CN110836615A - 换热管堵管方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及热力工程技术领域，提供了一种换热管堵管方法。该方法包括以下步骤：预先在密封塞的外壁上加工环形凸台，在压紧塞的外壁上加工第一锁紧部；在换热管两端封堵处的内壁上加工用于与所述环形凸台接触配合的台阶面、以使所述换热管的管口内形成阶梯孔；在所述阶梯孔的大端上加工用于与所述第一锁紧部配合锁紧的第二锁紧部；将所述密封塞插入所述换热管，使所述环形凸台贴合在所述台阶面上；将压紧塞插入所述换热管，通过所述第一锁紧部与所述第二锁紧部配合锁紧，使所述环形凸台压紧所述台阶面；对所述压紧塞进行防松处理。本发明不仅可适用于处于高温环境以及内径较小的换热管，而且还无需打磨去除换热管与管板之间原有的密封焊缝。

Description

换热管堵管方法
技术领域
本发明涉及热力工程技术领域，具体涉及一种换热管堵管方法。
背景技术
在化工、石化和发电等领域换热器是必不可少的设备，按照换热器对热量回收用途的不同，换热器可分为加热器、冷却器、蒸发器、再沸期、冷凝器、余热锅炉等。换热器中的换热管容易因焊接质量缺陷、磨损、应力腐蚀、晶间腐蚀、流致振动、高温蠕变等原因发生泄露或管壁减薄，甚至会导致换热器管侧和壳侧的在换热介质相互连通。为了保证换热器能够继续安全稳定的运行，就必须对壁厚减薄到一定厚度和发生泄露的换热管进行封堵。目前常用的封堵技术有爆炸堵管、焊接堵管和机械堵管，其中：
爆炸堵管由于残余应力大，且封堵质量不易控制，目前已经不再使用。
焊接堵管属于永久性堵管，虽然堵管的成本低，但是堵管的效果直接取决于焊缝的质量，并且堵管时需要将换热管与管板的之间的密封焊打磨去除后，重新进行密封焊缝的焊接，尤其是采用齐平式焊接或者内凹式焊接的换热器。而通常受到现场环境的限制，焊接结束后无法进行焊缝的射线检测，导致现场焊缝的质量难以保证。并且，有时候为了减小焊接的残余应力，还需要对焊缝进行焊后热处理，而热处理可能会影响周围换热管的胀接拔脱力。例如，高温气冷堆蒸汽发生器，其换热管的材质为T22，管板的材质为F22，换热管与管板之间的密封焊需进行焊后热处理。为了在焊后热处理时不影响换热管胀接的拔脱力，密封焊的焊后热处理放在液压胀之前。而如果采用焊接方式堵管，就需要打磨去除换热管与管板的之间原有的密封焊缝，重新进行密封焊的焊接。由此，便会出现以下几个问题：1)再次焊接的密封焊的质量不易保证；2)焊缝的射线检测无法实施；3)焊缝的焊后热处理无法实施，即使焊后热处理可以实施，也会影响周围换热管的拔脱力。
机械堵管通常分为两种方式：一种为机械拉拔式，另一种为机械辊胀式。机械堵管虽然工艺流程简单，但是堵头结构复杂，并且不适用于处于高温环境以及管壁太厚或内径小于16mm的换热管。主要原因在于，换热管的内径直接影响拉杆和棍子的尺寸，拉杆和棍子的尺寸过小会造成其强度无法满足要求。此外，在高温环形下，由于蠕变的存在，堵头接触面处的残余应力也会随服役时间的增加而减小，进而影响到堵头的密封性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用范围广、无需重新焊接密封焊缝的换热管堵管方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种换热管堵管方法，该方法包括以下步骤：
预先在密封塞的外壁上加工环形凸台，在压紧塞的外壁上加工第一锁紧部；
在换热管两端封堵处的内壁上加工用于与所述环形凸台接触配合的台阶面、以使所述换热管的管口内形成阶梯孔；
在所述阶梯孔的大端上加工用于与所述第一锁紧部配合锁紧的第二锁紧部；
将所述密封塞插入所述换热管，使所述环形凸台贴合在所述台阶面上；
将压紧塞插入所述换热管，通过所述第一锁紧部与所述第二锁紧部配合锁紧，使所述环形凸台压紧所述台阶面；
对所述压紧塞进行防松处理。
其中，所述第一锁紧部为开设在所述压紧塞外壁上的外螺纹，所述第二锁紧部为开设在所述阶梯孔的大端上的内螺纹。
其中，所述内螺纹的长度小于所述阶梯孔的大端的长度。
其中，所述压紧塞的顶部设有用于与安装工具配合的驱动位。
其中，所述驱动位为开设在所述压紧塞的顶部的安装孔，所述安装孔用于与内角扳手配合连接。
其中，所述安装孔的横截面形状为三边形、四边形、六边形或八边形。
其中，所述对所述压紧塞进行防松处理，具体为，对所述压紧塞进行机械式防松处理或对所述压紧塞进行焊接式防松处理。
其中，所述压紧塞与所述密封塞一体成型。
其中，所述台阶面上镀设有密封层。
其中，所述台阶面为锥面。
本发明工艺流程简单、操作便捷，通过在换热管管口的内壁上加工用于与密封塞的环形凸台抵触配合的台阶面，就可利用密封塞堵住换热管的管口；与此同时，通过在换热管管的内壁上加工用于与压紧塞的第一锁紧部配合锁紧的第二锁紧部，就可利用压紧塞抵紧密封塞，使环形凸台发生局部形变，进而就可实现换热管的密封。可见，本发明不仅可适用于处于高温环境以及内径较小的换热管，大幅提高了应用范围，而且还无需打磨去除换热管与管板之间原有的密封焊缝，简化了工艺流程，有效减小了高温蠕变压紧力的影响。
附图说明
图1是本发明实施例1中的换热管堵管过程的示意图；
图2是本发明实施例2中的换热管堵管过程的示意图。
附图标记：
1、换热管；1-1、台阶面；1-2、内螺纹；2、密封塞；3、压紧塞。
具体实施方式
为使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
如图1所示，本发明提供了一种换热管堵管方法，该方法包括以下步骤：
预先在密封塞2的外壁上加工环形凸台，在压紧塞3的外壁上加工第一锁紧部；
在换热管1两端封堵处的内壁上加工用于与环形凸台接触配合的台阶面1-1、以使换热管1的管口内形成阶梯孔，
在阶梯孔的大端上加工用于与第一锁紧部配合锁紧的第二锁紧部，也就是说，在台阶面1-1与换热管1端面之间的内壁上加工第二锁紧部；
将密封塞2插入换热管1，使环形凸台贴合在台阶面1-1上；
将压紧塞3插入换热管1，通过第一锁紧部与第二锁紧部配合锁紧，使环形凸台压紧台阶面1-1；
对压紧塞3进行防松处理、以避免密封塞2在服役期间压紧塞3的压紧力产生明显减小。其中，防松处理既可以采用机械式的防松方式，也可采用焊接式的防松方式。而实际应用时，具体采用何种防松方式，可根据压紧塞3的可焊性、焊接工艺的复杂性和操作环境等因素确定。
由上可知，该方法工艺流程简单、操作便捷，通过在换热管1的管口的内壁上加工用于与密封塞2的环形凸台抵触配合的台阶面1-1，就可利用密封塞2堵住换热管1的管口；与此同时，通过在换热管1管的内壁上加工用于与压紧塞3的第一锁紧部配合锁紧的第二锁紧部，就可利用压紧塞3抵紧密封塞2，使环形凸台发生局部形变，进而就可实现换热管1的密封。可见，该方法不仅可适用于处于高温环境以及内径较小的换热管1，大幅提高了应用范围，而且还无需打磨去除换热管1与管板之间原有的密封焊缝，简化了工艺流程，有效减小了高温蠕变压紧力的影响。
优选地，第一锁紧部为开设在压紧塞3的外壁上的外螺纹，第二锁紧部为开设在阶梯孔的大端上的内螺纹1-2。由此，密封塞2插入换热管1后，只需将压紧塞3逐渐旋入阶梯孔的大端，就可利用压紧塞3对密封塞2施加压紧载荷，进而就可使密封塞2上的环形凸台发生局部变形，从而就能实现换热管1的塞堵。
优选地，内螺纹1-2的长度小于阶梯孔的大端的长度，也就是说，阶梯孔的大端的圆柱面上并未全部加工内螺纹1-2，内螺纹1-2只是从换热管1的端面加工至台阶面1-1的外侧区域，内螺纹1-2与台阶面1-1之间仍具有一段圆柱面。这样设置的好处在于，通过调整该圆柱面与密封塞2外壁之间间隙的大小，就可确保密封塞2与换热管1之间的同轴度。
另外，考虑到压紧塞3的尺寸较小，为了便于安装，压紧塞3的顶部设有用于与安装工具配合的驱动位。进一步地，驱动位可为开设在压紧塞3的顶部的安装孔，安装孔用于与内角扳手配合连接。其中，安装孔的横截面形状可以但不限于是三边形、四边形、六边形或八边形，其他能够与安装工具配合的形状也可以。由此，安装时，只需将内角扳手插设在压紧塞3顶部的安装孔中，通过转动内角扳手就可以带动压紧塞3旋转，进而就能以一定的预紧力矩通过压紧塞3将密封塞2压紧，使环形凸台与台阶面1-1的接触面受到足够的压紧力。
需要说明的是，压紧塞3除了可以采用螺纹配合的方式对密封塞2施加压紧载荷以外，还可以采用卡接的方式，具体地，第一锁紧部可为焊接在所压紧塞3外壁上的卡块，第二锁紧部为开设在阶梯孔的大端上的卡槽。使用时，只需将压紧塞3逐渐插入阶梯孔的大端即可，当压紧塞3外壁上的卡块完全卡入阶梯孔上的卡槽时，环形凸台恰好压紧台阶面1-1。
需要说明的是，对于内径较小的换热管1，例如内径小于18mm的换热管1，优选采用分体式的堵头，即压紧塞3和密封塞2可为两个独立的部件。而在实际应用过程中，压紧塞3与密封塞2也可一体成型，也就是说，压紧塞3和密封塞2被设计成一体式的。
另外，为了进一步提高密封塞2的密封质量，台阶面1-1上镀设有密封层。其中，密封层的材质可根据换热管1内流通介质的类别进行选择。
实施例2
如图2所示，本实施例中的换热管堵管方法的原理与实施例1中的相同，本实施例不再赘述。
不同之处在于，本实施例中台阶面1-1为锥面。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种换热管堵管方法，其特征在于，包括以下步骤：
预先在密封塞的外壁上加工环形凸台，在压紧塞的外壁上加工第一锁紧部；
在换热管两端封堵处的内壁上加工用于与所述环形凸台接触配合的台阶面、以使所述换热管的管口内形成阶梯孔；
在所述阶梯孔的大端上加工用于与所述第一锁紧部配合锁紧的第二锁紧部；
将所述密封塞插入所述换热管，使所述环形凸台贴合在所述台阶面上；
将压紧塞插入所述换热管，通过所述第一锁紧部与所述第二锁紧部配合锁紧，使所述环形凸台压紧所述台阶面；
对所述压紧塞进行防松处理。
2.根据权利要求1所述的换热管堵管方法，其特征在于，所述第一锁紧部为开设在所述压紧塞外壁上的外螺纹，所述第二锁紧部为开设在所述阶梯孔的大端上的内螺纹。
3.根据权利要求2所述的换热管堵管方法，其特征在于，所述内螺纹的长度小于所述阶梯孔的大端的长度。
4.根据权利要求2所述的换热管堵管方法，其特征在于，所述压紧塞的顶部设有用于与安装工具配合的驱动位。
5.根据权利要求4所述的换热管堵管方法，其特征在于，所述驱动位为开设在所述压紧塞的顶部的安装孔，所述安装孔用于与内角扳手配合连接。
6.根据权利要求5所述的换热管堵管方法，其特征在于，所述安装孔的横截面形状为三边形、四边形、六边形或八边形。
7.根据权利要求1所述的换热管堵管方法，其特征在于，所述对所述压紧塞进行防松处理，具体为，对所述压紧塞进行机械式防松处理或对所述压紧塞进行焊接式防松处理。
8.根据权利要求1所述的换热管堵管方法，其特征在于，所述压紧塞与所述密封塞一体成型。
9.根据权利要求1至8任一项所述的换热管堵管方法，其特征在于，所述台阶面上镀设有密封层。
10.根据权利要求1至8任一项所述的换热管堵管方法，其特征在于，所述台阶面为锥面。
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