楊連紅 郭志英 趙丹 金城宇

（中航黎明錦西化工機(jī)械（集團(tuán)）有限責(zé)任公司研究所)

化機(jī)制造

三聚結(jié)晶器的制造

楊連紅*郭志英 趙丹 金城宇

（中航黎明錦西化工機(jī)械（集團(tuán)）有限責(zé)任公司研究所)

介紹了三聚結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并分析了其制造難點(diǎn)。有針對(duì)性地提出了采用透光法進(jìn)行殼體組對(duì)安裝的方案，以確保殼體各部件的同軸度。

三聚結(jié)晶器 筒體 封頭 焊接 制造難點(diǎn) 制造工藝 透光法

0 前言

三聚結(jié)晶器是2萬(wàn)t/a聚甲醛項(xiàng)目的關(guān)鍵設(shè)備。該設(shè)備的主體材料為S32168，設(shè)備直徑3400 mm，筒體壁厚12 mm。設(shè)備殼體由上封頭組件、筒體、錐封頭組件三部分組成，殼體外形規(guī)格尺寸為DN3400×12×7325。該設(shè)備為帶底軸承的上傳動(dòng)機(jī)構(gòu)攪拌設(shè)備。該設(shè)備的制造關(guān)鍵是殼體整體組焊完成后頂、底部法蘭中心的同軸度允差≤2 mm，上部法蘭密封面的垂直度允差≤1.5 mm，底部法蘭端面的垂直度允差≤0.9 mm，殼體總長(zhǎng)公差≤5 mm，總組裝完成后確保底部攪拌器與錐封頭間隙為20 mm。為確保殼體的頂、底法蘭中心孔的同軸度要求，采用透光法進(jìn)行殼體組對(duì)以替代整體二次加工。另外，殼體的直徑大、厚度較薄，這也給設(shè)備的制造增加了難度。

三聚結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1 主要零部件的制造

由于設(shè)備攪拌部分是采用進(jìn)口攪拌轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，在制造廠僅對(duì)設(shè)備的殼體部分進(jìn)行制造，因而不能在制造廠進(jìn)行整體組裝及試運(yùn)轉(zhuǎn)。三聚結(jié)晶器的殼體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

該設(shè)備殼體由上封頭組件、筒體和錐封頭組件三部分構(gòu)成。由于設(shè)備的直徑較大且殼體的壁厚較薄，控制筒節(jié)的圓度、部件的整體加工精度以及組對(duì)時(shí)對(duì)口錯(cuò)邊量是確保殼體上、下同軸的關(guān)鍵。

1.1 上封頭組件的制造

（1）封頭內(nèi)徑為3400 mm，下料厚度為14 mm，旋壓成形。上封頭組件結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖3。

（2）封頭成形經(jīng)檢驗(yàn)合格后，進(jìn)行機(jī)加工。先將工裝支撐圈點(diǎn)焊固定在封頭大端口處，加工其大端坡口，再以封頭大端為基準(zhǔn)加工封頭中心孔。然后將中心孔處的接管與法蘭一次加工圖組焊件、封頭組焊，再對(duì)上封頭組焊件進(jìn)行整體二次加工。法蘭密封面的同軸度允差≤1 mm，垂直度允差≤1.0 mm。

圖1 三聚結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)

圖2 殼體結(jié)構(gòu)

圖3 上封頭組件

1.2 錐封頭組件的制造

（1）錐封頭組焊件由錐體、接管、法蘭組成。錐體大端內(nèi)徑為3400 mm，小端內(nèi)徑為207 mm，壁厚度為14 mm。錐封頭組件的結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖4。

圖4 錐封頭組件

（2）錐封頭分三段進(jìn)行制造，大端和中間段冷滾成形，小端分兩半壓制成形，并分別對(duì)三段的錐節(jié)兩端進(jìn)行坡口配制加工。

（3）錐封頭組焊時(shí)，為保證焊接質(zhì)量，避免焊接變形，先在每段端口兩側(cè)分別用工裝支撐圈固定，然后再將接管和法蘭一次加工圖組焊件與錐體進(jìn)行組焊。

（4）對(duì)錐封頭組件按施工圖要求進(jìn)行整體二次加工。首先加工錐體大端坡口，然后以大端為基準(zhǔn)，按施工圖要求加工小端法蘭內(nèi)孔及其密封面。小端法蘭密封面同軸度允差≤1 mm，垂直度允差≤0.9 mm。

1.3 筒體的制造

筒體由各筒節(jié)組焊而成。筒節(jié)的制造是在上封頭組件和錐封頭組件加工完成后，按上封頭和錐體大端的內(nèi)徑配作筒節(jié)下料展開(kāi)長(zhǎng)度。

2 殼體的制造

采用透光法進(jìn)行殼體各段的組對(duì)安裝，并進(jìn)行焊接。所謂透光法，是一種利用光直線傳播的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行設(shè)備安裝的方法。也就是說(shuō)，利用激光經(jīng)緯儀發(fā)射出光束（光斑直徑為2 mm），在殼體上不同處安放光靶，使穿過(guò)殼體上不同處光靶上的光束均在2 mm的光斑直徑范圍內(nèi)，按此方法對(duì)上封頭組件、筒體和錐封頭組件三部分進(jìn)行組對(duì)焊接。殼體組對(duì)安裝采用透光法，共設(shè)置4個(gè)光靶，其安放位置如圖5所示。殼體制造的具體方法如下所述。

圖5 光靶安放位置示意圖

（1）在上封頭組件的法蘭端口、筒體的兩端和錐封頭組件的法蘭密封面上，分別放置光靶組件。安裝光靶時(shí)按八點(diǎn)法確定所裝位置的圓心。光靶組件詳見(jiàn)圖6。

（2）首先將筒體放置在托滾架上，調(diào)整激光經(jīng)緯儀光源中心與筒體的兩端光靶中心重疊,要求三個(gè)位置的同軸度≤1 mm，并將激光經(jīng)緯儀固定。然后將上封頭組件與筒體進(jìn)行組對(duì)，同軸度≤1 mm，并點(diǎn)焊固定上封頭組件。再按同樣的方法組對(duì)錐封頭組件，四個(gè)位置的同軸度均≤1 mm，然后點(diǎn)焊固定錐封頭組件。

（3）按本工程焊接工藝要求進(jìn)行焊接。檢測(cè)合格后，將設(shè)備立置找正，進(jìn)行檢測(cè)。上封頭組件法蘭密封面水平度≤0.2 mm/m，上封頭、錐封頭組件的法蘭密封面同軸度允差≤2 mm，上封頭法蘭密封面的垂直度允差≤1.5 mm，錐封頭法蘭端面的垂直度允差≤0.9 mm。

圖6 光靶組件

3 結(jié)束語(yǔ)

該三聚結(jié)晶器設(shè)備已在用戶現(xiàn)場(chǎng)一次組裝試車(chē)成功。實(shí)踐證明，用透光法進(jìn)行殼體組對(duì)取代組焊后用整體加工方法保證同軸度的工藝措施是可行的。該方法的成功運(yùn)用不僅縮短了制造周期、降低了制造成本，也為此類大型薄壁攪拌設(shè)備的制造提供了有益的借鑒。

[1]HG/T 20569—2013機(jī)械攪拌設(shè)備[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2014.

[2]HG 2367—2005氯乙烯聚合反應(yīng)釜技術(shù)條件[S].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

過(guò)濾器濾芯國(guó)產(chǎn)化開(kāi)發(fā)應(yīng)用項(xiàng)目通過(guò)評(píng)定

2016年5月19日，“催化裂化油漿過(guò)濾器濾芯國(guó)產(chǎn)化開(kāi)發(fā)應(yīng)用”通過(guò)項(xiàng)目評(píng)定。據(jù)介紹，燕山石化公司三催化油漿過(guò)濾器采用國(guó)外一家公司生產(chǎn)的金屬粉末濾芯，價(jià)格昂貴，濾芯粉末體與連接頭焊接部位開(kāi)裂，導(dǎo)致濾芯多次發(fā)生斷裂；過(guò)濾精度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求；過(guò)濾器上壓快，連續(xù)運(yùn)行周期只有15天到6個(gè)月。為此，在中國(guó)石化科技部的支持下，安泰科技和燕山石化合作，開(kāi)發(fā)了經(jīng)濟(jì)實(shí)用的國(guó)產(chǎn)濾芯。國(guó)產(chǎn)濾芯采用非對(duì)稱復(fù)合結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝控制及組裝方式上均具有創(chuàng)新性，可降低過(guò)濾器運(yùn)行壓差，有效提高濾芯整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，避免濾芯變形、斷裂，提高濾芯的可靠性。實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)結(jié)果表明，該非對(duì)稱濾芯總體性能達(dá)到進(jìn)口濾芯的水平。(高遠(yuǎn))

Manufacture of Thrice Polymer Conglbutale Vessel

Yang LianhongGuo ZhiyingZhao DanJin Chengyu

The structural features as well as the manufacturing difficulties of the thrice polymer conglbutale vessel are introduced and analyzed.Moreover,the project of the paired assembly of the shells through the light transmitting method to ensure the coaxiality is proposed.

Thrice polymer conglbutale vessel；Shell；Head；Welding；Manufacturing difficulties；Manufacturing process；Light transmitting method

TQ 050.6

10.16759/j.cnki.issn.1007-7251.2016.08.013

2016-03-01)

*楊連紅，男，1968年生，高級(jí)工程師。葫蘆島市，125001。