超大型薄壁压力容器(BYD反应器)制造技术.pdf

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1、第42卷第6期化工机械835超大型薄壁压力容器(BYD反应器)制造技术高亚萍+张凯汤传梅郑红果(兰州兰石重型装备股份有限公司)摘要介绍了丁炔二醇(BYD)反应器的构造，从封头、筒体的组焊，盘管的制造，耐压试验和总装5个方面阐述了大型薄壁压力容器的制造过程。关键词大型薄壁压力容器BYD反应器组焊热处理中图分类号TQ051．3文献标识码B文章编号0254_6094(2015)06_0835_03随着能源装置的规模化发展，化工设备大型化趋势越来越凸显。受运输条件限制，容器需由制造厂内和现场组装相结合完成制造工作。结

2、合现场加工设备和环境的情况，本着优质、高效的原则，合理划分工作界面，利用开发的工装，采用成熟的制造和组装工艺，有效保证产品质量达到设计要求，是解决超大型容器的现场制造技术的关键。1项目介绍l，4一丁二醇项目中的BDO装置已由几年前的年产3万t级发展到目前国内最大年产20万t级的水平。某项目中的BYD反应器是目前国产化最大规格的BYD反应器(图1)。设备规格D脶100mmx(46+3)mm×13196mm，设计压力1．725MPa(FV)，设计温度一16．4—150℃，设备净重196．3t。主壳体材料为Q345

3、R+S31603复合钢板。设备为立置容器，壳体内置底部环管、中部盘管、过滤器及物料搅拌装置等。该设备壳体直径大，筒体壁薄，内部结构复杂，制造精度要求高，但受运输限制不能在厂内整体制造，壳体需分片发货到现场进行焊接组装，增加了设备的制造难度。lII、斗三孚U、，呻＼=’d．H忒j‘’H卜_＼＼f，f矿／一图1BYD反应器结构简图2装备制造2．1封头成型和组焊BYD反应器设备封头为标准椭圆形封头，公称直径6100mm。上、下封头共计62个开孔，其中上、下封头上26对过滤器接管的同心度要求不大于5mm，且开孔法兰端

4、面与轴心线的垂直度要求一⑨不超过O．5mm，封头采用先拼焊后整体成型方式制造¨。。首先根据板宽将封头分3瓣下料，考虑工艺减薄量和成型时表面的拉伸量，通过放样计算确定坯料厚度和直径尺寸，避开接管开孔确定分瓣位置(图2)。$高亚萍，女，1964年5月生，高级工程师。甘肃省兰州市，730314。叩②836化工机械2015年图2接管开孔和分瓣位置封头板拼焊后整体热冲压成型，压制时坯料应与模具同心；成型后封头进行恢复性能的正火热处理，焊接接头进行100％RT+MT／PT无损检测。根据设备开孔方位开制封头上接管孔，接管孔

5、应避开拼接接头’21。封头端口和中间开孔立车加工坡口，其余侧孔在数控落地镗铣床上一次加工成型，严格控制封头方位，并做好标记。制作装焊模板两件，方位标记一致；分别用于两个封头上26个过滤器接管的组焊和热处理；焊接时还应加装内壁防变形工装，严格控制变形量∞J。封头上接管全部组焊完毕后整体进炉热处理’“，热处理时要带全部支撑和工装，并且应注意装炉方位。封头整体热处理后对过滤器接管、搅拌器接管法兰密封面和内径在数控落地镗铣床上进行二次精加工，封头在立车上加工端面坡口，以控制法兰端面与轴心线的垂直度(≤0．5mm)，下

6、封头中心搅拌口接管与设备轴线的同心度公差小于1mm，保证加工精度达到设计要求。2．2筒体成型和组焊反应器简体展开长度19300mm，简体分3瓣下料和成型，运输至现场后组焊纵、环焊接接头。简体展开长度计算公式为：L=叮r(D，+6)一△￡式中D．——筒体内径；6——筒体壁厚；△L——成型过程中的伸长量(经验值)。简体板在卷板机上压头、卷制一次成型，制作专用发货支座固定筒节瓣片(图3)，避免运输造成二次变形。／1＼＼／＼。i。／＼图3专用发货支座固定筒节瓣片为控制筒节不圆度，筒节纵向焊接接头采用立置组装，加装组焊

7、固定工装采用对称、立焊焊接，这样可有效防止焊接变形，焊后筒节不需重新校圆。简体环向焊接接头采用传统的卧置组焊。简体上接管法兰和附件全部组焊完成后整体进行焊后热处理。简体吊装前在端口加装刚性支撑，采用井字形，起吊位置应使工件受力均衡，防止起吊过程中局部受力不均造成变形和损伤。2．3盘管制造设备内部冷却盘管采用镍基合金sB．728(N08020)无缝钢管煨制，无缝管规格为西114．3mm×3．05mm。由于管壁较薄，刚性较差，材料回弹性较大，煨弯时易造成压扁。通过工艺评定试验论证，采用专用模具在卷板机上进行盘管的

8、煨弯，达到了预期效果。第42卷第6期化工机‘械8372．4总装按方位标记固定筒体与上下封头的位置，然后将环管及盘管等大型内件组焊好，并进行盘管水压试验，合格后再组焊上封头与筒节的环向焊接接头。组装下封头时，同时在上、下封头对应的过滤器接管内穿入定位杆和支撑盘工装以固定上、下封头，保持其方位一致，控制封头上26个过滤器接管的同心度不大于5mm；然后施焊筒体与下封头环向焊接接头。为防止焊后热处理变形，筒