CN103018156B - 一种换热器管束壳程侧间隙防渗试验装置及试验方法 - Google Patents

一种换热器管束壳程侧间隙防渗试验装置及试验方法 Download PDF

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Abstract

一种换热器管束壳程侧间隙防渗试验装置及试验方法，该试验装置在管板的壳程侧设有具有空腔的壳体，壳体的一端与管板的壳程侧焊接，壳体的另一端焊接于封板；空腔通过管板和封板形成密闭空间；换热管伸入密封空间的一端管口设置有封闭堵头；壳体开设有试压接入口、染色渗透剂入口和排气口；试压接入口连接有试压装置，试压装置包括有试压机、压力表、侧温仪和第一控制阀。该试验装置能够直观的检测试验管束连接结构的壳程侧管孔与换热管之间的间隙的防渗透能力，具有结构简单、制造容易、成本低、直观有效、易于实施的特点。同时，该试验方法，检验管板与换热管壳程侧在常温和工作状况下的防间隙腐蚀能力，操作简便，便于工程上的实际应用与推广。

Description

一种换热器管束壳程侧间隙防渗试验装置及试验方法
技术领域
本发明属于空调、煤化工、石油化工行业中换热设备技术领域，特别是涉及煤制氢过热器、换热器管束壳程侧防间隙腐蚀能力的一种渗透试验装置及试验方法。
背景技术
所谓间隙腐蚀（也叫缝隙腐蚀）通俗地说就是那些流体不流动的死角容易腐蚀。间隙腐蚀是局部腐蚀的一种形式，它可能发生于溶液停滞的缝隙之中或屏蔽的表面内。间隙腐蚀形成的条件包括： 一是几何要素, 即缝宽为0.025mm ～ 0.1mm, 这种宽度足以允许溶液进入缝隙内，但缝隙宽度又足够窄小以保证缝隙内溶液处于滞留状态并使缝隙内外溶液之间的物质迁移发生困难；二是缝隙内外溶液具有电位差, 缝内金属与缝外金属构成短路原电池, 在缝内产生强烈的化学反应。
发明内容
本发明的目的之一在于避免现有技术中的不足之处而提供一种换热器管束壳程侧间隙防渗试验装置，其具有结构简单、成本低廉以及易实现的特点。
本发明的目的之二在于避免现有技术中的不足之处而提供一种换热器管束壳程侧间隙防渗试验方法，通过按照选定的管板与换热管连接方式制造模拟管束，模拟工况进行试压试验，检验管板与换热管壳程侧在常温和工作状况下的防间隙腐蚀能力，得到合理的连接结构，延长设备使用寿命，该间隙防渗试验方法操作简便，便于工程上的实际应用与推广。
本发明的目的之一通过以下技术方案实现：
提供了一种换热器管束壳程侧间隙防渗试验装置，包括有管板和换热管，所述管板设置有管孔，所述换热管插入所述管孔、并通过胀接和焊接并用的连接方式与所述管板连接，其中，所述管板的壳程侧设置有具有空腔的壳体，所述壳体的一端与所述管板的壳程侧焊接，所述壳体的另一端焊接于封板；所述空腔通过所述管板和所述封板形成密闭空间；所述换热管伸入所述密封空间的一端管口设置有封闭堵头；所述壳体开设有试压接入口、染色渗透剂入口和排气口；所述试压接入口连接有试压装置，所述试压装置包括有试压机、压力表、侧温仪和第一控制阀。
其中，所述试压接入口设置于所述壳体的上部，所述染色渗透剂入口设置于所述壳体的下部。
其中，所述试压接入口和所述染色渗透剂入口设置于同一竖直线上。
其中，所述排气口设置于所述封板的中部。
其中，所述排气口连接有第二控制阀。
其中，所述染色渗透剂入口设置有可拆卸的堵头。
其中，所述压力表和所述侧温仪设置于与所述试压接入口连接的管路上，且所述压力表和所述测温仪处于同一平面设置。
本发明的目的之二通过以下技术方案实现：
一种换热器管束壳程侧间隙防渗试验方法，包括有以下步骤：
步骤一，常温工况下试压：先进行常规水压试验合格，然后倒空试验管束的壳程密闭空间的水，充满染色渗透剂，再连接试压装置，加压到试验压力，保压一定时间后卸压；
步骤二，模拟工况下试压：先进行常温常规水压试验合格，然后倒空试验管束的壳程密闭空间的水，对试验管束进行模拟工况热处理后，在向试验管束壳程的密封空间充满染色渗透剂，再连接试压装置，加压到试验压力，保压一定时间后卸压；
步骤三，把经过步骤一和步骤二试压后的试验管束剖开，剖开位置选在通过管孔中心线的合适剖面上；
步骤四，剖开后用低倍放大镜观察换热管与管板的管孔的贴合情况，然后再把管程侧的换热管撬起与管孔分开，观察染色渗透剂渗入间隙的有无、深浅，判断防渗效果，考察管板与换热管连接方式的防间隙腐蚀能力。
其中，所述染色渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、甲紫溶液、龙胆紫溶液中的任一种。
本发明的有益效果：
本发明的一种换热器管束壳程侧间隙防渗试验装置，能够直观的检测试验管束连接结构的壳程侧管孔与换热管之间的间隙的防渗透能力，具有结构简单、制造容易、成本低、直观有效、易于实施的特点。同时，本发明的一种换热器管束壳程侧间隙防渗试验方法，通过按照选定的管板与换热管连接方式制造模拟管束，模拟工况进行试压试验，检验管板与换热管壳程侧在常温和工作状况下的防间隙腐蚀能力，得到合理的连接结构，延长设备使用寿命，该间隙防渗试验方法操作简便，便于工程上的实际应用与推广。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明的一种换热器管束壳程侧间隙防渗试验装置的试验管束的结构示意图。
图2是本发明的一种换热器管束壳程侧间隙防渗试验装置的试验试压的使用状态示意图。
在图1和图2中包括有：
1——管板、2——换热管、3——壳体、4——试压接入口、5——封板、6——封闭堵头、7——染色渗透剂入口、8——排气口、9——第一控制阀、10——试压机、11——可拆卸的堵头、12——第二控制阀、13——压力表、14——测温仪。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1。
本发明的一种换热器管束壳程侧间隙防渗试验装置的具体实施方式，如图1和图2所示，包括有管板1和换热管2，所述管板1设置有管孔，所述换热管2插入所述管孔、并通过胀接和焊接并用的连接方式与所述管板1连接。管束是列管式换热器的核心构件，管束通常由换热管2、支持板（或者折流板）和管板1组成，成排的换热管2通过支持板（或者折流板）支承，其两端穿进管板1的管孔中，并与管板1相连接，从而保证接头的密封性和强度。通过管束与管箱的隔板的组合，可以将换热管2分成几个流程，以便介质在换热管2内来回流动，从而能够延长换热流程，增加换热时间，充分地与管外的壳程介质换热。上述管板1与管壳和管箱等通过焊接或者法兰螺栓加垫片的强制密封固定装配即得一台列管式换热器。
本发明的改进点在于，所述管板1的壳程侧设置有具有空腔的壳体3，所述壳体3的一端与所述管板1的壳程侧焊接，所述壳体3的另一端焊接于封板5；所述空腔通过所述管板1和所述封板5形成密闭空间；所述换热管2伸入所述密封空间的一端管口设置有封闭堵头6；所述壳体3开设有试压接入口4、染色渗透剂入口7和排气口8；所述试压接入口4连接有试压装置，所述试压装置包括有试压机10、压力表13、侧温仪和第一控制阀9。其中，试压接入口4连接有T形管路，T形管路的一端与第一控制阀9的一端连接，第一控制阀9的另一端与试压机10连接，压力表13、侧温仪设置于T形管路的水平部。其中，试验用的换热管2的根数按需要选定，本实施例中可以选用两根。
与现有技术相比，该换热器管束壳程侧间隙防渗试验装置，能够直观的检测试验管束连接结构的壳程侧管孔与换热管2之间的间隙的防渗透能力，具有结构简单、制造容易、成本低、直观有效、易于实施的特点。
上述管板1的壳程侧有堆焊的不锈钢层或者如果管板1为整体不锈钢时，则不需设置堆焊层。
具体的，所述试压接入口4设置于所述壳体3的上部，所述染色渗透剂入口7设置于所述壳体3的下部。优选的，该试压接入口4开设于壳体3上部的中部，该染色渗透剂入口7开设于壳体3下部的中部。
具体的，所述试压接入口4和所述染色渗透剂入口7设置于同一竖直线上。加工方便。
具体的，所述排气口8设置于所述封板5的中部。排气速率高。
具体的，所述排气口8连接有第二控制阀12。第二控制阀12用于控制排气口8的打开与关闭。
具体的，所述染色渗透剂入口7设置有可拆卸的堵头11。当需要加入染色渗透剂时，打开该堵头，当充满染色渗透剂时，封闭该可拆卸的堵头11。
具体的，所述压力表13和所述侧温仪设置于与所述试压接入口4连接的管路上，且所述压力表13和所述测温仪14处于同一平面设置。
实施例2。
本发明的一种换热器管束壳程侧间隙防渗试验方法的具体实施方式，包括有以下步骤：
步骤一，常温工况下试压：先进行常规水压试验合格，然后倒空试验管束的壳程密闭空间的水，充满染色渗透剂，再连接试压装置，加压到试验压力，保压一定时间后卸压。
步骤二，模拟工况下试压：先进行常温常规水压试验合格，然后倒空试验管束的壳程密闭空间的水，对试验管束进行模拟工况热处理后，在向试验管束壳程的密封空间充满染色渗透剂，再连接试压装置，加压到试验压力，保压一定时间后卸压。
步骤三，把经过步骤一和步骤二试压后的试验管束剖开，剖开位置选在通过管孔中心线的合适剖面上。
步骤四，剖开后用低倍放大镜观察换热管2与管板1的管孔的贴合情况，然后再把管程侧的换热管2撬起与管孔分开，观察染色渗透剂渗入间隙的有无、深浅，判断防渗效果，考察管板1与换热管2连接方式的防间隙腐蚀能力。
与现有技术相比，该换热器管束壳程侧间隙防渗试验方法，通过按照选定的管板1与换热管2连接方式制造模拟管束，模拟工况进行试压试验，检验管板1与换热管2壳程侧在常温和工作状况下的防间隙腐蚀能力，得到合理的连接结构，延长设备使用寿命，该间隙防渗试验方法操作简便，便于工程上的实际应用与推广。
具体的，所述染色渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、甲紫溶液、龙胆紫溶液中的任一种。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种换热器管束壳程侧间隙防渗试验装置，包括有管板和换热管，所述管板设置有管孔，所述换热管插入所述管孔、并通过胀接和焊接并用的连接方式与所述管板连接，其特征在于：所述管板的壳程侧设置有具有空腔的壳体，所述壳体的一端与所述管板的壳程侧焊接，所述壳体的另一端焊接于封板；所述空腔通过所述管板和所述封板形成密闭空间；所述换热管伸入所述密封空间的一端管口设置有封闭堵头；所述壳体开设有试压接入口、染色渗透剂入口和排气口；所述试压接入口连接有试压装置，所述试压装置包括有试压机、压力表、侧温仪和第一控制阀。
2. 根据权利要求1所述的一种换热器管束壳程侧间隙防渗试验装置，其特征在于：所述试压接入口设置于所述壳体的上部，所述染色渗透剂入口设置于所述壳体的下部。
3. 根据权利要求2所述的一种换热器管束壳程侧间隙防渗试验装置，其特征在于：所述试压接入口和所述染色渗透剂入口设置于同一竖直线上。
4. 根据权利要求1所述的一种换热器管束壳程侧间隙防渗试验装置，其特征在于：所述排气口设置于所述封板的中部。
5. 根据权利要求1所述的一种换热器管束壳程侧间隙防渗试验装置，其特征在于：所述排气口连接有第二控制阀。
6. 根据权利要求1所述的一种换热器管束壳程侧间隙防渗试验装置，其特征在于：所述染色渗透剂入口设置有可拆卸的堵头。
7. 根据权利要求1所述的一种换热器管束壳程侧间隙防渗试验装置，其特征在于：所述压力表和所述侧温仪设置于与所述试压接入口连接的管路上，且所述压力表和所述测温仪处于同一平面设置。
8.权利要求1至7中任意一项所述的一种换热器管束壳程侧间隙防渗试验装置的试验方法，其特征在于：包括有以下步骤：
步骤一，常温工况下试压：先进行常规水压试验合格，然后倒空试验管束的壳程密闭空间的水，充满染色渗透剂，再连接试压装置，加压到试验压力，保压一定时间后卸压；
步骤二，模拟工况下试压：先进行常温常规水压试验合格，然后倒空试验管束的壳程密闭空间的水，对试验管束进行模拟工况热处理后，在向试验管束壳程的密封空间充满染色渗透剂，再连接试压装置，加压到试验压力，保压一定时间后卸压；
步骤三，把经过步骤一和步骤二试压后的试验管束剖开，剖开位置选在通过管孔中心线的合适剖面上；
步骤四，剖开后用低倍放大镜观察换热管与管板的管孔的贴合情况，然后再把管程侧的换热管撬起与管孔分开，观察染色渗透剂渗入间隙的有无、深浅，判断防渗效果，考察管板与换热管连接方式的防间隙腐蚀能力。
9.根据权利要求8所述的一种换热器管束壳程侧间隙防渗试验装置的试验方法，其特征在于：所述步骤一中的染色渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、甲紫溶液、龙胆紫溶液中的任一种。
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