大型螺旋半圆管夹套式反应器的制造

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(1.太重(天津)滨海化工装备分公司，天津 300450；2. 哈尔滨焊接研究院有限公司，黑龙江 哈尔滨 150001)

0　前言

随着化学工业的发展，单套生产装置的产量越来越大，促使了反应设备的大型化，主要表现在其直径加大，筒体加长，特别是承受外压的内筒壁厚增加，给反应设备的制造工作增加了难度。太重(天津)滨海化工装备分公司承接了某化工新材料有限公司的60Kt/a有机硅单体工程流化床反应器(螺旋半圆管夹套式反应器)的制造，其特点是结构复杂、技术要求高、制造困难。

1　技术参数

1.1　反应器外形尺寸和材料

反应器主要由上管箱、反应器床芯、反应器主体和下管箱四段组成，如图1所示。主体内径φ3 100 mm厚度20 mm，总高19 450 mm，材料Q345R；外部螺旋半圆管φ108 mm厚度4 mm，材料为Q345R；反应器床芯中双层导热管φ133 mm×5 mm,φ89 mm×4 mm，材料为20 G。

图1　反应器示意图

1.2　反应器主要设计参数

反应器主体材料Q345R，净重78 458 kg，属于三类容器。制造技术条件按GB 150—2011执行，焊接规程按NB/T 47015—2011执行，监察规程按TSG 21—2016执行，探伤标准按NB/T 47013—2015执行，主要设计参数见表1。

表1　主要设计参数

1.3　主要材料的化学成分和力学性能

主要材料的化学成分如表2所示，力学性能如表3所示。

表2　钢材主要化学成分(质量分数，%)

表3　钢材主要力学性能

由表3可以看出，钢材的冲击吸收能量KV2值要求并不是很高，因此对焊接接头的力学性能要求也不高，只要选择合适的焊接材料、焊接工艺方法和焊接工艺评定就能满足焊接要求。

2　焊接方法和焊接参数

2.1　焊接方法的选用

为保证焊接质量，提前对壳体(Q345R)等主材做了焊接的工艺评定，最终确定筒体封头主要纵、环焊缝采用CO2气体保护焊+埋弧焊，其余焊缝采用CO2气体保护焊，并结合钢材的力学性能和焊后热处理的要求，选择相应的焊接材料。……