直徑1016 mm的O形圈封堵長(zhǎng)輸管道快速封堵器的制造結(jié)構(gòu)及封堵能力研究

崔俊東，祖寶華，楊 雪

1中國(guó)石油管道局工程有限公司國(guó)際事業(yè)部，河北 廊坊

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

2.快速封堵器結(jié)構(gòu)及封堵原理

2.1.快速封堵器結(jié)構(gòu)

快速封堵器結(jié)構(gòu)如圖1所示。將快速封堵器組裝完成，使用時(shí)將封堵器推入鋼管，旋緊預(yù)緊防盜螺栓將滑動(dòng)塊向封堵盲板方向滑動(dòng)，將O形圈夾持在鋼管內(nèi)壁、封堵盲板和滑動(dòng)塊之間，變形的O形圈和圓形封堵盲板與鋼管內(nèi)壁緊密結(jié)合，起到封堵管口的作用。操作過(guò)程耗時(shí)短、封堵效率高、防盜竊，可實(shí)現(xiàn)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(nèi)徑，內(nèi)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(yè)時(shí)發(fā)生側(cè)翻(見(jiàn)圖2)。快速封堵器的封堵原理是：通過(guò)旋緊防盜預(yù)緊螺栓，盲板和滑動(dòng)塊之間的定位塊托起O形圈保持圓形，使之與鋼管內(nèi)壁接觸，滑動(dòng)塊向圓形封堵盲板方向滑動(dòng)，縮短滑塊與盲板之間的距離，利用滑動(dòng)塊和貼板上的坡口將O形圈托起，O形圈在鋼管內(nèi)壁、盲板、滑動(dòng)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(cè)試

快速封堵器組裝完成后，需對(duì)其封堵能力進(jìn)行測(cè)試。制作的測(cè)試管段有2種，第1種是兩端開(kāi)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(duì)快速封堵器進(jìn)行嚴(yán)密性和強(qiáng)度測(cè)試。

3.1.觀察試驗(yàn)

采用兩端開(kāi)口的測(cè)試管段進(jìn)行觀察試驗(yàn)。將快速封堵器輕輕推入管口，逐個(gè)擰緊防盜預(yù)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(nèi)壁上，預(yù)緊塊滑動(dòng)自如無(wú)變形現(xiàn)象，當(dāng)旋松滑動(dòng)預(yù)緊塊時(shí)，O形圈與鋼管內(nèi)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(yán)密性試驗(yàn)

采用一端焊接盲板的測(cè)試管段進(jìn)行嚴(yán)密性測(cè)試。封堵管口完成后，從注氣閥門向管內(nèi)注氣，在注氣過(guò)程中用肥皂泡沫進(jìn)行檢查，被封堵的管口邊緣沒(méi)有出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。當(dāng)管內(nèi)氣壓達(dá)到0.023 MPa時(shí)快速封堵器彈出管口，試驗(yàn)證明快速封堵器封堵氣壓小于0.023 MPa的管段嚴(yán)密性良好，能夠適應(yīng)管線施工過(guò)程中封堵端面管口的工作需要。

3.3.強(qiáng)度試驗(yàn)

采用一端焊接盲板的測(cè)試管段進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)試。封堵管口完成后，將盲板用卡具夾緊后向管內(nèi)注氣。當(dāng)管內(nèi)氣壓達(dá)到0.23 MPa時(shí)，盲板變形漏氣。

4.結(jié)語(yǔ)

快速封堵器盲板與定位塊采用螺栓連接，預(yù)緊壓塊與盲板之間通過(guò)鑲嵌在盲板中的壓蓋孔，用防盜預(yù)緊螺栓連接，螺栓頂部安裝螺母，拆卸快速封堵器時(shí)預(yù)緊壓塊不會(huì)脫落，從而實(shí)現(xiàn)完整安裝和拆卸。該快速封堵器具備質(zhì)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(chǎn)效率。