肖 超，呂仲光，何世軍

中石油第二建設(shè)有限公司，甘肅蘭州 730060

攪拌系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中應(yīng)用極為廣泛，其作用是通過攪拌槳的攪動(dòng)防止固體顆粒在反應(yīng)器中沉淀，增加各類物料的接觸面積，從而保證反應(yīng)物充分混合反應(yīng)生成相應(yīng)產(chǎn)品。其中攪拌軸的安裝精度是攪拌系統(tǒng)的重點(diǎn)控制內(nèi)容[1]。本文以某化工裝置立式反應(yīng)器上、下凸緣組焊的精度控制為例，介紹如何通過凸緣組焊精度的控制來確保攪拌系統(tǒng)的安裝精度。

1 攪拌裝置簡介

該攪拌系統(tǒng)由電機(jī)、減速機(jī)、攪拌軸[2]三部分組成，其中動(dòng)力裝置安裝在上凸緣處，底軸承座安裝在下凸緣處，攪拌軸轉(zhuǎn)速為105 r/min，攪拌軸安裝了4層布魯馬金式槳葉，見圖1。

2 凸緣組焊工藝的控制

2.1 上、下凸緣同心度的測量[3]

經(jīng)研究確定，采用鉛墜吊線的方法來解決上、下凸緣同心度的測量問題。

首先，把反應(yīng)器立在厚度為20 mm的鋼板平面上，并確保鋼板的平整度。在反應(yīng)器外壁上對稱掛4個(gè)線墜，對反應(yīng)器找垂直，此時(shí)設(shè)備的中心線與地面垂直。

其次，將上凸緣置于上封頭中心，在上凸緣內(nèi)孔中放置一根鉛墜吊線，該吊線同時(shí)從下凸緣內(nèi)孔中穿過，這時(shí)通過測量吊線與凸緣內(nèi)孔壁之間的偏心量，即可測量出上、下凸緣同心度偏差的數(shù)值。

最后，為了解決吊線相對于上、下凸緣內(nèi)孔（φ240/φ200） 偏心量不易準(zhǔn)確測量的問題，設(shè)計(jì)了上、下孔板?？装逋鈴脚c凸緣止口（與減速器及底軸承座的定位口）采用小間隙定位配合，同時(shí)孔板外圓與中心小孔一次加工以保證孔板外圓與中心小孔的同心度。為了便于測量并確保有足夠的測量精度，中心小孔加工直徑為4 mm，吊線選用φ0.3 mm的鋼絲，見圖2。

圖1 反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意

圖2 上、下凸緣同心度的測量原理示意

圖3 鋼絲吊線所處位置

2.2 上、下凸緣水平度的測量

當(dāng)反應(yīng)器的中心線與地面垂直時(shí)，如果采用精確的測量方法分別測量出上、下凸緣相同方位的水平度偏差，然后將上、下凸緣相同方位的水平度偏差進(jìn)行加、減，就可得到上、下凸緣平行度的精確測量結(jié)果。

（1）上凸緣水平度的測量。由于沒有既能滿足測量精度要求又能滿足量程要求的水平度測量儀器，因此決定使用橋尺將水平度偏差放大，并配合采用精密的水平儀和塞尺來測量水平度。其具體方法見圖4。

圖4 上凸緣水平度的測量

分析圖4可知，通過加減塞尺使水平尺達(dá)到水平狀態(tài)，如果此時(shí)塞尺厚度為H，那么上凸緣止口面的水平偏差數(shù)值h=413×H/1 000。

（2）下凸緣水平度的測量。下凸緣水平度的測量原理與上凸緣相同，但由于橋尺的重量較大，如果依然采用將橋尺與凸緣直接貼合的方法，則會(huì)出現(xiàn)由于向上推橋尺的力量有差異而造成測量精度無法保證的問題，同時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度也很大。為了解決上述問題，專門設(shè)計(jì)制作了測量胎具，用壓板將測量胎具固定在下凸緣上，然后采用與上凸緣相同的水平度測量方法測量胎具的測量面水平度，其具體方法見圖5，則下凸緣止口面的水平偏差數(shù)值h=270× H/1 000。

圖5 下凸緣水平度的測量

2.3 凸緣的組焊程序

（1）將反應(yīng)器立起之后，在殼體外壁筒體上對稱掛4個(gè)線墜，測量每一根墜線上、下段與筒體間的距離，并通過調(diào)整柱底板下預(yù)置的墊鐵，對設(shè)備找垂直。

（2）將上凸緣置于上封頭頂部，依據(jù)事先劃好的檢查線，將上凸緣放置在上封頭中心位置。

（3） 使用上凸緣水平度的測量方法測量水平度，同時(shí)通過調(diào)整凸緣與封頭間的間隙將上凸緣水平度調(diào)整至0.1mm/1000mm之內(nèi)，并對稱密集點(diǎn)焊。

（4）使用反變形的焊接方法對凸緣進(jìn)行焊接，每次焊接焊縫的長度、位置都應(yīng)以上次凸緣水平度的測量結(jié)果為依據(jù)，直至焊接完成，并檢測最終凸緣的水平度[5]。

在以上單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定腌制時(shí)間、嫩化方式、干制方式、油炸時(shí)間為4個(gè)主要影響因素，采用4因素2水平正交試驗(yàn)表進(jìn)行正交設(shè)計(jì)優(yōu)化配方，見表7。

（5）使用3只凸緣組焊托架（自制）將下凸緣固定在下封頭中心處，放鋼絲吊線，并確保鋼絲吊線處于上孔板小孔中心位置。這時(shí)通過調(diào)整組焊托架上的頂絲，使鋼絲吊線也處于下孔板小孔中心，將下凸緣點(diǎn)焊牢固。

（6）安裝測量胎具，采用與上凸緣相同的方法調(diào)整下凸緣的水平度，并對稱密集點(diǎn)焊。

（7）拆下測量胎具并重新放鋼絲吊線復(fù)核上、下凸緣的同心度，若無誤則重新安裝測量胎具，并采用與上凸緣相同的方法完成焊接。

2.4 施工注意事項(xiàng)

（1）聚合反應(yīng)器找垂直后應(yīng)牢固固定，防止由于風(fēng)力等自然原因引起設(shè)備的垂直度發(fā)生變化。

（2） 測量上、下凸緣水平度應(yīng)在0°～180°、90°～270°的方位上十字交叉地測量。

（3）測量上、下凸緣同心度時(shí)，為克服鉛墜晃動(dòng)造成的影響，必要時(shí)應(yīng)采取防風(fēng)措施。

（4）為確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，每次測量凸緣水平度時(shí)都需待凸緣冷卻到常溫后再進(jìn)行測量，并記錄結(jié)果，以作為下次施焊的依據(jù)。

3 凸緣安裝成本比較

（1）假軸法。使用假軸安裝凸緣，就是制作一根中部為厚壁鋼管、兩端各焊接一段圓鋼的假軸（長度L≈9 000 mm），然后在加長車床上在假軸兩端的圓鋼上加工配合面，安裝時(shí)用汽車吊將假軸吊住，再通過假軸兩端的配合面對凸緣進(jìn)行定位。其施工成本大致如表1所示。

表1 假軸法安裝凸緣主要施工成本 （單臺(tái)）

（2）測量法。安裝方法上文已詳細(xì)說明，其施工成本大致如表2所示。

表2 測量法安裝凸緣主要施工成本 （單臺(tái)）

（3）成本比較。通過以上兩種安裝方法的施工成本比較可以看到，采用本文的施工方法安裝單臺(tái)設(shè)備可以節(jié)約成本：50313.6-11731.6=38582（元）。

4 結(jié)束語

通過設(shè)計(jì)輔助測量工裝、制定合理的測量方法，在現(xiàn)有的條件下順利地解決了上、下凸緣水平度、同心度的精確測量問題。反應(yīng)器攪拌系統(tǒng)安裝完成后，對其進(jìn)行了試運(yùn)轉(zhuǎn)，先進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)30 min，然后以水代料進(jìn)行負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)4 h，在試運(yùn)轉(zhuǎn)過程中未出現(xiàn)異常噪音和振動(dòng)等不良現(xiàn)象，得到甲方和監(jiān)理單位的一致好評(píng)。此項(xiàng)技術(shù)可應(yīng)用于各類立式反應(yīng)器上下凸緣組焊精度的控制，具有良好的推廣應(yīng)用前景。