带压堵漏的专利技术综述

杜菁

摘要：介绍了带压堵漏的技术起源，并从专利文献方面展开分析了带压堵漏的方法及其发展、国内外的专利申请的主要国家和申请人。

关键词：带压堵漏

由于焊接缺陷、介质腐蚀等各种原因，管道焊口、法兰甚至管道本体，容易发生渗漏和泄漏。但是部分管道不能停产，或是有些管道置换难度大，这就需要涉及带压堵漏技术，最大限度的减少停产，减少财产损失，保护环境[1]。

1 带压堵漏技术起源

带压堵漏（Perssure seal）也称带压密封，是利用合适的密封件，彻底切断介质泄漏的通道；或者堵塞，或者隔离泄漏介质通道；或者增加泄漏介质通道中流体流动阻力，以便形成一个封闭的空间，达到阻止流体外泄的目的。

带压堵漏技术[2]的研究始于19世纪20年代，英国费曼奈特有限公司首次提出了带压堵漏的概念。进入20世纪70年代，在封堵介质夹具设计密封剂的研究上取得了显著的提高，从最初只能封堵少量的非高溫高压介质到现在能够封堵300多种介质，温度从-195～900℃，压力从真空～60MPa，堵漏夹具多样化，各种密封剂能承受越来越多的泄漏介质和苛刻条件。

国内研究应用带压堵漏技术较晚，以前经常采取补焊、打木桩、打卡子、停车检修等方法处理泄漏。随后于上世纪80年代开始研发这项技术，兰化研究院于1986年受国家经委和中石化总公司委托，成功研发了这项技术。

2 带压堵漏的发展

随着技术的发展，出现了多种形式的带压堵漏，且各有优异。带压堵漏方法主要可以分为：机械堵漏法，塞孔堵漏法，焊补堵漏法，粘补堵漏法，注剂密封法。

2.1机械堵漏法

机械堵漏法是较为常见的一种堵漏方式，机械堵漏法的专利申请主要围绕机械紧固方式展开。申请号为200720097226.3[3]，发明名称为管道U型堵漏卡的专利文献就提供了一种简单易操作的堵漏装置。弧形钢板内镶嵌有堵漏用橡胶板5，U型连接臂2与钢板1扣合成环形连接件，只需将橡胶板5对准泄漏点，通过螺母10固定弧形钢板和U型圆钢卡即可达到堵漏的目的。这种形式的堵漏装置操作方便、结构简单，一般适用于中小型的管道，如给排水管道。

对于大型的、尤其是油气管道，一般会采取更加复杂的紧固装置，例如申请号为201310534034.4[4]，发明名称为油气输送管道带压堵漏装置的专利文献提供了另一种机械堵漏的方式。紧固链是常见的大型油气管道中实用的紧固方式。

2.2 注剂密封法

注剂密封法也称在线堵漏技术，主要由英国弗曼耐特公司最先发明。这种方法不仅适用于直管、弯管，还适用于管道之间的连接件的堵漏密封，如法兰、管接头、闸阀等。

注剂密封法由夹具、密封剂、专用注剂工具和操作方法4部分内容组成。其中，密封剂和夹具是这项技术的关键技术环节，专利文献主要也是针对这两部分进行改进。夹具是加装在泄漏缺陷的外部与泄漏部位的部分外表面共同组成新的密封空腔的金属构件。在带压堵漏中，许多都是围绕着夹具进行改进的。夹具分为法兰夹具、直管夹具、弯头夹具、三通夹具等。下面例举法兰夹具对注剂密封法进行介绍。公开号为FR2544838A1[5]，申请人为弗曼耐特的专利文献提供一种典型的法兰堵漏的注剂密封方法。在用法兰进行管道连接时，在两片法兰之间都设有起密封作用的垫片，这些垫片时间一长便会出现老化现象。此专利文献公开了用夹具40夹紧两法兰34，将密封剂通过注嘴28注入导法兰34之间，从而达到法兰间的密封。

除了对夹具进行改进，对密封剂进行改进也是很多专利文献涉及的一个主要部分。如申请号为201010181109.1[6]，发明名称为一种高温带压堵漏用密封剂的专利文献公开了一种新型密封剂。通过选用各种材料使盖密封剂可适合多种介质环境，具有化学稳定性，能耐200～800℃高温，有良好的抗老化性能。

但是，注剂密封法也存在一些明显的不足，譬如对于需要现场钻孔攻丝的，需要涉及制造互料卡套的和施工条件困难的泄漏处，时间比较长等。

2.3 焊补堵漏法

一般的机械堵漏法和注剂密封法是直接将泄漏堵住，而对于泄漏量很大且压力高或泄漏介质具有危害性的泄漏，提出了焊补堵漏法。管道焊接带压堵漏一般不直接在泄漏处进行焊接，一般都是在管道的泄漏处焊接一个补丁或是抱箍。

申请号为201310059224.5[8]，发明名称为带压堵漏器的专利文献提供了一种焊接焊补堵漏的方法。一种带压堵漏器，其导引管7其中一端密闭连通有截止阀门8，导引管7另一端密闭连通有焊接卡瓦5，焊接卡瓦上开有通孔，通过焊接卡瓦上的通孔先将流体从导引管7流出，然后旋紧紧固紧固螺栓1，直至焊接卡瓦处不在有介质漏出，此时用电焊将焊接卡瓦密封焊接在介质管道外，焊接完成后关闭介质阀门将导引管封堵。

虽然各种堵漏方法都各有其特点和应用的特点，但是，随着应用领域的复杂性和技术的进步，各种堵漏方法之间的交叉以及堵漏方法和其他学科之间的交叉已不可避免，如焊接堵漏技术与注剂密封技术相结合。

3 带压堵漏专利文献分析

管道堵漏分类号主要涉及F16L55/16及其下位组，在SIPOABS中专利申请总量为23772篇，以下数据统计是作者于2014年06月09日在SIPOABS数据库中对各国申请量、申请人、申请时间、分类号分布所做的统计。

3.1主要国家

从图3.1可以看出，日本的文献量是最大的，远远大于其他国家，如果需要查找相关技术，可以关注日本的分类号，此外，美、英、欧等国家的文献量也较为丰富，这应该与国外天然气或石油应用技术比较成熟有一定关系。如果涉及管道堵漏这块内容，要注重对外国文献的关注与挖掘。

3.2 主要申请人

涉及到堵漏的管道主要包括一般的生活用管，如建筑用排水系统，而其中更大一部分是运输油、气等的大型管道。国内主要的申请人为中国石油天然气股份有限公司，安徽同发设备股份有限公司，国外的主要申请人为株式会社湘南合成树脂制作所，壳牌，英国气体公司，东京燃气公司。

4 小结

不管是生活用的供水供气管道还是大型设备中的管道线路，管路都是不可或缺的一个重要部件。为了保障生活和生产的安全开展，对破裂管道进行维护是一个必要而又重要的课题，如何因地制宜的使用堵漏装置和制定堵漏方法是堵漏的重点关注对象。

参考文献

[1]佟明锋. 低压管道堵漏技术总结.压力容器与管道安装. 2011年第2期

[2]寇杰等.油气管道腐蚀与防护.中国石化出版社.？2008

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

[4]中国石油大学.油气输送管道带压堵漏装置.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]张华等.一种高温带压堵漏用密封剂.大连理工大学.CN101880413A[P].2010-11-10

[7]枣庄矿业（集团）有限责任公司柴里煤矿.带压堵漏器.CN103115217A[P]. 2013-05-22