不会影响封堵效果。但是这种方式需要进行整管切断,因此耗时较长,成本较高,也影响交通。另外,受其设计原理及制造工艺的限制,一般仅用于高中压燃气管道。
皮碗式和膨胀桶式封堵各有优点,膨胀桶式封堵技术在我国应用广泛,工艺成熟,而皮碗式封堵技术效率高,成本低。目前经过进一步研发,皮碗式封堵技术已取得重大突破。
2 皮碗式封堵技术的改进
2.1 存在的问题
① 目前国内燃气管道大多采用螺旋焊缝管,这种管道的椭圆度、管道内壁的光洁度都很差,而且在内壁有一条凸起的螺旋缝。改进前的封堵皮碗的密封面是一个斜平面(皮碗结构见图1),进入管道后密封面的整个平面都受力,由于受管道椭圆度影响而受力不均,整个密封面上会产生褶皱造成燃气泄漏。
②管道开孔后会产生铁屑,而管道中流速较低的燃气无法将其带走,铁屑会积存在开孔处管道的内壁上影响密封效果。