大型厚壁錐體成形和端部削薄技術

發布時間：2021-07-21 人氣：

90年代初，茂名石化乙烯改造中關鍵裝置15 萬噸/年乙烯反應器，是從意大利進口的。揚子石化乙烯改造中所需聚乙烯反應器與茂名石化引進的相比，除方位、尺寸略有變動外，主要技術參數和技術指標完全一致。在中石化有關部門的協調下，采用由意大利OFFICE公司進行技術支持和檢驗、由某廠進行研制的模式***實現國產化制造。其中，大型錐體(大端直徑7872mm,板厚82mm)的成形和錐體端部削薄是整臺設備制造的關鍵技術。能否解決這一問題，關系到整個設備能否順利制造成功。
錐體主要技術指標和特點
20萬噸/年聚乙烯反應器，共有三段錐體，分別為上段錐體、中段錐體和下段錐體。上段錐體與頂部球頭焊接相連，下段錐體與上段筒體焊接相連。在石化設備上，如此大型、厚壁的錐體是不多見的，而且聚乙烯反應器是按JB4732應力分析進行設計、制造和檢驗的，對成形和削薄質量要求很高。

錐體成型，下料
對于每段錐體，按圓周方向等分三片，沿母線方向切開，則每片展開。通過計算確定每片尺寸，即R、、和a值，并留拼縫焊接收縮余量和壓制***的余量(每片瓜片的兩端用***板)。將計算好的數據輸入數控切割機的電腦中，由微機控制切割，工件的切口平齊。
壓制瓜片
這是有一定難度的工作。一般卷板機沒有這么大的卷制能力，為此采用我廠2500噸水壓機進行壓制并設計了一套專用模具。根據模具的寬度，在待壓制的板上沿母線方向畫出等分線(等角度射線）。壓制時，將兩劃線分別與上模兩側對齊以防止偏心。造成錐體形狀不規則。壓制過程中，用錐體樣板不斷地檢查曲率，確保錐體組裝一次成功。
組焊成形
將壓制成形的三片瓜片組焊在一起，形成錐體。由于錐體瓜片成形很好，組對后的錐體尺寸完全滿足設計要求。
錐體端部削薄削簿方法的選擇
上段錐體與頂部球封頭相連的上端部、與中段相連的下端部、下段錐體與上段筒體相連的下端部均需削薄。JB4732標準對焊接要求較高，因此首先考慮采用機械加工方法來削薄。由于錐體展開削薄端為弧形，龍門刨不能加工，只有待錐體成形后車削。但我廠***大加工能力僅為6.5m，無法滿足直徑近8m的龐然大物。經進一步研究認為采取車削的方式，對錐體端部的不圓度要求極高;如果用車削削薄的方法，有可能出現局部錐體端部車削厚度不均勻的現象。因此采用機械削薄的方案被否決而采用火焰或等離子切割的方法。

主要技術難點和解決方法
錐體材料SA516Gr70，為普通低合金鋼，強度級別為70PS，焊接和切割性能良好，淬硬傾向不顯著。但需解決以下問題：
立體切割技術，一般情況切割面是垂直于工件(鋼材)表面，容易定位，而錐體端削薄，則是立體的，切割過程中不易將火焰熱源集中到被切割面上。易造成切割面形狀不規則，尺寸不***。
由于切割面非豎直，下面又是工件，需要解決切割過程中如何跑渣的問題，不使切割熔渣在工件上堆積污染。
經過反復摸索，首先在錐體上畫出切割線，然后依據切割線，安裝并固定切割小車行走軌道，用砂輪打磨光滑，所用軌道的總長有100多米。先讓割炬不點火，小車在軌道上行走，檢查割嘴行走軌跡與切割線是否吻合。如果局部不吻合，用局部補焊打磨的辦法調整軌道，使得割嘴行走軌跡同切割線完全吻合。對切割過程的定位和跑渣問題得到了較好的解決。切割后用砂輪打磨熔渣和熱影響區，局部不符合要求的用砂輪修磨。

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