旋流板分離器制造技術(shù)

■普爾利斯（中國）環(huán)保分離設(shè)備制造有限公司 王杰

旋流板分離器制造技術(shù)

■普爾利斯（中國）環(huán)保分離設(shè)備制造有限公司 王杰

摘要：詳細(xì)介紹了旋流板分離器在批量生產(chǎn)狀態(tài)下旋流板折彎工藝優(yōu)化方法，以及優(yōu)化后的材料利用率的分析對比。通過優(yōu)化折彎工藝，材料利用率提高了約20%，工時費(fèi)用降低了40%。對組裝工裝的設(shè)計及高效焊接、酸洗鈍化等工序做了簡單介紹，為同類產(chǎn)品制造工藝方法提供了借鑒。

1. 概述

旋流板分離器是一種典型的基于離心分離原理的氣液分離器，其壓降低、體積小，分離效率高，安裝方便，是氣液、氣固有效的分離裝置，已被廣泛應(yīng)用于石油、化工、天然氣領(lǐng)域。最近，我公司承接了400萬t/a神華寧煤煤炭間接液化項目氣化裝置折流板分離器共96臺，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如圖1所示。96臺產(chǎn)品，共4種尺寸規(guī)格，具體如表1所示。

2. 產(chǎn)品制造工藝優(yōu)化過程

（1）設(shè)備及工裝模具選擇該產(chǎn)品厚5mm，折彎半徑r=5mm，下模開口選用32mm。由于需要的壓力較大，我們使用4000kN加拿大Accurpress折彎機(jī)進(jìn)行折彎，本設(shè)備折彎精度±0.01mm（見圖2）。

（2）旋流板折彎工藝方案確定旋流板是分離器的主要部件，也是材料用量最大、要求最高的部件。本項目產(chǎn)品旋流板共3600片，要想實現(xiàn)材料利用率最大化，合理的折彎工藝方法是前提。為此，我們考慮了多種方案，現(xiàn)對比如下。

圖2

表1　旋流板分離器主要規(guī)格尺寸

方案一：單個下料、單個成形（見圖3）。由于折彎邊是有斜度的，且最短邊幾乎沒有直邊段，因此必須考慮增加工藝加工余量來完成。折彎產(chǎn)品后，再利用切割工具進(jìn)行去余量，然后打磨完成。制造工藝流程為：下料

（留切割余量）→折彎→去工藝余量（打磨）。

方案二：單個下料，組焊后兩個一起成形（見圖4）。這個方案主要是通過正反組合，充分利用對方作為折彎直邊段來完成擋料定位。 制造工藝流程：下料→兩兩點焊→ 折彎→切割（兩兩分離）。

方案三：兩個葉片采用同一塊料，成形后進(jìn)行切割分離（見圖5）。這個方案同樣是互相利用對方作為折彎用擋料定位，完成折彎工序。制造工藝流程：下料→折彎→切割。

通過以上方案現(xiàn)場試制，分析比較如下。

方案一：由于采用單個下料、單個成形，留有折彎余量是必需的。折彎余量約20mm寬。完成折彎后，采用等離子弧切割掉，由于手工切割的局限性，打磨工作量相當(dāng)大，浪費(fèi)工時相當(dāng)多。適用于斜片數(shù)量少的場合，對制作工時及材料影響不大。這在我們以前的幾個小項目中（旋流板小且數(shù)量少）采用過，折彎現(xiàn)場如圖6所示。

方案二：是最節(jié)省材料的一種方法，因為兩板之間不需要留有連接余量，當(dāng)然切割也最方便，僅把焊點磨掉就可以了。但是經(jīng)過試驗，根本完不成產(chǎn)品的成形。本方案是在成形前就完成單個斜片尺寸的下料，然后點焊在一起，由于點焊畢竟存在間隙，有間隙的地方根本不能實現(xiàn)折彎。因此，本方案只能放棄。

方案三：應(yīng)該是以上兩種方案的優(yōu)化，經(jīng)過多次試驗，完成產(chǎn)品滿足圖樣要求。

在總結(jié)前兩個方案的基礎(chǔ)上，我們進(jìn)行了優(yōu)化，兩個旋流板一起下料完成后，互相借用另一方的一邊作為折彎邊，正反折彎成形（見圖7）。成形后，借助工裝，采用自動切割機(jī)成形。這樣不僅節(jié)省了材料，由于采用自動切割機(jī)進(jìn)行切割，表面質(zhì)量也很好，打磨工作量較小，同時節(jié)省了大量工時。當(dāng)然該方案也可以4個旋流板一起成形，但是由于產(chǎn)品比較長，重量大，不方便正反進(jìn)行折彎，最終還是選擇了兩個一起成形。

（3）產(chǎn)品成本分析比較本項目產(chǎn)品制作完成后，我們做了材料成本的分析比較，材料利用率約提高了20%，工時降低了40%，具體參數(shù)見表2，這為公司節(jié)約了近10萬元制造成本，得到了公司及美國公司總部的肯定。

（4）旋流板組裝焊接作為關(guān)鍵部件組裝，旋流板安裝角度、間隙控制是重中之重，因為尺寸大小直接影響分離效率。為滿足圖樣的技術(shù)要求，我們專門設(shè)計了如圖8所示的裝配工裝。將產(chǎn)品蓋帽與工裝進(jìn)行點焊，對稱裝配3塊旋流板，在裝配3個斜片定位完成后拆除工裝（如果不拆除，將會影響裝配），然后再依次裝配完成其他旋流板。利用這個裝配工裝，我們完成了所有產(chǎn)品裝配，保證了裝配質(zhì)量，同時提高了裝配效率。旋流板的焊接采用變位機(jī)固定，自動氣保焊焊接環(huán)縫的方式，解決了焊接效率低的問題。

圖3

圖4

圖5

圖6

圖7

（5）旋流板的酸洗鈍化由于產(chǎn)品全部為不銹鋼，故焊接后

我們選擇了酸洗鈍化工藝。在以往不銹鋼產(chǎn)品中，大部分使用酸洗鈍化膏進(jìn)行刷涂，達(dá)到規(guī)定時間后再進(jìn)行沖洗。針對這種結(jié)構(gòu)，我們采用多件浸泡的酸洗鈍化，大幅提高了工效。

圖8

表2　旋流板材料利用率及工時統(tǒng)計分析

3. 結(jié)語

產(chǎn)品制作中考慮了多種產(chǎn)品折彎工藝方案并進(jìn)行了比較分析，實踐證明，優(yōu)化后的方案既能保證產(chǎn)品技術(shù)要求，更能提高工作效率，降低生產(chǎn)成本。96臺產(chǎn)品順利交貨驗收，證明了工藝方案是合理的，不僅為公司創(chuàng)造了較大的經(jīng)濟(jì)效益，更為以后類似產(chǎn)品的制作提供了可靠依據(jù)。

20150714