Ω型密封环组焊压紧装置在高温高压换热器中的应用

Ω型密封环组焊压紧装置在高温高压换热器中 的应用

侯姝一

沈阳双源石油化工设备有限公司 辽宁省沈阳市 110144

摘 要：介绍了Ω型密封环组焊压紧装置的结构，加工精度，厚度及装配

关 键 词：Ω型密封环组焊压紧装置； 压板； 设备法兰

化工行业的产品，随着对油品质量要求的不断提高，精制及改质技术被广泛地应用，高温高压换热器的密封结构要求越来越严，密封结构的设计既要满足密封性能，又要便于制造和安装。

在高温高压换热器设计中，对于设备法兰密封面通常采用Ω型密封环结构，是一种无泄漏密封结构。Ω型密封环作为承压密封元件，是由一对Ω型半环组焊而成，其环壳部分直径小，壁厚2～3mm。Ω型本身具有较好的轴向变形能力，不受温度、压力波动大和结构变形不一致的影响，能承受很高的压力，介质和环境完全隔绝。Ω型密封环不但防止高温高压有腐蚀性流体的内泄和外漏，而且解决了其它类型垫片可能出现的密封面失效的问题，不会因密封面变形错位而导致泄漏，其密封结构简单，制造、拆卸及装配容易，具有非常稳定的密封作用，既安全可靠又经济合理。

在制造过程中，Ω型密封环与设备法兰焊接时，要求高度对中，错边量要求特别小，零部件加工及组焊要求较高。由于受螺栓干扰，结构限制，焊接有很大的难度，Ω型密封环容易发生变形，在焊接时需将Ω型密封环压紧固定。以往通常采用与设备法兰规格尺寸相一致的法兰环与设备法兰紧固在一起，将Ω型密封环夹紧在中间，防止产生变形。但是，采用这种方法不仅使焊接时空间受限，焊接操作困难，而且根据不同规格的设备法兰，来配做不同规格的工装模具，制造成本非常高。我们经过实践，研制出了Ω型密封环组焊压紧装置，这种压紧装置不仅解决了Ω型密封环与设备法兰焊接时产生的变形问题，更重要的是实现了不同规格的设备法兰与Ω型密封环焊接时都通用同种工装模具，解决了以往一种规格的设备法兰与Ω型密封环焊接时就要配制一个法兰压紧环的问题，实现了工装模具的通用性，大大降低了设备造价。

1 结构特点分析

1 .1 Ω型密封环组焊压紧装置的结构特点见图1：

1.2 Ω型密封环组焊压紧装置的A向视图见图2：

由图1和图2可见Ω型密封环组焊压紧装置的结构较为特殊：

(1)、采用多瓣压板来压紧的通用型工装模具，解决了不同规格的设备法兰与Ω型密封环焊接时，不需要使用法兰环。

(2)、Ω型密封环组焊压紧装置的设计，解决了焊接时不受空间限制的难度问题。

(3)、Ω型密封环组焊压紧装置在现场中解决了由复杂到简便的操作，大大降低了制造成本。

2　制造工艺和质量控制要点

2.1 Ω型密封环组焊压紧装置的压板加工：

(1)、压板的结构特点见图3：

(2)、压板的俯视图见图4：

( 3)、Ω型密封环组焊压紧装置的压板，选用厚度大于δ40mm的碳钢板，用数控等离子切割机进行分瓣下料。用铣床进行铣加工分瓣压板，其表面粗糙度小于等于 。在分瓣压板上划螺栓孔位置线，严格按线进行钻孔。

2.2装配

首先将多瓣压板与设备法兰进行组装，严格保证其同轴度，装配精度降低会给施焊带来较大难度，焊缝焊接质量很难保证。然后用六角螺柱、垫圈及六角螺母进行把合，找正及对中，拧紧螺栓，均匀紧固，保证其牢固性。压紧组装时，由于工具不合适或者压紧力变化导致错边量随机增加，致使焊接部位应力比较集中。

Ω型密封环组焊压紧装置解决了化工产品中的高温高压换热器，Ω型密封环与设备法兰的焊接变形问题，避免为了焊接而切割密封环。在不同规格的设备法兰与Ω型密封环焊接时，不需要使用法兰环，而是采用多瓣压板来压紧的通用型工装模具。焊接时不受空间限制，操作简便，密封可靠，保证了高温高压换热器的安全稳定运行，大大节约了生产成本。

3 结束语

Ω型密封环组焊压紧装置作为化工产品中高温高压换热器单独配置的工装模具，它自发明以来，在本厂高温高压换热器的生产制造中得到了广泛的应用，使用效果非常好。确保了Ω型密封环与设备法兰组焊后的精度要求，保证了换热器在高温高压条件下介质无泄漏，维持长周期运行，实现了设备的可靠性和安全性，对于石油化工行业的发展有着深远的意义。

参 考 文 献

〔1〕TSG21-2016 《固定式压力容器安全技术监察规程》

〔2〕寿比南，谢铁军，陈学东，等. TSG21-2016 《固定式压力容器安全技术监察规程》修订说明.

北京：新华出版社，2016

〔3〕GB/T150-2011 《压力容器》

〔4〕寿比南等.GB/T150-2011 《压力容器》标准释义 北京：新华出版社，2014

〔5〕GB/T151-2014 《热交换器》

〔6〕张延丰等.GB/T151-2014 《热交换器》标准释义 北京：新华出版社，2014

〔7〕NB/T47014-2011 《承压设备焊接工艺评定》

〔8〕NB/T47015-2011 《承压设备焊接规程》

〔9〕NB/T47018-2017 《承压设备用焊接材料订货技术条件》

〔10〕孙兰义等. 《换热器工艺设计》 北京：中国石化出版社

〔11〕郁汉滨. 《高压换热器制造及整体热处理技术》 压力容器，1991，No. 6

〔12〕王治刚. 《高压换热器密封结构介绍与选用》〔J〕科技与创新，2018(23)：56-58

〔13〕蒋小文. 《谈压力容器螺栓法兰连接中螺栓预紧力的理解和应用》〔J〕化工设备与管道，2018(4)：10-17

〔14〕崔振宁，李爽. 《高压加氢换热器密封技术分析比较》〔J〕化工设备与管道，2012，49(2)：

18～20