换热管单管试压装置的设计及应用

孙嘉禾，马小平，张 兵，吉永健，冯进宝

（中国石油宁夏石化公司，宁夏银川 750026）

换热器是石油化工生产装置重要设备之一，换热器使用的管束规格主要有φ19×2.5、φ25×2.5、φ32×3、φ38×3 等几种规格，按照GB151-1999《管壳式换热器》的规定，对换热器和特殊要求的换热器的换热管要100 %进行逐根试压，试验压力为设计压力的两倍，一台换热器的换热管有成百上千根，换热器的试压工作相当繁重。

1 传统换热管单管试压方法的缺陷

1.1 换热管串联焊接试压法

一般情况下，在换热器换热管试压中常采用串联焊接后试压，在此过程中易产生压力冲击，由于换热管本身容积较小，换热管在冲水后压力会急剧上升，换热管的容积越小压力越大，试压泵流量越大压力就会越快，压力值极易超过换热管所承受的耐压值。

1.2 千斤顶密封试压法

图1 换热管试压示意图

其操作原理（见图1）。其基本原理是以压紧螺栓固定换热管，用千斤顶推动压块压紧管口来达到密封管口的目的。这种方法虽然可以满足试验较高压力的要求，并且换热管的固定、密封操作耗时较长，操作程序较为麻烦，工作效率低，此外要有专用场地用于试压施工，随着石油化工企业的发展已不能满足生产、检修的需要。

2 新型换热管单管试压装置的设计

2.1 新型换热管单管试压装置结构

针对传统换热管单管试压的局限性，本文对换热管试压过程进行了分析、讨论，设计出新型换热管试压装置，该试压装置主要由六部分构成（见图2）。

2.2 新型换热管试压装置工作原理

新型换热管单管试压装置使用原理为：（1）将试件接头主体通过高压软管与试压泵相连进行换热管水压试验。（2）试压时，将换热管安装到试件接头主体前，加入“O”型密封圈，旋紧锁紧螺杆，使其挤压“O”型密封圈，试件接头主体内面与换热管断面压紧后紧密贴合，起到完全密封效果。

依据新型换热管单管试压装置的设计理念，在对山西天脊集团一台废热锅炉476 根换热管逐根进行水压试压时（换热管规格为φ38×3，试压压力为4.0 MPa），当压力升至4.0 MPa 时，换热管与试件接头主体无相对运动、无泄漏现象，换热管在试压过程中无弯曲，在对山西天脊集团一台废热锅炉476 根换热管逐根进行水压试压时，均达到预期试压检测效果。

图2 试压装置结构图

2.3 新型换热管单管试压装置的优势

（1）极大的提高了换热管试压的效率，降低了工作强度。

（2）该装置试件接头主体与换热管断面的密封点采用“O”环密封，确保了试压过程中无泄漏，经实践，该试压装置对于试压压力≤2.5 MPa 的换热管，可采用材质为四氟的“O”环垫片；对于试压压力≥2.5 MPa≤6.4 MPa 的换热管，可采用材质为紫铜的“O”环垫片；对于试压压力≤6.4 MPa 的换热管，可采用材质为铅或不锈钢的“O”环垫片。

（3）安全可靠，操作简单，打开进水阀使换热管充满水并打开放空阀排净空气，旋紧螺杆就启动试压泵即可试压，试压完毕旋松锁紧螺杆，拆除换热管即完成换热管的试压检漏全过程。

（4）新型换热管试压装置根据换热管尺寸批量制作试件接头主体，可满足各种规格的换热管单管试压。

3 结论

通过对换热器换热管装置的设计、原理及试压装置结构的分析、探讨与设计，解决了换热器制作、检修中换热管单管试压的难题。

本文所设计的新型换热管试验装置一种新型单管试压装置，由于该试压装置设计了合理的试件接头主体和三种“O 型圈”密封，因此该装置具有较高的密封性能、承压能力和抗振能力，且试压装置的试压范围广泛，可适用于各种换热管的单管试压。

该试压装置结构简单，安全可靠，造价低、操作简便、效率高等优点，大大降低了工作强度，提高了工作效率。在石油化工装置行业中具有良好的实际推广应用价值。

［1］ 朱巨贤，郑天孙，桑培清，等.管壳式换热器GB151-1999［S］.1999.

［2］ 贺萌，等.换热器新型换热管试压装置的设计与应用［J］.化工设备，2008，10（3）：16-18