单锥真空干燥机的螺旋半管夹套的制造与应用

发布时间：2020-06-03

　　多功能脉冲真空单锥干燥机是无锡双瑞机械根据精细化工行业精烘包生产线工艺要求开发的新一代搅拌型真空干燥器之一，采用先进的工艺设计和制造技术，能够处理湿粉、滤饼、糊剂和料浆等材料，尤其适合比重大、粘稠和敏感度高或者含有有毒或爆炸性溶剂的产品。单锥脉冲混合干燥机适合低真空度操作，可应用于流程的其他阶段，包括：反应-结晶、加热-冷却、杀菌、液体-固体分离和脱气

　　随着现代化学工业的发展，化工生产趋向大型化与规模化发展，单套生产装置的产量越来越大，单锥真空干燥机也逐渐向大型化发展。此时单锥干燥器的直径增大，锥体加长，特别是当夹套压力高于1.0MPa时，内筒壁厚增加，给真空单锥干燥机的设计和制造工作增加了难度，相应地也提高了设备的制造费用。因此，通过选择合适的夹套结构来达到器壁减薄、内筒承压能力增强的目的是比较经济合理的。

　　单锥真空干燥机加热夹套 型式和特点

　　(1) 整体夹套

　　对于搅拌设备的加热或冷却采用最多的夹套型式为整体型夹套，这种夹套是在设备外部再套上一个直径稍大的容器。其具有加工技术成熟、结构简单、制造方便等特点，从而在化工设备设计的选择中获得了广泛的应用。缺点是加热面积收到筒体几何尺寸的限制而不能做的太大。

　　(2) 带螺旋导流板夹套

　　在夹套内设置螺旋导流板，不但能为夹套内的流体导流，更好地加热或冷却容器内的物料，而且容器筒体因外压计算长度减小而使计算壁厚减小。缺点是当需要的导流板尺寸较大时，无法在筒体与夹套之间设置，如采用加大筒体与夹套间间距或增加导流板圈数及筒体壁厚来减小导流板尺寸的方法，则是一种本末倒置的做法，再者筒体、加强圈、夹套均为刚性连接，不一样的材料及温度，会产生极大的应力，因此应尽量避免该结构。

　　(3) 半(圆)管夹套

　　半(圆)管夹套结构按排列形式分为螺旋式和排管式，按半圆管形状分为标准半圆管和弓形管。半(圆)管夹套相对于整体夹套具有以下特点：结构简单，承压能力强，在不改变容器操作状况的情况下，可有效的减薄其设计壁厚，节省材料，降低设备成本，而且能提高设备抗外压的强度和刚度，方便检修。尤其对于外压工况较为恶劣的大型单锥真空干燥机，这一优势较为明显。缺点是焊缝较多，焊接量大，给加工制造带来一定难度，同时也增加了无损检测的工作量。

　　单锥真空干燥机螺旋半回管夹套在制造中所存在的问题与分析

　　螺旋半圆管夹套(下简称半管)设备在欧美国家已较普遍使用，且德国于1979年已形成规范化。半管设备与普通夹套容器相比，具有筒体受力好、传热效率高、节能及节约钢材用量等优点，是目前较为合理、先进的夹套结构。无锡双瑞机械深入一些有承担制造的厂家进行了调研，了解到半管夹套容器的制造问题是影响其推广应用的主要问题之一。

　　(1) 半管成形问题

　　有的厂家制造这部分半管是采用现成的圆管，根据筒体外径卷制成形，然后划线。划线后上铣床铣去管子的一半(不能用了)制成。因此这部分半管消耗较多，加工量也较大，其相对费用较高，且加工后的半管内径又难于保证圆度。

　　(2) 筒体自重非圆问题

　　由于此类设备较长，因此只能采取把设备放倒后在筒节上组对、组焊半管。由于设备本身筒体的自重作用，即使在滚圆加工时很回，但其放倒后就变得不圆了。而有的厂家没有采用任何措施，直接将半管组对、组焊在筒节上，这就给设备以后使用中造成了隐患。

　　(3) 螺旋半管与筒体组装问题

　　将制成的半管先固定在器壁上，然后焊半管间的对接焊缝，这样加工工艺造成了半管焊后没有了收缩余地。因而在半管的对焊缝间将留下较大的装配应力，这一装配应力一般表现为拉伸应力，极易造成焊接裂纹，降低焊缝的抗拉强度。因此其加工工艺有待于改进。

　　单锥真空干燥机螺旋半管夹套的制造解决方案

　　针对上述问题，无锡双瑞机械花费了一个多月的时间，翻阅了日本、德国等国家相关螺旋半管夹套制造的技术资料，结合自己所掌握的技术、反复实践、修改，又花费了约一个月的时间，终于找到了单锥真空干燥机螺旋半管夹套的具体制造方案设计及解决上述问题的方法。

　　(1) 辊制成形

　　半管夹套采用钢板代替圆管下料，然后用自制半管辊制机辊压成形。钢板条在辊制机上按压力容器《卷圆工艺守则》辊圆成形，使其圆度符合压力容器GB150一89的10、13的规定。

　　(2) 筒体外部螺旋半圆管的组装

　　螺旋半圆管的加工制造工艺复杂，既有螺旋半径的变化，又有螺旋导角的变化，增加了制造难度，一旦制作尺寸不到位，将会使装配及焊接更加困难。螺旋半圆管对接接头多，环角焊缝比较长，为保证其焊接质量，对接接头必须全部焊透，而半圆管环角焊缝的探伤有一定困难，表面探伤很难发现内部缺陷(如夹渣、未焊透、气孔、裂纹等)。这给设备的使用带来不少潜在的危险，为此制定了专门的工艺措施来解决以上难点。

　　(3) 筒体焊前准备

　　先将装焊好的筒体竖立于平台之上，再次确认筒体上方位(0°、90°、180°、270°)，在以上4个方位线上，将螺旋半圆管的轨迹线划出，这样可以保证装配的准确性，之后将螺旋半圆管从下往向上依次装焊，为此制作了工装卡块和楔形块，使半圆管能够与筒体紧贴，这样使对接接头错边量很小，有利于保证焊接质量。

　　(4) 焊接过程

　　为了能够全焊透对接接头，采用V形坡口，钝边(1±1)mm，间隙2～3 mm，单面焊双面成形，并专门培训焊工进行施焊。对于环角焊缝，为确保其焊接质量，分别在焊接和热处理后，除进行表面探伤检查外，还作了水压试验及气密性试验，一旦发现泄露及时补焊并重新探伤及再次打压( 经过严密计算将试验压力增加到一定倍数，并保压足够长的时间)。

　　(5) 耐压试验

　　由于单锥真空干燥机结构复杂，焊缝过长及施焊位置很差，为保证焊接质量，必须采取在焊接后和热处理后对外部盘管进行试压，且水压和气密性试验均做，达到产品要求。

　　单锥真空干燥机螺旋半圆管夹套式反应器技术要求高，结构复杂，制造困难大，必需充分考虑其制造，装配过程中的难点，预先制定合理的工艺措施和制作必要的辅助工装。制造过程中严格按照图纸和工艺要求使零件成形，装焊过程中防止大法兰焊后变形，提高盘管和筒体焊接质量以及控制好各个关键难点。