简易管道封堵装置在航油储罐清洗中的应用

朱海，耿晓茹

(中航油青岛国际机场航空油料有限责任公司，山东 青岛 266317)

0 引言

一直以来，航空业在我国政治、军事和经济等方面都占有重要地位。军事航空业保卫我国领空不受外敌侵犯，民用航空业支撑国家经济蓬勃发展[1]。然而近年来，新冠肺炎疫情爆发。受疫情影响，民航业遭遇前所未有的巨大冲击[2]。从放开疫情管制较早的国外市场来看，在量化宽松与消费促进的综合政策影响下，航空业势必会出现井喷式的增长。航空业在迅速发展的同时，也将面临严重的挑战。尤其近年来，国内外空难事故频发，民众对航空业安全情况越来越关注[3]。航空煤油作为飞机的动力来源，保证航空煤油的质量安全对航空业来说至关重要。航空煤油在储存过程中必须依靠储油罐，然而在长期的存储过程中，航空煤油中的水、灰尘、锈渣、表面活性污染物或其他杂质等等会在氧化、相互作用下自然沉降在储油罐的罐底形成油泥[4]。长时问的油污积累不仅会使油品质量降低，而且将导致过滤器等设备的寿命大大缩减。因此，储油罐在长时间存储过航空煤油时需要对储油罐罐底的油泥进行处理。在储油罐内作业属于受限空间作业，根据国家受限空间作业的相关规定，需对管道进行有效隔离，可采用插入盲板或拆除一段管道的方式进行隔绝。然而插入盲板或者拆除管道进行隔绝的工作量都很大，不方便操作，因此研制简单管道封堵装置，对储油罐清洗时的管道隔离进行应用探讨。

1 储油罐清洗简介

德国早在1993年就要求原油储油罐每隔5年必须检修一次[5]。国内规定储油罐首次启用的12个月内进行清洗，之后一般3～5年对油罐进行清洗一次，如表1所示[6-8]。国内目前采用的油罐清洗方式90%仍为人工清洗，这种方式操作强度大、耗时长、安全系数低[9]。在储油罐清洗的过程中，阀门关闭不严或误操作导致油品进入待清洗的储油罐，会导致储油罐内油气增加，极易造成工作人员中毒、窒息和火灾爆炸等严重事故。据苏联对储油罐火灾调查，有10%以上的储油罐火灾是由清洗、维修油罐不当造成的[10]。为杜绝油品泄漏同时按国家受限空间作业要求，航空煤油储油罐在清洗时一般在油罐罐外金属软管处加设盲板或者拆除金属软管，以达到隔绝管道的作用，如图1和图2所示。无论加设盲板还是拆卸管道，工作量都很大，并且在操作过程中，残存的航空煤油会从管道流入外界造成污染。

图1 盲板封堵隔绝管道

图2 拆除金属软管隔绝管道

表1 国内储油罐检查、清洗时间要求

2 封堵装置结构原理

为避免在储油罐清洗时加装盲板、拆除管道，设计制造了一种简易管道封堵装置，以达到隔绝管道的作用。在储油罐需要清洗时，可将封堵装置直接放置于管道端部内，将管道内残余航油以及阀门误操作进入管道的航油与油罐进行有效隔离，保证清洗作业的安全，同时大大减轻管道隔离的工作强度。

简易管道封堵装置结构如图3所示，主要由锚固装置、封堵装置等组成，其特征是锚固结构与封堵装置通过双层螺纹巧妙的连接在一起，结构简单，操作方便。

图3 封堵装置结构示意图

锚固装置由螺纹套筒、支架、锚固块组成。螺纹套筒通过旋转相对向内移动；螺纹套筒移动的同时，带动支架撑开，将锚固块紧贴管道内壁，达到封堵装置锚固效果，可使封堵装置在管内航油压力下保持稳定。

封堵装置主要由密封橡胶套和撑开装置组成。密封橡胶套采用橡胶制成，与管道接触部分厚4 ～ 6 mm，可以进行有效密封，与液体接触部分厚2 ～ 4 mm，可以在一定范围内伸缩的同时很好地隔绝液体。撑开装置由4片与管道直径相同的直角扇形组成，可沿封堵装置径向移动，外部包裹密封橡胶皮套，可将橡胶皮套撑开，与管道内部完美接触，已达到封堵。撑开装置由钢制成，能很好地抵抗管内航油压力，保证封堵效果，同时与管道的接触也能起到辅助锚固的作用，使整个封堵装置承受更大压力。

3 操作要领

在清洗储油罐进行封堵管道时，首先根据需要封堵的管道选取合适的封堵装置，其次将封堵装置放入管道内进行封堵，封堵操作按先后次序主要分为放入、锚固、封堵、取出四步，封堵装置安装如图4所示。

图4 封堵装置在油罐清洗中的应用

(1)放入。将封堵装置从油罐内管道端口处侧放入管道待封堵区域。

(2)锚固。旋转锚固装置的螺纹套筒，使两个螺纹套筒发生相对移动，将支架撑开使锚固块紧贴管道内壁，达到锚固效果。

(3)封堵。旋转封堵装置的螺纹长杆，使螺纹长杆相对移动，将封堵装置顶端的封堵橡胶撑开，与管壁紧密接触，达到封堵效果。

(4)取出。管道或者阀门完成相应处理后，反向操作封堵、锚固后可将封堵装置取出。

4 应用效果

管道内部封堵装置研制成功后，分别在储油罐清洗堵管，给水管道阀门维修中进行现场测试，经测试管道内部封堵装置能很好的隔绝油、水，防止管道内油、水对作业的影响。管道内部封堵装置可应用在管道直径在100 mm以上的管道，可有效隔绝油、水等液体。

经实践检测，管道封堵装置不仅可应用于储油罐清洗时管道隔离封堵，还可应用于各类管道系统中阀门、管道维修封堵的情形，应用效果有如下几点：

(1)封堵强度高、效果好。该装置具有锚固装置，可承受一定的液体压力，具有很好的封堵强度，封堵效果好。

(2)可重复利用。该装置可重复利用在各个相同直径的管道中，损坏部件一般为橡胶套，橡胶套可进行更换，大大节约成本。

(3)便于操作。该装置为纯机械结构，操作简单，可一人完成操作，大大降低工作强度。

(4)减少资源浪费、环境污染。封堵装置可防止管内残余液体流入外界，减少资源浪费的同事防止对外界环境形成污染。

5 结语

经实践证明，简易管道封堵装置具有很高的使用价值，封堵效果理想，很好保证了封堵后各项工作的开展。这不仅在航油油罐清洗中可以封堵使用，还可应用在给排水领域以及石油管道领域中阀门、管道维修的封堵，可在封堵后将管道内的液体、气体与作业区进行有效的隔离，保证施工作业安全的同时，提高作业效果，减少了资源的浪费，具有极其广阔的应用前景。