CN101929547A - 复合板压力容器双整体式密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合板压力容器双整体式密封结构，包括检漏管和顺次贴合的第一密封层、第二密封层和基层，所述检漏管贯穿基层和第二密封层。本发明解决了使用钛(锆)钢复合板类压力容器容易出现泄露且难以检修且维护费用高的难题，延长了设备的使用寿命，从根本上节约了成本。

Description

复合板压力容器双整体式密封结构

技术领域

本发明涉及一种密封结构，尤其涉及一种高温高压下使用的钛钢、锆钢复合板压力容器双整体式密封结构。

背景技术

在很多化工生产中，所生产的物料或者中间产生的介质均具有强腐蚀性，而钛、锆金属材料由于表面很易产生致密的钝化膜，因此，具有比不锈钢等材料更好的耐腐蚀性，且不容易产生晶间腐蚀、应力腐蚀、点腐蚀。但这类材料价格昂贵，材料的强度较碳钢而言很低、使用温度范围小，且如果在一些直径较大或者壁厚较厚的设备中完全使用钛、锆金属会使整台设备造价很高，因此，一般采用碳钢与钛、锆金属的复合板做为焊制压力容器的受压部件，碳钢为承压基层，钛、锆金属层做为耐腐蚀层使用。由于这种复合板材料的经济性以及较长的使用寿命，符合现代工业对设备可靠性越来越高的要求，因而在制药、海水淡化、精细化工、农药、化肥，石油、制盐等化工行业里得到广泛的应用。

压力容器中最薄弱部位是承压件的焊接接头，传统的钛、锆钢复合板压力容器的基层承压焊缝不仅要承压，还要承受由于结构问题而在使用中发生泄漏时会受到介质的腐蚀，从而影响压力容器的安全使用，因此承压焊缝的结构是这类设备的关键。由于钛、锆与碳钢会形成脆性的合金，没有延展性，不能用于压力容器的承压焊缝，因此这类复合板设备具有与一般复合板设备不同的焊缝结构。

传统的对接焊缝是采用垫板与复层间断焊固定垫板，同时为了保证每条焊缝的独立性以便在使用时出现泄露容易检修，纵、环焊缝内的垫板的最后一道对接焊缝采用垫板与基层银钎焊的方法密封，贴条与复层连续焊的结构。该结构在使用中经常会出现以下两个方面的问题：

1、只有一层焊接密封结构抗腐蚀。当贴条与复层的焊缝出现问题时，腐蚀性介质就会直接接触到基层，造成基层的腐蚀，难以修复，甚至有时会因为基层腐蚀过于严重，无法更换部分壳体而造成整台设备的报废；

2、目前随着化工工艺条件越来越苛刻，钛、锆钢复合板压力容器的使用工况也越来越恶劣，同时设备越来越大，导致设备上的焊缝数量增多，造成检修难度不断提高。由于银钎焊只能保证密封不能保证强度，在设备开停车或者在正常使用时，由于受到压力和温度差产生的热应力的同时作用，垫板的银钎焊接头和贴条与复层的角焊缝很容易被撕裂，这样就造成了整台设备的纵、环对接焊缝都相通，因此当设备贴条出现泄露时，采用一般的检测方法根本无法快速的检查出到底是哪一条焊缝出现泄露，花费了大量的人力、物力、财力以及较长的检查时间。以上原因造成这类设备的维护、检修费用高，有时甚至高于设备的制造成本。

传统的接管与法兰焊接结构也是只有一层密封结构，因此同样在设备开停车或者正常使用时，由于受到压力和温度差产生的热应力的同时作用易导致翻边与衬管和复层的焊缝撕裂，介质会直接腐蚀基层。但是由于接管是相对独立的，在防腐层出现泄露的时候，检查漏点相对于设备的对接焊缝要相对容易一些，但是做为整台设备考虑，出现这类的情况，所造成的突发性停车检修的损失也是巨大的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的钛、锆钢复合板压力容器的焊接结构容易破损、泄露且检修困难的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种复合板压力容器双整体式密封结构，包括检漏管和顺次贴合的第一密封层、第二密封层和基层，所述检漏管贯穿基层和第二密封层。

在同一台设备中，为保证整台设备的整体密封性能，对接接头和接管法兰均需采用双层密封结构。对接接头处的密封结构：由于钛、锆与铁接触都易产生电偶腐蚀，如果在进行钛(锆)焊接时焊缝出现铁杂质，则焊接接头会出现氢脆，降低了焊接接头的塑性，为了避免这种情况的发生，垫板与复层之间、垫板的对接焊缝处均采取连续的未焊透焊接密封，将基层对接焊缝与贴条完全隔离起来，使贴条成为第一密封层；贴条与复层是采用连续的角焊缝，使垫板成为第二密封层；接管法兰的密封结构是：在接管法兰上设槽，并在槽内垫厚度为3mm的钛(锆)衬环，外衬管与衬环焊缝全焊透，外衬管、外翻边和复层顺次连接，并采用连续未焊透焊接，达到密封碳钢基层的作用，使焊接好的外衬管、外翻边和复层成为第二密封层；然后在外衬管与外翻边内增加一层同样采用全焊透焊接的内衬管和内翻边，将外翻边、外衬管与衬环的焊缝完全覆盖，使焊接的内衬管、内翻边成为第一密封层。这样设计，当第一层密封层泄漏后，由于第二层密封依然有效，设备可以继续安全使用一段时间，同时，通过检漏管能及时发现泄漏，使用者可以根据生产情况安排维修时间，从而减少立即停车维修的损失。

为增强设备的耐腐蚀性，延长设备的使用时间，减少维修次数，所述第一密封层、第二密封层采用钛合金或锆合金制作。钛、锆金属材料由于表面很易产生致密的钝化膜，因此，具有比不锈钢等材料更好的耐腐蚀性，且不容易产生晶间腐蚀、应力腐蚀、点腐蚀。

本发明的优点是：结构简单、密封效果好、制作成本低且便于检测、维修。

说明书附图

图1、本发明应用于复合板对接接头处密封结构示意图；

图2、本发明应用于复合板接头法兰处密封结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

实施例1

如图1所示，垫板3与复层2之间、垫板3的对接焊缝处均采取连续的未焊透焊接6密封，将碳钢基层1对接焊缝与贴条4完全隔离起来，使垫板3成为第二密封层；贴条4与复层2是采用连续的角焊缝7，使贴条4成为第一密封层，检漏管5贯穿碳钢基层1和垫板3，并与垫板3采用连续未焊透6焊接密封。

使用时，一旦贴条4的角焊缝7出现问题，介质会直接通过钛(锆)制检漏管5流出，并警示是哪一条焊缝出现泄露，以便现场设备维护人员及时发现问题，进行维修，完全避免了介质腐蚀碳钢基层1的可能性，大大降低了检修的费用，节省了停车维修的时间。

实施例2

如图2所示，在接管法兰上设槽，并在槽内垫厚度为3mm的钛(锆)衬环8，外衬管10与焊环14焊缝全焊透11焊接，外衬管10、外翻边13和复层2顺次连接，外衬管10和外翻边13采用全焊透11焊接，外翻边13和复层2采用连续未焊透6焊接，达到密封碳钢基层1的作用，使焊接好的外衬管10、外翻边13和复层2成为第二密封层；然后在外衬管10与外翻边13内增加一层采用全焊透焊接的内衬管9和内翻边12，内衬管9与焊环14、内翻边12与复层2均采用角焊接7密封，由此达到完全覆盖外翻边13、外衬管10与衬环8焊缝的目的，使焊接的内衬管9、内翻边12成为第一密封层，检漏管5贯穿碳钢基层1和复层2，检漏管5与复层2之间采用连续未焊透6焊接。

使用时，当内衬管9和内翻边12的焊缝出现泄露时，介质可以直接通过钛(锆)的检漏管5流出，给出内部泄露的信号，以便及时发现并维修。

Claims (2)

1.一种复合板压力容器双整体式密封结构，其特征是，包括检漏管和顺次贴合的第一密封层、第二密封层和基层，所述检漏管贯穿基层和第二密封层。

2.根据权利要求1所述的复合板压力容器双整体式密封结构，其特征是，所述第一密封层、第二密封层采用耐腐蚀的钛合金或锆合金制作。

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