CN104607864A - 煤气管道在线堵漏方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤气管道在线堵漏方法，其特征在于采用分段焊接的方法，首先按裂纹长度方向焊一段长为30-50mm的焊缝；然后采取分段焊接方式继续焊接刚才收紧的第一段焊缝旁边的裂纹，由此反复，直至将整条裂纹焊接完，使其处于无泄漏状态；最后按照正常的焊接方法在刚才的整条焊缝上加焊2-3层，来加强以及焊接完成的焊缝。该方法解决了停煤气系统处理煤气管道泄漏耗时、耗能、操作复杂、威胁人生安全和煤气放散污染环境的问题，达到在施焊小范围内无泄漏煤气的干扰，避开了煤气易燃、易爆、有毒的问题，很好地对可焊的设备、管道上出现的较小裂纹泄漏进行了在线堵漏。

Description

煤气管道在线堵漏方法

技术领域

本发明涉及一种煤气管道在线堵漏方法，属于焊接堵漏技术领域。

背景技术

煤气发生地高炉、转炉、焦炉距离煤气回收地、高炉煤气余压发电机以及燃气锅炉都有较远的距离，且煤气输送管道基本布置在高炉区域、焦炉区域、公司参观通道和主要道路的两侧。在长期运行中，煤气管道因焊缝缺陷、含尘煤气的磨损，特别是三、五高炉干法除尘投运以来，煤气管道酸腐蚀出现煤气泄漏现象。这不仅威胁来往行人的人身安全、污染周围环境、影响我厂煤气发电量，尤其在冬季，还可能影响周边地区居民供暖。

针对煤气管道的泄漏问题，若采取传统的停高炉系统处理缺陷，不仅影响高炉铁产量，乃至后期炼钢、轧钢工序，又要进行复杂的前期处理操作，于是，带压堵漏便应运而生，国内外已有发展较为成熟的注剂式带压堵漏技术、带压粘接堵漏技术等，这些技术需要配备专业的堵漏人员及特殊的适合泄漏管道的工器具才能进行堵漏，因工器具对泄漏管道适应性较差，且大部分煤气管道外径大于2500mm，不易制作合适的工器具，所以堵漏时间太长、成本太大。

发明内容

本发明旨在提供一种煤气管道在线堵漏方法，对可焊的设备、管道上出现的较小裂纹进行在线泄漏，避免了停系统处理煤气管道泄漏耗时、耗能、操作复杂、威胁人生安全和煤气放散污染环境的问题。

本发明提供了一种煤气管道在线堵漏方法，其特征在于采用分段焊接的方法，包括以下步骤：

（1）首先在煤气管道上出现裂纹的一端，在没有损坏的工件金属上，按裂纹长度方向焊一段长为30-50mm的焊缝；这段焊缝冷却后所产生的横向的收缩力能使该端裂纹2-20mm的部分在压缩应力的作用下发生收紧，达到没有煤气泄漏的状态；

（2）分段焊接：待步骤（1）中的第一段焊缝冷却，焊缝由红色变为灰黑色时，继续焊接刚才收紧的第一段焊缝旁边的裂纹，已焊接的焊缝冷却所产生的压缩应力又会使焊缝前段长2-20mm的裂纹发生收紧，由此反复，直至将整条裂纹焊接完，使其处于无泄漏状态；

（3）最后按照正常的焊接方法在刚才的整条焊缝上加焊2-3层，来加强以及焊接完成的焊缝。

上述方案中，所述第一段焊缝距离裂纹的端部为2~20mm，在该段进行3~10次的分段焊接，每段的长度是2~8mm。

上述方案中，所述分段焊接过程为反向焊接，即从已收紧的裂纹尾部开始引弧，沿收紧的裂纹方向向裂纹头部焊接，在已经焊接好的冷却的上一段焊缝上熄弧。

    本发明采用的分段焊接方法，分段焊接的基本原理及特点为：焊缝在形成过程中会受到急剧的加热，在被焊件上产生了不均匀的温度场，使被焊金属材料产生了不均匀的膨胀，处于高温区域的金属膨胀量较大，受到周围温度低、膨胀量小的金属材料的限制而不能自由地伸长，也就是说膨胀量大的区域的金属材料在不同方向上没有伸长到应该伸长的长度，于是在焊件中出现了内应力，使高温区的金属材料收到了挤压，产生局部压缩应变而使两板交叠及角变形。因此施焊后的工件在不同方向的长度比原来要短一些，所以缺少的长度等于压缩变形的长度，一般主要表现在两个方向上，横向收缩和纵向收缩。

本发明在焊接过程中采取反向分段焊接方式：在分段堵漏时，焊缝前段受压缩应力的作用，裂纹收紧的长度较短，一般也就是2-8mm，有时甚至更短。在焊接时，焊接的能量会对焊缝前端已经收紧的裂纹有一个余热的作用，在该作用下，部分收紧的裂纹有可能重新开裂，使得收紧的裂纹长度比预计更短，按照预计收紧的裂纹长度焊接到此处时，煤气的泄漏会焊接灭弧，形成烧穿焊接的弧坑，使煤气泄漏扩大，给后续堵漏带来困难，严重时可能危及施焊人员的人身安全。为了解决这个问题，就必须首先解决焊接突然灭弧的问题，避免把焊件烧穿。要克服灭弧，施焊人员在补焊时就必须保证电弧、熔池、熄弧点都应该避开煤气泄漏处。经过长时间的实践，最后意识到分段焊接不能按照正常的焊接在裂纹的一段引弧，向另一端焊接。而采用在裂纹上已收紧的这端尾部，在没有煤气泄漏的裂纹处引弧，沿收紧的裂纹向回焊接，在已经焊接好的冷却的焊缝上熄弧。这样就能保证在整个焊接过程中，焊接电弧始终都不会接触到沿裂纹处泄漏出来的煤气的干扰，而且焊接熄弧的位置就可以由施焊人员根据实际情况具体决定。在焊缝压缩应力的作用下，焊缝前端的裂纹收紧一段，焊接一段，收紧一段，再焊接一段，如此，就把泄漏的裂纹分成了诸多小段，并采用反向焊接的方法，解决了煤气管道的堵漏问题。

该技术的特点是不影响正常生产，只要有电焊机并在具备动火条件时方能采用。该技术只能适用于可焊的设备、管道上出现的裂纹，不能针对焊缝缺陷，如气孔、夹渣引起的点状、空洞状泄漏以及煤气飞灰引起的磨损泄漏。

本发明的有益效果：

（1）解决了停煤气系统处理煤气管道泄漏耗时、耗能、操作复杂、威胁人生安全和煤气放散污染环境的问题，根据金属焊接性并结合多年煤气管道堵漏经验，得出了在煤气系统不停产、不休风的情况下，达到在施焊小范围内无泄漏煤气的干扰，避开了煤气易燃、易爆、有毒的问题，很好地对可焊的设备、管道上出现的较小裂纹泄漏进行了在线堵漏。

（2）不影响公司大生产，堵漏所需设备少，操作简单可行。

（3）对可焊管道上出现的较小裂纹都能在线处理好，效果良好。

（4）为公司安全生产发挥了作用，产生了巨大的经济效益、环保效益和社会效益。

附图说明

图1为步骤（1）的焊接过程示意图。

图2为步骤（2）的分段焊接过程示意图。

图3为反向分段焊接过程示意图。

图中1为管道，2为第一段焊缝，3为裂纹，4为引弧点，5为熄弧点，A为焊接方向。

具体实施方式

下面通过实施例和附图来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。

实施例：

一种煤气管道在线堵漏方法，其特征在于采用分段焊接的方法，包括以下步骤：

（1）在煤气管道上出现裂纹的一端，在没有损坏的工件金属上，按裂纹长度方向焊一段长为30-50mm的焊缝；这段焊缝冷却后所产生的横向的收缩力能使该端裂纹2-20mm的部分在压缩应力的作用下发生收紧，达到没有煤气泄漏的状态。如图1所示。

（2）待焊缝冷却，焊缝由红色变为灰黑色时，继续焊接刚才收紧的一段裂纹，已焊接的焊缝冷却所产生的压缩应力又会使焊缝前段长2-20mm的裂纹发生收紧，由此反复，直至焊接完整条裂纹，使其处于无泄漏状态。

（3）随后又按照正常的焊接方法在刚才的整条焊缝上加焊2-3层，来加强以及焊接完成的焊缝。

上述方案中，所述第一段焊缝距离裂纹的端部为2~20mm，在该段进行3~10次的分段焊接，每段的长度是2~8mm。

本发明采用的分段焊接方法，是在确保已经收紧的没有煤气泄漏的裂纹上进行的焊接，焊缝前段的裂纹在压缩应力的作用下收紧2-20mm。但实际操作时，由于多方面的原因，如管道压力太大，裂纹收缩长度较小；管道壁厚，焊缝前端裂纹长度较小等，使得实际焊缝前端裂纹收紧长度可能较小，在现场焊接时，施焊人员应凭借多年的堵漏经验确保裂纹收紧处没有煤气泄漏，方可进行焊接，否则，在焊接过程中如遇到煤气泄漏处，焊接熔池内的高温金属液滴可能被煤气吹出，致使裂纹无法焊合，更使裂纹区域扩大，给后续堵漏带来困难，再者，被吹出的高温金属液滴对施焊人员的人身安全造成威胁。所以，在实际焊接时，采用较为保守的裂纹收紧长度2-8mm，分段将泄漏的裂纹处理好。如图2所示。

分段焊接利用焊接过程中焊缝和焊缝附近的受热金属均受到很大的热应力作用的规律，使泄漏裂纹在低温区金属的压缩应力作用下发生局部收严，在收严的小范围内是无泄露的，补焊过程只焊已收严不存在煤气泄漏的部分，并且采用收严一段补焊一段，补焊一段又会收严一段，这一反复进行，直至裂纹没有泄漏。

上述方案中，所述分段焊接过程为反向焊接，即从已收紧的裂纹尾部开始引弧，沿收紧的裂纹方向向裂纹头部焊接，在已经焊接好的冷却的上一段焊缝上熄弧。

在分段堵漏时，焊缝前段受压缩应力的作用，裂纹收紧的长度较短，一般也就是2-8mm，有时甚至更短。经过长时间的实践，最后意识到分段焊接不能按照正常的焊接在裂纹的一段引弧，向另一端焊接。而采用在裂纹上已收紧的这端尾部，在没有煤气泄漏的裂纹处引弧，沿收紧的裂纹向回焊接，在已经焊接好的冷却的焊缝上熄弧。这样就能保证在整个焊接过程中，焊接电弧始终都不会接触到沿裂纹处泄漏出来的煤气的干扰，而且焊接熄弧的位置就可以由施焊人员根据实际情况具体决定。在焊缝压缩应力的作用下，焊缝前端的裂纹收紧一段，焊接一段，收紧一段，再焊接一段，如此，就把泄漏的裂纹分成了诸多小段，并采用反向焊接的方法，解决了煤气管道的堵漏问题。

如图1~3所示，第一段焊缝2在裂纹3的左边，首先焊接长为30~50mm的焊缝；然后从左到右在2~20mm的范围内进行分段焊接，分5段焊接，分段焊接时采取的使反向焊接方式，即焊接方向A为从右向左，引弧点4在右，熄弧点5在左。由此反复，直至将整条裂纹焊接完成。

实施焊接前，施焊现场必须搭设安全爬梯。当具备下列条件时方可进行堵漏：现场必有2人做监护；施焊人员必须佩带防毒面具；防护站专业人员必须在现场待命；消防车现场配合。若煤气压力高于30kPa时，要求煤气发生系统降负荷运行来降低煤气压力以便堵漏。

Claims (4)

1. 一种煤气管道在线堵漏方法，其特征在于：采用分段焊接的方法，包括以下步骤：

（1）首先在煤气管道上出现裂纹的一端，在没有损坏的工件金属上，按裂纹长度方向焊一段长为30-50mm的焊缝；这段焊缝冷却后所产生的横向的收缩力能使该端裂纹2-20mm的部分在压缩应力的作用下发生收紧，达到没有煤气泄漏的状态；

（2）分段焊接：待步骤（1）中的第一段焊缝冷却，焊缝由红色变为灰黑色时，继续焊接刚才收紧的第一段焊缝旁边的裂纹，已焊接的焊缝冷却所产生的压缩应力又会使焊缝前段长2-20mm的裂纹发生收紧，由此反复，直至将整条裂纹焊接完，使其处于无泄漏状态；

（3）最后按照正常的焊接方法在刚才的整条焊缝上加焊2-3层，来加强以及焊接完成的焊缝。

2.根据权利要求1所述的煤气管道在线堵漏方法，其特征在于：所述第一段焊缝距离裂纹的端部为2~20mm，在该段进行3~10次的分段焊接，每段的长度是2~8mm。

3.根据权利要求1所述的煤气管道在线堵漏方法，其特征在于：所述分段焊接过程为反向焊接。

4.根据权利要求3所述的煤气管道在线堵漏方法，其特征在于：所述反向焊接的具体操作方法为：从已收紧的裂纹尾部开始引弧，沿收紧的裂纹方向向裂纹头部焊接，在已经焊接好的冷却的上一段焊缝上熄弧。