螺纹锁紧环换热器检修工艺
螺纹锁紧环换热器检修存在问题及对策9
螺纹锁紧环换热器检修存在的问题及对策摘要：石化炼油厂有套加氢装置使用了由国外设计、制造的H—H型螺纹锁紧环换热器，由于设计不合理，在停车对换热器进行拆装时，出现了外圈螺栓粘结，螺纹锁紧螺纹损坏，内法兰螺栓拆卸困难以及密封泄漏等一系列的问题。
通过采取改变螺栓结构，改进拆装程序与方法等措施，完成对换热器的检修，也方便换热器以后的拆装检查。
关键词：螺纹锁紧环高压换热器拆卸问题改进1 前言加氢裂化装置和渣油加氢脱硫装置的高压换热器均为螺纹锁紧环式换热器，这种结构型式的换热器最初是由美国雪弗龙公司开发设计的。
其管箱用大型螺纹环承担全部压力，省掉了传统换热器两个大型法兰和相应的一套重型螺栓、螺母，因此其体积小、结构紧凑；另外从密封角度上讲，压紧垫片的螺栓只承受垫片压紧力，与换热器内压力几乎无关，且运行过程中出现泄漏时，也不必停车，只需紧固外面的螺栓即可达到密封要求，因此其结构是合理的，密封有保证，操作安全可靠。
但螺纹锁紧环式换热器的结构比较复杂，内构件多，装配复杂，拆装需要借助专用工装。
加氢裂化装置和渣油加氢脱硫装置的高压换热器的结构基本相同，但也存在差异之处，本文介绍了高压换热器的结构特点，并就两套装置的换热器在检修过程存在问题进行阐述，并提出处理办法。
2 换热器的操作条件两套装置的换热器的操作条件见表1、2。
表1 加氢裂化高压换热器操作条件表2 渣油加氢高压换热器操作条件I-E101II-E101反应流出物反应进料17.4 20.5 454 427I-E102AII-E102A混合进料热高分气20.6 17.2 400 427I-E102BII-E102B混合进料热高分气20.4 17.1 360 401I-E103II-E103混合氢热高分气20.6 17.2 280 3203 换热器的结构简介以渣油加氢装置的高压换热器为例，以下简单介绍高压换热器的结构形式。
3.1 管箱结构管箱的结构详见图1。
图1 管箱结构图3-管箱4-管板5-壳侧垫片7-分程隔板套圈9-内法兰10-内法兰螺栓11-三合环12-内套筒13-垫片压板14-管箱垫片15-管箱盖16-压环17-内圈螺栓18-固定环19-螺纹锁紧环20-外圈螺栓 21-换热管子22-检漏口3.2 管箱结构的特点⑴、管程压力的传递过程：管程内的压力所产生的轴向力，由管箱盖（15）通过螺纹锁紧环（19）的外螺纹和管箱（3）的内螺纹啮合，传递给管箱体。
螺纹锁紧环换热器检修关键技术
设 备的主体密封为两大部分 ：管程侧 的密封是通过螺纹锁 紧环上的外 圈螺栓压在密封盘及密 封垫上实现 的 ；壳程侧 的密 封是内圈压紧螺栓通过卡环 、管箱 内套 筒压 在管束管板及密封 垫上来 实现的 ，如在运行 中发现 内密封泄漏 ，可通过螺纹锁 紧环
０ 引言 目前国内加氢裂化装 置多采用螺纹锁 紧环换热器 ，这种换
热器的特点是结 构紧凑 、密封可靠 、节省材料 ，但结构复杂 ，增加 制造和检修的难度 。
螺纹锁紧环换热器利用管箱壳体 内螺纹 和锁 紧环外螺纹的 连接并利用密封盘的绕性来承受管程 的内压 ，利用压紧螺栓的 作用来实现 内密封 （管板 和管箱之 间）以及外密 封（管箱 和大气 之间 ）的 ，密封垫片的压紧是靠 压紧螺栓 的拧 紧来实现 的。针对 该结构特点 ，在检修过程 中，应 准确测量并记 录各件的原始相对 轴 向位 置尺寸 ，通 过调整 ，保证 回装位 置 ；应 计算并测量拆 装螺 栓 所用力矩 ；应用特制工装拆卸和回装管束 和螺纹 锁紧环 。
（４）在螺纹锁紧环和管箱 盖板上 固定专用 的螺纹锁紧环接 板 ，锁 紧环 接板 的另一头 和专用升降 台的法兰盘连接 ，检查锁紧 环和换热器壳体的对 中情 况（径 向用塞尺检查螺纹四周间隙 ，轴 向用深度游标卡尺测量锁紧环端面高度 ），用专用升降 台上 的手 拉链条缓慢松开头盖组件直到整个 螺纹分离 。在松开过程 中发 现紧力变大应及时检查 ，调节两者 的对 中性 ，并采用反转法 防止 咬 死 。 ２．４ 拆卸管箱 内件
（２）在换热器头部螺纹的外面包上 电加热器 ，在壳体 外表 面 装 上测 温探 头用来测量加热温度 ，另外再在壳体和锁紧环端面 的中心处各装一 只测温探 险头用来测量两者的温差 ，加热壳 体 头部至壳体 和锁 紧环 之间的温差达到最大值时停止加热。
螺纹锁紧环式换热器内漏失效及检验措施
- 73 -第10期螺纹锁紧环式换热器内漏失效及检验措施赵洵（南京三方化工设备监理有限公司， 江苏 南京 210033）[摘 要] 详细介绍了螺纹锁紧环式换热器的构造和主要结构特点，重点分析了螺纹锁紧环式换热器发生内漏失效的原因，针对内漏失效原因总结了相应的检修措施，提出了检修中应注意的事项。
[关键词] 螺纹锁紧环换热器；结构特点；内漏失效；检验措施作者简介：赵洵（1990—），男，黑龙江齐齐哈尔人，大学本科，助理工程师。
南京三方化工设备监理有限公司，部长助理。
为了有效地降低能量损耗，提高能源利用率，高压换热器在诸多领域得到广泛应用，然而，换热器的故障会直接引起生产过程中的许多问题，例如造成加热炉工作温度过高，更严重的甚至导致生产系统停工。
因此，做好高压换热器的维护是保证安全生产顺利进行的关键。
传统的换热器结构复杂，不便于装卸维修，并且存在明显的泄漏问题，目前，对于高温高压工况下的热交换设备，国内广泛采用螺纹锁紧环换热器，这种换热器在具备耐高温、耐高压的同时，还具有漏点少、占地面积小、节省加工材料等特点，此外，这种换热器最突出的优势是能够在设备运行过程中解决泄漏问题，有效地避免了由于设备问题停工带来的经济损失。
1 螺纹锁紧环换热器简介1.1 螺纹锁紧环换热器的典型结构由美国Chevron 公司与日本Chiyoda 公司联合研究生产的螺纹锁紧环换热器，由于其结构上具有明显的优势，目前被广泛地应用在高温高压生产行业。
我国最早引入螺纹锁紧环式换热器要追溯到上世纪80年代，石油石化行业逐渐引进万吨级加氢裂化装置，90年代初，洛阳石油化工工程公司与兰州石油化工机器总厂对加氢裂化装置共同进行研发，最终实现了螺纹锁紧环换热器的国产化，目前已被广泛地应用在各大炼油厂[1]。
螺纹锁紧环换热器主要分为整体式与分体式两种，如图1所示，为整体式螺纹锁紧环式换热器的结构图，这种类型的换热器管板置于换热器内部，管箱的盖板采用螺纹锁紧环的方式与换热器管箱一端相连接，整体式换热器管壳程筒体固定成为一体，并且两侧的筒体均为高压端；分体式换热器管板与管箱为一体，管壳程采用螺栓连接的方式，这样壳程仅能承受较低的压力，而管程依然要承受较高压力。
高压螺纹锁紧环换热器的现场拆装和试压技术
几 乎无关 ， 因此密封有保证 ， 减小 了外漏的可 能性 ； 操作上安 全 可靠 ， 一旦运行中发现管程 密封处泄漏或管壳程间 串漏 ， 设 备可 不停止运行 ，利用端面的外圈压紧螺栓和 内圈压 紧螺栓进行 紧
固， 即可消除泄漏 ， 达到密封要求。
２ ． ３其 它
（ ２ ）确定重心位置后 吊起与拆卸工具联接好 的管 束 ，并在
此换热器结构复 杂、 紧凑， 零 件数 量多 导致 装配程序 复杂 ，
装配要求精 度高 ， 安装和拆卸需要专用工具才能完成 ； 它的螺栓
管板密封面上粘好垫片 ， 送入 管壳体内 ， 并沿壳体 中心轴 线移 动 吊车 ， 使 管束进入壳程壳体 ， 当吊绳碰到保护筒 时 ， 可 以放松 吊 绳并将 其向后移动 ， 让 吊绳处在露在壳体外侧管束 的重心 ， 当管
下面结合此 次工程的实 际情 况 ，介绍高压加氢螺纹 紧锁 式
换 热器 的结 构特点 、 密封原理 、 拆 卸和 回装 程序 、 高压 差压 式换 热器 的试压 。
盘 一管箱 内套 筒一内密封垫 （ 见图 １ ） 。
１设备技术参数
反应流 出物 ／热原料油 换热器 Ｉ （ Ｅ１ ０ ４ ） ， 管程 ： 设 计压力为 １ ９ ． ０ ３ ＭＰ ａ ，工作 压力 为 １ ７ ． ５ ６ ９ ＭＰ ａ ， 水 压 试 验 压 力 为 ２ ９ ． ８ ＭＰ ａ ， 设计 温度为 ４ ５ ３ ℃， 工 作温度为 ４ ０ ２ ℃， 介质为反应 流
角度上 ，结构合理 ， 压紧垫 片的螺栓 只承受垫片压紧力 ， 与 内压
回装管束时必须将螺纹保护好 ， 防止重 物磕 碰划伤螺纹 ， 造 成总装 时旋合 困难。该过程 的安装步骤为 （ 见图 ３ ） ： （ １ ）把拆卸工具的联接板 １ 与管板上的工艺螺孔用螺栓把 好， 然后联接 支承钢管 ， 把壳体固定 ， 以防止壳体与管 束一起 窜
炼厂螺纹锁紧环换热器检修施工方案
炼厂螺纹锁紧环换热器检修施工方案一、工程概况及特点1、设备概况及立项理由AA安装四公司承担了XX 35万吨/年柴油加氢精制装置E102A/B、E103A/B四台高压螺纹锁紧环换热器的在线检修任务。
其中E102A/B 属于高低压型（H-L），E103A/B属于高高压型（H-H）。
2、高高压设备结构特点图1高高压锁紧环换热器结构简图图2高低压锁紧环换热器结构简图3、工程特点3.1检修设备从开工投用运行已经两年时间，多处密封点存在粘接可能性很大，部分连接件由于长期高温高压运行出现疲劳咬死现象，锁紧环有无法旋出的可能。
3.2整个施工过程与催化剂装卸剂同步实施，作业车辆集中，交叉作业较多，对工序衔接有一定影响。
3.3因为设备高温高压，检修过程中，对各部件的标准、精度、质量要求较高，为保证检修质量，需要钳工、检测等多工种进行作业。
3.4此设备检修工序和作业方法在结算时没有现行的定额依据，需要按协议价格结算。
二、编制依据1、《承压设备无损检测》 JB/T4730-20052、《钢制压力容器》 GB150-19983、《管壳程换热器》 GB151-19994、《石油化工施工安全技术规程》 SH3505-19995、《管壳程换热器维修检修规程》 SHS01009-20046、E-3101A/B设备制造图纸三、施工组织机构四、人力、机械、材料使用计划1、人力需求计划（表1）2、工机具需求计划（表2）图3工装结构简图3、吊车使用计划（表3）4、材料需求计划（表4）五、重点吊装参数表根据实测现场地理位置、设备各部件图纸重量及吊车性能表，并有我方技术人员测算，芯子抽装和锁紧环拆装需使用80吨吊车进行作业，其中芯子抽装吊装总重为3.7吨，80吨吊车为南北向站车，车辆中心距设备中心8米。
吊装具体参数如下表所示：设备吊装技术参数表（表5）吊物总重量合计为8.5吨，其中钩头重量0.4吨，抽芯机重量4.4吨，芯子重量为3.7吨，此条件下，吊车可吊重量为9.3吨>8.5吨，满足作业要求。
高压螺纹锁紧环换热器解体检修技术
程 习刚
中国石油天然气第七建设公 司 山东青岛 ２ ６ ６ ０ ６ １
摘
要 以辽 阳石化 ２ ０ ０ 万ｔ ／ ａ 柴油加 氢精制装置高压螺纹锁紧环换热器检修解体为依 托， 在工程 顺利完成后进行了提炼 和归纳 ， 明确 了高压锁紧环换 热器 的特 点和检修解体工艺 ， 并对检修 过程 中高压锁 紧环换 热器的密封 问题做 了强
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１ 一
２方案 的确定 及 实施
２ ． １工程特点 检 修施工周 期短 、 施工作业 面相 对集 中 ， 需 合理安排 资源 ； 高压锁 紧环 换热器结 构复杂 ， 内构件多 ， 装配 复杂 ， 拆装 工序 的 注意事 项要求多 ， 解体技术 难度大 ， 需要安 装管束用 推进器 、 吊 车、 抽芯机和液 压扳手配合使 用。
热器壳体 内部清理干净且 经相 关人 员检查合格 ； （ ５ ）用 吊带将 管束 吊至抽芯 机上 ， 调试 好抽芯机后 ， 开 始起 吊， 吊至 离换热器壳 体管箱端 的法兰处约 ５ ０ ０ ｍｍ 时 ， 缓慢 向法
兰 面 靠 近 至 与 法 兰面 固定 后 ， 开始操作抽芯机进行回装管束 ；
用 吊装葫芦将 卡箍定位后 ，采用 液压 扳手拆除卡箍用双 头 螺栓 ，同时在 换热器头盖上方用预设 的龙门架 吊装葫芦 吊住盖 板上面 的预设 吊耳 防止脱落 ，操作 吊装葫 芦将卡箍逐渐分开直 至放平 ， 同时 吊车利用盖板 吊耳将 盖板与设备本体分 离 ， 盖板用 顶丝螺栓如有损坏 应予 以更 换。 ２ ． ４ ． ２拆 除半焊接垫片 盖板 自身重量 较重 ，其通过 卡箍 和半 焊接垫片来达到密封 管程 ，在切 除半焊 接垫 片时一定要用 吊车对盖 板采取一定 的向 上预拉力 ， 防止应管箱盖板撕裂半焊接垫片 。 将半焊接垫 片在焊 口处切 开 ， 切割 时偏 向外侧 ， 注意对 管箱侧半 焊接垫 片的保护 ， 尽量不破坏管箱一 侧垫 片。 ２ ． ４ ． ３更换垫片 松开定位螺栓 ， 将套筒组件取 出并进行清理 ， 管束抽 出前应 观察管板边缘是否有泄 漏导 致的冲刷痕迹 ，如 无泄漏应避免移 动管束 ，如管束用波齿复合 垫片确需更换 ，管 板应焊接安装 吊
螺纹锁紧环换热器日常维护和故障处理
螺纹锁紧环换热器日常维护和故障处理
(1)、日常维护
a)装置系统蒸汽吹扫时，应尽可能避免对有涂层的换热器进行吹扫，工艺上确实避免不了的，应严格控制进换热器吹扫温度（不大于200℃），以免造成涂层破坏。
b)装置开停工时，应控制换热器缓慢升降温和升降压，以免造成冲击。
开工时遵循“先冷后热”，即先进冷料，再进热料；停工时遵循“先热后冷”，即先停热料，后停冷料。
c)开停工时要确认螺纹锁紧环换热器管壳程流程畅通。
避免管板单程受热或受压。
d)认真检查设备运行参数，严禁超温超压，。
对按压差设计的换热器，在运行当中不得超过规定的差压。
e)操作人员应遵循安全操作规程，定时对换热器进行巡回检查，检查基础支座稳固及设备泄漏等。
f)应经常对换热器管壳程介质的温度和压降进行检查，分析换热器的就泄露和结垢情况，在压降增大和换热系数降低超过规定数值时，应根据介质和换热器的结构，制定有效的方法进行清洗。
g)应经常检查换热器的振动情况。
h)在操作运行时，有防腐涂层的换热器要严格控制温度，避免涂层破坏。
i)保持保温层完好。
(2)、换热器常见问题及处理措施
a)换热器运行中常见问题及排除方法。
螺纹锁紧环换热器检修工艺
螺纹锁紧环换热器检修工艺
螺纹锁紧环换热器检修工艺
【摘要】本文通过对螺纹锁紧环换热器检修程序、施工方法和专业工具的应用系统阐述。
对检修过程中存在的问题、解决策略加以说明。
对螺纹锁紧环式换热器检修有很强指导意义。
【关键词】螺纹锁紧环换热器检修动态平衡
专用工具螺纹锁紧环换热器是能在高温高压工况下进行热交换的换热设备。
具有结构紧凑，密封可靠等优点。
在炼油加氢裂化装置中得到广泛应用。
但是也由于其内部构件复杂，配合精密，检修过程需使用专用工具人机配合作业难度较大。
且过程中力的传递作用及动态平衡难于是会产生累积误差结果造成隔板压碎或者无法密封等事故发生。
因此本论文将对检修过程详细阐述以指导检修施工。
1 检修流程及检修要点
1.1 结构组成及密封原理
1.1.1组成
1垫片 2管板 3盘根压环ⅱ 4盘根5盘根压环ⅰ 6箱内套筒 7顶压螺栓8对开键环 9隔板垫环10支架11外密封圈12隔板13内压圈 14外压圈 15螺纹承压环 16外压杆 17内压杆 18外压紧螺栓 19内压紧螺栓 20管槽盖
1.1.2 密封原理
（1）壳程的密封过程：紧固内圈压紧螺栓—内压杆—内压圈—隔板垫环—顶压螺栓—对开键环—管箱内筒—盘根压环i—盘根—盘。
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螺纹锁紧环换热器检修工艺
【摘要】本文通过对螺纹锁紧环换热器检修程序、施工方法和专业工具的应用系统阐述。
对检修过程中存在的问题、解决策略加以说明。
对螺纹锁紧环式换热器检修有很强指导意义。
【关键词】螺纹锁紧环换热器检修动态平衡
专用工具螺纹锁紧环换热器是能在高温高压工况下进行热交换的换热设备。
具有结构紧凑，密封可靠等优点。
在炼油加氢裂化装置中得到广泛应用。
但是也由于其内部构件复杂，配合精密，检修过程需使用专用工具人机配合作业难度较大。
且过程中力的传递作用及动态平衡难于是会产生累积误差结果造成隔板压碎或者无法密封等事故发生。
因此本论文将对检修过程详细阐述以指导检修施工。
1 检修流程及检修要点
1.1 结构组成及密封原理
1.1.1组成
1垫片 2管板 3盘根压环ⅱ 4盘根5盘根压环ⅰ 6箱内套筒 7顶压螺栓 8对开键环 9隔板垫环 10支架11外密封圈 12隔板 13内压圈 14外压圈 15螺纹承压环 16外压杆 17内压杆 18外压紧螺栓 19内压紧螺栓 20管槽盖
1.1.2 密封原理
（1）壳程的密封过程：紧固内圈压紧螺栓—内压杆—内压圈—隔板垫环—顶压螺栓—对开键环—管箱内筒—盘根压环i—盘根—
盘根压环ii—壳程。
（2）管程的密封过程：紧固外圈压紧螺栓—外压杆—外压圈—隔板—外密封垫圈—管程。
1.2 检修流程
施工、技术准备→螺纹锁紧环内外圈螺栓浇柴油→拆卸螺纹锁紧环→拆卸定位隔板拆卸隔板垫环→拆卸对开键环→拆卸分隔箱盖
→拆卸压力套筒及管束交清洗→检查修复过程→回装管束及压力
套→筒回装/调整对开键环→回装压力套筒填料压盖→换热器壳程试压→回装分隔箱盖→回装隔板垫环→回装定位隔板→回装螺纹
锁紧环→换热器管程试压→检修中交
1.3 检修重点控制
1.3.1 螺纹锁紧环拆卸？
（1）用卡尺测量管槽盖到锁紧环端面的距离并记录作为回装依据，标记相对位置作为后续检验；
（2）待螺纹锁紧环内外圈螺栓温度降到200℃左右时迅速完成浇柴油过程避免螺栓热粘接。
每拆卸一个螺栓即抹上高温抗咬合剂再立即旋入螺纹孔中，防止此时设备内部压力太大溢出介质伤人；（3）吊车大钩吊住专用工具起重点，配重块配合移动找好旋转过程的动态平衡，人力旋转专用工具后部把手将锁紧环旋出，吊车配合吊装螺纹锁紧环，放到指定位置；
（4）吊装螺纹锁紧环要垂直放好，注意压力环和推杆不能脱落。
把连接锁紧环和器械的螺丝拧出，并拆下装配工具。
1.3.2 拆卸对开键环？
（1）把对开键环从底部开始逆时针作好顺序标记。
每个对开键环的位置与管槽做好定位标记。
确保每个对开键环位置、间隙的唯一性。
（2）用深度卡尺测量推进螺丝到对开键端面的距离，记录数据。
用720n·m的力矩扳手从底部的对开键环开始拆卸，拧松各推进螺丝。
测量对开键环端面到所在槽上部卡槽的距离，记录数据，为回装时找平整个对开键环的端面在同一平面上做依据。
（3）换热器对开键环其中有三块是带有斜面的，倾斜角度先取出带斜面的对开键环，然后依次倾斜角度取出各对开键环，按位号及标记顺序放好。
1.3.3 拆卸压力套筒及管束？
（1）吊车吊装螺纹保护套筒固定在管槽盖顶部螺栓上，安装到管槽中对锁紧环大螺纹实施保护；
（2）用螺栓连接好压力套筒和管束。
确保压力套筒和管束与专用工具的连接牢靠。
用1台吊车小钩吊住拆卸压力套筒与管束整体的专用工具，用配重找好平衡。
缓慢拉出压力套筒与管束的整体，要注意压力套筒与换热器壳体的周向间隙，调整配重位置时刻保持抽管束时的整体平衡，防止偏斜强力抽芯。
1.3.4 检查修复过程？
（1）对螺纹环内外圈螺栓、对开键环螺栓用毛刷逐个清理污垢，按照位号顺序分别放入柴油桶中浸泡，对损坏的螺纹孔进行修整，
螺栓回装前全部涂装高温抗咬合剂。
（2）密封面检查：检查法兰、管板、管槽座上密封面有无有影响密封的缺陷。
用砂纸（800目）、磨石、涂抹高温密封胶的方法对法兰、管束、管槽座上密封面缺陷进行修复。
回装内件之前确认法兰、管束、管槽座上密封面没有影响密封的缺陷。
（3）垫片检查：确认隔板垫片及管束钢包垫，材质正确，没有影响密封的缺陷。
无鼓包、凹陷，咬合部分平整，无翻边、裂口，不允许有加工痕迹及径向划痕。
（4）对隔板整体渗透检测，检查否有裂纹等缺陷。
1.3.5 回装对开键环要点
（1）组装对开键环应是按照顺序先插入右侧的件再在第一个就位件的左边插入其余件。
最后一个对开键环是三个斜面对开键环中间的一个。
（2）调整各环部件的间隙，现场施工可以制作一些2mm的硬质塑料板，夹在每个对开键环中间这样就能很容易保证对开键环的部件间距。
到一轮推进螺丝拧紧之后位置固定时再取下。
用塞尺测量间隙值，保证在两个相邻的环部件间的距离为2mm。
（3）用力矩扳手拧紧推进螺丝，上紧螺丝之前要把螺丝涂抹上高温抗咬合剂。
为了获得在每个螺丝上的尽可能均匀的扭矩，拧紧过程至少应分4个阶段进行30%，70%，100%和100%，达到换热器对开键环推进螺栓最终设计扭矩。
（4）忽略设计误差，对开键环的外端面最终处在同一个平面上。
如果不在同一平面上会造成隔板垫环安装位置发生偏差，通过隔板垫环传递到对开键环的力不均匀，紧螺纹锁紧环内排螺栓时起不到微调壳程密封的作用。
甚至于隔板垫环位置安装位置偏差造成最终隔板的位置安装发生变形，隔板相接的密封垫片受力不均匀发生泄漏，也可能造成螺纹锁紧环旋入时压碎安装位置变形的隔板。
2 结束语
对螺纹锁紧环换热器检修程序、施工方法系统阐述，对检修过程中存在的问题及细节、应对策略加以说明，使螺纹锁紧环换热器构件修理、清理管束等相关检修工作有章可循，对安全高效地完成检修任务有很好的指导效果。
参考文献
[1] 石油及化工换热设备施工及验收规范》sh3532-2005
[2] 螺纹锁紧环换热器技术图纸。