單錐真空干燥機(jī)的螺旋半管夾套的制造與應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間：2020-06-03

　　多功能脈沖真空單錐干燥機(jī)是無錫雙瑞機(jī)械根據(jù)精細(xì)化工行業(yè)精烘包生產(chǎn)線工藝要求開發(fā)的新一代攪拌型真空干燥器之一，采用先進(jìn)的工藝設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，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(chǎn)品。單錐脈沖混合干燥機(jī)適合低真空度操作，可應(yīng)用于流程的其他階段，包括：反應(yīng)-結(jié)晶、加熱-冷卻、殺菌、液體-固體分離和脫氣

　　隨著現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，化工生產(chǎn)趨向大型化與規(guī)模化發(fā)展，單套生產(chǎn)裝置的產(chǎn)量越來越大，單錐真空干燥機(jī)也逐漸向大型化發(fā)展。此時(shí)單錐干燥器的直徑增大，錐體加長，特別是當(dāng)夾套壓力高于1.0MPa時(shí)，內(nèi)筒壁厚增加，給真空單錐干燥機(jī)的設(shè)計(jì)和制造工作增加了難度，相應(yīng)地也提高了設(shè)備的制造費(fèi)用。因此，通過選擇合適的夾套結(jié)構(gòu)來達(dá)到器壁減薄、內(nèi)筒承壓能力增強(qiáng)的目的是比較經(jīng)濟(jì)合理的。

　　單錐真空干燥機(jī)加熱夾套 型式和特點(diǎn)

　　(1) 整體夾套

　　對(duì)于攪拌設(shè)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(shè)備外部再套上一個(gè)直徑稍大的容器。其具有加工技術(shù)成熟、結(jié)構(gòu)簡單、制造方便等特點(diǎn)，從而在化工設(shè)備設(shè)計(jì)的選擇中獲得了廣泛的應(yīng)用。缺點(diǎn)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(dǎo)流板夾套

　　在夾套內(nèi)設(shè)置螺旋導(dǎo)流板，不但能為夾套內(nèi)的流體導(dǎo)流，更好地加熱或冷卻容器內(nèi)的物料，而且容器筒體因外壓計(jì)算長度減小而使計(jì)算壁厚減小。缺點(diǎn)是當(dāng)需要的導(dǎo)流板尺寸較大時(shí)，無法在筒體與夾套之間設(shè)置，如采用加大筒體與夾套間間距或增加導(dǎo)流板圈數(shù)及筒體壁厚來減小導(dǎo)流板尺寸的方法，則是一種本末倒置的做法，再者筒體、加強(qiáng)圈、夾套均為剛性連接，不一樣的材料及溫度，會(huì)產(chǎn)生極大的應(yīng)力，因此應(yīng)盡量避免該結(jié)構(gòu)。

　　(3) 半(圓)管夾套

　　半(圓)管夾套結(jié)構(gòu)按排列形式分為螺旋式和排管式，按半圓管形狀分為標(biāo)準(zhǔn)半圓管和弓形管。半(圓)管夾套相對(duì)于整體夾套具有以下特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，承壓能力強(qiáng)，在不改變?nèi)萜鞑僮鳡顩r的情況下，可有效的減薄其設(shè)計(jì)壁厚，節(jié)省材料，降低設(shè)備成本，而且能提高設(shè)備抗外壓的強(qiáng)度和剛度，方便檢修。尤其對(duì)于外壓工況較為惡劣的大型單錐真空干燥機(jī)，這一優(yōu)勢(shì)較為明顯。缺點(diǎn)是焊縫較多，焊接量大，給加工制造帶來一定難度，同時(shí)也增加了無損檢測(cè)的工作量。

　　單錐真空干燥機(jī)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(shè)備在歐美國家已較普遍使用，且德國于1979年已形成規(guī)范化。半管設(shè)備與普通夾套容器相比，具有筒體受力好、傳熱效率高、節(jié)能及節(jié)約鋼材用量等優(yōu)點(diǎn)，是目前較為合理、先進(jìn)的夾套結(jié)構(gòu)。無錫雙瑞機(jī)械深入一些有承擔(dān)制造的廠家進(jìn)行了調(diào)研，了解到半管夾套容器的制造問題是影響其推廣應(yīng)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(xiàn)成的圓管，根據(jù)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(duì)費(fèi)用較高，且加工后的半管內(nèi)徑又難于保證圓度。

　　(2) 筒體自重非圓問題

　　由于此類設(shè)備較長，因此只能采取把設(shè)備放倒后在筒節(jié)上組對(duì)、組焊半管。由于設(shè)備本身筒體的自重作用，即使在滾圓加工時(shí)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(duì)、組焊在筒節(jié)上，這就給設(shè)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(duì)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(duì)焊縫間將留下較大的裝配應(yīng)力，這一裝配應(yīng)力一般表現(xiàn)為拉伸應(yīng)力，極易造成焊接裂紋，降低焊縫的抗拉強(qiáng)度。因此其加工工藝有待于改進(jìn)。

　　單錐真空干燥機(jī)螺旋半管夾套的制造解決方案

　　針對(duì)上述問題，無錫雙瑞機(jī)械花費(fèi)了一個(gè)多月的時(shí)間，翻閱了日本、德國等國家相關(guān)螺旋半管夾套制造的技術(shù)資料，結(jié)合自己所掌握的技術(shù)、反復(fù)實(shí)踐、修改，又花費(fèi)了約一個(gè)月的時(shí)間，終于找到了單錐真空干燥機(jī)螺旋半管夾套的具體制造方案設(shè)計(jì)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(jī)輥壓成形。鋼板條在輥制機(jī)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(guī)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(fù)雜，既有螺旋半徑的變化，又有螺旋導(dǎo)角的變化，增加了制造難度，一旦制作尺寸不到位，將會(huì)使裝配及焊接更加困難。螺旋半圓管對(duì)接接頭多，環(huán)角焊縫比較長，為保證其焊接質(zhì)量，對(duì)接接頭必須全部焊透，而半圓管環(huán)角焊縫的探傷有一定困難，表面探傷很難發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷(如夾渣、未焊透、氣孔、裂紋等)。這給設(shè)備的使用帶來不少潛在的危險(xiǎn)，為此制定了專門的工藝措施來解決以上難點(diǎn)。

　　(3) 筒體焊前準(zhǔn)備

　　先將裝焊好的筒體豎立于平臺(tái)之上，再次確認(rèn)筒體上方位(0°、90°、180°、270°)，在以上4個(gè)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(zhǔn)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(duì)接接頭錯(cuò)邊量很小，有利于保證焊接質(zhì)量。

　　(4) 焊接過程

　　為了能夠全焊透對(duì)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(xùn)焊工進(jìn)行施焊。對(duì)于環(huán)角焊縫，為確保其焊接質(zhì)量，分別在焊接和熱處理后，除進(jìn)行表面探傷檢查外，還作了水壓試驗(yàn)及氣密性試驗(yàn)，一旦發(fā)現(xiàn)泄露及時(shí)補(bǔ)焊并重新探傷及再次打壓( 經(jīng)過嚴(yán)密計(jì)算將試驗(yàn)壓力增加到一定倍數(shù)，并保壓足夠長的時(shí)間)。

　　(5) 耐壓試驗(yàn)

　　由于單錐真空干燥機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，焊縫過長及施焊位置很差，為保證焊接質(zhì)量，必須采取在焊接后和熱處理后對(duì)外部盤管進(jìn)行試壓，且水壓和氣密性試驗(yàn)均做，達(dá)到產(chǎn)品要求。

　　單錐真空干燥機(jī)螺旋半圓管夾套式反應(yīng)器技術(shù)要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難大，必需充分考慮其制造，裝配過程中的難點(diǎn)，預(yù)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(yán)格按照?qǐng)D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(zhì)量以及控制好各個(gè)關(guān)鍵難點(diǎn)。