基于VB帶壓密封夾具CAD系統(tǒng)的開發(fā)

摘要：帶壓密封技術(shù)是石油化工行業(yè)處理泄漏的重要方法。但帶壓密封夾具的圖紙需要專業(yè)人員進(jìn)行繪制，這往往耗費(fèi)了大量時間，錯失了對泄漏部位處理的最佳時機(jī)。以VB計算機(jī)語言為基礎(chǔ)編寫了帶壓密封夾具CAD系統(tǒng)。該系統(tǒng)以CAD二次開發(fā)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對不同類型的帶壓密封夾具圖形的自動繪制，節(jié)省了帶壓密封夾具繪制時間，為成功封堵泄漏部位提供了前提條件。

關(guān)鍵詞：VB；帶壓密封；CAD；泄漏；夾具帶壓密封技術(shù)在石油、化工等行業(yè)應(yīng)用廣泛，為人民群眾人身和財產(chǎn)安全提供了有力保障。依據(jù)筆者調(diào)研，某石化企業(yè)每年會產(chǎn)生帶壓密封點(diǎn)近百個，存在泄漏介質(zhì)危險、堵漏作業(yè)困難、搶修時間緊迫等問題，安全風(fēng)險和經(jīng)濟(jì)損失巨大。搶修人員使用帶壓密封夾具時，工具簡陋，環(huán)境惡劣，時間緊急，往往貽誤最佳搶修時機(jī)。搶修人員帶壓密封技術(shù)理論知識有限，對其工作的規(guī)范性、嚴(yán)謹(jǐn)性及危險性重視不夠。目前，國內(nèi)已有GB/T 26467—2011［1］、HG/T 20201—2007［2］等帶壓密封標(biāo)準(zhǔn)可供參考。帶壓密封夾具準(zhǔn)備時間直接影響泄漏部位封堵的成功率，如何快速準(zhǔn)確繪制帶壓密封夾具圖紙顯得尤為重要。

隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，針對帶壓密封的設(shè)計及管理系統(tǒng)開發(fā)逐漸出現(xiàn)。蒙東英等［3］、胡憶溈等［4］均依據(jù)夾具設(shè)計方法編制了相應(yīng)設(shè)計程序。但是主要局限于帶壓密封夾具的圖形繪制，涵蓋的夾具種類少，且繪制的圖形僅為圖樣而非CAD圖紙。因此本研究參考標(biāo)準(zhǔn)及書籍，結(jié)合對某石化公司帶壓密封夾具使用結(jié)構(gòu)調(diào)研情況，基于VB語言和ActiveX automation二次開發(fā)接口實(shí)現(xiàn)了涵蓋多種類夾具的CAD繪制系統(tǒng)，給出了實(shí)際夾具繪制案例。

1帶壓密封技術(shù)簡介

帶壓密封技術(shù)是指在不停車、不改變泄漏介質(zhì)原有工藝條件（如泄漏介質(zhì)壓力、溫度等）的情況下，利用專業(yè)的帶壓密封堵漏工具對泄漏部位進(jìn)行修復(fù)從而形成新的密封結(jié)構(gòu)的方法。該技術(shù)具有不停車、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，因此在石油化工行業(yè)被大量應(yīng)用?？紤]到每個具體泄漏部位因泄漏介質(zhì)特性、泄漏部位材質(zhì)及結(jié)構(gòu)等參數(shù)的不同，應(yīng)根據(jù)需要進(jìn)行帶壓密封堵漏部分的具體條件采取適當(dāng)?shù)膸好芊夥椒?。根?jù)帶壓密封方法采用技術(shù)原理的不同，帶壓密封技術(shù)分為以下兩種：

1.1注劑式帶壓密封技術(shù)

注劑式帶壓密封技術(shù)指利用注劑槍、液壓泵等專業(yè)注劑工具，將密封注劑充滿特定的夾具與泄漏部位之間的空腔。隨著密封注劑的逐漸固化，密封注劑和夾具在原泄漏部位表面形成了新的密封承壓結(jié)構(gòu)，最終達(dá)到對泄漏部位堵漏的目的。

1.2引流式帶壓焊接密封技術(shù)

在某些特殊情況下，如泄漏部位形狀較為特殊，泄漏位置堵漏操作不便，泄漏介質(zhì)特性如溫度過高等原因不能實(shí)現(xiàn)封堵功能時，可以考慮帶壓焊接密封技術(shù)。其具體工作原理為：泄漏部位發(fā)生泄漏時，針對具體的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計夾具，通過頂壓焊接、引流、內(nèi)壓等技術(shù)，將夾具固定在泄漏結(jié)構(gòu)外圍，利用夾具來承受泄漏介質(zhì)壓力，當(dāng)夾具內(nèi)部壓力和介質(zhì)操作壓力相平衡后，就形成了新的能夠穩(wěn)定承壓的密封結(jié)構(gòu)，對泄漏部位完成堵漏工作。

2帶壓密封夾具CAD系統(tǒng)功能介紹

2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)帶壓密封夾具型式的不同，可以將帶壓密封夾具CAD系統(tǒng)分為注劑式帶壓密封夾具繪制和引流式帶壓焊接密封夾具繪制兩大模塊。其中注劑式帶壓密封夾具繪制模塊按堵漏部位及夾具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又可以細(xì)分為注劑式直管夾具、注劑式彎管夾具、注劑式三通夾具、注劑式局部夾具；引流式帶壓焊接密封夾具可以分為常規(guī)焊接夾具和異型焊接夾具。其具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2系統(tǒng)功能模塊開發(fā)實(shí)用技術(shù)

帶壓密封夾具CAD系統(tǒng)主要功能有：CAD圖形繪制、圖形自動打印及生成打印文件。實(shí)現(xiàn)以上功能需要基于特定的二次開發(fā)方式，結(jié)合對象的方法及屬性要求開發(fā)了針對帶壓密封夾具CAD系統(tǒng)的實(shí)用技術(shù)。具體介紹如下：

（1） 參數(shù)化設(shè)計。因部分帶壓密封夾具結(jié)構(gòu)相似的特點(diǎn)，單純地通過改變比例、尺寸縮放等方式并不能實(shí)現(xiàn)對所有類型圖形的通用繪制。因此必須考慮在CAD二次開發(fā)功能下實(shí)現(xiàn)相似結(jié)構(gòu)的通用化繪制工作，即參數(shù)化設(shè)計對于帶壓密封夾具CAD功能模塊來說，其可繪制夾具主要可分為注劑式帶壓密封夾具和引流式帶壓焊接密封夾具兩大類，而對應(yīng)每一個大類下隨層級展開又包含了不同類型的具體夾具結(jié)構(gòu)。因每一類夾具結(jié)構(gòu)本身的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的相似性，按照參數(shù)化設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)件的方式對每一種帶壓密封夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計相應(yīng)的界面，實(shí)現(xiàn)帶壓密封技術(shù)CAD功能模塊的參數(shù)化繪圖功能。

（2） 圖元對象建立。帶壓密封夾具CAD功能模塊建立過程中，需要通過點(diǎn)、直線、圓弧等基本對象的調(diào)用形成圖元，同時也需要圖案填充等高級圖元對象的建立。而直線、圓弧等基本對象的建立是圖案填充等高級圖元部分設(shè)置的基礎(chǔ)。因此將各種圖元對象建立代碼整理并優(yōu)化可以有效提高CAD功能模塊運(yùn)行效率。

（3） 圖層及線形設(shè)置。帶壓密封夾具CAD功能模塊進(jìn)行圖形繪制時，需要使用不同的線型保證繪制的圖形具有良好可讀性及規(guī)范性。并整合圖層線性和顏色類型進(jìn)行不同類型實(shí)體區(qū)分，最終便于對實(shí)體對象進(jìn)行管理和修改。將各圖層線性、寬度、顏色等屬性封裝為SetLayers函數(shù)，通過調(diào)用SetLayers函數(shù)在AutoCAD上實(shí)現(xiàn)快速設(shè)置及建立。

3帶壓密封夾具CAD系統(tǒng)應(yīng)用案例

某石化公司一常壓塔熱電偶法蘭在2022年4月出現(xiàn)泄漏。經(jīng)現(xiàn)場人員勘測發(fā)現(xiàn)介質(zhì)從法蘭密封面處泄漏，經(jīng)初步確認(rèn)為安裝熱電偶時安裝精度不夠?qū)е聣|片偏斜引起介質(zhì)滲漏。泄漏介質(zhì)為重柴油，因其易燃特性最終決定采用注劑式法蘭夾具中的凸形法蘭夾具，采用注劑式帶壓密封對泄漏點(diǎn)進(jìn)行封堵。

首先通過HG/T 20201—2007《帶壓密封技術(shù)規(guī)范》提供的注劑式法蘭夾具的計算公式得出夾具的關(guān)鍵尺寸：夾具殼體壁厚S=10 mm，螺栓螺桿直徑d=16 mm，螺栓規(guī)格為M16。之后在主界面菜單下按“注劑式帶壓密封夾具”—“法蘭型夾具”—“凸形法蘭夾具”層級展開后，顯示如圖2所示的凸形法蘭夾具界面。參照界面中左側(cè)的示意圖將相應(yīng)的尺寸參數(shù)填入右側(cè)相應(yīng)的文本框中。點(diǎn)擊繪制圖形按鈕后，帶壓密封夾具CAD系統(tǒng)將自動通過后臺程序繪制夾具圖形并輸出到AutoCAD中。帶壓密封夾具CAD系統(tǒng)會自動將相應(yīng)的帶壓密封夾具圖紙打印出來。同時將本次夾具圖紙保存到相應(yīng)的存檔文件中。目前該熱電偶法蘭所使用的密封夾具已按照圖紙進(jìn)行制造，成功地用于該泄漏部位的封堵工作。目前該結(jié)構(gòu)使用情況良好，運(yùn)行穩(wěn)定并沒有泄漏。

4結(jié)論

采用VB計算機(jī)語言編寫的帶壓密封夾具CAD系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對各類常用夾具圖紙快速準(zhǔn)確繪制、打印、生成dwg電子圖紙文件等功能的期望，有效地提高了帶壓密封夾具的繪制效率。其依托計算機(jī)進(jìn)行CAD二次開發(fā)的特性使得該系統(tǒng)具有較高的可靠性，且符合石油化工行業(yè)對于帶壓密封技術(shù)的使用習(xí)慣。該系統(tǒng)已在大連某石化公司初步應(yīng)用，縮短了夾具制造前圖紙繪制的所用時間，為帶壓密封技術(shù)的成功堵漏爭取了寶貴時間。

參考文獻(xiàn)：

［1］HG/T 20201—2007，帶壓密封技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］GB/T 26467—2011，承壓設(shè)備帶壓密封技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］蒙東英，廖柯熹，顏力.帶壓堵漏夾具設(shè)計理論與編程［J］.油氣儲運(yùn)，2010，29（2）：158159.

［4］時景榮，胡憶溈.基于VBA的法蘭帶壓密封夾具設(shè)計［J］.壓力容器，2005，22（8）：5659.