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浮頭換熱器試壓工裝

發布于:09-11 文章來源:微信公眾號壓力容器設計院

一、填料密封試壓工裝

填料密封屬于強制密封,其結構見圖1。


    換熱器的殼體法蘭與試壓工裝通過殼體螺栓連接,兩者之間使用橡膠棉板作為密封元件。浮動管板環向與試壓工裝之間的密封元件為盤根,壓蓋上的螺栓預緊力將盤根壓縮變形達到密封目的。


  試壓工裝存在5個問題:
1. 工裝通用性差。

對于公稱直徑相同但公稱壓力不同的換熱器,其殼體法蘭上螺栓孔的數量、直徑不同,因此同一直徑的試壓工裝不能適用所有公稱壓力的換熱器。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度,也容易使試壓工裝變形而導致密封性能下降。


2. 密封性差。

由于浮頭式換熱器制造廠家所采用的制造標準不同或由于更新換熱器管束等原因,管板伸出殼體法蘭的長度也會不同,為此,填料不能準確壓緊在管板位置上而導致密封失效。


3. 填料密封所需螺栓預緊力很大,但橡膠石棉板墊片的彈性和可壓縮程度有限,因此,較大的螺栓預緊力與有限的壓縮空間出現矛盾,在一定程度上會影響密封效果。


4. 填料的接頭和壓實需要較高的安裝技巧,如果填料安裝不正確, 也容易在此發生泄漏。


5. 盤根和橡膠石棉板墊片一般只能一次性使用,成本較高。


二、C 型環密封試壓工裝

C型環密封屬于自緊密封,其結構型式見圖2。
      


換熱器殼體法蘭與試壓工裝之間靠C型環外側面實現接觸密封。試壓工裝與浮動管板環向接觸面則依靠C型環左右2個凸出的圓弧面與試壓工裝凹槽左右平面接觸實現密封。預緊時, C型環受到軸向的彈性壓縮, 在接觸處產生預緊比壓。當內壓上升時,介質進入C型環的內腔,使C型環軸向張開,使密封比壓增大達到自緊。


該試壓工裝有4個缺點:

1. C型環直徑較大,在C型環唇口處容易產生波形, 可能會產生密封失效。


2. 與浮動管板接觸的C型環需預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驗。


   3. 與填料密封試壓工裝類似,由于換熱器法蘭不同和管板伸出的長度不同使其通用性較差。


   4. C型環屬非標零件,其凸面加工困難,有時要在密封面上加軟金屬墊片以提高密封效果,因此制造成本較高。


三、新型試壓工裝的創新設計

新型試壓工裝,其結構型式見圖4。


1. 試壓工裝基本結構設計試壓工裝采用3件組焊和活動壓蓋方式,與浮頭式換熱器連接部位采用密封凸臺帶榫槽的法蘭結構,目的是保證密封和一定的強度, 防止受壓變形;與浮頭管板連接部位采用4mm間隙的動配合,密封環套寬度50-70μm,高度100-120mm,目的是減少變形和實現管板深度調節。連接法蘭與密封環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。


2. 試壓工裝密封結構 針對浮頭式換熱器的結構特點,特設計了帶有O型密封圈的試壓工裝。O型橡膠密封屬自緊密封,所需預緊力小,因此密封性能較好;O型橡膠密封與盤根和C型密封相比,O型環可重復多次使用且成本低廉。  


3. 連接螺栓數量和位置的確定在試壓時,浮頭式換熱器的外頭蓋法蘭及封頭拆下后,應安裝試壓工裝,此時殼程的承壓面積由原來的整個封頭受力變為由試壓工裝來承受。


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