冷焊技术的综合应用

王玉帅 罗勇

摘要：石油化工行业是高危行业，具有易燃易爆性、污染性、腐蚀性等特点。目前，石油石化行业的管道及压力容器带压堵漏常用的技术有注剂密封技术、钢带拉紧技术、管卡技术、冷焊技术、砸楔子法等数种方式。其中，冷焊技术具有高效快捷，不需要放空等优点，极具推广价值。冷焊粘接技术是近年来发展起来的一种高分子粘接方法，该粘接剂可以直接修补零件的缺陷，凝固后能象金属一样进行机械加工，而且具有金属光泽，几乎和原来母体一样完全看不出疤痕，对一些重要的工业产品零部件，可提供快捷简便而价廉的修补，而且工艺简单不受设备场地的限制，因而受到用户的青睐。目前这项技术在英美德日等国迅速发展，并广泛应用于石油、化工、造船、航天等领域。

关键词：带压封堵；冷焊粘补；磁堵技术；环保

石油化工行业是高危行业，具有易燃易爆性、污染性、腐蚀性等特点。石油化工行业的管道及压力容器发生油气泄露时，如何快速高效封堵穿孔刺漏，保证油气生产的安全平稳，就显得非常重要。目前，石油石化行业的管道及容器带压堵漏常用的技术有注剂密封技术、钢带拉紧技术、管卡技術、冷焊粘补技术、磁堵技术、砸楔子法等数种方式。

中石化西北油田采油一厂西北采油管理一区（以下简称西北采油管理一区）地处塔里木盆地北缘，生态环境脆弱，对环境保护的要求极高。该站是中石化西北油田分公司第一座联合站，自1998年12月18日投入生产以来，经过2次扩建，目前是年处理 270万吨原油，日处理污水9000方的大型联合站。该站由于投用生产时间长，且所处理的原油天然气所含的含硫化氢浓度较高，导致管线、设备及压力容器腐蚀严重，刺漏和穿孔事件高发频发，导致西北油田油气生产的安全环保形势很严峻。

冷焊与一般意义上的粘接不同，首先，冷焊剂的硬度、粘附力和强度特别高，几乎没有收缩率，能可靠地防止许多化学作用、物理应力和机械应力等，人们又称其为“液体金属”。其次，冷焊可以用来对一切金属以及几乎所有的其他各种原材料进行相互连接、固定焊接和密封。硬化后和金属一样能锉、刨、磨、铣、抛光、车、喷丸等，能用各种刀具进行加工。对于修复旧设备，减少制造过程的废次品，具有重要意义。再者，某些材料的连接用一般的焊接法时，由于焊接时温度很高，不仅有损材料的强度，而且还容易变形，特别对薄型材料就更成问题。但这些问题对冷焊来说是不存在的，因为冷焊是在常温下进行，同时接头的应力能比较均匀地分布在全部胶面上，从而改善了金属由于焊、铆、螺栓连接所引起的上述部分问题，提高了疲劳寿命。

2013-2015年三年时间里，西北采油管理一区实施了一些工艺升级改造工程项目，更换了部分设备，还把部分管线更换为玻璃钢管线，减少了因腐蚀而发生的刺漏问题。但是，一些未更换的钢材质管线依然腐蚀严重，管道及容器的刺漏事件依然多发频发。据不完全统计，2016年1-11月期间，西北采油管理一区累计发生地上管道和设备刺漏事件共52次，产生维修设备等治理费7.4万元。

西北采油管理一区了解到冷焊技术即复合粘接法大量使用于变压器、石油、化工、发电、冶炼、造纸、制药、汽车、船舶的铁铜等金属管线和容器的堵漏，泄漏直径不超过60毫米、生产运行压力不超过0.8兆帕、温度不超过260度都可以使用。粘补完成固化后，管线和压力容器可承受2.3兆帕压力、350度高温。

2016年5月开始，西北采油管理一区本着保障油气生产的安全平稳高效、以及降本增效的目的，经过对比分析，采购了上海昔友公司的塑钢土（钢泥棒）和居医牌的磁堵片，开始试验冷焊技术的应用。自使用冷焊技术封堵带压容器和管线以来，尝试多种方式，最后发现钢泥棒和磁堵片配合使用效果最好，可以有效利用塑钢土（钢泥棒）和磁堵片对低压管线（0.6MPa以下）进行“冷焊”补漏。截止到2018年11月，西北采油管理一区已经使用冷焊粘补技术和磁堵技术带压封堵容器及管线泄露和穿孔147处，“冷焊”补漏总计成本约16000元，节省施工队伍抢维修费用、节省施工及各项费用约32.1万元。

西北采油管理一区在使用冷焊技术综合治理以前，普遍使用打管卡和打钢带两种堵漏方法，施工费用高（地上管卡1200元/次；钢带2500元/次），还需要停运相关设备，放空泄压，打乱正常的油气生产节奏，还产生一定的环境污染。而且打管卡和打钢带有一定的局限性，在高架管线或是弯头处、较大管径的管线、低压容器设备发生刺漏穿孔时，就不适合采用这两种方式。综合分析比较，冷焊技术具有高效快速环保效果，有极高的应用和推广价值。

现在，西北采油管理一区站内外发生刺漏穿孔时，各装置区上的岗位操作人员都能实现带压堵漏，他们只需从钢泥棒上根据需要切割和漏点大小相当的一块，用手反复揉捏挤到微热，拍成饼状对准管线的刺漏点粘上，用手掌按粘至漏点上3-5分钟不动，或者用手指压按入泄漏缝隙里。钢泥棒能在很短的时间固化，起到了类似于补焊的作用。在钢泥棒固化后，根据刺漏穿孔的情况、管线生产压力的大小、磁堵片与管线及容器之间产生的磁吸力大小，在钢泥棒上面放磁堵片1-3块，增加磁堵片高度会增大控制泄漏压力量，起到加固作用。平面粘接可以把钢泥棒涂抹在不锈钢卡瓦上面，最后再压磁堵片。冷焊技术堵漏不需放空、停运设备，封堵效果高效快捷。冷焊技

综上所述，冷焊技术在设备维修领域的应用还处于探索阶段，但以其方便灵活，可现场维修的独特优势，近年来推广迅速，逐步形成一成熟的技术。运用冷焊技术可对难以搬动的大型设备进行现场修复；由于打磨量小，从而保留了焊接硬面，这与母材硬度相当；焊件自由变形，焊接残余应力可不予考虑；投入少、工期短、修复快、效果好。冷焊技术综合技术具有快捷、高效的特点，能够保证联合站油气生产的安全平稳，同时避免产生大量原油和污水污染环境，适宜在大型联合站库及低压的运输管线推广应用，具有极高的经济和环境效益。