管道系统泄漏分内漏和外漏两种类型。内漏是夹套管、阀门等在管道系统内部产生的泄漏,从管网外表很难察觉,一般可通过管网的运行状态或物料性质的变化来分析;外漏是指不锈钢管内的介质漏至大气,也就是由管外部能够检测到的泄漏。


  管道泄漏不仅浪费资源、能源和污染环境,影响管网的输送能力,特别是易燃、易爆、有毒介质的外漏,严重威胁管道内流体的正常输送和人身安全,甚至造成重大事故及停车、停产。公用管道的泄漏,也会造成停水、停汽等后果,给用户带来不便。因此,妥善处理泄漏问题,是管网安全运行的一大关键。


 管道泄漏多发生在连接件及其管段上,连接法兰、连接螺纹、阀门体及填料上发生的泄漏,属于管道连接件泄漏,而管段上的泄漏,则多发生在焊口、流体转向的弯头、三通及蚀孔等部位。


1. 法兰泄漏


  法兰密封是化工装置中应用最广泛的一种密封结构形式。这种密封形式一般是依靠其连接螺栓所产生的预紧力,通过各种固体垫片或液体垫片达到足够的工作密封比压,来阻止被密封流体介质的外泄,属于强制密封范畴。如图6-1所示为法兰强制密封示意图。这种连接形式主要存在三种泄漏形式。


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 ①. 界面泄漏 


  密封垫片压紧力不足、法兰结合面上的粗糙度不恰当、管道热变形、机械振动等都会引起密封垫片与法兰面之间密合不严而发生泄漏,这种由于金属面和密封垫片交界面不能很好地吻合而发生的泄漏称为界面泄漏,如图6-2所示。


  ②. 渗透泄漏


   垫片材料的纤维和纤维之间有一定的缝隙,流体介质在一定条件下能够通过这些缝隙而产生的泄漏现象称为渗透泄漏。渗透泄漏一般与被密封的流体介质的工作压力有关,压力越高,泄漏流量越大。另外渗透泄漏还与被密封的流体介质的物理性质有关,黏性小的介质易发生渗透泄漏,而黏性大的介质则不易发生渗透泄漏,如图6-3所示。


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  ③. 破坏泄漏


  由于安装质量欠佳而产生密封垫片压缩过度或密封比压不足导致的泄漏称为破坏泄漏,如图6-4所示。



2. 阀门泄漏


  不锈钢管路上阀门是不可缺少的主要控制元件,由于受到输送介质温度、压力、冲刷、腐蚀的作用及阀门生产制作中存在的内部缺陷,阀门在使用过程中不可避免地会发生泄漏,而且泄漏可能发生在阀门的任何部位。


  ①. 连接法兰及压盖法兰的泄漏。


  ②. 焊接过程中可能遗留下各种焊接缺陷,在使用过程中扩展而发生泄漏。


  ③. 丝扣连接中的丝扣泄漏。


  ④. 阀门在生产过程中的铸造缺陷以及腐蚀介质的输送、流体介质的冲刷造成的阀体的泄漏。


  ⑤. 由于填料老化等因素造成的填料泄漏,在无法更换填料的情况下,可以采用“管道注剂式带压密封技术”,当把密封注剂注射到阀门填料部位后,立刻能达到止住泄漏的目的,同时又能起到阀门填料一样的自润滑功能及长期密封的效果。



3. 管段泄漏


  ①. 焊缝缺陷引起的管道泄漏


  在焊接过程中,由于人为的因素及其他自然因素的影响,在焊缝成形过程中不可避免地存在着各种缺陷,如裂纹、未焊透、未熔合、夹渣、气孔等,焊缝上发生的泄漏现象,很大一部分是由焊接过程中所遗留下的焊接缺陷,在管道使用过程中由于使用条件如交变应力、振动等的影响,使缺陷扩展,以致引起管道泄漏。因此,管道工程施工必须严格执行相关规范及工艺措施,认真对待,尽量减少缺陷的产生。


  ②. 腐蚀引起的管道泄漏 


  有些管道系统在腐蚀介质、环境因素及应力等的作用下造成管道的腐蚀,如应力腐蚀、氢腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀及大面积的均匀腐蚀等,使管壁变薄,造成管子局部穿孔,发生泄漏。


  ③. 冲刷引起管道泄漏 


  由于高速运动的流体在改变方向时,对管壁产生较大的冲刷力,使管壁逐渐变薄,这种过程就像滴水穿石一样,最终造成管道穿孔而泄漏。如蒸汽管道的弯头处常发生冲刷引起的管道泄漏。


  ④. 振动引起的管道泄漏 


  强烈的机械振动或流体的气锤、水锤的冲击作用,使管材承受交变载荷产生疲劳裂纹,导致泄漏。凡是经常振动的管道,发生泄漏的比率要比正常管道大得多。振动能使法兰的连接螺栓松动,垫片上的密封比压下降,还会使管道焊缝内的缺陷扩展,最终导致严重的泄漏事故。因此要消除或隔离振源,才能有效消除振动。


  ⑤. 冻裂引起的管道泄漏 


  因管子内的水冻胀将管子冻裂,或因管子周围的土产生冻胀使管子移位而造成管子泄漏。对于地下铺设的管道,防止冻坏的方法是使其安装深度在冻土层以下。对于架设在地面上的管线,加设保温层、加蒸汽伴热或使管线内介质处于流动状态,可以有效地防止结冻。


  ⑥. 外力作用引起的管道泄漏 


  因外部静载荷或冲击载荷超过管子的允许限度而使管子泄漏,如管道在道路下埋设较浅,在车辆冲击、振动载荷作用下则产生泄漏。


 ⑦. 管材本身缺陷引起的管道泄漏


 由于管材存在细小的砂眼、裂缝,初期不明显,经过一段时间运行后,缺陷扩大,产生泄漏。