張 凱，王蓉娟

（1.山西豐喜化工設(shè)備有限公司，山西 永濟(jì) 044500；2.中車永濟(jì)電機(jī)有限公司，山西 永濟(jì) 044500）

引言

隨著化工工藝的規(guī)模發(fā)展，許多大型化工設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。其裝置的大型化對(duì)制造企業(yè)的裝備制造能力、現(xiàn)場組對(duì)能力以及地方道路運(yùn)輸能力提出了嚴(yán)峻考驗(yàn)。如何保證超大型設(shè)備的制造質(zhì)量，制造企業(yè)需明確設(shè)備的制造難點(diǎn)，宏觀掌握企業(yè)的制造能力和現(xiàn)場加工制造能力，結(jié)合地方道路運(yùn)輸能力限制，合理劃分工作界面，制定合理的制造技術(shù)方案，最終達(dá)到理想的產(chǎn)品質(zhì)量[1-3]。

1 設(shè)備主要結(jié)構(gòu)簡介

我公司為陜西某BDO 項(xiàng)目制造BYD 反應(yīng)器，其結(jié)構(gòu)主要由筒體、封頭、內(nèi)盤管、下環(huán)管和燭式過濾器等組成。結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 設(shè)備結(jié)構(gòu)圖（mm）

2 產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)和特性要求

2.1 主要技術(shù)參數(shù)如表1 所示

表1 產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)

2.2 主要技術(shù)要求

1）上部過濾器吊裝口與下部安裝口同軸度偏差＜5 mm；

2）下部安裝口端面與管口軸線的垂直度≤0.5 mm；

3）攪拌器接口與殼體軸線的同心度公差＜1.0 mm；密封面平面度±0.5 mm；

4）設(shè)備整體進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。

3 影響本設(shè)備制造質(zhì)量的關(guān)鍵因素

設(shè)備規(guī)格為DN6100 mm×（46+3）×13 350 mm，殼體材質(zhì)S31603+Q345R（正火），凈重約207 t。立置安裝，內(nèi)裝盤管、環(huán)管、攪拌器、燭式過濾器等裝置。殼體直徑大，壁薄。上封頭33 個(gè)管口，下封頭29 個(gè)管口。制造精度要求高，受道路運(yùn)輸限制，無法進(jìn)行整體運(yùn)輸，結(jié)合廠內(nèi)和現(xiàn)場制造能力，本設(shè)備分3 段運(yùn)輸，現(xiàn)場分段組裝。分段情況見圖2 所示。

圖2 設(shè)備分段結(jié)構(gòu)圖

分析設(shè)備結(jié)構(gòu)特性和制造要求，本設(shè)備的關(guān)鍵點(diǎn)為最終燭式過濾器的安裝要求。影響燭式過濾器安裝的質(zhì)量因素主要為：

1）上部過濾器吊裝口與下部安裝口同軸度，以及上下過濾器口密封面間距尺寸。

2）下部過濾器安裝口密封面與管口軸線的垂直度。

4 關(guān)鍵部件制造技術(shù)

4.1 封頭

本設(shè)備封頭為標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，預(yù)先根據(jù)設(shè)備管口方位排版下料，拼接焊縫避開開孔位置，壓制采用熱成型。成型后進(jìn)行恢復(fù)材料性能熱處理，同時(shí)對(duì)拼接焊縫進(jìn)行100%RT-II+100%MT-I/100%PT-I 檢測(cè)，按標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)成型后尺寸偏差。上下兩封頭端面內(nèi)徑偏差控制在±1.5 mm。

4.2 筒節(jié)

設(shè)備筒體分四節(jié)筒節(jié)成型，每節(jié)分兩瓣，共兩道A 類縫。結(jié)合封頭成型后端面直徑尺寸，按筒節(jié)展開尺寸公式：L=π（Di+2YH）方板下料。L 為復(fù)合板鋼板筒體展開長度mm；Di為復(fù)合板筒體內(nèi)徑mm；YH為中性層至復(fù)合板內(nèi)徑的距離，mm（參考文件附錄B）。

為提高筒節(jié)成型質(zhì)量和減少對(duì)后續(xù)工序的質(zhì)量影響，制作筒節(jié)時(shí)采取以下措施：

1）筒體在下料及卷制時(shí)，嚴(yán)格按照參考文獻(xiàn)1要求進(jìn)行制作；

2）筒節(jié)圓度測(cè)量合格后，兩端面分別采取支撐裝置予以固定；

3）筒節(jié)兩端面采用立車加工端面焊接坡口，保證后續(xù)焊縫成型質(zhì)量。

4.3 部件制作

部件制作前需根據(jù)設(shè)備管口方位及筒節(jié)排版要求，確定筒節(jié)和封頭上焊縫方位并進(jìn)行標(biāo)記，保證所有接管后期開孔組對(duì)時(shí)可避開殼體A、B 類焊縫。

4.3.1 上封頭組件

1）將上封頭和相鄰?fù)搀w組焊后組件封頭朝上豎直放置，沿封頭外表面拉線至少12 條，找出封頭正頂上中心，作好標(biāo)記。并按管口方位圖對(duì)管口進(jìn)行劃線。

2）采用馬鞍割開孔，保證開孔質(zhì)量。

3）筒體臥式放置，將帶孔環(huán)板置于筒體內(nèi)側(cè)，通過原先標(biāo)記的管口方位線，使環(huán)板上管口與封頭上管孔一一對(duì)應(yīng)。在外圈孔中找4 個(gè)管孔（均布于外圈），利用管外徑與管孔內(nèi)徑相同的鋼管貫穿封頭和環(huán)板孔，以保證封頭孔和環(huán)板孔同軸。通過測(cè)量環(huán)板邊緣至筒體端部之間的距離，調(diào)整環(huán)板水平度，四周采用不銹鋼筋固定。

帶孔環(huán)板兩面應(yīng)機(jī)加工成型保證平面度，按管口方位圖上過濾器口位置加工對(duì)應(yīng)管孔，并標(biāo)記方位線和管口符號(hào)，如圖3 所示。

圖3 帶孔環(huán)板和封頭組件示意

4）接管組對(duì)。將筒體封頭組件封頭朝上豎直放置。接管法蘭組件插入對(duì)應(yīng)的管孔后，通過調(diào)整接管法蘭兩端管孔中心及對(duì)應(yīng)的環(huán)板管孔中線在一條直線上，來調(diào)整接管與管孔的組對(duì)間隙。通過測(cè)量接管法蘭密封面至封頭表面四周的距離調(diào)整接管伸出長度，及法蘭面的水平度。四周點(diǎn)焊。

5）插入法蘭蓋定位管工裝，貫穿接管和環(huán)板孔，把緊法蘭蓋，4 個(gè)螺栓均布。采用筋板固定接管。

6）為保證焊接質(zhì)量，同時(shí)最大限度減小焊接應(yīng)力對(duì)制造質(zhì)量的影響。接管采用對(duì)稱組對(duì)，采用多名焊工同時(shí)對(duì)稱焊接，每4 個(gè)接管焊接完成后，通過水平儀測(cè)試法蘭密封面的水平度。先組對(duì)焊接內(nèi)圈接管、再組對(duì)焊接外圈接管。

7）上封頭組件組焊完檢測(cè)合格后，對(duì)部件進(jìn)行整體消除應(yīng)力熱處理。

4.3.2 下封頭組件

按上封頭接管組焊方式，對(duì)上封頭接管劃線、開孔、焊接。焊接并檢測(cè)合格后，進(jìn)行整體消除應(yīng)力熱處理。熱處理后應(yīng)對(duì)攪拌口內(nèi)壁和密封面進(jìn)行二次加工，保證同軸度和平面度要求。

4.3.3 殼體組焊

殼體組件按要求組對(duì)完，檢測(cè)合格后，進(jìn)行整體消除應(yīng)力熱處理。

5 設(shè)備現(xiàn)場組裝

1）將下封頭組件、筒體組件、上封頭組件等組焊面清理干凈，無油污、銹蝕等影響焊接質(zhì)量的雜質(zhì)?，F(xiàn)場組焊前，應(yīng)將地面硬化整平，鋪設(shè)鋼板（7 000 mm×10 000 mm），并用經(jīng)緯儀測(cè)量水平度偏差不得大于1 mm。

2）下封頭下方焊接工裝使下封頭部件立式放置，起吊筒體組件，將兩部件的0°、90°、180°、270°方位線對(duì)正后（4 條線間距離允差不大于2 mm）緩緩下落，利用組對(duì)工裝調(diào)節(jié)組對(duì)合攏縫，對(duì)口錯(cuò)邊量b≤1.5 mm，棱角度E≤5 mm，檢驗(yàn)合格后，按焊接工藝焊接并進(jìn)行相應(yīng)檢測(cè)。

3）檢測(cè)合格后去除合攏縫兩側(cè)支撐圈，按圖紙要求組裝下部環(huán)管和內(nèi)部盤管結(jié)構(gòu)，按要求組焊并進(jìn)行相應(yīng)檢測(cè)。

4）起吊上封頭組件，將兩部件的0°、90°、180°、270°方位線對(duì)正后（4 條線間距離允差不大于2 mm）緩緩下落，利用組對(duì)工裝調(diào)節(jié)組對(duì)合攏縫B1，對(duì)口錯(cuò)邊量b≤1.5 mm，棱角度E≤5 mm，檢驗(yàn)合格后，按焊接工藝焊接并進(jìn)行相應(yīng)檢測(cè)。

5）組焊及檢測(cè)合格后對(duì)設(shè)備整體進(jìn)行尺寸檢測(cè)，尺寸精度、公差符合設(shè)計(jì)要求。結(jié)果見表2。檢測(cè)合格厚對(duì)合攏縫進(jìn)行局部消除應(yīng)力熱處理。

表2 反應(yīng)器檢測(cè)結(jié)果

6）按設(shè)計(jì)文件要求對(duì)設(shè)備殼體和盤管進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。

6 結(jié)語

通過深入分析設(shè)備結(jié)構(gòu)和制造難點(diǎn)，結(jié)合多方因素，合理劃分工作界面，制定合理的制造工藝方案，采取合理的工藝措施，制作專用工裝，整個(gè)制造過程有過程檢驗(yàn)人員的嚴(yán)格檢測(cè)把控，保證了關(guān)鍵工序的生產(chǎn)質(zhì)量，從而控制整臺(tái)設(shè)備的制造質(zhì)量。使本設(shè)備能按時(shí)、保質(zhì)的交付使用，為以后制造此類大型設(shè)備積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。