1 前言
液壓漲管技術是國外七十年代發展起來的新技術,主要用于石油化工業、電站設備中的熱交換設備管路外側與封頭板密封。液壓漲管與機械碾壓式漲管相比,有顯著的優越性,從管壁與封頭板接觸的均勻程度及密封性能都比機械式漲管有很大提高,是管箱式換熱器所備專用工具。
2 設計原理
液壓系統采用增壓原理,一是可以減少設備費用,解決了超高壓泵制造技術復雜問題,二是設備構造簡單,使用方便可靠。原理如圖1所示。
1.油箱2.濾油器3.油泵4.電機5.調壓閥6.壓力表6543217.增壓器8.漲頭9.換向閥10.壓縮空氣進口11.乳化液箱1110987
圖1 液壓系統原理圖
3 設計參數的確定
根據管壁與封頭板接觸的均勻度及密封性能要求,對外徑為φ19的1Gr18Ni9Ti無縫鋼管進行壓力漲管試驗,當壓力升到260MPa時,管壁外側與模擬封頭板孔壁接觸緊密,滿足產品檢驗技術指標。
為保證漲管質量要求,在試驗壓力260MPa的基礎上,設計壓力增加85%的可靠系數。設計參考系數為:
原始壓力:p1=30MPa
最大頂出壓力:p2=260MPa+260MPa×85%=480MPa
增壓頭直徑:d=2cm
增壓頭行程:L=12cm
壓縮介質選用乳化液。
4 設計計算
增壓器原理如圖2所示。
圖2 增壓器原理圖
4.1 大活塞直徑計算
根據巴斯加定率:
則:dp1p2=230480=8cm
4.2水的壓縮性計算
計算公式:
式中:Δp=480MPa
β—水的壓縮率
根據表1、表2水的壓縮率β和比容v,繪出(p~β)、(p~V)曲線,如圖3、圖4所示。
表1 水的壓縮率×1.0m2/N
壓力范圍/MPa | 溫度/℃ | |||
0 | 10 | 20 | 50 | |
0.1~25. | 0.508 | 0.484 | 0.475 | |
2.5~5.0 | 0.499 | 0.476 | 0.461 | |
5.0~7.5 | 0.493 | 0.458 |