一种水压试验密封装置的制作方法

本发明涉及压力容器胀接质量检测装置，具体涉及一种水压试验密封装置及方法。

背景技术：

管板式换热器在石油化工、火电及核电厂中的应用非常广泛，其中，换热管与管板的连接是生产中的最主要工序之一，大多数换热器的失效形式都是表现在换热管与管板连接处的破损。

换热管与管板主要是通过胀接的形式连接在一起，其基本原理为换热管与管板发生不同程度的径向变形，通过变形回复量的差异实现与管板孔的连接。胀接完毕后，必须进行水压试验，以检查胀接的严密性。目前，进行管子-管板全程液压胀接的换热器多要求按照rcc-mf4400进行胀接工艺评定，其中，间隙性密封试验是必做的评定项目之一。

在现代检测技术中，间隙性密封试验主要是在管板二次侧焊接密封罩，用于承受间隙性密封试验水压压力。但此种试验方法有如下弊端：

1)水压试件中如有一根换热管发生泄漏，就会发生泄压，试验即停止；

2)每块水压试验试件只能进行一种胀接参数的胀接试验；

3)焊接密封罩所产生的热量对胀接接头产生的影响难以判断；

4)密封罩难以重复利用，浪费板材、焊材及工时。

因此，设计一种结构简单、操作方便且可以重复使用的水压试验密封装置是目前亟待解决的问题。

技术实现要素：

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种水压试验密封装置，该装置包括密封板、密封件、套管、管接头和紧固件，其中，所述装置结构简单，操作方便，通用性和实用性强，可以实现单根管子的检验及进行多组胀接参数的胀接试验，从而完成了本发明。

具体来说，本发明的目的在于提供以下方面：

(1)一种水压试验密封装置，其中，该装置包括密封板1、密封件2、套管3、管接头4和紧固件5。

(2)根据上述(1)所述的水压试验密封装置，其中，所述密封板1上开设有环形槽11和通孔12，

优选地，所述环形槽11具有1个，所述通孔12具有2个以上。

(3)根据上述(2)所述的水压试验密封装置，其中，所述环形槽11位于密封板1的中心，所述通孔12均匀地分布在环形槽11周围。

(4)根据上述(1)或(2)所述的水压试验密封装置，其中，所述密封件2安装在环形槽11内，

所述环形槽11的深度与密封件2的厚度比为(0.2～0.8)：1，优选为(0.3～0.6)：1，如0.5：1。

(5)根据上述(4)所述的水压试验密封装置，其中，所述密封件2为o形密封件，优选为由弹性形变材料制备的o形密封件，如o形橡胶密封圈。

(6)根据上述(1)所述的水压试验密封装置，其中，所述套管3一端与密封板1连接，另一端与管接头4连接，

所述套管3的内径大于换热管7的外径。

(7)根据上述(1)或(6)所述的水压试验密封装置，其中，所述管接头4上设置有纵螺纹孔41和横螺纹孔42。

(8)根据上述(7)所述的水压试验密封装置，其中，所述纵螺纹孔41与水压表6通过螺纹连接，优选地，所述纵螺纹孔41与水压表6之间安装有密封垫片8；

所述横螺纹孔42为通孔，所述横螺纹孔42一端与套管3连接，另一端与打压设备连接。

(9)根据上述(1)所述的水压试验密封装置，其中，所述紧固件5包括螺杆51，挡板52，压板53和螺母54，

所述螺杆51的一端依次穿过密封板1上的通孔12和管板9的一侧，在管板9的另一侧与压板53和螺母54配合连接，使得密封板1紧密贴合在管板9的一侧。

(10)一种水压试验方法，优选采用上述(1)至(9)之一所述的水压试验密封装置进行水压试验，或者一种采用上述(1)至(9)之一所述的水压试验密封装置考察管子管板的胀接工艺和参数的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)将待检测换热管7穿过密封板1的环形槽11，套在套管3内，将紧固件5与管板9锁紧；将水压表6与打压设备连接在管接头2上；

2)标定水压表的精度，在换热管7和管板9之间添加渗漏指示剂；

3)开启打压设备缓慢打压，观察各连接处是否泄漏，直至达到水压试验要求压力，然后关闭打压设备，进行保压；

4)保压一段时间后观察水压表6的表压是否下降，并观察渗漏指示剂是否变色。

本发明所具有的有益效果包括：

(1)本发明提供的水压试验密封装置，结构简单，操作方便，通用性和可重复性强；

(2)采用本发明提供的水压试验密封装置进行压力容器胀接检漏，可以实现单根管子的检验，并且可以进行多组胀接参数的胀接试验，提高了检测精度；

(3)本发明提供的水压试验密封装置，无需焊接密封罩，避免了焊接热量对胀接接头的影响，同时有效缩短了工时，降低了试验成本，并能够根据检测结果确定相关工艺参数。

附图说明

图1示出本发明中水压试验密封装置的结构图；

图2示出图1的a-a视图。

附图标号说明：

1-密封板；

11-环形槽；

12-通孔；

2-密封件；

3-套管；

4-管接头；

41-纵螺纹孔；

42-横螺纹孔；

5-紧固件；

51-螺杆；

52-挡板；

53-压板；

54-螺母；

6-水压表；

7-换热管；

8-密封垫片；

9-管板。

具体实施方式

下面通过附图和实施方式对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。其中，尽管在附图中示出了实施方式的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

根据本发明提供的水压试验密封装置，如图1所示，该装置包括密封板1、密封件2、套管3、管接头4和紧固件5，其中，所述密封件2安装在密封板1上，所述套管3一端与密封板1连接，另一端与管接头2连接，所述紧固件5用于密封板1与水压试验工件之间的固定锁紧。

在本发明中，所述换热管，并非核设备蒸汽发生器中的真正意义的换热管，而是一种水压试验工件，用以模拟蒸汽发生器中的换热管。

根据本发明一种优选的实施方式，如图1和图2所示，所述密封板4上开设有环形槽11和通孔12，

优选地，所述环形槽11具有1个，所述通孔12具有2个以上。

在更进一步优选的实施方式中，所述环形槽11位于密封板1的中心，所述通孔12均匀地分布在环形槽11周围。

根据本发明一种优选的实施方式，所述密封件2安装在环形槽41内。

在进一步优选的实施方式中，所述环形槽11的开槽深度与密封件2的厚度比为(0.2～0.8)：1，优选为(0.3～0.6)：1，如0.5：1。

其中，所述环形槽11的开槽尺寸根据换热管规格和密封件规格而定，所述环形槽11的内径略大于换热管7的外径，因为，本发明的水压试验密封装置在使用过程中，换热管7需穿过环形槽11，密封件2配合在环形槽上，实现装置与换热管的密封。

根据本发明一种优选地实施方式，所述密封件2为o形密封件。

在进一步优选的实施方式中，所述o形密封件为由弹性形变材料制备的o形密封件，优选为o形橡胶密封圈。

其中，所述o形橡胶密封圈用于管板9与套管3之间的密封，其应具有可压缩性，可产生弹性形变实现密封，以避免水压试验发生泄漏，其规格根据换热管规格确定。

根据本发明一种优选的实施方式，所述套管3的内径大于换热管7的外径。

其中，所述套管3用于在水压试验中承受水的压力，其规格由换热管7的规格决定，内径略大于换热管外径，以保证其可顺畅套在换热管上。

根据本发明一种优选的实施方式，所述套管3由刚性材料制成。

在进一步优选的实施方式中，所述刚性材料选自不锈钢、合金钢和工具钢中的一种或多种。(烦请确认是否正确)

其中，在水压试验过程中，换热管7与套管3之间的缝隙中需要打压进水，这就要求套管3具有一定的强度和厚度，使其足以承受水压试验的压力。

根据本发明一种优选的实施方式，如图1所示，所述管接头4上设置有纵螺纹孔41和横螺纹孔42。

在进一步优选的实施方式中，所述纵螺纹孔41与水压表6通过螺纹连接；所述横螺纹孔42为通孔，所述横螺纹孔42一端与套管3连接，另一端与打压设备连接。

优选地，所述纵螺纹孔41与水压表6之间安装有密封垫片8，

其中，由于管接头4与水压表6之间为螺纹连接，密封性较差，需要在两个接触面中添加密封垫片，使其挤压在两个部件之间，达到密封的效果。

在更进一步优选的实施方式中，所述密封垫片8由金属制成，优选由紫铜制成。

其中，紫铜无磁性，导电、导热及耐腐蚀性能较好，其制成紫铜垫片在高温高压环境下的密封部位使用，可以有效防止垫片散架和介质的腐蚀，达到密封的效果，其规格根据水压表6的规格确定。

根据本发明一种优选的实施方式，如图1所示，所述紧固件5包括螺杆51，挡板52，压板53和螺母54。

在进一步优选的实施方式中，所述挡板52位于螺杆51的一端；所述螺杆51的一端依次穿过密封板1上的通孔12和管板9的一侧，在管板9的另一侧与压板53和螺母54配合连接，使得密封板1紧密贴合在管板9的一侧。

其中，所述换热管7穿过密封板1中心的环形槽11，套在套管3中，螺杆51穿过换热管7的周边管孔(未安装换热管)，将整个水压试验密封装置与试验工件紧固连接起来；所述紧固件的数量与密封板上通孔的数量一致。

在本发明中，管板9与密封板1紧密贴合的一侧指的是水压试验工件中模拟管板的二次侧。

根据本发明一种优选的实施方式，所述密封板1，套管3和管接头4之间的连接方式为焊接。

本发明提供的水压试验密封装置，结构简单，操作方便，通用性和可重复性较强；采用本装置进行压力容器胀接检漏，可以实现单根管子水压试验，并可以进行多组胀接参数的检测试验；本装置所用板材较少，有效缩短了工时，降低了试验成本，并能根据检测结果确定相关工艺参数。

本发明的另一个目的在于提供一种水压试验的检漏方法，优选采用本发明提供的水压试验密封装置，如图1所示，具体操作步骤为：

1)将待检测换热管7穿过密封板1的环形槽11，套在套管3内，将紧固件5与管板9锁紧；将水压表6与打压设备连接在管接头2上；

其中，试验工件的换热管7(用堵头密封)穿过密封板1套进套管3内，通过密封件2实现密封，紧固件5中的螺杆51穿过换热管周边管孔(未安装换热管)，将装置锁紧固定在试验工件上，并实现了良好的密封。

2)对水压表进行精度标定，在试验工件的管板与换热管间添加渗漏指示剂；

其中，所述渗漏指示剂在接触到渗漏的水后，能发生肉眼可观测到的颜色变化，便于直观检漏；

3)开启打压设备缓慢打压，观察各连接处是否泄漏，直至达到水压试验要求压力，然后关闭打压设备，进行保压；

4)保压一端时间后观察水压表6的表压是否下降，并观察渗漏指示剂是否变色。

其中，胀接工艺评定中，管子与管板胀接的泄漏率需要小于40mm/min，才能达到质量要求。

本方法操作简单，检测结果可靠，通用性和实用性强；能够实现单根管子水压试验，同时可进行多组胀接参数的胀接试验。

本发明还提供了一种考察管子管板胀接工艺和参数的方法，具体操作步骤如下：

1)在管板上预先设置多个管孔，将1根适配直径的换热管插入管孔中，选择胀接工艺和参数后，进行胀接；

2)胀接完成后，利用本发明提供的水压试验密封装置进行密封性检测，如图1所述，操作步骤为：

2.1)将待检测换热管7穿过密封板1的环形槽11，套在套管3内，将紧固件5与管板9锁紧；将水压表6与打压设备连接在管接头2上；

2.2)对水压表进行精度标定，在试验工件的管板与换热管间添加渗漏指示剂；

2.3)开启打压设备缓慢打压，观察各连接处是否泄漏，直至达到水压试验要求压力，然后关闭打压设备，进行保压；

2.4)保压一端时间后观察水压表6的表压是否下降，并观察渗漏指示剂是否变色。

3)根据步骤2的检测结果确定胀接质量是否合格，从而确定胀接工艺和参数是否可行。

4)根据步骤3的检测结果，选择下一根换热管的胀接工艺和参数，然后重复步骤1至3，最终筛选得到最优的胀接工艺和胀接参数。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于本发明工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。