換熱管單管試壓裝置的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

孫嘉禾，馬小平，張 兵，吉永健，馮進(jìn)寶

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

換熱器是石油化工生產(chǎn)裝置重要設(shè)備之一，換熱器使用的管束規(guī)格主要有φ19×2.5、φ25×2.5、φ32×3、φ38×3 等幾種規(guī)格，按照GB151-1999《管殼式換熱器》的規(guī)定，對換熱器和特殊要求的換熱器的換熱管要100 %進(jìn)行逐根試壓，試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)壓力的兩倍，一臺換熱器的換熱管有成百上千根，換熱器的試壓工作相當(dāng)繁重。

1 傳統(tǒng)換熱管單管試壓方法的缺陷

1.1 換熱管串聯(lián)焊接試壓法

一般情況下，在換熱器換熱管試壓中常采用串聯(lián)焊接后試壓，在此過程中易產(chǎn)生壓力沖擊，由于換熱管本身容積較小，換熱管在沖水后壓力會急劇上升，換熱管的容積越小壓力越大，試壓泵流量越大壓力就會越快，壓力值極易超過換熱管所承受的耐壓值。

1.2 千斤頂密封試壓法

圖1 換熱管試壓示意圖

其操作原理（見圖1）。其基本原理是以壓緊螺栓固定換熱管，用千斤頂推動壓塊壓緊管口來達(dá)到密封管口的目的。這種方法雖然可以滿足試驗(yàn)較高壓力的要求，并且換熱管的固定、密封操作耗時(shí)較長，操作程序較為麻煩，工作效率低，此外要有專用場地用于試壓施工，隨著石油化工企業(yè)的發(fā)展已不能滿足生產(chǎn)、檢修的需要。

2 新型換熱管單管試壓裝置的設(shè)計(jì)

2.1 新型換熱管單管試壓裝置結(jié)構(gòu)

針對傳統(tǒng)換熱管單管試壓的局限性，本文對換熱管試壓過程進(jìn)行了分析、討論，設(shè)計(jì)出新型換熱管試壓裝置，該試壓裝置主要由六部分構(gòu)成（見圖2）。

2.2 新型換熱管試壓裝置工作原理

新型換熱管單管試壓裝置使用原理為：（1）將試件接頭主體通過高壓軟管與試壓泵相連進(jìn)行換熱管水壓試驗(yàn)。（2）試壓時(shí)，將換熱管安裝到試件接頭主體前，加入“O”型密封圈，旋緊鎖緊螺桿，使其擠壓“O”型密封圈，試件接頭主體內(nèi)面與換熱管斷面壓緊后緊密貼合，起到完全密封效果。

依據(jù)新型換熱管單管試壓裝置的設(shè)計(jì)理念，在對山西天脊集團(tuán)一臺廢熱鍋爐476 根換熱管逐根進(jìn)行水壓試壓時(shí)（換熱管規(guī)格為φ38×3，試壓壓力為4.0 MPa），當(dāng)壓力升至4.0 MPa 時(shí)，換熱管與試件接頭主體無相對運(yùn)動、無泄漏現(xiàn)象，換熱管在試壓過程中無彎曲，在對山西天脊集團(tuán)一臺廢熱鍋爐476 根換熱管逐根進(jìn)行水壓試壓時(shí)，均達(dá)到預(yù)期試壓檢測效果。

圖2 試壓裝置結(jié)構(gòu)圖

2.3 新型換熱管單管試壓裝置的優(yōu)勢

（1）極大的提高了換熱管試壓的效率，降低了工作強(qiáng)度。

（2）該裝置試件接頭主體與換熱管斷面的密封點(diǎn)采用“O”環(huán)密封，確保了試壓過程中無泄漏，經(jīng)實(shí)踐，該試壓裝置對于試壓壓力≤2.5 MPa 的換熱管，可采用材質(zhì)為四氟的“O”環(huán)墊片；對于試壓壓力≥2.5 MPa≤6.4 MPa 的換熱管，可采用材質(zhì)為紫銅的“O”環(huán)墊片；對于試壓壓力≤6.4 MPa 的換熱管，可采用材質(zhì)為鉛或不銹鋼的“O”環(huán)墊片。

（3）安全可靠，操作簡單，打開進(jìn)水閥使換熱管充滿水并打開放空閥排凈空氣，旋緊螺桿就啟動試壓泵即可試壓，試壓完畢旋松鎖緊螺桿，拆除換熱管即完成換熱管的試壓檢漏全過程。

（4）新型換熱管試壓裝置根據(jù)換熱管尺寸批量制作試件接頭主體，可滿足各種規(guī)格的換熱管單管試壓。

3 結(jié)論

通過對換熱器換熱管裝置的設(shè)計(jì)、原理及試壓裝置結(jié)構(gòu)的分析、探討與設(shè)計(jì)，解決了換熱器制作、檢修中換熱管單管試壓的難題。

本文所設(shè)計(jì)的新型換熱管試驗(yàn)裝置一種新型單管試壓裝置，由于該試壓裝置設(shè)計(jì)了合理的試件接頭主體和三種“O 型圈”密封，因此該裝置具有較高的密封性能、承壓能力和抗振能力，且試壓裝置的試壓范圍廣泛，可適用于各種換熱管的單管試壓。

該試壓裝置結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，造價(jià)低、操作簡便、效率高等優(yōu)點(diǎn)，大大降低了工作強(qiáng)度，提高了工作效率。在石油化工裝置行業(yè)中具有良好的實(shí)際推廣應(yīng)用價(jià)值。

［1］ 朱巨賢，鄭天孫，桑培清，等.管殼式換熱器GB151-1999［S］.1999.

［2］ 賀萌，等.換熱器新型換熱管試壓裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用［J］.化工設(shè)備，2008，10（3）：16-18