雙帶極堆焊系統在加氫反應器制造中的改進和應用

摘 要：加氫反應器作為石化行業的關鍵設備，反應器的工作介質具有嚴重的腐蝕性，所以內壁均需要大面積堆焊不銹鋼層，從而實現容器的耐腐蝕性能。而且國內基本上采用雙層堆焊來保證反應器的耐腐蝕性能，雖然通過開發新型的堆焊材料和堆焊工藝，單層堆焊技術逐漸在加氫反應器堆焊中得以應用，但是由于加氫反應器噸位大，內壁整體均需要堆焊，仍然需要大量時間在堆焊上。針對此種情況，為了加快技術進步，提高生產效率，通過對原有單帶極操作系統進行改進，實現雙帶極埋弧焊。

關鍵詞：加氫反應器；雙層堆焊；石化行業

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.028

1 產品基本概況

產品筒節的基材為12Cr2Mo1R，厚度δ=70mm，內徑Φ=2000mm ，筒節長度3500mm。

2 焊接材料及參數

在保證耐腐蝕層的化學成分和耐腐蝕性等性能要求及滿足焊接工藝評定結果的前提下，為了更快的提高生產效率，堆焊層采用單層堆焊，堆焊層厚度4.5mm。焊材采用日本WEL不銹鋼焊材，焊帶牌號WELESS309NBL，焊帶尺寸75×0.4mm，焊劑牌號WELESBF-1S。

焊接參數見表1。

3 原帶極堆焊系統設備結構概況

整套帶極堆焊系統由焊接操作機，帶極堆焊機頭，電氣控制系統等幾部分組成，其中焊接操作機由立柱（包括提升機構、滑座部件、立柱回轉、防墜落保險裝置及配重部件）、橫梁、氣動/手動鎖緊裝置、行走臺車等部件組成。

橫梁安裝在滑板上，可沿滑板伸縮，速度無級可調，橫臂伸縮采用齒輪齒條傳動，低速扭矩大，滑板安裝在立柱上，可沿立柱升降，速度無級可調，并設有防墜落保險裝置，發生故障時，可防止橫梁下墜。立柱安裝在底座的回轉機構上，可在底座上回轉，回轉采用交流電動機驅動，回轉角度為±180，回轉裝置具有超范圍機械擋塊和氣動/手動鎖緊裝置?；剞D機構采用回轉支承機構，回轉平穩，防傾覆能力強，確保了立柱的穩定性。

立柱導軌為整臺設備的安裝基礎，具有很好的剛性，配重在其內部升降，結構緊湊美觀。立柱回轉裝置的減速箱及傳動齒輪、電機、氣動夾緊裝置及設備電纜等方便維護、有合理的檢修維修空間。立柱、橫梁導軌采用方形導軌，保證了橫梁在伸縮和升降過程運行平穩橫臂是焊接機頭的載體，采用優質鋼材焊接而成，具有良好的剛性，所有導軌精加工而成，導軌采用方形導軌，保證了導軌的高精度及耐磨性，運行平穩?；逋ㄟ^四個定位導向輪在立柱上移動；其余四個導向輪用于固定橫臂，可使其水平移動。其中兩個導向輪采用偏心輪固定，可用來調節移動間隙。

操作機的臺車內軌距為2500mm，雙驅動兩軸行走。采用交流電機驅動，操作機臺車的移動速度無級可調，行走勻速穩定，無打滑、沖擊、抖動現象。

4 原堆焊系統改進方案

為了提高筒身堆焊不銹鋼的效率，經過深入系統的探討研究，發現可以通過對單帶極操作系統進行改進升級，設計橫梁小車裝置，此外還需要：蘇多凱公司125-ES1-300型帶極堆焊機頭兩套，A6控制盒兩個和ESAB 1600A電源兩臺。從而實現一臺操作機上懸掛兩套堆焊裝置，從而實現雙帶極埋弧堆焊。效率可提高一倍。見示意圖1。

首先設計橫梁小車，將小車安裝在操作機橫臂的導軌上，驅動方式為齒輪、齒條，齒條與操作機橫臂齒條共用。兩小車可分別控制，也可聯動控制，小車行走速度1-1000mm/min。小車安裝有雙向電氣限位，保證小車之間，小車與橫梁拖板之間不發生碰撞。

帶極堆焊小車采用交流伺服電機驅動，可實現精確移距功能。在PLC集中控制系統的控制下，可實現兩臺小車同步移動，也可單獨移動?？刂葡到y可與滾輪架上的編碼器通訊，實現設定周長自動移位功能。

此次改進采用的是一個操作機上懸掛兩個堆焊機頭，兩個機頭為單獨的控制系統，分別配備了電源，控制盒及相應的一次線和二次線。焊接過程中，雙帶極堆焊機頭同時起弧焊接，可以采用操作機橫梁的橫向移動，帶動兩個帶極機頭同時移動。由可以兩個小車同步移動及單獨移動。

5 改進結果

通過本次改進，實現了雙帶極同時堆焊，焊接過程穩定，焊縫高度符合要求，焊縫無咬邊，壓倒均勻，成型美觀，達到了堆焊的要求，而且效率大大提高，周期縮短一半，極大的解決了生產制造周期緊張的難點，焊接質量也得到很好的保證。充分發揮了提升效率的優勢，起到了很好的改進效果。

作者簡介：李洪巖（1985-），男，遼寧綏中人，本科，工程師，機械員，主要從事設備技術維修工作。