一种换热管封堵工装的制作方法

1.本发明涉及管道封堵技术领域，尤其涉及一种换热管封堵工装。


背景技术：

2.换热器是化工及酒精生产上应用最广的一种设备，换热器能够广泛地用于热电、厂矿、石油化工、城市集中供热、食品医药、能源电子、机械轻工等各种领域中。然而在换热器的运行过程中，受限于换热器设备的运行工况与换热管管头焊接质量的可靠性程度，换热管管头常因焊接缺陷、运行磨损、应力腐蚀、晶间腐蚀、运行振动、高温蠕变等原因发生泄漏，进而导致管程和壳程两侧介质产生连通，此时设备就会被迫停机检修。
3.在现有技术中，换热管管头泄漏通常采用焊接封堵进行返修，其封堵的效果取决于焊缝的质量，而受限于现场外部环境因素的限制，焊接返修结束后往往无法进行焊缝的射线检测；此外有一些材质，比如cr-mo钢制的列管换热器，焊接返修后无法在现场进行焊后热处理，导致返修时间和成本大大提高，降低返修的工作效率。
4.因此，亟需设计一种换热管封堵工装来解决现有技术中需要焊接才可以实现换热管封堵的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提出一种换热管封堵工装，其结构简单，无需焊接即可实现对热器管板本体的封堵，提高换热管封堵工装的灵活适用性。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.本发明提供一种换热管封堵工装，包括：
8.换热器管板本体，沿第一方向所述换热器管板本体的管孔内壁上依次设置有内螺纹段和密封槽段；
9.封堵组件，所述封堵组件包括密封轴和压紧轴套，所述密封轴包括密封部和连接部，所述密封部沿第一方向插接在所述换热器管板本体中，且所述密封部的周侧面与所述密封槽段的内壁贴合；所述压紧轴套上设置有外螺纹段，所述压紧轴套通过所述外螺纹段与所述内螺纹段的螺纹连接套接在所述连接部上，且所述压紧轴套的端部压紧所述密封部。
10.作为一种换热管封堵工装的可选技术方案，所述内螺纹段的内径、所述密封槽段的内径、所述换热器管板本体的管孔内径依次减小。
11.作为一种换热管封堵工装的可选技术方案，所述密封部和所述连接部沿第一方向的投影均为圆形，所述密封部的直径大于所述连接部的直径，且所述密封部的直径大于所述换热器管板本体的管孔内径。
12.作为一种换热管封堵工装的可选技术方案，所述密封部和所述连接部同轴设置。
13.作为一种换热管封堵工装的可选技术方案，所述连接部远离所述密封部的端部伸出所述换热器管板本体。
14.作为一种换热管封堵工装的可选技术方案，所述压紧轴套上开设有避让槽，所述连接部中的至少部分伸入所述避让槽中。
15.作为一种换热管封堵工装的可选技术方案，所述压紧轴套包括光滑轴段，所述光滑轴段与所述外螺纹段连接，所述光滑轴段的周侧面与所述密封槽段的内壁贴合。
16.作为一种换热管封堵工装的可选技术方案，所述压紧轴套远离所述光滑轴段的一端设置有内六角螺栓头。
17.作为一种换热管封堵工装的可选技术方案，所述换热管封堵工装包括密封垫片，所述密封垫片套设在所述连接部上，且所述密封垫片的周侧面与所述密封槽段的内壁贴合，所述压紧轴套压紧所述密封垫片的上端面。
18.作为一种换热管封堵工装的可选技术方案，所述密封垫片设置为多个，多个所述密封垫片沿第一方向层叠设置。
19.本发明的有益效果在于：本发明提供了一种换热管封堵工装，其结构简单，通过在换热器管板本体的管孔内设置内螺纹段和密封槽段，密封轴的密封部与密封槽段紧密配合实现密封效果，压紧轴套上外螺纹段与换热器管板本体内的内螺纹段螺纹连接，不仅能够提高密封轴的强度和刚度，同时能够使得压紧轴套压紧密封轴，进而提高密封效果。该换热管封堵工装无需使用焊接方式即可实现对换热器管板本体的管孔封堵，无需进行焊接后热处理工序和焊缝的无损检测工序，进而提高工作效率，节约成本。此外，该换热管封堵工装适用范围广，能够灵活地适用于不同材质的换热器管板本体的管孔封堵，且密封性能强。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明实施例提供的在换热器管板本体的管孔内加工内螺纹段和密封槽段结构示意图；
22.图2为本发明实施例提供的密封轴和密封垫片预插入换热器管板本体的结构示意图；
23.图3为本发明实施例提供的压紧轴套预插入换热器管板本体的结构示意图；
24.图4为本发明实施例提供的压紧轴套已经插入换热器管板本体的结构示意图。
25.附图标记
26.100、换热器管板本体；110、内螺纹段；120、密封槽段；
27.200、封堵组件；210、密封轴；2101、密封部；2102、连接部；220、压紧轴套；2201、外螺纹段；2202、避让槽；2203、光滑轴段；2204、内六角螺栓头；
28.300、密封垫片。
具体实施方式
29.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
30.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
33.如图1-图4所示，本实施例提供一种换热管封堵工装，该换热管封堵工装主要包括换热器管板本体100和封堵组件200。其中，沿第一方向换热器管板本体100的内壁上依次设置有内螺纹段110和密封槽段120。封堵组件200包括密封轴210和压紧轴套220，密封轴210包括一体成型的密封部2101和连接部2102，密封部2101沿第一方向插接在热器管板本体100中，且密封部2101的周侧面与密封槽段120的内壁贴合；压紧轴套220上设置有外螺纹段2201，压紧轴套220通过外螺纹段2201与内螺纹段110的螺纹连接套接在连接部2102上，且压紧轴套220的端部压紧密封部2101。需要指出的是，本实施例的第一方向即为图1中的y轴方向，也就是换热器管板本体100的长度方向。
34.基于以上设计，在安装该换热管封堵工装时，作业人员首先采用机械加工的方式将需要封堵的换热器管板本体100的换热管端部加工去除，并在换热器管板本体100的管孔内壁加工出内螺纹段110和密封槽段120。本实施例中的密封槽段120的粗糙度设置为1.6-6.3之间。需要注意的是，内螺纹段110的内径、密封槽段120的内径、换热器管板本体100的管孔内径依次减小，这样不仅有利于密封轴210的插入，同时也能够使得换热器管板本体100的管孔内壁对密封轴210的密封部2101起到一定的固定支撑的作用，进而提高密封轴210的稳定性，提高密封效果。然后，作业人员将密封轴210的密封部2101朝向换热器管板本体100的管孔插入，使得密封轴210上的密封部2101抵接在换热器管板本体100的管孔内壁上，然后再将压紧轴套220套接在密封轴210的连接部2102上，此时通过旋拧使得压紧轴套220上的外螺纹段2201能够与换热器管板本体100上的内螺纹段110螺纹连接，在旋拧压紧轴套220的同时，压紧轴套220沿第一方向运动，进而使得压紧轴套220能够压紧密封轴210的密封部2101，从而提高密封轴210的密封性能。
35.可选地，本实施例中的内螺纹段110的内径与密封槽段120的内径差值，以及密封槽段120的内径与换热器管板本体100的管孔内径的差值范围均可以设置为0.2mm-2mm之间。当然，作业人员还可以根据实际情况设置其他数值差值，本实施例对此不作进一步地限定。
36.与现有技术相比，本实施例提供的换热管封堵工装结构简单，通过在换热器管板本体100的管孔内设置内螺纹段110和密封槽段120，密封轴210的密封部2101与密封槽段120紧密配合实现密封效果，压紧轴套220上外螺纹段2201与换热器管板本体100内的内螺纹段110螺纹连接，不仅能够提高密封轴210的强度和刚度，同时能够使得压紧轴套220压紧密封轴210，进而提高密封效果。该换热管封堵工装无需使用焊接方式即可实现对换热器管板本体100的管孔封堵，无需进行焊接后热处理工序和焊缝的无损检测工序，进而提高工作效率，节约成本。此外，该换热管封堵工装适用范围广，能够灵活地适用于不同材质的换热器管板本体100的管孔封堵，且密封性能强。
37.在本实施例中，密封部2101和连接部2102沿第一方向的投影均为圆形，密封部2101的直径大于连接部2102的直径，且密封部2101的直径大于换热器管板本体100的管孔内径，这样可以使得密封部2101能够被换热器管板本体100进行支撑固定，避免密封轴210掉落至换热器管板本体100的内部中而无法取出。
38.可选地，本实施例中的密封部2101和连接部2102同轴设置，进而能够提高密封轴210的受力稳定性，同时也便于压紧轴套220压紧密封轴210，提高密封轴210效果。进一步地，连接部2102远离密封部2101的端部伸出换热器管板本体100，这样有利于密封轴210的取出更换，提高该换热管封堵工装的灵活适用性。本实施例中的密封轴210和压紧轴套220均可以采用不锈钢材质或其他适合换热器运行工况的合金钢制成，从而提高换热管封堵工装的刚度和强度。
39.如图3-图4所示，在本实施例中，压紧轴套220上开设有避让槽2202，连接部2102中的至少部分伸入避让槽2202中。压紧轴套220包括光滑轴段2203，光滑轴段2203与外螺纹段2201连接，光滑轴段2203的周侧面与密封槽段120的内壁贴合，进而使得压紧轴套220不仅能够紧固密封轴210，同时还可以起到加强密封的效果。可选地，压紧轴套220上的光滑轴段2203与外螺纹段2201一体成型。
40.进一步地，请继续参考图3-图4，本实施例中的压紧轴套220远离光滑轴段2203的一端设置有内六角螺栓头2204，内六角螺栓头2204的设置能够避免相邻换热器管板本体100上的压紧轴套220发生互相干涉的现象，提高作业人员的操作的便捷性，进而提高工作效率。
41.如图3-图4所示，在本实施例中，换热管封堵工装包括密封垫片300，密封垫片300套设在连接部2102上，且密封垫片300的周侧面与密封槽段120的内壁贴合，压紧轴套220压紧密封垫片300的上端面。密封垫片300的设置可以进一步地提高该换热管封堵工装的密封性能，从而使得该换热管封堵工装能够满足不同设备的不同密封等级的使用要求，提高该换热管封堵工装的普适性。
42.进一步地，作业人员可以根据实际需求将密封垫片300设置为多个，多个密封垫片300沿第一方向层叠设置。也就是说，可以选用单层或多层密封垫片300进行密封。可选地，密封垫片300可以采用硅胶或者其他具有一定弹性的材质制成，本实施例对此不作限定。
43.基于以上论述，本实施例提供的换热管封堵工装具有以下优点：
44.(1)换热器管板本体100加工便利：本实施例采用摇臂钻床在换热器管板本体100的管孔内壁上依次加工出内螺纹段110和密封槽段120，加工方式便捷，加工成本低。
45.(2)适用范围广：该换热管封堵工装由于无需使用焊接方式即可实现对换热器管
板本体100的封堵密封，使得换热管封堵工装对不同材质与规格的设备均可以进行密封封堵，灵活适用性广。
46.(3)密封效果好：该换热管封堵工装将每一个需要封堵的换热器管板本体100的管孔转变成一个相应的密封单元，可以进行单独密封，且根据不同的工况可以任意选用合适的密封垫片300种类与密封垫片300层数，从而极大地提高了密封等级与密封效果。
47.(4)后期更换便捷：在设备的寿命周期范围内，可以对任意封堵密封后的换热器管板本体100进行该换热管封堵工装的灵活更换，从而提高设备的使用寿命，节约成本。
48.(5)强度高：该换热管封堵工装中的密封轴210和压紧轴套220均为实心配合密封，强度考核等同于传统技术中使用实心圆钢进行焊接封堵，且本发明实施例中的换热管封堵工装不受焊接质量好坏的限制。
49.如图1-图4所示，该换热管封堵工装的安装流程：
50.首先，作业人员在换热器管板本体100的管孔内部加工出内螺纹段110和密封槽段120，然后将密封垫片300从密封轴210的连接部2102上套入，使得密封垫片300置于密封轴210的密封部2101上，之后将密封轴210的密封部2101朝向第一方向插入换热器管板本体100的管孔内，使密封部2101和密封垫片300均与密封槽段120的周侧面紧密贴合。然后再将压紧轴套220套接在密封轴210的连接部2102上，此时通过旋拧使得压紧轴套220上的外螺纹段2201能够与换热器管板本体100上的内螺纹段110螺纹连接，在旋拧压紧轴套220的同时，压紧轴套220沿第一方向运动，使压紧轴套220能够压紧密封部2101上的密封垫片300。至此，完成换热器管板本体100的管孔封堵密封。
51.显然，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
52.注意，在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指接合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式接合。