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部分冷凝器的壓力試驗(yàn)

發(fā)布時(shí)間:2014-03-06 00:07:21　作者: 信息來源:

 1 引言 

　　我司曾為某公司制造五臺部分冷凝器，如圖1，該容器要求較高，需經(jīng)多次壓力試驗(yàn)。壓力試驗(yàn)采用臥試方式（以下提及壓力均為臥試壓力）要求如下：換熱管以10MPa進(jìn)行水壓試驗(yàn)；在殼程以3.7MPa壓力對換熱管接頭進(jìn)行檢漏試驗(yàn)；在管程以7.86MPa壓力對換熱管接頭進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)；在殼程對換熱管接頭進(jìn)行氨檢漏試驗(yàn)；以7.86MPa壓力進(jìn)行管程液壓試驗(yàn)；以6.43MPa壓力進(jìn)行殼程液壓試驗(yàn)，管程必須補(bǔ)壓，保證任何情況下殼程壓力不得高于管程壓力1.0MPa；以5.6MPa壓力進(jìn)行管程氣密性試驗(yàn)。 
　　2 試壓工裝的設(shè)計(jì) 
　　部分冷凝器在試壓時(shí)需要配套的工裝進(jìn)行密封以便完成試驗(yàn)。以下介紹其中兩個(gè)主要的工裝。 
　　2.1 換熱管試壓工裝設(shè)計(jì) 
　　該容器要求每根換熱管進(jìn)行水壓試驗(yàn)，因此需設(shè)計(jì)換熱管試壓工裝安裝在換熱管兩端使換熱管密封。試壓工裝的設(shè)計(jì)如圖2，試壓管夾校焊時(shí)須用一換熱管模擬定位中心位置，組焊時(shí)下管夾與兩側(cè)板焊牢，上管夾不與兩側(cè)板相焊，組焊下管夾要留1～2mm的空隙以便上管夾能上下滑動(dòng)。上管夾的卡吊制造完成后開邊，裝配后與上管夾點(diǎn)焊牢固，轉(zhuǎn)動(dòng)螺栓時(shí)可使上管夾能上下滑動(dòng)。每根換熱管試壓時(shí)需使用兩套試壓管夾，壓力表座只需使用一個(gè)。換熱管試壓前，將換熱管裝入試壓管夾，旋轉(zhuǎn)螺栓，通過與壓板上的螺紋配合使上管夾向下滑動(dòng)壓緊換熱管，再調(diào)整索母，使壓蓋壓緊換熱管口，一端通過壓蓋上的螺紋連接試壓泵向管內(nèi)注水壓，另一端安裝壓力表，便可進(jìn)行指定壓力的壓力試驗(yàn)。對于不同管徑換熱管的試壓只需換上相應(yīng)的上下管夾。 
　　2.2 換熱管與管板連接接頭試壓工裝設(shè)計(jì) 
　　根據(jù)換熱器壓力試驗(yàn)要求，換熱管與管板焊接或脹接后需對接頭進(jìn)行試壓，將殼程密封，待殼程充壓后檢查接頭泄漏情況[1]。密封用工裝填料座如圖3所示，主要由座板、座環(huán)、壓蓋、緊固件等組成。由于該容器結(jié)構(gòu)的特殊性，座環(huán)為一次性使用。座環(huán)要求在法蘭與加強(qiáng)管焊接前套入加強(qiáng)管中，否則座環(huán)將無法安裝，待所有試壓完成后將其割除。座環(huán)套入前，加強(qiáng)管外表面作為密封面需先進(jìn)行機(jī)加工。而壓蓋則采用分塊設(shè)計(jì)，因此時(shí)法蘭已焊上，壓蓋分塊設(shè)計(jì)便于安裝。為什么不采用座板與座環(huán)連成一體、壓蓋不分塊設(shè)計(jì)，在法蘭未與加強(qiáng)管焊接前套入加強(qiáng)管中的方案？經(jīng)強(qiáng)度計(jì)算，該填料座所需厚度較大，預(yù)裝將嚴(yán)重妨礙容器后續(xù)工序的制造，況且該容器共制造五臺，填料座若只能一次性使用必然造成材料浪費(fèi)。經(jīng)上述優(yōu)化設(shè)計(jì)，座板及壓蓋均可重復(fù)使用，大大節(jié)省制造成本。填料座的設(shè)計(jì)在保證強(qiáng)度滿足試壓要求的同時(shí)還需考慮：座板必須能穿過法蘭裝入；螺栓裝拆不受阻礙；盡量減少座板與壓蓋的厚度，使座板與法蘭間有足夠空間裝配壓蓋。 
　　3 壓力試驗(yàn) 
　　3.1 壓力試驗(yàn)基本要求 
　　參與試驗(yàn)工作的操作人員及監(jiān)檢人員在試驗(yàn)進(jìn)行前應(yīng)明確圖紙、工藝文件及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的具體要求。 
　　試驗(yàn)使用場地應(yīng)有可靠的安全防護(hù)設(shè)施，要有劃出試驗(yàn)場地的安全區(qū)域。并用標(biāo)識帶將試驗(yàn)場地圍圈標(biāo)志，明確告示正在進(jìn)行試驗(yàn)工作。試驗(yàn)過程中不得在試驗(yàn)場地區(qū)域進(jìn)行與試驗(yàn)無關(guān)的工作。試驗(yàn)過程中由具體操作人員及相關(guān)的監(jiān)檢人員負(fù)責(zé)現(xiàn)場的試驗(yàn)工作，無關(guān)人員一律不得在試驗(yàn)現(xiàn)場停留。 
　　液壓試驗(yàn)一般采用水作為試驗(yàn)介質(zhì)，并在常溫下進(jìn)行。由于該容器主體材料采用復(fù)合板，應(yīng)控制水中氯離子含量不超過25mg/L。 
　　壓力試驗(yàn)時(shí)必須采用兩個(gè)量程相同并經(jīng)檢定合格的壓力表，壓力表的量程為試驗(yàn)壓力2倍左右，但不應(yīng)低于1.5倍和高于3倍的試驗(yàn)壓力值。壓力表的精度不得低于1.6級，表盤直徑不得小于100mm。 
　　保壓期間不得采用連續(xù)加壓來維持試驗(yàn)壓力不變，壓力試驗(yàn)過程中不得帶壓擰緊緊固件或者向受壓元件施加外力。 
　　3.2 壓力試驗(yàn)程序 
　　3.2.1 換熱管水壓試驗(yàn) 
　　在換熱管兩端裝上專用的試壓管夾，一端連接試壓泵，一端連接壓力表，按圖紙要求以10MPa進(jìn)行水壓試驗(yàn)。 
　　3.2.2 換熱管接頭壓力試驗(yàn) 
　　當(dāng)部分冷凝器的殼體、管束、管箱等各部件制造完成后，徹底清除容器里面的飛濺、焊渣等，然后將管束用枕木墊托底部以及兩側(cè)，用起重專用的尼龍帶吊起管束裝入部分冷凝器的殼體中，此時(shí)上部殼體與管箱暫不安裝，裝上換熱管接頭專用的密封填料座及試驗(yàn)壓環(huán)，并在殼程各法蘭裝上試壓盲板。在殼程加以3.7MPa水壓對換熱管接頭進(jìn)行檢漏試驗(yàn)。對有出現(xiàn)滲漏的地方進(jìn)行標(biāo)記，卸壓后按原換熱管接頭焊接工藝進(jìn)行補(bǔ)焊處理。補(bǔ)焊后，殼程重新以3.7MPa水壓進(jìn)行檢漏，檢查換熱管接頭無滲漏現(xiàn)象出現(xiàn)為之合格。換熱管接頭檢漏合格后，殼程徹底排干液體，安裝管箱并在管程各法蘭裝上試壓盲板，管程以7.86MPa水壓進(jìn)行換熱管接頭強(qiáng)度試驗(yàn)。待其合格后，殼程按HG/T20584-2011附錄A中B法對換熱管接頭進(jìn)行氨檢漏試驗(yàn)。 
　　3.2.3管殼程水壓試驗(yàn) 
　　換熱管接頭壓力試驗(yàn)合格后，拆除專用填料座，裝上上部殼體及膨脹節(jié)部件。各部件組裝完畢后，按照圖紙要求管程以7.86MPa壓力進(jìn)行水壓試驗(yàn)。管程水壓試驗(yàn)合格后，殼程以6.43MPa壓力進(jìn)行水壓試驗(yàn)。特別要注意的是進(jìn)行殼程水壓試驗(yàn)時(shí)嚴(yán)格按照圖紙技術(shù)要求，必須同時(shí)在管程補(bǔ)壓≥5.43MPa以保證管程在任何情況下承受的負(fù)壓≤1MPa，包括升壓和卸壓過程。升壓時(shí)，管程先升壓，卸壓時(shí)，殼程先卸壓。 
　　水壓試驗(yàn)充水時(shí)容器頂部應(yīng)設(shè)有排氣口，充水時(shí)應(yīng)將容器內(nèi)的空氣排盡。容器臥試時(shí)管程側(cè)上管箱有部分空氣難以排出，充水前用小膠管一端扎一塊泡沫塑料放在上管箱內(nèi)，另一端從容器上封頭處法蘭口引出，以便將上管箱內(nèi)空氣完全排出。試驗(yàn)過程中應(yīng)保持容器外表面的干燥。 
　　水壓試驗(yàn)時(shí)壓力應(yīng)緩慢上升，達(dá)到設(shè)計(jì)壓力時(shí)，檢查確認(rèn)無泄漏后繼續(xù)升壓至試驗(yàn)壓力，保壓不小于30分鐘，然后將壓力降至設(shè)計(jì)壓力，保壓足夠的時(shí)間以對所有焊接接頭和連接部位進(jìn)行檢查。檢查期間壓力應(yīng)保持不變。 
　　水壓試驗(yàn)合格后，操作人員在放水前應(yīng)首先打開排氣口，然后排干容器里的水，容器臥放時(shí)上管箱有部分水不能自然排出，應(yīng)用人工將上管箱內(nèi)的水排盡吸干。 
　　3.2.4 管程氣密性試驗(yàn) 
　　管程和殼程的水壓試驗(yàn)合格后，將容器里面的水徹底排放干凈后，按圖紙技術(shù)要求，管程以5.6MPa干燥潔凈的空氣進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。當(dāng)容器所有試驗(yàn)全部完成后，用通過干燥器的壓縮空氣進(jìn)行干燥處理。 
　　4 結(jié)束語 
　　壓力試驗(yàn)是檢驗(yàn)壓力容器整體質(zhì)量的傳統(tǒng)試驗(yàn)方法。為了避免制造過程中產(chǎn)生嚴(yán)重問題，容器制造后應(yīng)經(jīng)壓力試驗(yàn)。本文針對部分冷凝器的結(jié)構(gòu)及試壓要求，設(shè)計(jì)了試壓工裝。實(shí)踐證明，工裝很好解決了壓力試驗(yàn)中的兩大難點(diǎn)，結(jié)合試壓程序及注意事項(xiàng)，使壓力試驗(yàn)得以順利完成，確保產(chǎn)品的質(zhì)量。