本發(fā)明涉及壓力容器脹接質(zhì)量檢測裝置，具體涉及一種水壓試驗(yàn)密封裝置及方法。

背景技術(shù)：

管板式換熱器在石油化工、火電及核電廠中的應(yīng)用非常廣泛，其中，換熱管與管板的連接是生產(chǎn)中的最主要工序之一，大多數(shù)換熱器的失效形式都是表現(xiàn)在換熱管與管板連接處的破損。

換熱管與管板主要是通過脹接的形式連接在一起，其基本原理為換熱管與管板發(fā)生不同程度的徑向變形，通過變形回復(fù)量的差異實(shí)現(xiàn)與管板孔的連接。脹接完畢后，必須進(jìn)行水壓試驗(yàn)，以檢查脹接的嚴(yán)密性。目前，進(jìn)行管子-管板全程液壓脹接的換熱器多要求按照rcc-mf4400進(jìn)行脹接工藝評定，其中，間隙性密封試驗(yàn)是必做的評定項(xiàng)目之一。

在現(xiàn)代檢測技術(shù)中，間隙性密封試驗(yàn)主要是在管板二次側(cè)焊接密封罩，用于承受間隙性密封試驗(yàn)水壓壓力。但此種試驗(yàn)方法有如下弊端：

1)水壓試件中如有一根換熱管發(fā)生泄漏，就會發(fā)生泄壓，試驗(yàn)即停止；

2)每塊水壓試驗(yàn)試件只能進(jìn)行一種脹接參數(shù)的脹接試驗(yàn)；

3)焊接密封罩所產(chǎn)生的熱量對脹接接頭產(chǎn)生的影響難以判斷；

4)密封罩難以重復(fù)利用，浪費(fèi)板材、焊材及工時(shí)。

因此，設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便且可以重復(fù)使用的水壓試驗(yàn)密封裝置是目前亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述問題，本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究，設(shè)計(jì)出一種水壓試驗(yàn)密封裝置，該裝置包括密封板、密封件、套管、管接頭和緊固件，其中，所述裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，通用性和實(shí)用性強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)單根管子的檢驗(yàn)及進(jìn)行多組脹接參數(shù)的脹接試驗(yàn)，從而完成了本發(fā)明。

具體來說，本發(fā)明的目的在于提供以下方面：

(1)一種水壓試驗(yàn)密封裝置，其中，該裝置包括密封板1、密封件2、套管3、管接頭4和緊固件5。

(2)根據(jù)上述(1)所述的水壓試驗(yàn)密封裝置，其中，所述密封板1上開設(shè)有環(huán)形槽11和通孔12，

優(yōu)選地，所述環(huán)形槽11具有1個(gè)，所述通孔12具有2個(gè)以上。

(3)根據(jù)上述(2)所述的水壓試驗(yàn)密封裝置，其中，所述環(huán)形槽11位于密封板1的中心，所述通孔12均勻地分布在環(huán)形槽11周圍。

(4)根據(jù)上述(1)或(2)所述的水壓試驗(yàn)密封裝置，其中，所述密封件2安裝在環(huán)形槽11內(nèi)，

所述環(huán)形槽11的深度與密封件2的厚度比為(0.2～0.8)：1，優(yōu)選為(0.3～0.6)：1，如0.5：1。

(5)根據(jù)上述(4)所述的水壓試驗(yàn)密封裝置，其中，所述密封件2為o形密封件，優(yōu)選為由彈性形變材料制備的o形密封件，如o形橡膠密封圈。

(6)根據(jù)上述(1)所述的水壓試驗(yàn)密封裝置，其中，所述套管3一端與密封板1連接，另一端與管接頭4連接，

所述套管3的內(nèi)徑大于換熱管7的外徑。

(7)根據(jù)上述(1)或(6)所述的水壓試驗(yàn)密封裝置，其中，所述管接頭4上設(shè)置有縱螺紋孔41和橫螺紋孔42。

(8)根據(jù)上述(7)所述的水壓試驗(yàn)密封裝置，其中，所述縱螺紋孔41與水壓表6通過螺紋連接，優(yōu)選地，所述縱螺紋孔41與水壓表6之間安裝有密封墊片8；

所述橫螺紋孔42為通孔，所述橫螺紋孔42一端與套管3連接，另一端與打壓設(shè)備連接。

(9)根據(jù)上述(1)所述的水壓試驗(yàn)密封裝置，其中，所述緊固件5包括螺桿51，擋板52，壓板53和螺母54，

所述螺桿51的一端依次穿過密封板1上的通孔12和管板9的一側(cè)，在管板9的另一側(cè)與壓板53和螺母54配合連接，使得密封板1緊密貼合在管板9的一側(cè)。

(10)一種水壓試驗(yàn)方法，優(yōu)選采用上述(1)至(9)之一所述的水壓試驗(yàn)密封裝置進(jìn)行水壓試驗(yàn)，或者一種采用上述(1)至(9)之一所述的水壓試驗(yàn)密封裝置考察管子管板的脹接工藝和參數(shù)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

1)將待檢測換熱管7穿過密封板1的環(huán)形槽11，套在套管3內(nèi)，將緊固件5與管板9鎖緊；將水壓表6與打壓設(shè)備連接在管接頭2上；

2)標(biāo)定水壓表的精度，在換熱管7和管板9之間添加滲漏指示劑；

3)開啟打壓設(shè)備緩慢打壓，觀察各連接處是否泄漏，直至達(dá)到水壓試驗(yàn)要求壓力，然后關(guān)閉打壓設(shè)備，進(jìn)行保壓；

4)保壓一段時(shí)間后觀察水壓表6的表壓是否下降，并觀察滲漏指示劑是否變色。

本發(fā)明所具有的有益效果包括：

(1)本發(fā)明提供的水壓試驗(yàn)密封裝置，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，通用性和可重復(fù)性強(qiáng)；

(2)采用本發(fā)明提供的水壓試驗(yàn)密封裝置進(jìn)行壓力容器脹接檢漏，可以實(shí)現(xiàn)單根管子的檢驗(yàn)，并且可以進(jìn)行多組脹接參數(shù)的脹接試驗(yàn)，提高了檢測精度；

(3)本發(fā)明提供的水壓試驗(yàn)密封裝置，無需焊接密封罩，避免了焊接熱量對脹接接頭的影響，同時(shí)有效縮短了工時(shí)，降低了試驗(yàn)成本，并能夠根據(jù)檢測結(jié)果確定相關(guān)工藝參數(shù)。

附圖說明

圖1示出本發(fā)明中水壓試驗(yàn)密封裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖2示出圖1的a-a視圖。

附圖標(biāo)號說明：

1-密封板；

11-環(huán)形槽；

12-通孔；

2-密封件；

3-套管；

4-管接頭；

41-縱螺紋孔；

42-橫螺紋孔；

5-緊固件；

51-螺桿；

52-擋板；

53-壓板；

54-螺母；

6-水壓表；

7-換熱管；

8-密封墊片；

9-管板。

具體實(shí)施方式

下面通過附圖和實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。通過這些說明，本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更為清楚明確。其中，盡管在附圖中示出了實(shí)施方式的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。

根據(jù)本發(fā)明提供的水壓試驗(yàn)密封裝置，如圖1所示，該裝置包括密封板1、密封件2、套管3、管接頭4和緊固件5，其中，所述密封件2安裝在密封板1上，所述套管3一端與密封板1連接，另一端與管接頭2連接，所述緊固件5用于密封板1與水壓試驗(yàn)工件之間的固定鎖緊。

在本發(fā)明中，所述換熱管，并非核設(shè)備蒸汽發(fā)生器中的真正意義的換熱管，而是一種水壓試驗(yàn)工件，用以模擬蒸汽發(fā)生器中的換熱管。

根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施方式，如圖1和圖2所示，所述密封板4上開設(shè)有環(huán)形槽11和通孔12，

優(yōu)選地，所述環(huán)形槽11具有1個(gè)，所述通孔12具有2個(gè)以上。

在更進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述環(huán)形槽11位于密封板1的中心，所述通孔12均勻地分布在環(huán)形槽11周圍。

根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述密封件2安裝在環(huán)形槽41內(nèi)。

在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述環(huán)形槽11的開槽深度與密封件2的厚度比為(0.2～0.8)：1，優(yōu)選為(0.3～0.6)：1，如0.5：1。

其中，所述環(huán)形槽11的開槽尺寸根據(jù)換熱管規(guī)格和密封件規(guī)格而定，所述環(huán)形槽11的內(nèi)徑略大于換熱管7的外徑，因?yàn)?，本發(fā)明的水壓試驗(yàn)密封裝置在使用過程中，換熱管7需穿過環(huán)形槽11，密封件2配合在環(huán)形槽上，實(shí)現(xiàn)裝置與換熱管的密封。

根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選地實(shí)施方式，所述密封件2為o形密封件。

在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述o形密封件為由彈性形變材料制備的o形密封件，優(yōu)選為o形橡膠密封圈。

其中，所述o形橡膠密封圈用于管板9與套管3之間的密封，其應(yīng)具有可壓縮性，可產(chǎn)生彈性形變實(shí)現(xiàn)密封，以避免水壓試驗(yàn)發(fā)生泄漏，其規(guī)格根據(jù)換熱管規(guī)格確定。

根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述套管3的內(nèi)徑大于換熱管7的外徑。

其中，所述套管3用于在水壓試驗(yàn)中承受水的壓力，其規(guī)格由換熱管7的規(guī)格決定，內(nèi)徑略大于換熱管外徑，以保證其可順暢套在換熱管上。

根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述套管3由剛性材料制成。

在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述剛性材料選自不銹鋼、合金鋼和工具鋼中的一種或多種。(煩請確認(rèn)是否正確)

其中，在水壓試驗(yàn)過程中，換熱管7與套管3之間的縫隙中需要打壓進(jìn)水，這就要求套管3具有一定的強(qiáng)度和厚度，使其足以承受水壓試驗(yàn)的壓力。

根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施方式，如圖1所示，所述管接頭4上設(shè)置有縱螺紋孔41和橫螺紋孔42。

在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述縱螺紋孔41與水壓表6通過螺紋連接；所述橫螺紋孔42為通孔，所述橫螺紋孔42一端與套管3連接，另一端與打壓設(shè)備連接。

優(yōu)選地，所述縱螺紋孔41與水壓表6之間安裝有密封墊片8，

其中，由于管接頭4與水壓表6之間為螺紋連接，密封性較差，需要在兩個(gè)接觸面中添加密封墊片，使其擠壓在兩個(gè)部件之間，達(dá)到密封的效果。

在更進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述密封墊片8由金屬制成，優(yōu)選由紫銅制成。

其中，紫銅無磁性，導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕性能較好，其制成紫銅墊片在高溫高壓環(huán)境下的密封部位使用，可以有效防止墊片散架和介質(zhì)的腐蝕，達(dá)到密封的效果，其規(guī)格根據(jù)水壓表6的規(guī)格確定。

根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施方式，如圖1所示，所述緊固件5包括螺桿51，擋板52，壓板53和螺母54。

在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述擋板52位于螺桿51的一端；所述螺桿51的一端依次穿過密封板1上的通孔12和管板9的一側(cè)，在管板9的另一側(cè)與壓板53和螺母54配合連接，使得密封板1緊密貼合在管板9的一側(cè)。

其中，所述換熱管7穿過密封板1中心的環(huán)形槽11，套在套管3中，螺桿51穿過換熱管7的周邊管孔(未安裝換熱管)，將整個(gè)水壓試驗(yàn)密封裝置與試驗(yàn)工件緊固連接起來；所述緊固件的數(shù)量與密封板上通孔的數(shù)量一致。

在本發(fā)明中，管板9與密封板1緊密貼合的一側(cè)指的是水壓試驗(yàn)工件中模擬管板的二次側(cè)。

根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述密封板1，套管3和管接頭4之間的連接方式為焊接。

本發(fā)明提供的水壓試驗(yàn)密封裝置，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，通用性和可重復(fù)性較強(qiáng)；采用本裝置進(jìn)行壓力容器脹接檢漏，可以實(shí)現(xiàn)單根管子水壓試驗(yàn)，并可以進(jìn)行多組脹接參數(shù)的檢測試驗(yàn)；本裝置所用板材較少，有效縮短了工時(shí)，降低了試驗(yàn)成本，并能根據(jù)檢測結(jié)果確定相關(guān)工藝參數(shù)。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種水壓試驗(yàn)的檢漏方法，優(yōu)選采用本發(fā)明提供的水壓試驗(yàn)密封裝置，如圖1所示，具體操作步驟為：

1)將待檢測換熱管7穿過密封板1的環(huán)形槽11，套在套管3內(nèi)，將緊固件5與管板9鎖緊；將水壓表6與打壓設(shè)備連接在管接頭2上；

其中，試驗(yàn)工件的換熱管7(用堵頭密封)穿過密封板1套進(jìn)套管3內(nèi)，通過密封件2實(shí)現(xiàn)密封，緊固件5中的螺桿51穿過換熱管周邊管孔(未安裝換熱管)，將裝置鎖緊固定在試驗(yàn)工件上，并實(shí)現(xiàn)了良好的密封。

2)對水壓表進(jìn)行精度標(biāo)定，在試驗(yàn)工件的管板與換熱管間添加滲漏指示劑；

其中，所述滲漏指示劑在接觸到滲漏的水后，能發(fā)生肉眼可觀測到的顏色變化，便于直觀檢漏；

3)開啟打壓設(shè)備緩慢打壓，觀察各連接處是否泄漏，直至達(dá)到水壓試驗(yàn)要求壓力，然后關(guān)閉打壓設(shè)備，進(jìn)行保壓；

4)保壓一端時(shí)間后觀察水壓表6的表壓是否下降，并觀察滲漏指示劑是否變色。

其中，脹接工藝評定中，管子與管板脹接的泄漏率需要小于40mm/min，才能達(dá)到質(zhì)量要求。

本方法操作簡單，檢測結(jié)果可靠，通用性和實(shí)用性強(qiáng)；能夠?qū)崿F(xiàn)單根管子水壓試驗(yàn)，同時(shí)可進(jìn)行多組脹接參數(shù)的脹接試驗(yàn)。

本發(fā)明還提供了一種考察管子管板脹接工藝和參數(shù)的方法，具體操作步驟如下：

1)在管板上預(yù)先設(shè)置多個(gè)管孔，將1根適配直徑的換熱管插入管孔中，選擇脹接工藝和參數(shù)后，進(jìn)行脹接；

2)脹接完成后，利用本發(fā)明提供的水壓試驗(yàn)密封裝置進(jìn)行密封性檢測，如圖1所述，操作步驟為：

2.1)將待檢測換熱管7穿過密封板1的環(huán)形槽11，套在套管3內(nèi)，將緊固件5與管板9鎖緊；將水壓表6與打壓設(shè)備連接在管接頭2上；

2.2)對水壓表進(jìn)行精度標(biāo)定，在試驗(yàn)工件的管板與換熱管間添加滲漏指示劑；

2.3)開啟打壓設(shè)備緩慢打壓，觀察各連接處是否泄漏，直至達(dá)到水壓試驗(yàn)要求壓力，然后關(guān)閉打壓設(shè)備，進(jìn)行保壓；

2.4)保壓一端時(shí)間后觀察水壓表6的表壓是否下降，并觀察滲漏指示劑是否變色。

3)根據(jù)步驟2的檢測結(jié)果確定脹接質(zhì)量是否合格，從而確定脹接工藝和參數(shù)是否可行。

4)根據(jù)步驟3的檢測結(jié)果，選擇下一根換熱管的脹接工藝和參數(shù)，然后重復(fù)步驟1至3，最終篩選得到最優(yōu)的脹接工藝和脹接參數(shù)。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“上”、“下”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于本發(fā)明工作狀態(tài)下的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

以上結(jié)合了優(yōu)選的實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明，不過這些實(shí)施方式僅是范例性的，僅起到說明性的作用。在此基礎(chǔ)上，可以對本發(fā)明進(jìn)行多種替換和改進(jìn)，這些均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。