一、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(dòng)管板環(huán)向與試壓工裝之間的密封元件為盤根,壓蓋上的螺栓預(yù)緊力將盤根壓縮變形達(dá)到密封目的。
試壓工裝存在5個(gè)問題:
1. 工裝通用性差。
對(duì)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(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,也容易使試壓工裝變形而導(dǎo)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(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。
3. 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。
4. 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。
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(huán)密封試壓工裝
C型環(huán)密封屬于自緊密封,其結(jié)構(gòu)型式見圖2。
換熱器殼體法蘭與試壓工裝之間靠C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C型環(huán)左右2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), C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C型環(huán)的內(nèi)腔,使C型環(huán)軸向張開,使密封比壓增大達(dá)到自緊。
該試壓工裝有4個(gè)缺點(diǎn):
1. C型環(huán)直徑較大,在C型環(huán)唇口處容易產(chǎn)生波形, 可能會(huì)產(chǎn)生密封失效。
2. 與浮動(dòng)管板接觸的C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)。
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(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(chuàng)新設(shè)計(jì)
新型試壓工裝,其結(jié)構(gòu)型式見圖4。
1. 試壓工裝基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)試壓工裝采用3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4mm間隙的動(dòng)配合,密封環(huán)套寬度50-70μm,高度100-120mm,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。
2. 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O型密封圈的試壓工裝。O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;O型橡膠密封與盤根和C型密封相比,O型環(huán)可重復(fù)多次使用且成本低廉。
3. 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的整個(gè)封頭受力變?yōu)橛稍噳汗ぱb來承受。
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