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波纹管补偿器装配管试压系统及工装设计

发布时间:2017-03-15

波纹管补偿器装配管是补偿器的重要部件,对其进行气压试验无成熟经验,也无合适的试压工装。为保证补偿器装配管试压工作的顺利进行,针对波纹管补偿器装配管的结构特点及现场设备,结合现场安装经验,对试压系统和试压工装进行了设计,对相应的试压过程进行了探讨。该试压系统和工装安全可靠、操作简便,保证了装配管试压工作顺利进行,具有实际应用价值。

2010-11,中核兰州轴浓缩有限公司第九车间承揽了近500套补偿器加工任务。补偿器是公司示范工程和三期工程工艺真空管道的主要连接节点之一,其中补偿器装配管是补偿器的重要部件,主要由凹法兰(或凸法兰)和管接头焊接而成(图1)。根据《补偿器及其零部件加工技术要求》,须对补偿器装配管进行气压试验。而我车间补偿器装配管这种结构进行气压试验尚属首次,无成熟经验,也无合适的试压工装。

针对补偿器装配管的结构特点及第九车间现有设备,结合现场安装经验,笔者设计了补偿器装配管试压系统及试压工装,保证了补偿器装配管试压工作的顺利进行。

1.补偿器装配管试压要求

补偿器装配管制造、检验并经无损检测合格后,应进行气压试验。

压力表要求1.须使用2块相同的压力表,压力表须经校验合格。2.压力表精度不得低于1.5级,表盘直径不得小于100mm3.压力表表盘刻度极限值为最高试验压力的1.5-2倍。

试验介质要求1.压缩空气含水率不大于1g/m3,含油率不大于50μg/m3 2.氮气纯度不小于99%(体积分数),含水量不大于10*10-6

试验要求 1.试验压力(0.35±0.05MPa(表压)。2。试验步骤。管道压力逐步上升,当压力达到试验规定压力的50%后,保持压力进行观察。如无泄漏及异常,压力按10%逐级上升,每级稳压3min 。当达到规定的试验压力后,保压10min3.试验时间内不产生起泡现场为合格标准。

其它  压力试验可在水槽内进行,若无条件时允许用中性肥皂水涂抹来代替把补偿器放入水槽的方法。在压力试验过程中,应对补偿器的法兰、管接头等的密封面采取保护措施,防止密封面碰伤。

补偿器装配管试压难点    

补偿器装配管一端为凹法兰(或凸法兰),另一端为管接头,这是一种敞开式结构,没有形成封闭的空腔,试压时必须安装一个专用试压工装使其密封。一般容器或装配管的管口为法兰连接或螺纹连接,使用法兰盖或堵头进行密封试压。补偿器装配管法兰一端可用法兰盖、螺栓紧固密封,而另一端管接头的封闭成了试压的难点。

补偿器装配管试压系统

补偿器装配管试压系统由四通块、压力表支架、压力表接头、阀门、紫铜管、活接头及接头螺母组成,见图2。阀门选用库存的活瓣式氧气瓶阀QF-Z,金属软管选用φ10mm*2mm的紫铜管,活接头和接头螺母选用H59

根据补偿器装配管的试压要求,在试压系统上安装了2个量程相同、经过校验并且在有效期内的压力表。压力表与压力表支架通过压力表接头采用螺纹连接,便于更换压力表进行不同试验压力的压力试验。

试压系统与试压工装采用活接连接形式(图3),便于更换试压盲板,减少现场施工工作量,提高工作效率,方便多种规格装配管的试压。活接连接形式的密封面是圆弧面与锥面相切的线接触,密封效果好,故试压系统与空压泵、3个阀门与紫铜管均采用活接连接形式。

该试压系统具有通用性。四通连接部分即四通块、3个阀门、压力表支架、压力表接头、紫铜管、活接头及接头螺母可用于容器及结构件的压力试验。四通连接便于压力表安装、升压、保压及卸压,可同时进行2件装配管等结构件或2台容器的试压。

补偿器装配管试压工装设计

整体结构   补偿器装配管试压工装整体结构见图2。补偿器装配管法兰端用试压盲板封住,管接头端用带螺栓孔的堵板封住,然后用螺栓、螺母将试压盲板、装配管及堵板连接在一起,使装配管内形成密封的空腔,从而进行气压试验。试压盲板及堵板与装配管之间使用石棉橡胶板作为密封元件,保证了试压工装的密封性。

试压盲板和堵板   试压盲板的厚度、密封面型式与装配管法兰的配对盲板相同,根据装配管法兰图号规格。

堵板的厚度、螺栓孔为位置及数量等根据装配管法兰确定,堵板的凹槽尺寸根据装配管管接头确定。由于管接头壁薄,为便于堵板密封垫的加工,将凹槽宽度适当加宽。

堵板凹槽结构及具体尺寸见图4

螺栓和螺母    根据装配管法兰螺栓孔尺寸,堵板、试压盲板、螺母等厚度及装配管长度,确定出该试压工装需用M14*240M12*200M10*2003种规格六角头螺栓。

抽嘴接头    抽嘴接头焊接在试压盲板上,材料选用H59,是试压工装与试压系统的接口。抽嘴接头密封面设计成30°锥面,与活接头的圆弧密封面形成线接触,密封效果良好。

补偿器装配管试压过程

单件试压 1. 把装配管、试压盲板、堵板、四通块、压力表支架、三阀门、紫铜管及空压泵按图1装配齐全,并将螺栓、螺母紧固。2. 把用试压工装密闭的装配管放入水槽中,应使被试焊缝处于水面下20-40mm

3.打开与空压泵、试压盲板连接的2个阀门,关闭卸压阀门。装配管内压力逐渐上升,当压力达到0.175MPa后,关闭与空压泵连接的进气阀门,保持压力进行观察。如无泄漏与异常,打开与空压泵连接的进气阀门,压力按0.35MPa逐级上升,每级稳压3min。当达到0.35MPa后,关闭与空压泵连接的进气阀门,保压10min,进行检查。试压过程中水槽内无气泡产生为合格。合格后,打开卸压阀门卸压或松开螺栓、螺母卸压。

2件试压    2间装配管同时试压时,应在卸压阀门上也安装一套活接头、接头螺母、紫铜管等试压工装。升压时3个阀门均应打开,保压时关闭与空压泵连接的进气阀门,卸压时松开螺栓、螺母即可。

使用文中所述试压系统和试压工装对495件、近10种补偿器装配管进行了0.35MPa的气压试验,结果全部合格,满足了文献【1】中的相关试压要求,保证了补偿器装配管的质量。该试压系统设计合理、通用性好,可用于容器及结构件的试压(已用于3m3容器气密性试验中)。试压工装结构简单、密封性好、安全可靠,可用于类似结构件的试压。

该试压系统和试压工装操作方便,对不同规格补偿器装配管进行试压时,只需要换试压盲板或堵板即可,减轻了工人的劳动强度,提高了工作效率。为试压系统设计和类似结构件试压工装设计积累了经验,具有实际应用价值。