三聚結晶器的制造

楊連紅 郭志英 趙丹 金城宇

（中航黎明錦西化工機械（集團）有限責任公司研究所)

化機制造

三聚結晶器的制造

楊連紅*郭志英 趙丹 金城宇

（中航黎明錦西化工機械（集團）有限責任公司研究所)

介紹了三聚結晶器的結構特點，并分析了其制造難點。有針對性地提出了采用透光法進行殼體組對安裝的方案，以確保殼體各部件的同軸度。

三聚結晶器 筒體 封頭 焊接 制造難點 制造工藝 透光法

0 前言

三聚結晶器是2萬t/a聚甲醛項目的關鍵設備。該設備的主體材料為S32168，設備直徑3400 mm，筒體壁厚12 mm。設備殼體由上封頭組件、筒體、錐封頭組件三部分組成，殼體外形規格尺寸為DN3400×12×7325。該設備為帶底軸承的上傳動機構攪拌設備。該設備的制造關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，采用透光法進行殼體組對以替代整體二次加工。另外，殼體的直徑大、厚度較薄，這也給設備的制造增加了難度。

三聚結晶器的結構如圖1所示。

1 主要零部件的制造

由于設備攪拌部分是采用進口攪拌轉動裝置，在制造廠僅對設備的殼體部分進行制造，因而不能在制造廠進行整體組裝及試運轉。三聚結晶器的殼體結構如圖2所示。

該設備殼體由上封頭組件、筒體和錐封頭組件三部分構成。由于設備的直徑較大且殼體的壁厚較薄，控制筒節的圓度、部件的整體加工精度以及組對時對口錯邊量是確保殼體上、下同軸的關鍵。

1.1 上封頭組件的制造

（1）封頭內徑為3400 mm，下料厚度為14 mm，旋壓成形。上封頭組件結構詳見圖3。

（2）封頭成形經檢驗合格后，進行機加工。先將工裝支撐圈點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，再對上封頭組焊件進行整體二次加工。法蘭密封面的同軸度允差≤1 mm，垂直度允差≤1.0 mm。

圖1 三聚結晶器的結構

圖2 殼體結構

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。錐體大端內徑為3400 mm，小端內徑為207 mm，壁厚度為14 mm。錐封頭組件的結構詳見圖4。

圖4 錐封頭組件

（2）錐封頭分三段進行制造，大端和中間段冷滾成形，小端分兩半壓制成形，并分別對三段的錐節兩端進行坡口配制加工。

（3）錐封頭組焊時，為保證焊接質量，避免焊接變形，先在每段端口兩側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行組焊。

（4）對錐封頭組件按施工圖要求進行整體二次加工。首先加工錐體大端坡口，然后以大端為基準，按施工圖要求加工小端法蘭內孔及其密封面。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

筒體由各筒節組焊而成。筒節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徑配作筒節下料展開長度。

2 殼體的制造

采用透光法進行殼體各段的組對安裝，并進行焊接。所謂透光法，是一種利用光直線傳播的特點來進行設備安裝的方法。也就是說，利用激光經緯儀發射出光束（光斑直徑為2 mm），在殼體上不同處安放光靶，使穿過殼體上不同處光靶上的光束均在2 mm的光斑直徑范圍內，按此方法對上封頭組件、筒體和錐封頭組件三部分進行組對焊接。殼體組對安裝采用透光法，共設置4個光靶，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。安裝光靶時按八點法確定所裝位置的圓心。光靶組件詳見圖6。

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

（3）按本工程焊接工藝要求進行焊接。檢測合格后，將設備立置找正，進行檢測。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 結束語

該三聚結晶器設備已在用戶現場一次組裝試車成功。實踐證明，用透光法進行殼體組對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備的制造提供了有益的借鑒。

[1]HG/T 20569—2013機械攪拌設備[S].北京：中國計劃出版社，2014.

[2]HG 2367—2005氯乙烯聚合反應釜技術條件[S].北京：化學工業出版社，2006.

過濾器濾芯國產化開發應用項目通過評定

2016年5月19日，“催化裂化油漿過濾器濾芯國產化開發應用”通過項目評定。據介紹，燕山石化公司三催化油漿過濾器采用國外一家公司生產的金屬粉末濾芯，價格昂貴，濾芯粉末體與連接頭焊接部位開裂，導致濾芯多次發生斷裂；過濾精度達不到設計要求；過濾器上壓快，連續運行周期只有15天到6個月。為此，在中國石化科技部的支持下，安泰科技和燕山石化合作，開發了經濟實用的國產濾芯。國產濾芯采用非對稱復合結構，在結構設計、生產工藝控制及組裝方式上均具有創新性，可降低過濾器運行壓差，有效提高濾芯整體結構強度，避免濾芯變形、斷裂，提高濾芯的可靠性。實驗室評價結果表明，該非對稱濾芯總體性能達到進口濾芯的水平。(高遠)

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，高級工程師。葫蘆島市，125001。