基于VB帶壓密封夾具CAD系統的開發

摘要：帶壓密封技術是石油化工行業處理泄漏的重要方法。但帶壓密封夾具的圖紙需要專業人員進行繪制，這往往耗費了大量時間，錯失了對泄漏部位處理的最佳時機。以VB計算機語言為基礎編寫了帶壓密封夾具CAD系統。該系統以CAD二次開發為基礎，實現對不同類型的帶壓密封夾具圖形的自動繪制，節省了帶壓密封夾具繪制時間，為成功封堵泄漏部位提供了前提條件。

關鍵詞：VB；帶壓密封；CAD；泄漏；夾具帶壓密封技術在石油、化工等行業應用廣泛，為人民群眾人身和財產安全提供了有力保障。依據筆者調研，某石化企業每年會產生帶壓密封點近百個，存在泄漏介質危險、堵漏作業困難、搶修時間緊迫等問題，安全風險和經濟損失巨大。搶修人員使用帶壓密封夾具時，工具簡陋，環境惡劣，時間緊急，往往貽誤最佳搶修時機。搶修人員帶壓密封技術理論知識有限，對其工作的規范性、嚴謹性及危險性重視不夠。目前，國內已有GB/T 26467—2011［1］、HG/T 20201—2007［2］等帶壓密封標準可供參考。帶壓密封夾具準備時間直接影響泄漏部位封堵的成功率，如何快速準確繪制帶壓密封夾具圖紙顯得尤為重要。

隨著計算機技術的發展，針對帶壓密封的設計及管理系統開發逐漸出現。蒙東英等［3］、胡憶溈等［4］均依據夾具設計方法編制了相應設計程序。但是主要局限于帶壓密封夾具的圖形繪制，涵蓋的夾具種類少，且繪制的圖形僅為圖樣而非CAD圖紙。因此本研究參考標準及書籍，結合對某石化公司帶壓密封夾具使用結構調研情況，基于VB語言和ActiveX automation二次開發接口實現了涵蓋多種類夾具的CAD繪制系統，給出了實際夾具繪制案例。

1帶壓密封技術簡介

帶壓密封技術是指在不停車、不改變泄漏介質原有工藝條件（如泄漏介質壓力、溫度等）的情況下，利用專業的帶壓密封堵漏工具對泄漏部位進行修復從而形成新的密封結構的方法。該技術具有不停車、安全可靠等優點，因此在石油化工行業被大量應用?？紤]到每個具體泄漏部位因泄漏介質特性、泄漏部位材質及結構等參數的不同，應根據需要進行帶壓密封堵漏部分的具體條件采取適當的帶壓密封方法。根據帶壓密封方法采用技術原理的不同，帶壓密封技術分為以下兩種：

1.1注劑式帶壓密封技術

注劑式帶壓密封技術指利用注劑槍、液壓泵等專業注劑工具，將密封注劑充滿特定的夾具與泄漏部位之間的空腔。隨著密封注劑的逐漸固化，密封注劑和夾具在原泄漏部位表面形成了新的密封承壓結構，最終達到對泄漏部位堵漏的目的。

1.2引流式帶壓焊接密封技術

在某些特殊情況下，如泄漏部位形狀較為特殊，泄漏位置堵漏操作不便，泄漏介質特性如溫度過高等原因不能實現封堵功能時，可以考慮帶壓焊接密封技術。其具體工作原理為：泄漏部位發生泄漏時，針對具體的結構形式設計夾具，通過頂壓焊接、引流、內壓等技術，將夾具固定在泄漏結構外圍，利用夾具來承受泄漏介質壓力，當夾具內部壓力和介質操作壓力相平衡后，就形成了新的能夠穩定承壓的密封結構，對泄漏部位完成堵漏工作。

2帶壓密封夾具CAD系統功能介紹

2.1系統結構設計

根據帶壓密封夾具型式的不同，可以將帶壓密封夾具CAD系統分為注劑式帶壓密封夾具繪制和引流式帶壓焊接密封夾具繪制兩大模塊。其中注劑式帶壓密封夾具繪制模塊按堵漏部位及夾具結構特點又可以細分為注劑式直管夾具、注劑式彎管夾具、注劑式三通夾具、注劑式局部夾具；引流式帶壓焊接密封夾具可以分為常規焊接夾具和異型焊接夾具。其具體結構如圖1所示。

2.2系統功能模塊開發實用技術

帶壓密封夾具CAD系統主要功能有：CAD圖形繪制、圖形自動打印及生成打印文件。實現以上功能需要基于特定的二次開發方式，結合對象的方法及屬性要求開發了針對帶壓密封夾具CAD系統的實用技術。具體介紹如下：

（1） 參數化設計。因部分帶壓密封夾具結構相似的特點，單純地通過改變比例、尺寸縮放等方式并不能實現對所有類型圖形的通用繪制。因此必須考慮在CAD二次開發功能下實現相似結構的通用化繪制工作，即參數化設計對于帶壓密封夾具CAD功能模塊來說，其可繪制夾具主要可分為注劑式帶壓密封夾具和引流式帶壓焊接密封夾具兩大類，而對應每一個大類下隨層級展開又包含了不同類型的具體夾具結構。因每一類夾具結構本身的拓撲結構的相似性，按照參數化設計標準件的方式對每一種帶壓密封夾具結構設計相應的界面，實現帶壓密封技術CAD功能模塊的參數化繪圖功能。

（2） 圖元對象建立。帶壓密封夾具CAD功能模塊建立過程中，需要通過點、直線、圓弧等基本對象的調用形成圖元，同時也需要圖案填充等高級圖元對象的建立。而直線、圓弧等基本對象的建立是圖案填充等高級圖元部分設置的基礎。因此將各種圖元對象建立代碼整理并優化可以有效提高CAD功能模塊運行效率。

（3） 圖層及線形設置。帶壓密封夾具CAD功能模塊進行圖形繪制時，需要使用不同的線型保證繪制的圖形具有良好可讀性及規范性。并整合圖層線性和顏色類型進行不同類型實體區分，最終便于對實體對象進行管理和修改。將各圖層線性、寬度、顏色等屬性封裝為SetLayers函數，通過調用SetLayers函數在AutoCAD上實現快速設置及建立。

3帶壓密封夾具CAD系統應用案例

某石化公司一常壓塔熱電偶法蘭在2022年4月出現泄漏。經現場人員勘測發現介質從法蘭密封面處泄漏，經初步確認為安裝熱電偶時安裝精度不夠導致墊片偏斜引起介質滲漏。泄漏介質為重柴油，因其易燃特性最終決定采用注劑式法蘭夾具中的凸形法蘭夾具，采用注劑式帶壓密封對泄漏點進行封堵。

首先通過HG/T 20201—2007《帶壓密封技術規范》提供的注劑式法蘭夾具的計算公式得出夾具的關鍵尺寸：夾具殼體壁厚S=10 mm，螺栓螺桿直徑d=16 mm，螺栓規格為M16。之后在主界面菜單下按“注劑式帶壓密封夾具”—“法蘭型夾具”—“凸形法蘭夾具”層級展開后，顯示如圖2所示的凸形法蘭夾具界面。參照界面中左側的示意圖將相應的尺寸參數填入右側相應的文本框中。點擊繪制圖形按鈕后，帶壓密封夾具CAD系統將自動通過后臺程序繪制夾具圖形并輸出到AutoCAD中。帶壓密封夾具CAD系統會自動將相應的帶壓密封夾具圖紙打印出來。同時將本次夾具圖紙保存到相應的存檔文件中。目前該熱電偶法蘭所使用的密封夾具已按照圖紙進行制造，成功地用于該泄漏部位的封堵工作。目前該結構使用情況良好，運行穩定并沒有泄漏。

4結論

采用VB計算機語言編寫的帶壓密封夾具CAD系統，實現了對各類常用夾具圖紙快速準確繪制、打印、生成dwg電子圖紙文件等功能的期望，有效地提高了帶壓密封夾具的繪制效率。其依托計算機進行CAD二次開發的特性使得該系統具有較高的可靠性，且符合石油化工行業對于帶壓密封技術的使用習慣。該系統已在大連某石化公司初步應用，縮短了夾具制造前圖紙繪制的所用時間，為帶壓密封技術的成功堵漏爭取了寶貴時間。

參考文獻：

［1］HG/T 20201—2007，帶壓密封技術規范［S］.

［2］GB/T 26467—2011，承壓設備帶壓密封技術規范［S］.

［3］蒙東英，廖柯熹，顏力.帶壓堵漏夾具設計理論與編程［J］.油氣儲運，2010，29（2）：158159.

［4］時景榮，胡憶溈.基于VBA的法蘭帶壓密封夾具設計［J］.壓力容器，2005，22（8）：5659.