浮头式换热器试压工装的研究与应用

浮头式热交换器试压工装的研究与应用

摘要：浮头式热交换器不仅使用数量多，而且应用范围也很广，是一种重要的化学工业热交换设备。随着人们对于安全以及环保的意识越来越强，对浮头式热交换器的安全可靠性的要求也越来越高。本文在这一现实条件下，对浮头式热交换器的试压以及试压工装进行研究，对其在实际应用中的主要问题进行总结，并提出相应的应对策略，为试压工装的进行一步完善提供参考。

关键词：浮头式换热器，检修，试压工装

1、引言

浮头式热交换器的试压与试压工装是热交换器安装和检修过程中的重要环节，这主要是由于，准确的判断出交换器管束中的泄露点并加以防漏处理，可以有效的避免交换器在使用过程中介质外泄或者管束与外壳之间的介质互通。因此，必须做好浮头式热交换器的试压工作，确保试压工装的可靠性。

2、浮头式热交换器试压方案

浮头式热交换器的试压一般包括有三个步骤：管束的试压，安装后的管程试压以及安装后的壳程试压。管束的试压一般分为管程试压和壳程试压两种，优选壳程试压，实际中需要结合具体的施工工具来确定；安装后的管程试压包括三个主要任务：确保浮动板的密封面无泄漏，确保固定板的密封面的侧向没有泄漏，确保管程的出入口、箱体以及附件等无泄漏，试压完成之后还需要进行复检工作，复检工作包括有管束热交换管的泄漏检查以及管束固定板和浮动板与交换器的

接口处的泄漏检查；安装后的壳程试压过程主要包括三个任务：固定板的密封面侧向无泄漏，壳体的封头密封面无泄漏，壳体出入口、箱体以及附件等无泄漏。

3、常用试压工装中存在的问题

浮头式热交换器浮动端的热交换器芯与外壳是敞开式的，不能形成封闭的液体空腔，因此在进行热交换器试压时就必须要使用一个专用的试压工具来形成封闭的试压环境。以往在进行浮头式热交换器试压工作中，一般会采用钢制构件作为试压工装，这种工装尺寸较大并且安装有困难，但是由于封闭构件本身存在的缺陷，封闭效果并不理想。另外，试压工作占整个浮头式交换器检修过程的2/3，所以浮头式热交换器的试压工作性能直接影响到试压效率。

3.1填料封闭试压工装

填料封闭属于一种强制的密封工装。热交换器的壳体与试压工装通过法兰连接，两者之间的封闭元件为橡胶棉板。浮动管件与试压工装之间的环向密封构件为盘根，密封效果主要是通过使用压盖上的螺栓将盘根压缩变形达到的。这类试压工装一般存在有以下6个缺点：

（1）通用性差。对于公称直径相同但是压力不同的热交换器，对于法兰的数量及直径均有不同的要求，所以即使是同一直径的热交换器，试压工装也不能完全适用。这一缺陷可以通过气割法在工装上切割孔以试压法兰接口，但是这个会大大的降低试压工装的强度，同时也可能引起工装变形而导致工装的密闭性下降。

（2）密闭性差。如果不同的浮头式热交换器厂家采用不同的标准制造产品，或者是更新交换器的管件，都有可能引起壳体法兰构建的不同，这样填料就不能准确密实的将管板压实，从而导致工装的密闭性比较差。

（3）填料密封中所需要的螺栓预紧力很大，单丝橡胶石棉板的弹性却有限，这样就出现了较大的预紧力与有限的压缩程度之间的矛盾，这样也会在一定程度

上影响工装的密闭性。

（4）技术要求高。填料的接头与压实都具有较高的技术要求，填料安装不正确也很容易引起试压工作的失败。

（5）成本高。优于盘根和橡胶石棉板都是一次性使用的产品，这样就不可避免的引起了工装成本的增加。

（6）检修困难。由于这种试压工装构建的规格比较多，如果浮头式热交换器需要进行大规模的修检时，多种规格的试压工装不利于检修工作的进行。

3.2 C型环密试压工装

C型环密封试压工装属于自紧密封，换热器的外壳与试压工装之间通过C型环的外侧实现密封。换热器的浮动板管与试压工装的环向接触则是通过C型环的左右两个凸出面与工装的凹槽接触实现密封。在进行工装预紧时，C型环受到轴向的弹性压缩，会产生一定的预紧比压。如果换热器的压力增加，会有一部分的介质进入环形内腔，内腔张开达到自紧的效果。

这种试压工装存在以下4个方面的缺点：

（1）C型环直径较大，在C型环接口处容易出现变形，导致密闭失败。

（2）C型环在与浮动管接触前需要进行初始密封处理，增加试压程序的同时还需要操作证具有相关的工作经验。

（3）试压工装的构建通用性差，这一点与填料密封试压工装类似。

（4）C型环为非国标构建，加工困难，有时还需要在密封面增加金属垫层，增加了造价成本。

3.3应对策略

（1）根据不同的压力等级，换热器的法兰螺栓孔尺寸不同，因此在同一个试压试验中应开设不同压力等级的法兰孔，从而提高试压工装的通用性。

（2）在安装假法兰与工装主体进行试压试验时，假法兰与主体受到的压力要远远小于管箱以及盖板的压力，因此在这些部位可以适当的减少连接螺栓数量，降低造价。

（3）在进行试压工装设计时，浮头式热交换器管板长度应当尽量能够兼容各种类型的热交换器，从而有效的提高试压工装的通用性，出现较大的筒体时还可以考虑采用增加垫圈来进行长度调整。

4、结论

通过对目前常用的浮头式热交换器试压工装的分析，我们可以看出，目前常用的试压工装还存在着很多的问题，虽然针对这些问题我们可以采用一定的应对策略来降低试压失败的可能性，但是并不能从根本上解决浮头式热交换器试压以及检修困难的难题，因此我们应当加强对试压工装的研究，降低试压工装检修的劳动强度，提高浮头式热交换器试压工装的试压效率，解决试压工装中存在的问题。