一种增强热交换器管头耐压试验时壳体强度的装置的制作方法

本实用新型属于热交换装置技术领域，具体涉及一种增强热交换器管头耐压试验时壳体强度的装置。

背景技术：

固定管板式热交换器具有结构比较简单，紧凑，机加工件较少，造价低的特点，在石油炼制和化工生产中有着广泛的应用。在管程压力(Pt)高于壳程压力(Ps)工况条件下，且二者差值较大时，由于壳体厚度较薄，无法提高壳程耐压试验压力对管头进行试压。现在设计制造单位一般采用补做氨检漏的方法对管头进行检测，但该方法不仅危险性大、成本较高，且只能做到对管头的致密性进行检测，而无法检测出管头的耐压强度是否能满足使用要求，造成了管头存在极大泄漏隐患。如何在Pt＞Ps工况的固定管板式热交换器进行管头耐压强度试验时给热交换器增强其壳体强度是压力容器制造行业中一直没有得到解决的技术性难题。目前通常都使用补做氨检漏对管头进行检测的方法，存在的问题是：氨气和空气容易形成爆炸混合物引起爆炸的危险，且氨气泄漏会造成环境污染，引起人员中毒，另外氨检漏方法只能做到对管头的致密性进行检测，而无法检测出管头的耐压强度是否能满足使用要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的问题提供一种在Pt＞Ps工况的固定管板式热交换器进行管头耐压强度试验时加强固定管板热交换器壳体强度的装置。

本实用新型提供的技术方案是：

一种增强热交换器管头耐压试验时壳体强度的装置，使用于固定管板热交换器管头耐压试验过程，设置于热交换器壳体上，

热交换器壳体的侧壁上固定连接有连接管件，热交换器壳体与连接管件的的接管部的圆周上设置盲区补强环，所述连接管件上法兰的背面固定设置有法兰刚度增强环，连接管件的法兰上固定有盲板，盲板上固定设置压力表组件，在所述的热交换器壳体、盲区补强环、连接管件上缠绕若干增加强度用柔索，缠绕方向为周向螺旋缠绕，柔索之间端部的接头处使用索具螺旋扣连接。

具体的，所述的盲区补强环为两个半圆筒形结构的筒体构成，所述两个筒体其中一端的连接部呈圆形槽设置且该连接部套于连接管件根部，盲区补强环的内径与热交换器壳体外径相同，盲区补强环的轴线与热交换器壳体轴线重合。

具体的，法兰刚度增强环由两个半环形的弧形板构成，法兰刚度增强环的内径与连接管件的相同。

具体的，柔索为单层缠绕时，缠绕时从热交换器壳体端部的热交换器管板与热交换器壳体焊缝连接处作为始端开始缠绕；柔索为多层缠绕时，从两端管板与壳体连接焊缝交错作为缠绕起点。

具体的，连接管件的缠绕从连接管件与热交换器壳体焊缝连接处开始。

具体的，所述柔索的直径为4-6mm。

本实用新型的主要解决思路是通过在壳体外部缠绕柔索，来增加壳体强度，使其能满足按照管程试验压力提高热交换器壳程试验压力，对热交换器壳程打压，以达到对管头焊缝进行耐压强度试验的目的。本实用新型利用了柔索柔软易变形，能承受拉应力的特点有效增加壳体强度，该设备成本低廉、适用范围广、实用性强，大大节省了设备制作材料，降低了设备的生产成本，符合国家提倡的节能减排的发展目标，解决了在Pt＞Ps工况条件的固定管板式热交换器无法通过提高壳程试验压力进行管头耐压试验技术性难题，消除了管头泄漏隐患，为石油化工装置的安全平稳运行提供了保障，满足在提高壳程试验压力的条件下对管头进行耐压试验时的强度需要。本实用新型采用没有毒性的水进行液压试验，从而避免了一些危险的发生；本实用新型提供的耐压试验方法消除了管头因不能承受管程压力而引起的泄漏隐患，为石油化工装置的安全平稳运行提供了保障。

本实用新型提供的方法在不改变壳体设计厚度、增加材料损耗的前提下，采用可拆除的柔索等作为临时受压元件来增加壳体强度，耐压试验完成后柔索等临时受压元件拆除后可以重复使用。

附图说明

图1是本实用新型所述的装置的结构示意图；

图2是图1中的A-A剖视图；

图3是缠绕单层柔索的缠绕方式示意图；

图4是缠绕两层柔索的缠绕方式示意图；

图5是盲区补强环结构示意图；

图6是法兰刚度增强环的结构示意图；

图7是索具螺旋扣的结构示意图。

1热交换器管板 2盲区补强环 3热交换器壳体 4柔索

5连接管件 6压力表组件 7法兰刚度增强环 8索具螺旋扣

9密封垫片 10螺栓紧固件。

具体实施方式

如图1所示，一种增强热交换器管头耐压试验时壳体强度的装置，使用于固定管板热交换器管头耐压试验过程，设置于热交换器壳体3上，

热交换器壳体3的侧壁上固定连接有连接管件5，热交换器壳体3与连接管件5的接管部的圆周上设置盲区补强环2，所述连接管件5上法兰的背面固定设置有法兰刚度增强环7，连接管件5的法兰上固定有盲板，盲板上固定设置压力表组件6，在所述的热交换器壳体3、盲区补强环2、连接管件5上缠绕若干增加强度用柔索4，缠绕方向为周向螺旋缠绕，柔索4之间端部的接头处使用索具螺旋扣8连接。

所述的盲区补强环2为两个半圆筒形结构的筒体构成，所述两个筒体其中一端的连接部呈圆形槽设置且该连接部套于连接管件5根部，盲区补强环2的内径与热交换器壳体3外径相同，盲区补强环2的轴线与热交换器壳体3轴线重合。

法兰刚度增强环7由两个半环形的弧形板构成，法兰刚度增强环7的内径与连接管件5的相同。

柔索为单层缠绕时，缠绕时从热交换器壳体3端部的热交换器管板1与热交换器壳体3焊缝连接处作为始端开始缠绕；柔索为多层缠绕时，从两端管板与壳体连接焊缝交错作为缠绕起点。

连接管件5的缠绕从连接管件5与热交换器壳体3焊缝连接处开始。

所述柔索8的直径为4-6mm。为尽量增加柔索与热交换器壳体的贴合面积及柔索缠绕层间的贴合面积，并尽量减小缠绕劳动强度，选用柔索直径应适当， 4-6mm效果最佳。

一种使用如上所述的增强热交换器管头耐压试验时壳体强度的装置进行耐压试验的方法，包括耐压试验前对壳体强度校验和施工机具准备步骤，施工机具包括有：柔索缠绕装置、棘轮收紧器和紧固扳手等，通过耐压试验前管头强度校验确定缠绕的柔索4的规格及缠绕的圈数、层数及所需柔索4的缠绕长度，并确定缠绕盲区补强环2的宽度及法兰刚度增强环7的厚度，还包括如下步骤：

S1、盲区补强环2、法兰刚度增强环7的制作，根据确定的盲区补强环2的宽度及法兰刚度增强环7的厚度制作，制作完成后将盲区补强环2与热交换器壳体3紧密贴合装配好；

S2、热交换器壳体3上进行柔索4缠绕，柔索4缠绕过程中使用棘轮收紧器将柔索4收紧，柔索4接头处由索具螺旋扣8连接；连接管件5进行柔索4 缠绕，缠绕过程中使用棘轮收紧器将柔索4收紧，柔索4接头处由索具螺旋扣8连接，缠绕时以一定的预拉应力进行缠绕，柔索为单层缠绕时，缠绕时从热交换器壳体3端部的热交换器管板1与热交换器壳体3焊缝连接处作为始端开始缠绕；柔索为多层缠绕时，从两端热交换器管板1与热交换器壳体3连接焊缝交错作为缠绕起点，连接管件5的缠绕从连接管件5与热交换器壳体3焊缝连接处开始；

S3、柔索4全部缠绕完成后，连接管件5装配法兰刚度增强环7，法兰刚度增强环7在连接管件5上法兰的背面，连接管件5的法兰上固定有盲板，盲板上固定设置压力表组件6，连接管件5的法兰和盲板之间设置有密封垫片9，连接管件5的法兰和盲板之间通过螺栓紧固件10连接，使用紧固扳手对螺栓紧固件10进行拧紧；

S4、壳程注水，热交换器壳体3外增加强度的装置安装完全之后，注入水，水的温度不低于5℃；

S5、设备升压、稳压，试验压力应缓慢上升，达到规定试验压力后保持压力30分钟，对所有焊缝和连接部位进行泄露检查，如有泄露，修补之后重新进行试验；

S6、泄放压力，经检查步骤五过程中无液体泄露、热交换器壳体3内无异常响声，无可见的变形情况下，泄放压力；

S7、重复打压，重复步骤五的操作；

S8、彻底泄放压力，进行步骤六的检查工作，情况正常下进行彻底泄放压力；

S9、柔索4拆除。

每层柔索4缠绕完成后进行松动面积检查，每根柔索4的松动面积应不超过该柔索4缠绕面积的5％。

还包括如下步骤，缠绕前先将热交换器壳体3表面的影响缠绕贴合效果的杂物清理干净。

还包括下面所述的步骤，柔索拆除完成之后对热交换器壳体3内部进行吹扫干净，并对入口进行封口保护措施。

柔索4拆除完成之后需要对壳体内部进行吹扫干净，并对入口进行封口并做保护措施。

在进行耐压试验前根据热交换器管程耐压试验压力通过计算对本设备及热交换器壳体3进行强度校核，缠绕的柔索4的规格及缠绕的圈数、层数，进一步确定所需柔索4的缠绕长度；进行耐压试验时，先将热交换器壳体3表面的焊瘤、锈渣等影响贴合杂物清理干净，将盲区补强环2套合在接管处筒体外侧，盲区补强环2的切割线应与热交换器壳体3轴线平行，并保证盲区补强环2能与热交换器壳体3紧密贴合；耐压试验检验合格后，应在热交换器壳体3腔体内压力全部泄放完成后方可拆除柔索4等临时受压元件。如是在试压过程中有连接管件5有泄露现象，可对连接管件5进行补焊然后再继续进行试压试验。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。