冷焊技術(shù)的綜合應(yīng)用

王玉帥 羅勇

摘要：石油化工行業(yè)是高危行業(yè)，具有易燃易爆性、污染性、腐蝕性等特點(diǎn)。目前，石油石化行業(yè)的管道及壓力容器帶壓堵漏常用的技術(shù)有注劑密封技術(shù)、鋼帶拉緊技術(shù)、管卡技術(shù)、冷焊技術(shù)、砸楔子法等數(shù)種方式。其中，冷焊技術(shù)具有高效快捷，不需要放空等優(yōu)點(diǎn)，極具推廣價(jià)值。冷焊粘接技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種高分子粘接方法，該粘接劑可以直接修補(bǔ)零件的缺陷，凝固后能象金屬一樣進(jìn)行機(jī)械加工，而且具有金屬光澤，幾乎和原來母體一樣完全看不出疤痕，對一些重要的工業(yè)產(chǎn)品零部件，可提供快捷簡便而價(jià)廉的修補(bǔ)，而且工藝簡單不受設(shè)備場地的限制，因而受到用戶的青睞。目前這項(xiàng)技術(shù)在英美德日等國迅速發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于石油、化工、造船、航天等領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞：帶壓封堵；冷焊粘補(bǔ)；磁堵技術(shù)；環(huán)保

石油化工行業(yè)是高危行業(yè)，具有易燃易爆性、污染性、腐蝕性等特點(diǎn)。石油化工行業(yè)的管道及壓力容器發(fā)生油氣泄露時(shí)，如何快速高效封堵穿孔刺漏，保證油氣生產(chǎn)的安全平穩(wěn)，就顯得非常重要。目前，石油石化行業(yè)的管道及容器帶壓堵漏常用的技術(shù)有注劑密封技術(shù)、鋼帶拉緊技術(shù)、管卡技術(shù)、冷焊粘補(bǔ)技術(shù)、磁堵技術(shù)、砸楔子法等數(shù)種方式。

中石化西北油田采油一廠西北采油管理一區(qū)（以下簡稱西北采油管理一區(qū)）地處塔里木盆地北緣，生態(tài)環(huán)境脆弱，對環(huán)境保護(hù)的要求極高。該站是中石化西北油田分公司第一座聯(lián)合站，自1998年12月18日投入生產(chǎn)以來，經(jīng)過2次擴(kuò)建，目前是年處理 270萬噸原油，日處理污水9000方的大型聯(lián)合站。該站由于投用生產(chǎn)時(shí)間長，且所處理的原油天然氣所含的含硫化氫濃度較高，導(dǎo)致管線、設(shè)備及壓力容器腐蝕嚴(yán)重，刺漏和穿孔事件高發(fā)頻發(fā)，導(dǎo)致西北油田油氣生產(chǎn)的安全環(huán)保形勢很嚴(yán)峻。

冷焊與一般意義上的粘接不同，首先，冷焊劑的硬度、粘附力和強(qiáng)度特別高，幾乎沒有收縮率，能可靠地防止許多化學(xué)作用、物理應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力等，人們又稱其為“液體金屬”。其次，冷焊可以用來對一切金屬以及幾乎所有的其他各種原材料進(jìn)行相互連接、固定焊接和密封。硬化后和金屬一樣能銼、刨、磨、銑、拋光、車、噴丸等，能用各種刀具進(jìn)行加工。對于修復(fù)舊設(shè)備，減少制造過程的廢次品，具有重要意義。再者，某些材料的連接用一般的焊接法時(shí)，由于焊接時(shí)溫度很高，不僅有損材料的強(qiáng)度，而且還容易變形，特別對薄型材料就更成問題。但這些問題對冷焊來說是不存在的，因?yàn)槔浜甘窃诔叵逻M(jìn)行，同時(shí)接頭的應(yīng)力能比較均勻地分布在全部膠面上，從而改善了金屬由于焊、鉚、螺栓連接所引起的上述部分問題，提高了疲勞壽命。

2013-2015年三年時(shí)間里，西北采油管理一區(qū)實(shí)施了一些工藝升級(jí)改造工程項(xiàng)目，更換了部分設(shè)備，還把部分管線更換為玻璃鋼管線，減少了因腐蝕而發(fā)生的刺漏問題。但是，一些未更換的鋼材質(zhì)管線依然腐蝕嚴(yán)重，管道及容器的刺漏事件依然多發(fā)頻發(fā)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2016年1-11月期間，西北采油管理一區(qū)累計(jì)發(fā)生地上管道和設(shè)備刺漏事件共52次，產(chǎn)生維修設(shè)備等治理費(fèi)7.4萬元。

西北采油管理一區(qū)了解到冷焊技術(shù)即復(fù)合粘接法大量使用于變壓器、石油、化工、發(fā)電、冶煉、造紙、制藥、汽車、船舶的鐵銅等金屬管線和容器的堵漏，泄漏直徑不超過60毫米、生產(chǎn)運(yùn)行壓力不超過0.8兆帕、溫度不超過260度都可以使用。粘補(bǔ)完成固化后，管線和壓力容器可承受2.3兆帕壓力、350度高溫。

2016年5月開始，西北采油管理一區(qū)本著保障油氣生產(chǎn)的安全平穩(wěn)高效、以及降本增效的目的，經(jīng)過對比分析，采購了上海昔友公司的塑鋼土（鋼泥棒）和居醫(yī)牌的磁堵片，開始試驗(yàn)冷焊技術(shù)的應(yīng)用。自使用冷焊技術(shù)封堵帶壓容器和管線以來，嘗試多種方式，最后發(fā)現(xiàn)鋼泥棒和磁堵片配合使用效果最好，可以有效利用塑鋼土（鋼泥棒）和磁堵片對低壓管線（0.6MPa以下）進(jìn)行“冷焊”補(bǔ)漏。截止到2018年11月，西北采油管理一區(qū)已經(jīng)使用冷焊粘補(bǔ)技術(shù)和磁堵技術(shù)帶壓封堵容器及管線泄露和穿孔147處，“冷焊”補(bǔ)漏總計(jì)成本約16000元，節(jié)省施工隊(duì)伍搶維修費(fèi)用、節(jié)省施工及各項(xiàng)費(fèi)用約32.1萬元。

西北采油管理一區(qū)在使用冷焊技術(shù)綜合治理以前，普遍使用打管卡和打鋼帶兩種堵漏方法，施工費(fèi)用高（地上管卡1200元/次；鋼帶2500元/次），還需要停運(yùn)相關(guān)設(shè)備，放空泄壓，打亂正常的油氣生產(chǎn)節(jié)奏，還產(chǎn)生一定的環(huán)境污染。而且打管卡和打鋼帶有一定的局限性，在高架管線或是彎頭處、較大管徑的管線、低壓容器設(shè)備發(fā)生刺漏穿孔時(shí)，就不適合采用這兩種方式。綜合分析比較，冷焊技術(shù)具有高效快速環(huán)保效果，有極高的應(yīng)用和推廣價(jià)值。

現(xiàn)在，西北采油管理一區(qū)站內(nèi)外發(fā)生刺漏穿孔時(shí)，各裝置區(qū)上的崗位操作人員都能實(shí)現(xiàn)帶壓堵漏，他們只需從鋼泥棒上根據(jù)需要切割和漏點(diǎn)大小相當(dāng)?shù)囊粔K，用手反復(fù)揉捏擠到微熱，拍成餅狀對準(zhǔn)管線的刺漏點(diǎn)粘上，用手掌按粘至漏點(diǎn)上3-5分鐘不動(dòng)，或者用手指壓按入泄漏縫隙里。鋼泥棒能在很短的時(shí)間固化，起到了類似于補(bǔ)焊的作用。在鋼泥棒固化后，根據(jù)刺漏穿孔的情況、管線生產(chǎn)壓力的大小、磁堵片與管線及容器之間產(chǎn)生的磁吸力大小，在鋼泥棒上面放磁堵片1-3塊，增加磁堵片高度會(huì)增大控制泄漏壓力量，起到加固作用。平面粘接可以把鋼泥棒涂抹在不銹鋼卡瓦上面，最后再壓磁堵片。冷焊技術(shù)堵漏不需放空、停運(yùn)設(shè)備，封堵效果高效快捷。冷焊技

綜上所述，冷焊技術(shù)在設(shè)備維修領(lǐng)域的應(yīng)用還處于探索階段，但以其方便靈活，可現(xiàn)場維修的獨(dú)特優(yōu)勢，近年來推廣迅速，逐步形成一成熟的技術(shù)。運(yùn)用冷焊技術(shù)可對難以搬動(dòng)的大型設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場修復(fù)；由于打磨量小，從而保留了焊接硬面，這與母材硬度相當(dāng)；焊件自由變形，焊接殘余應(yīng)力可不予考慮；投入少、工期短、修復(fù)快、效果好。冷焊技術(shù)綜合技術(shù)具有快捷、高效的特點(diǎn)，能夠保證聯(lián)合站油氣生產(chǎn)的安全平穩(wěn)，同時(shí)避免產(chǎn)生大量原油和污水污染環(huán)境，適宜在大型聯(lián)合站庫及低壓的運(yùn)輸管線推廣應(yīng)用，具有極高的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。