U型换热器管束通用试压工装的研制

周华盛等：U 型换热器管束通用试压工装的研制

U 型换热器管束通用试压工装的研制

周华盛 王亚 吕青灿

（乌石化公司设备安装公司 830019）

摘要：本文在分析实际生产过程出现的问题的基础上，设计了一种新的U 型换热器管束试压装置：在壳体与管束

之间加直边斜锥大小头作为渡段，巧妙地将不同规格的U 型换热器管束和固定试压壳体连为一体，从而满足不同

型号的U 型管束的压力试验。

关键词：U 型换热器管束 壳体 直边斜锥 试压装置

【现有背景】

U 型换热器管束在试压时，由于此结构的特殊性，在对此管束进行压力试验的同时对管接头角焊缝进行泄漏检查。然而由于管束规格多样，而且U 型换热管束在整个换热器管中的所占比例不大，表1为乌鲁木齐石油化工总厂设备安装公司近五年来所制作的U 型换热器管束统计，由此表我们可以看出，U 型换热器管束在整个换热器管束中所占的比例为15.4%，因此对每一规格的管束制作相应的试压壳体对制造企业来说并不现实，也不划算，而且造成资源的浪费。

年份 换热器管束 U 型管束 所占比例 2005 104 10 9.62 2006 89 6 6.74 2007 98 11 11.22 2008 55 19 34.55 2009 43 14 32.56

表1 U 型换热器管束比例表 现在大多数容器制造企业在对U 型管束试压时经常通过对试压壳体与管束管板之间以及对浮头式换热器试压壳体进行密封焊接的方式来达到试压的目的，或者由于制造场地由于缺少试压壳体而在管束制作完毕后将管束运输至现场后再借用现场壳体进行试压。但是U 型管束的管板经与试压壳体的焊接、分割后，容易造成管板的变形，影响管束组装后的密封，因此大多制造企业在管束试压完毕后再对管板密封面重新加工，增加二次费用。综上所述必将造成材料、人力、机具等的浪费。为了解决这些问题，因此需要设计一专门的通用试压工装来满足不同的规格的U 型换热器管束的试压。

【研制方法及内容】

首先对乌石化设备安装公司历年制造U 型换热器的规格、总数及压力进行了统计，见表2。

规格 总数 PN≤6.4 6.4

PN>8.0 400

800

DN>1300 8800

表2 各规格U 型换热器管束压力统计表

从表2可以看出，U 型换热器最常见规格为DN400至DN1300，占我公司历年制造U

型换热器管束的

第十五次全国焊接学术会议论文集，2010年7月2-8日，青海西宁

86.7%，从经济利益考虑，我们将此分为DN400至DN800和DN900至DN1300两个层次，在这两个层次中，我们分别制作2个试压壳体，分别为DN800和DN1300，对现制的DN800和DN1300壳体怎么样才能满足此层次内的U型换热管束的试压呢，我们想到了直角斜锥大小头可以变径的原理，通过在现有壳体法兰处加变径短节来满足不同规格管束的穿入,连接方式如图1所示：

图1 连接图

1.试压壳体

2.试压管束

3.工装法兰

4.变径段

5.假法兰

但是，每一台管束的试验压力又不一样，此试压壳体能否满足不同级别的压力等级呢，从表2的数据我们可以看出设计压力在PN＝6.4MPa以下的U型管束占我公司历年制造管束总数的93.3%，因此我们在设计时将我们所需要的试压壳体的设计压力定为6.4MPa，这样就基本上可以满足我们常见的换热器压力试验了。

下面就以DN800试压壳体为例不阐述一下的实施方法。

1.设计与制造

从前面的分析我们知道，如果满足DN800层次的不同规格的换热器管束的试压我们需制作以下规格的件号3变径段：DN800/700、DN800/700、DN800/600、DN800/500、DN800/400。

我们对件号1壳体和件号4变径段按设计压力6.4MPa、设计温度常温、介质为水这些参数委托设计部门进行设计，对件号1的内径为DN800，件号4按上面所列变径方式进行设计。根据设计图纸，按照相关规定和要求对试压壳体和变径段进行制造和验收。

2.连接

根据不同的换热器管束，选用不同的变径段、相应的假法兰和垫片按前图的连接方式连接后按图纸要求既可完成试压。

3.非标U型换热器管束的试压

当然，在实际应用中，我们上面制作的这些工装可能满足不了非标准U型换热器管束的试压。遇到这种情况时，我们可以通过测量所试压U型管束的实际尺寸来制作所需工装，方便简捷，并且为以后遇到同型号的U型换热器管束的试压提前作好准备。

【工装投用的好处】

1.新工装投入使用后，可减少原试压方法中的焊接、分割、管板的重新加工以及运输等环节。

2.只要在试压的时候根据所需试压U型换热器管束的规格选用相应的变径段来进行试压即可。

3.试压时所用的垫片、螺栓等可回收重复利用。

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4.节省了材料和相关费用。

5.简化了工序，使用方便，快捷。

【结论】

通过制作U型换热器管束固定试压工装壳体，引用壳体与管束之间加直边斜锥大小头作为过渡段的原理，巧妙地将不同规格的U型换热器管束与固定试压壳体连为一体，从而满足了U型管束的压力试验。此工装的研制节省了材料和相关费用，简化了工序，而且新工装的研制也是一次投资，永久受益。

参考文献

1. «管壳式换热器»GB151-1999