一種壓力管道連接裝置的設計與分析

趙雪飛

摘要：現有的管道連接裝置一般是通過法蘭和連接器連接，依靠密封橡膠圈密封，管道產生剪切應力時容易造成橡膠密封層破損，密封不嚴而導致泄露，另外管道連接處缺少支撐機構，長期使用受重力作用易產生焊口斷裂，導致連接處泄漏。基于克服上述原因，筆者對壓力管道用連接裝置進行了設計與分析。

關鍵詞：壓力管道； 連接裝置； 設計分析

1 壓力管道用連接裝置的設計背景

在化工機械領域，壓力管道是連接各個化工設備的重要部件，因此由于壓力管道連接裝置的不合理設計，極易造成管道泄漏等問題，直接影響化工生產的安全性和企業經濟效益。現有的管道連接裝置一般是通過法蘭和連接器連接，法蘭配件較多，對位螺孔精度不準確時很容導致管道泄漏，而連接器的使用需要依靠密封橡膠圈，管道端頭產生軸向錯位時，容易引起管道剪切損壞橡膠密封層，影響密封效果；另外，現如今的管道連接時，缺少支撐機構，兩個管道的連接僅僅通過連接器或法蘭盤連接，當管道和法蘭采用焊接連接時，雖然在焊接時通常選用價格昂貴的鎳焊條，但是在實際使用過程中在焊接處仍然容易開縫斷裂，長時間使用管道連接處受重力下壓，很容易導致連接口泄漏。

2 壓力管道用連接裝置的設計方向

為了克服背景技術中的不足，本壓力管道用連接裝置，不僅能夠解決管道頭對接錯位時剪切損壞橡膠密封層，影響密封效果導致管道泄漏的問題，還可以解決因缺少支撐機構導致管道連接處受重力下壓，引起開縫斷裂的問題，避免了因管道接觸不嚴引起泄漏的情況。

3 壓力管道用連接裝置的結構組成

本連接裝置主要由連接管和支撐桿兩部分組成，如圖1所示。在連接管的左右兩側開口處分別設有限位插環，限位插環由插接環和擴徑環構成，擴徑環一側設有與連接管左右兩側的開口相適配的插接環，擴徑環與連接環的連接處設有傾斜面，在連接管的左右兩側分別設有上下相對應的兩個縮徑半環，在連接管左右兩側的上下相對應的兩個縮徑半環外側分別設有相對應的連接板，兩個縮徑半環的兩相對應的連接板之間通過縮徑螺栓進行固定連接，在連接管內部分別設有與連接管相適配的左橡膠環和右橡膠環，在左橡膠環和右橡膠環的外側面上分別設有與管道相適配的管道側壁卡放口，在左橡膠環的內側面上設有數個插桿，在右橡膠環的內側面上設有數個與橡膠環內側面上的數個插桿相對應的插孔，在連接管中部上表面上設有開口，開口上設有與連接管鉸接連接的蓋板，在連接管中部下表面上設有支撐桿，支撐桿底部設有底板，底板上設有數個定位孔，底板上的數個定位口內均設有定位螺栓。壓力管道用連接裝置中的限位插環與連接管左右兩側的開口進行焊接固定連接。開口上的蓋板扣合在開口上并與開口焊接固定連接。

4 壓力管道用連接裝置的應用范例

實施本壓力管道用連接裝置，結合附圖1～4加以說明。在進行兩個壓力管道的連接固定時，先將兩個限位插環套放在壓力管道上，再將左橡膠環和右橡膠環分別通過外側壁上的管道側壁卡放口卡放在兩壓力管道的連接開口上，工作人員緩緩將兩壓力管道分別從連接管兩側的開口插入，通過連接管中部的開口可清楚直接的看清兩壓力管道連接處左橡膠環和右橡膠環，通過開口的觀察調整兩壓力管道的壓力管道的角度位置，從而實現一壓力管道連接口上左橡膠環內側壁上的插桿與另一壓力管道連接口上右橡膠環內側壁上的插孔進行插接固定，隨著兩壓力管道的不斷插入，通過左橡膠環和右橡膠環實現兩壓力管道的密封連接；兩壓力管道連接處進行密封連接后，工作人員可持續向兩壓力管道施力，使得左橡膠環和右橡膠環的密封連接更為牢固有效，工作人員通過施力可將套放在兩壓力管道上的限位插環分別插入連接管左右兩側的開口，通過限位插環外側的擴徑環使得插接環緊密的插入連接管與壓力管道之間的間隙中，通過傾斜面可使得壓力管道與連接管之間進行更好的限位固定，避免壓力管道晃動側移，當限位插環牢固插入無法移動后可通過焊接的方式將限位插環外表面與連接管內側壁進行焊接固定，從而保障兩壓力管道在日常的使用過程中不會發生側移晃動；當限位插環焊接固定后，工作人員可將蓋板蓋合在開口上并與開口進行焊接固定；由于支撐桿處于連接管的中部下側，能穩定有效的對連接管中部進行固定支撐，從而有效避免了兩壓力管道連接處長時間使用過程中因重力作用連接處產生縫隙，工作人員還可通過定位孔和定位螺栓將底板與地面進行定位固定。

5 壓力管道用連接裝置的有益效果

壓力管道用連接裝置，通過設置連接管，可使得管道的連接更為準確有效；通過設置縮頸半環、連接板和縮徑螺栓，當兩個管道分別從連接管兩側插入后，通過擰緊縮徑螺栓，通過縮徑半環可實現管道與連接管的固定鎖死；通過設置左右橡膠環和管道側壁卡放口，可實現對兩個管道連接處的開口內外壁進行完整有效的包裹密封；通過設置插桿和插孔，可實現對左右橡膠環的卡接固定；通過設置開口和蓋板，便于管道連接過程中的矯位對準；通過設置限位插環，可實現管道與連接管左右開口處的限位固定，避免管道向外側滑動；通過設置支撐桿，可對連接管進行固定支撐，使得管道的連接更為穩固；通過設置底板、定位孔和定位螺栓，可實現支撐桿的定位固定；限位插環和蓋板均可通過焊接的方式實現固定；本壓力管道連接裝置不僅解決了管道頭對接錯位時剪切損壞橡膠密封層，影響密封效果導致管道泄漏的問題，還解決了因缺少支撐機構導致管道連接處受重力下壓，引起開縫斷裂的問題，避免了因管道接觸不嚴引起泄漏的情況。

參考文獻：

[1]《壓力管道焊接》，劉展，宋應龍，學苑出版社，2002.10.

[2]《壓力管道焊接》第5、10章，中國計劃出版社，2008.

作者單位：錦州市檢驗檢測認證中心）