浮頭式換熱器試壓工裝的創(chuàng)新與設(shè)計(jì)

1、浮頭式換熱器試壓工裝的創(chuàng)新與設(shè)計(jì) 劉麗宏 劉艷革 （大慶石化建設(shè)公司， 黑龍江 大慶 ） 摘要：文中介紹了種使用效果理想的浮頭式換熱器試壓工裝， 并與常用的填料密封試壓工裝和型環(huán)密封試壓工裝進(jìn)行了對(duì)比， 指出了新型試壓工裝的結(jié)構(gòu)特征及優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞： 浮頭式換熱器； 試壓工裝； 密封； 填料 中圖分類(lèi)號(hào)： 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： 文章編號(hào)： （） 由于浮頭式換熱器浮動(dòng)端的換熱器芯子與殼體是敞開(kāi)形式，沒(méi)有形成封閉盛液體的空腔，試壓時(shí)必須安裝一個(gè)專(zhuān)用試壓工具使其密閉。以往在浮頭式換熱器試壓工作中，采用的試壓工裝是鋼質(zhì)構(gòu)件，尺寸較大，安裝困難，且由于密封結(jié)構(gòu)存在缺陷，密封效果不理想。在浮頭式換熱器檢修過(guò)程中，

2、由于試壓過(guò)程幾乎占整個(gè)換熱器檢修過(guò)程的 的時(shí)間，所以換熱器試壓工裝的性能優(yōu)劣將直接影響試壓效率。 目前試壓工裝中存在的問(wèn)題 填料密封試壓工裝填料密封屬于強(qiáng)制密封，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖。換熱器的殼體法蘭與試壓工裝通過(guò)殼體螺栓連接，者之間使用橡膠棉板作為密封元件。浮動(dòng)管板環(huán)向與試壓工裝之間的密封元件為盤(pán)根，壓蓋上的螺栓預(yù)緊力將盤(pán)根壓縮變形達(dá)到密封目的。試壓工裝存在個(gè)問(wèn)題。（）工裝通用性差。對(duì)于公稱(chēng)直徑相同但公稱(chēng)壓力不同的換熱器，其殼體法蘭上螺栓孔的數(shù)量、直徑不同，因此同一直徑的試壓工裝不能適用所有公稱(chēng)壓力的換熱器。雖然可以用氣割方法在工裝上割孔以便與殼體法蘭相配，但這不僅降低了試壓工裝的強(qiáng)度，也容易使試壓工

3、裝變形而導(dǎo)致密封性能下降。（）密封性差。由于浮頭式換熱器制造廠家所采用的制造標(biāo)準(zhǔn)不同或由于更新?lián)Q熱器管束等原因，管板伸出殼體法蘭的長(zhǎng)度也會(huì)不同，為此，填料不能準(zhǔn)確壓緊在管板位置上而導(dǎo)致密封失效。（）填料密封所需螺栓預(yù)緊力很大，但橡膠石棉板墊片的彈性和可壓縮程度有限，因此，較大的螺栓預(yù)緊力與有限的壓縮空間出現(xiàn)矛盾，在一定程度上會(huì)影響密封效果。（）填料的接頭和壓實(shí)需要較高的安裝技巧，如果填料安裝不正確，也容易在此發(fā)生泄漏。（）盤(pán)根和橡膠石棉板墊片一般只能一次性使用，成本較高。（）換熱器大規(guī)模檢修時(shí)，多規(guī)格的試壓工裝不利于檢修現(xiàn)場(chǎng)的施工和管理。型環(huán)密封試壓工裝型環(huán)密封屬于自緊密封，其結(jié)構(gòu)型式見(jiàn)圖。換

4、熱器殼體法蘭與試壓工裝之間靠型環(huán)外側(cè)面實(shí)現(xiàn)接觸密封。試壓工裝與浮動(dòng)管板環(huán)向接觸面則依靠型環(huán)左右個(gè)凸出的圓弧面與試壓工裝凹槽左右平面接觸實(shí)現(xiàn)密封。預(yù)緊時(shí)，型環(huán)受到軸向的彈性壓縮，在接觸處產(chǎn)生預(yù)緊比壓。當(dāng)內(nèi)壓上升時(shí)，介質(zhì)進(jìn)入型環(huán)的內(nèi)腔，使型環(huán)軸向張開(kāi)，使密封比壓增大達(dá)到自緊。該試壓工裝有個(gè)缺點(diǎn)。（）型環(huán)直徑較大，在型環(huán)唇口處容易產(chǎn)生波形，可能會(huì)產(chǎn)生密封失效。（）與浮動(dòng)管板接觸的型環(huán)需預(yù)先從注水孔加壓形成初始密封，既增加試壓程序，又要求操作者有較豐富的經(jīng)驗(yàn)。（）與填料密封試壓工裝類(lèi)似，由于換熱器法蘭不同和管板伸出的長(zhǎng)度不同使其通用性較差。（）型環(huán)屬非標(biāo)零件，其凸面加工困難，有時(shí)要在密封面上加軟金屬墊

5、片以提高密封效果，因此制造成本較高。新型試壓工裝的創(chuàng)新設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)查為了使新型試壓工裝更符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，進(jìn)行了大量的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪和調(diào)查，確定了壓蓋的深度調(diào)節(jié)范圍應(yīng)在范圍內(nèi)，試壓工裝的常用壓力為、和。設(shè)計(jì)方案的提出試壓工裝基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)試壓工裝采用件組焊和活動(dòng)壓蓋方式，與浮頭式換熱器連接部位采用密封凸臺(tái)帶榫槽的法蘭結(jié)構(gòu)，目的是保證密封和一定的強(qiáng)度，防止受壓變形；與浮頭管板連接部位采用間隙的動(dòng)配合，密封環(huán)套寬度，高度，目的是減少變形和實(shí)現(xiàn)管板深度調(diào)節(jié)。連接法蘭與密封環(huán)套之間用卷制圓筒連接，以減輕重量，減少加工難度，試壓工裝主體與壓蓋采用螺栓連接。試壓工裝密封結(jié)構(gòu)針對(duì)浮頭式換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，特設(shè)計(jì)了帶有型

6、密封圈的試壓工裝。型橡膠密封屬自緊密封，所需預(yù)緊力小，因此密封性能較好；型橡膠密封與盤(pán)根和型密封相比，型環(huán)可重復(fù)多次使用且成本低廉。型密封適用的工作壓力為、工作溫度介于之間，適用的公稱(chēng)直徑。連接螺栓數(shù)量和位置的確定在試壓時(shí)，浮頭式換熱器的外頭蓋法蘭及封頭拆下后，應(yīng)安裝試壓工裝，此時(shí)殼程的承壓面積由原來(lái)的整個(gè)封頭受力變?yōu)橛稍噳汗ぱb來(lái)承受，其受力模型見(jiàn)圖。試壓工裝的面積約為原封頭面積的。由公式可以看出，在壓強(qiáng)一定時(shí)，面積越小，則壓力也越小，由此可以確定連接法蘭的螺栓數(shù)量也為原來(lái)連接數(shù)量的，即可滿(mǎn)足試壓要求，為安全起見(jiàn)，將連接法蘭的螺栓數(shù)量確定為原來(lái)的，即在個(gè)連接法蘭上可以只鉆原來(lái)螺栓孔數(shù)量的即可。

7、按照連接法蘭的標(biāo)準(zhǔn)，將公稱(chēng)壓力分別為、和具有相同公稱(chēng)直徑的法蘭進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、對(duì)比，得出相同公稱(chēng)直徑、不同公稱(chēng)壓力的法蘭可以在同一法蘭上鉆孔的結(jié)論，這樣，一個(gè)連接法蘭就可以用于同一公稱(chēng)直徑的不同壓力環(huán)境下。新型試壓工裝的制造和使用根據(jù)實(shí)際調(diào)查結(jié)果，浮頭式換熱器在直徑為之間應(yīng)用較多，故制造了規(guī)格的試壓工裝，制造出的試壓設(shè)備在年大慶石化公司化工一廠、化工二廠、煉油廠和化肥廠裝置檢修中進(jìn)行了實(shí)際使用，應(yīng)用效果十分理想。試壓工裝的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖。結(jié)束語(yǔ)新型結(jié)構(gòu)的浮頭式換熱器試壓工裝，采用接觸力自動(dòng)補(bǔ)償?shù)慕佑|密封技術(shù)和可調(diào)式結(jié)構(gòu)技術(shù)，這種換熱器試壓工具能夠克服傳統(tǒng)浮頭式換熱器試壓工具型號(hào)單一和臺(tái)換熱器配個(gè)試壓工具的問(wèn)題，同時(shí)解決了試壓工具密封效果差，試壓時(shí)間長(zhǎng)，安裝不便利等缺陷，達(dá)到等公稱(chēng)直徑不同壓力等級(jí)換熱器通用一個(gè)試壓工具的效果。參