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摘要：結合換熱管特點，提出了可對多條換熱管同時試壓，且適用于不同管徑和長度的試壓裝置。闡述了裝置的結構組成、工作原理和關鍵部位的制造，并介紹了裝置的使用方法和實際應用情況。

關鍵詞：換熱器；換熱管；試壓裝置；批量試壓

列管式換熱器具有傳熱面積大、傳熱效果好、結構簡單和適用范圍廣的特點，是生產中應用較廣泛的一種換熱設備。換熱管是換熱器的核心元件，用于兩種介質間熱量的交換。常用的換熱管材料有碳素鋼、合金鋼，管徑規格范圍10mm×1．5mm～57mm×3．5mm，長度范圍1000～12000mm。根據GB/T151—2014《熱交換器》［1］、GB150．4—2011《壓力容器第4部分:制造、檢驗和驗收》［2］等規范的要求，換熱管在實際應用前應進行壓力試驗。常規換熱管的試壓方法主要有兩種:一是采用試壓工裝逐條試壓;二是將多條換熱管焊接串聯成一條長管道，試壓完畢后再切割。這兩種試壓方案存在的弊端有:作業效率低，耗費工期長;試壓成本高，工序復雜，尤其是第2種試壓方法，換熱管的焊接和切割，不僅需耗費大量的人工成本，而且會造成嚴重的材料浪費;換熱管母材不易采購。在此，筆者介紹了一種試壓速度快、操作簡單、安全可靠的批量鋼管試壓裝置，可對多條換熱管同時進行試壓，且能滿足不同管徑和長度換熱管的試壓要求。

1批量鋼管試壓裝置的結構及原理

換熱器中，同一臺設備的換熱管具有以下特點:同一臺設備中的換熱管長度、材料、規格相同;一臺常規熱換器中的換熱管多達數百根，數量較多;同一臺設備中換熱管設計壓力相同。基于換熱管上述特點，結合相關標準規范中的試壓要求，筆者設計了一種批量鋼管試壓裝置。1．1試壓裝置的結構批量鋼管試壓裝置(圖1)由試壓臺、頂進結構、匯流管及其卡口、鎖緊裝置、試壓管件、試壓泵及其附件、進水口、排水口、排氣口及壓力表等組成。1．2試壓原理本裝置內，試壓泵與管路、匯流管、試壓管件、壓力表、排氣口、進水口及排水口等均是連通的，試壓介質可充滿裝置，試壓時內部各點壓力均相同。匯流管上設有卡口，卡口與匯流管內部連通，卡口內裝有O形墊片。試壓管件可插入卡口內并與之固定密封。匯流管B固定在試壓臺上，匯流管A可通過千斤頂推動。通過千斤頂頂進，可將匯流管與試壓管件密封。鎖緊裝置可固定試壓管件，限制其變形或移位。試壓泵與匯流管通過閥門連接，匯流管設有壓力表、排氣口、進水口和排水口，并通過閥門控制。通過試壓泵向試壓系統注水并加壓，利用壓力表讀取試壓壓力。試壓完畢后通過排氣口泄壓、排水口排水，完成管件的批量試壓操作。

2批量鋼管試壓裝置的設計及制造

2．1試壓臺

試壓臺是試壓裝置的載體，采用厚度10mm的Q235B鋼板拼接組成，鋼板下部采用型鋼加固，以保證試壓臺的剛度和強度。試壓臺首尾兩端各焊接10#槽鋼，作為試壓裝置的受力點。

2．2頂進結構

頂進結構由千斤頂和鋼結構加工件組成。千斤頂的作用是為試壓裝置提供推力，將匯流管與試壓管件夾緊并密封。為防止千斤頂直接擠壓匯流管從而破壞其結構，在千斤頂與匯流管之間安裝可分散傳遞作用力的鋼結構加工件，如圖2所示。鋼結構加工件為工字鋼和半圓形鋼板結構的組合件。半圓形鋼板采用厚度不小于10mm的鋼板切割而成，半徑略大于匯流管外徑。半圓形鋼板分別與匯流管和型鋼翼板焊接連接。

2．3匯流管及卡口

匯流管及卡口的作用是導通試壓管件并與之密封，密封性能的好壞直接影響到試壓結果。匯流管共設兩條，匯流管A可隨千斤頂行程移動，匯流管B固定在試壓臺上。匯流管管體為厚壁無縫鋼管，兩端焊接試壓封頭。匯流管側面每隔一定距離鉆15mm的圓孔作為出入水口，圓孔開內螺紋。以圓孔為中心，在匯流管外壁焊接鋼環組成卡口。鋼環采用鋼制材料加工而成，結構如圖3所示。鋼環內徑不小于試壓管件的最大外徑。為保證試壓管件的密封性和穩定性，鋼環長度不宜小于30mm。鋼環內設有O形墊片，根據試壓壓力的不同，可按規范選擇適當類型的O形墊片(如橡膠墊片、石棉墊片、聚四氟乙烯墊片及纏繞墊片等)。為適應不同管徑試壓管件的要求，可在鋼環內嵌套不同規格的固定環。試壓時，若匯流管上有多余的卡口未被使用，可采用螺紋堵頭封堵。

2．4鎖緊裝置

對于較長的試壓管件，試壓過程中由于壓力較大，可能導致試壓管件發生扭曲變形或被破壞，不僅會造成試壓失敗，嚴重時還可能導致人身傷害事故。鎖緊裝置可以將試壓管件有效固定在試壓臺上，限制其變形，確保試壓安全進行。鎖緊裝置的數量根據試壓管件長度確定，通常最少設置一組鎖緊裝置。鎖緊裝置包括上夾板和下夾板兩部分，夾板中間設卡槽，卡槽位置和數量與匯流管卡口的位置和數量一致，如圖4所示。鎖緊裝置采用鋼板切割，下夾板固定在試壓臺上，上夾板可通過螺栓與下夾板固定。

2．5進水口、排水口、排氣口和壓力表

在匯流管A底部安裝DN25mm的支管，支管末端通過等徑三通引出兩個端口，每個端口安裝一只球閥，其中一只球閥作為進水口通過高壓軟管連接試壓泵，另一只球閥作為排水口。在匯流管B頂部設排氣口和儀表口各一個，排氣口和儀表口均采用無縫鋼管開孔焊接，排氣口末端安裝一只球閥，儀表口末端安裝壓力表和針型閥組。壓力表量程和精度均應該滿足試壓要求。

2．6試壓泵及其附件

試壓泵選擇微型小排量的電動試壓泵。并且試壓泵通過高壓金屬軟管與匯流管、進水口相連接。

3批量鋼管試壓裝置的使用方法

3．1試壓前準備

調整千斤頂行程至適當位置，確保試壓管件可放入試壓裝置。根據管件試壓壓力，選擇適當材料的O形墊片放入匯流管卡口內。打開壓力表針型閥，打開進水閥，打開排氣閥，關閉排水閥，調試試壓泵。

3．2安裝試壓管件

將試壓管件放入試壓裝置，管件兩端安裝至對應的卡口內，安裝鎖緊裝置，確保試壓管件可靠固定在試壓臺上。封堵多余試壓口，若匯流管上有多余卡口未被使用，可采用螺紋堵頭封堵卡口。試壓管件密封，緩慢頂進千斤頂，直至試壓管件被夾緊。若千斤頂行程不足，可通過增加鋼墊塊調整。

3．3試壓

打開試壓泵向系統注水直至水從排氣口冒出后，關閉排氣口閥門，按照設計參數要求進行試壓作業。

3．4排水

試壓完畢后，緩慢打開排氣閥進行泄壓，并緩慢打開排水閥排水，調整千斤頂行程，打開鎖緊裝置，取出試壓管件，完成試壓操作。

4應用實例

本企業某型號4臺3600mm加熱器，每臺加熱器有688條加熱管。加熱管長3000mm，規格為42mm×2mm，材料06Cr19Ni10，設計壓力0．5MPa。采用本裝置進行換熱管批量試壓工作，每批次可同時完成30根換熱管的試壓，試壓程序和結果符合設計規范要求，操作過程安全可靠;作業時間比常規試壓方法節省了7天，試壓成本降低了8萬余元，取得了良好的經濟效益。

5結束語

批量鋼管試壓裝置可以有效提高作業效率，降低成本，節約工期，具有良好的經濟效益。本裝置結構簡單，制造成本低，通過多個項目的應用結果證明，裝置操作安全可靠，適用于多種管徑和長度換熱管的試壓要求，值得在同行業中推廣應用。本裝置已獲得中華人民共和國國家知識產權局發明專利授權(專利號CN105181467B)。

參考文獻

［1］GB/T151—2014，熱交換器［S］．北京:中國質檢出版社，2014．

［2］GB150．4—2011，壓力容器第4部分:制造、檢驗和驗收［S］．北京:中國標準出版社，2011．

作者：姜斌 何際樂 張瑞薪 單位：廣西建工集團第二安裝建設有限公司