單錐真空干燥機的螺旋半管夾套的制造與應用

發布時間：2020-11-01

多功能脈沖真空單錐干燥機是無錫雙瑞機械根據精細化工行業精烘包生產線工藝要求開發的新一代攪拌型真空干燥器之一，采用先進的工藝設計和制造技術，能夠處理濕粉、濾餅、糊劑和料漿等材料，尤其適合比重大、粘稠和敏感度高或者含有有毒或爆炸性溶劑的產品。單錐脈沖混合干燥機適合低真空度操作，可應用于流程的其他階段，包括：反應-結晶、加熱-冷卻、殺菌、液體-固體分離和脫氣

隨著現代化學工業的發展，化工生產趨向大型化與規模化發展，單套生產裝置的產量越來越大，單錐真空干燥機也逐漸向大型化發展。此時單錐干燥器的直徑增大，錐體加長，特別是當夾套壓力高于1.0MPa時，內筒壁厚增加，給真空單錐干燥機的設計和制造工作增加了難度，相應地也提高了設備的制造費用。因此，通過選擇合適的夾套結構來達到器壁減薄、內筒承壓能力增強的目的是比較經濟合理的。

單錐真空干燥機加熱夾套 型式和特點
  (1) 整體夾套
  對于攪拌設備的加熱或冷卻采用最多的夾套型式為整體型夾套，這種夾套是在設備外部再套上一個直徑稍大的容器。其具有加工技術成熟、結構簡單、制造方便等特點，從而在化工設備設計的選擇中獲得了廣泛的應用。缺點是加熱面積收到筒體幾何尺寸的限制而不能做的太大。
  (2) 帶螺旋導流板夾套
  在夾套內設置螺旋導流板，不但能為夾套內的流體導流，更好地加熱或冷卻容器內的物料，而且容器筒體因外壓計算長度減小而使計算壁厚減小。缺點是當需要的導流板尺寸較大時，無法在筒體與夾套之間設置，如采用加大筒體與夾套間間距或增加導流板圈數及筒體壁厚來減小導流板尺寸的方法，則是一種本末倒置的做法，再者筒體、加強圈、夾套均為剛性連接，不一樣的材料及溫度，會產生極大的應力，因此應盡量避免該結構。

 (3) 半(圓)管夾套
  半(圓)管夾套結構按排列形式分為螺旋式和排管式，按半圓管形狀分為標準半圓管和弓形管。半(圓)管夾套相對于整體夾套具有以下特點：結構簡單，承壓能力強，在不改變容器操作狀況的情況下，可有效的減薄其設計壁厚，節省材料，降低設備成本，而且能提高設備抗外壓的強度和剛度，方便檢修。尤其對于外壓工況較為惡劣的大型單錐真空干燥機，這一優勢較為明顯。缺點是焊縫較多，焊接量大，給加工制造帶來一定難度，同時也增加了無損檢測的工作量。
單錐真空干燥機螺旋半回管夾套在制造中所存在的問題與分析

  螺旋半圓管夾套(下簡稱半管)設備在歐美國家已較普遍使用，且德國于1979年已形成規范化。半管設備與普通夾套容器相比，具有筒體受力好、傳熱效率高、節能及節約鋼材用量等優點，是目前較為合理、先進的夾套結構。無錫雙瑞機械深入一些有承擔制造的廠家進行了調研，了解到半管夾套容器的制造問題是影響其推廣應用的主要問題之一。
  (1) 半管成形問題
  有的廠家制造這部分半管是采用現成的圓管，根據筒體外徑卷制成形，然后劃線。劃線后上銑床銑去管子的一半(不能用了)制成。因此這部分半管消耗較多，加工量也較大，其相對費用較高，且加工后的半管內徑又難于保證圓度。
  (2) 筒體自重非圓問題
  由于此類設備較長，因此只能采取把設備放倒后在筒節上組對、組焊半管。由于設備本身筒體的自重作用，即使在滾圓加工時很回，但其放倒后就變得不圓了。而有的廠家沒有采用任何措施，直接將半管組對、組焊在筒節上，這就給設備以后使用中造成了隱患。
  (3) 螺旋半管與筒體組裝問題

將制成的半管先固定在器壁上，然后焊半管間的對接焊縫，這樣加工工藝造成了半管焊后沒有了收縮余地。因而在半管的對焊縫間將留下較大的裝配應力，這一裝配應力一般表現為拉伸應力，極易造成焊接裂紋，降低焊縫的抗拉強度。因此其加工工藝有待于改進。

單錐真空干燥機螺旋半管夾套的制造解決方案
  針對上述問題，無錫雙瑞機械花費了一個多月的時間，翻閱了日本、德國等國家相關螺旋半管夾套制造的技術資料，結合自己所掌握的技術、反復實踐、修改，又花費了約一個月的時間，終于找到了單錐真空干燥機螺旋半管夾套的具體制造方案設計及解決上述問題的方法。
  (1) 輥制成形
  半管夾套采用鋼板代替圓管下料，然后用自制半管輥制機輥壓成形。鋼板條在輥制機上按壓力容器《卷圓工藝守則》輥圓成形，使其圓度符合壓力容器GB150一89的10、13的規定。
  (2) 筒體外部螺旋半圓管的組裝
  螺旋半圓管的加工制造工藝復雜，既有螺旋半徑的變化，又有螺旋導角的變化，增加了制造難度，一旦制作尺寸不到位，將會使裝配及焊接更加困難。螺旋半圓管對接接頭多，環角焊縫比較長，為保證其焊接質量，對接接頭必須全部焊透，而半圓管環角焊縫的探傷有一定困難，表面探傷很難發現內部缺陷(如夾渣、未焊透、氣孔、裂紋等)。這給設備的使用帶來不少潛在的危險，為此制定了專門的工藝措施來解決以上難點。
  (3) 筒體焊前準備
  先將裝焊好的筒體豎立于平臺之上，再次確認筒體上方位(0°、90°、180°、270°)，在以上4個方位線上，將螺旋半圓管的軌跡線劃出，這樣可以保證裝配的準確性，之后將螺旋半圓管從下往向上依次裝焊，為此制作了工裝卡塊和楔形塊，使半圓管能夠與筒體緊貼，這樣使對接接頭錯邊量很小，有利于保證焊接質量。

  (4) 焊接過程
  為了能夠全焊透對接接頭，采用V形坡口，鈍邊(1±1)mm，間隙2～3 mm，單面焊雙面成形，并專門培訓焊工進行施焊。對于環角焊縫，為確保其焊接質量，分別在焊接和熱處理后，除進行表面探傷檢查外，還作了水壓試驗及氣密性試驗，一旦發現泄露及時補焊并重新探傷及再次打壓( 經過嚴密計算將試驗壓力增加到一定倍數，并保壓足夠長的時間)。
  (5) 耐壓試驗
  由于單錐真空干燥機結構復雜，焊縫過長及施焊位置很差，為保證焊接質量，必須采取在焊接后和熱處理后對外部盤管進行試壓，且水壓和氣密性試驗均做，達到產品要求。
  單錐真空干燥機螺旋半圓管夾套式反應器技術要求高，結構復雜，制造困難大，必需充分考慮其制造，裝配過程中的難點，預先制定合理的工藝措施和制作必要的輔助工裝。制造過程中嚴格按照圖紙和工藝要求使零件成形，裝焊過程中防止大法蘭焊后變形，提高盤管和筒體焊接質量以及控制好各個關鍵難點。