张立鹏
青岛兰石重型机械设备有限公司 青岛 266426
【摘要】：作为连续重整反应器的内部构件，中间碟形封头和标准封头存在很大差别，例如材质、型号等。制造工艺、材质质量都会对后期连续重整反应器使用有直接影响。本文结合连续重整反应器建造特点，对其中间碟形封头制造生产特点进行分析阐述。
【关键词】：连续重整；反应器；中间碟形封头
中间碟形封头是连续反应器内建的重要构件，其位于反应器中部，所承受的压力余量为另两个反应器的压力差，且整体构建的材质具有耐高温高压特点。连续重整反应器中间碟形封头材料构建和整个主体所用材质一致。就目前我国连续重整反应器材质使用而言，我国针对该项机械设备生产工艺较少且缺乏实践性。以此我国在制造中间碟形封头的工艺和材料选取方面，主要参考国外材质和生产工艺。本文针对中间碟形封头的制造特点进行分析，希望能够为相关制造产业提供参考借鉴。
1.中间碟形封头的形状分析
碟形封头组成部分有“球壳”、“圆弧边”、“良边”等。再制造过程中，由于球壳和折边、折边和直角边之间连接处会发生突变，因此可能会产生边缘应力，且对比传统的封头制造的薄膜应力更大，因此，其整体力学性质不如球形和椭圆形封头。
位于连续重整反应器内部的碟形封头外形构造特殊，其类似于碟形封头形状，但是和传统的标准封头之间存在差别。国家相应规范中明确表示，我国常用碟形封头分为“THA”、“THB”两种类型，其在定义内外径尺寸方面有很大区别。在连续重整反应器设计制造中，所采用的碟形封头是以封头外径为基准。实际上，封头球面部分的内径一般和内部直径尺寸相似，要满足较好的制造工艺，需要过渡段转角内半径在十分之一直径范围内。就其类别而言，中间碟形封头的特征不属于“THA”、“THB”两种，现将相关对比参数浅述如下（图1所示）：
（图1 ： 碟形封头的参数特征）
2.相关封头制造工艺分析
由于连续重整反应器中间碟形封头较浅，且对冲压的模具要求不高，因此需要在小压力的环境下生产。为了保证其有着较好的制造运行环境，通常情况下，制造中间碟形封头采用的材质多是整个钢板或者拼版。其常见的成型方式有“冷冲压”、“热冲压”、“冷卷”等工艺。一些车间在处理中间碟形封头制造时候也常常将材质分半成型后再焊接成封头。
在连续重整反应器中，多采用“Cr-Mo”金属混合的低合金钢板。要求整体厚度一般在3厘米左右，常见工艺方式是“整体热冲压”成型方式。结合材料的力学性质和工艺，在进行金属拼接处理后，一般会采用定制模板在封头冲压设备上热冲压优化，进而让其成型成中间碟形封头。
在封头成型之前，需要操作人员确定冲压封头过程中的损耗量，材料性质，毛坯加热温度以及脱模温度高低以及模具间隙状态环境等因素。针对“Cr-Mo”特点，损耗量一般按照名义厚度的15%计取。相关处理方式和延拉过程如下。
实际上，封头的成型温度远远高于材料的临界温度。因此，在“热冲压成型”过程中，材料的晶体组织会被破坏。建议在封头成型之后，采取正火+回火热处理，以此来恢复相关材料的力学性能和晶格组织。通过正火处理后，以此保证冷却速度能够达到要求，建议操作人呢元采用专用的喷淋设备将高压水喷洒都封头表面，以此让其温度快速降低到材料的敏化区域。保证回火热处理后的材质能够达到综合力学性能要求。
待封头成形后，就需要进行后端切边处理。在此过程中要依照标准尺寸、形状检测值作为基准。以检测封头成型尺寸满足标准图样要求。要求封头的圆度不应当大于0.5%DN且不应当大于2.5厘米。且封头的总深度或者总高度公差值在允许范围内（0.2%-0.6%DN），借助内样板检测封头内部表面的形状公差，且要求样板和封头内表形状公差、最大间隙外凸不大于1.2%D。
当封头成型后要及时检测成品的厚度。针对一些容易较为薄弱部位，如封头顶部和转角过渡区域、直边部区域都要进行检测，要求最小厚度不应当低于设计值的最小厚度。且封头在成型之后，其过渡区转角半径不应当小于图样规定值。且封头直边部分不允许出现褶皱边角。
为了保证中间碟形封头成型质量，建议处理封头成型之后要进行无损检测。对于中间碟形封头而言，建议采用国家标准的超声波检测方式，按照图样要求进行验收分析。由于封头外部分属于拉延部位，成型后需要对封头的外表面按照国家相关规范进行磁粉检测。
3.对于中间碟形封头焊接连接处理
中间碟形封头在连续重整反应器中发挥了两个功能，一是对整个反应区进行区分处理，二是对中心管支座支撑作用。中间碟形封头的主壳体和加强环之间采用角焊缝连接。其连接方式和参数化数据如下（图2所示）。
（图2 ：中间碟形封头焊接处理示意图）
就常规的机械焊接而言，本次采用的中间碟形封头和主体壳连接方式是“氩弧焊”＋“焊条电弧焊”＋“埋弧”+“自动焊”等方式，封头和加强环之间焊缝采用“焊条电弧焊”方式连接。在进行多方式焊接时候，相关人员一定要严格遵循产品焊接工艺各项需求。且要求焊接前余热温度在160℃以上。焊接之间的过度温度一般设置在160℃-250℃之间。切保证过渡的层间温度不应当大于300℃。值得注意的是，整个焊接热输入量不宜过大，以防造成壳体收缩变形。且整个收弧过程中避免出现弧坑，尽量让其填满弧坑，防止产生弧坑裂纹等，此阶段需要注意的是，在焊接之后要保证进行300℃-350℃的余热温度处理，且余热温度一定要达到2小时以上，借此消除焊接应力。
对于以上焊缝连接质量检测，建议采取无损检测方式，以保证焊接质量满足规范需求。常见的方式有超声波检测、磁粉检测等。在检查过程中如发现焊接缺陷，一定要及时返修处理，通过返修分析等方式减低裂纹出现频率，并及时采取防护措施，提高焊接质量。同时，在焊接前应当提前预热，相关操作人员一定要采取小电流焊接方式，以控制相关热输入量，在焊接后，要清理焊接接头表面并在此采用磁粉检测。待其合格后，才允许投入使用。
4.结语
综上所述，连续反应器的中间碟形封头成型制造过程复杂，且工艺流程要求较高。为了提升我国连续重整反应器中的中间碟形封头制造，建议相关制造人员一定要清晰整个制造流程工艺，明确操作规范和存在风险隐患。定期维修相关设备器械，以保证中间碟形封头生产质量和效率。且在完成制造后要及时进行“超声波”、“磁粉检测”等， 以保证制造产品满足使用需求。
【参考文献】
[1]王杰广,马爱增,袁忠勋,盖金祥. 逆流连续重整低苛刻度反应规律研究[J]. 石油炼制与化工,2016,47(08):47-52.
[2]陈国平. 连续重整装置长周期生产中存在的问题及措施[J]. 石油炼制与化工,2010,41(05):19-24.
[3]梁超. 催化重整反应器建模技术研究[D].浙江大学,2013.
[4]张红梅. 催化重整全流程动态模拟及重整反应器模拟方法探讨[D].北京化工大学,2004.
[5]芦富仓. 连续重整反应器的制造和检验[J]. 机械研究与应用,2013,26(05):174-176+179.
收书地址：广东省东莞市南城区稻花村7栋502 收书人名：方君杨 电话：15920323310
论文作者:张立鹏
论文发表刊物:《科技新时代》2019年2期
论文发表时间:2019/4/11
标签：封头论文; 反应器论文; 方式论文; 材质论文; 温度论文; 材料论文; 厚度论文; 《科技新时代》2019年2期论文;