一種基于滾塑四氟工藝的鋼襯f40反應釜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于滾塑四氟工藝的鋼襯F40反應釜，包括反應釜筒體，其特征在于，反應釜筒體內設置有盤管組件，所述盤管組件包括若干長條的U型的盤管支撐夾架、螺旋環(huán)繞連接在盤管支撐夾架上的盤管；鋼襯F40滾塑工藝的步驟，依次為：待襯件前置處理、制作工裝夾具、安裝到360°滾塑機、加溫、加料、旋轉塑化處理、降溫固化成型、襯件冷卻、卸除工裝、制作鋼襯管口等。本發(fā)明具有盤管支撐夾架，采用3組盤管支撐夾架均勻分布，通過螺栓（柱）均勻將內盤管螺旋錯開支撐，提高內盤管整體剛度；本發(fā)明的控制裝置按反應釜溫差變化進行分頻控制，對反應釜內溫度及其梯度進行有效控制以提高反應釜物料混合均勻，增強物料反應效果。
【專利說明】
一種基于滾塑四氟工藝的鋼襯F40反應釜
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于化工設備反應釜，具體涉及一種基于滾塑四氟工藝的鋼襯F40反應釜。
【背景技術】
[0002]反應釜是一種重要的化工設備，廣泛應用于石油、化工制藥、食品制造和國防等工業(yè)生產中?，F市場上，內盤管進出口的結構一般采用進出口接管與殼體進行焊接連接，但對于襯里設備來說，四氟焊接性能差，焊接部位存在嚴重缺陷，焊接強度差，容易脫層、開裂。對于質量較小的盤管，市場上經常采用進出管管頭車螺紋，并在螺紋部位裝設螺紋法蘭，螺紋法蘭夾持在兩片法蘭之間，通俗來說就是通過螺紋法蘭連接盤管，掛在殼體管口上。該方法同樣不適用于纏繞盤管，因為四氟螺紋強度依舊不夠，因此，本單位技術人員自主設計了反應釜內盤管新型的支撐夾架結構。
[0003]氟塑料具有優(yōu)良的耐腐蝕性和耐溫性，但由于其價格比普通塑料昂貴，再加上塑料的強度比金屬低，故一般將其制成襯里以利用其優(yōu)良的性能，再用金屬外殼來提高產品整體強度和降低成本。氟塑料材料當中，其中PTFE流動性最差，用常規(guī)塑料加工工藝加工最難，所以僅僅采用纏繞焊接組合法;PVDF，FEP流動性能稍好，可以采用粘結焊接組合法；PFA，ETFE流動性能最好，可以采用滾塑成型法、噴涂法。然后國內尚沒有出現針對用于反應釜鋼襯F40滾塑工藝，為了該技術問題，我公司開展了用于反應釜鋼襯F40滾塑工藝研究。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明主要針對現有反應釜內防腐性能差、盤管結構存在的缺陷，發(fā)明了一種基于滾塑四氟工藝的鋼襯F40反應釜，具有盤管支撐夾架，采用3組盤管支撐夾架均勻分布，通過螺栓(柱)均勻將內盤管螺旋錯開支撐，提高內盤管整體剛度;氟塑料具有優(yōu)良的耐腐蝕性和耐溫性，但由于其價格比普通塑料昂貴，再加上塑料的強度比金屬低，故一般將其制成襯里以利用其優(yōu)良的性能，再用金屬外殼來提高產品整體強度和降低成本。氟塑料材料當中，其中PTFE流動性最差，用常規(guī)塑料加工工藝加工最難，所以僅僅采用纏繞焊接組合法；PVDF，FEP流動性能稍好，可以采用粘結焊接組合法;PFA，ETFE流動性能最好，可以采用滾塑成型法、噴涂法。
[0005]本發(fā)明的上述技術問題是通過以下技術方案得以實施的:一種鋼襯F40反應釜，包括反應釜筒體，其特征在于，反應釜筒體內設置有盤管組件，所述盤管組件包括若干長條的U型的盤管支撐夾架、螺旋環(huán)繞連接在盤管支撐夾架上的盤管。
[0006]所述盤管支撐夾架呈豎直設置，由兩塊條形的側板以及連接在兩塊側板下端的弧形板連接構成，在兩塊側板之間設置有若干橫向的盤管支撐件。
[0007]所述盤管從盤管支撐夾架的兩塊側板之間穿過，且盤管由盤管支撐件支撐;則通過螺栓(柱)將盤管螺旋均勻錯開支撐，提高內盤管整體剛度。
[0008]作為優(yōu)選，反應釜筒體內，設置有三個盤管支撐夾架，三個盤管支撐夾架沿著圓周均勻分布，相鄰的兩個盤管支撐夾架與反應釜筒體中心三者所形成的角度為120度。
[0009]作為優(yōu)選，所述若干盤管支撐件從上至下均勻排布于盤管支撐夾架的兩塊側板之間。
[0010]作為優(yōu)選，所述盤管支撐件由螺栓、螺母連接構成，其中，螺栓橫向貫穿盤管支撐夾架的兩塊側板，螺母連接在螺栓的兩端。
[0011]作為優(yōu)選，所述盤管的一端為進口端，進口端連接進口接管，進口接管的上部穿過反應釜筒體，連接至反應釜筒體上方的上封頭套管，且進口接管與上封頭套管之間設置有填料封閉結構;通過在套管內增設填料密封，實現盤管與反應釜筒體連接部位的密封。
[0012]作為優(yōu)選，盤管的另一端為出口端，出口端連接一豎直向上延伸的上升管，上升管的上端連接出口接管，出口接管的上部穿過反應釜筒體，連接至反應釜筒體上方的上封頭套管，且進口接管與上封頭套管之間設置有填料封閉結構;通過在套管內增設填料密封，實現盤管與反應釜筒體連接部位的密封。
[0013]作為優(yōu)選，鋼襯F40滾塑工藝的步驟，依次為:
待襯件前置處理，包括外殼鋼襯F40前置處理、多孔板前置處理；
制作工裝夾具；
將前置處理后的待襯件通過工裝夾具安裝到360°滾塑機，并且，同心度為± 1mm; 加溫至300 °C?330 °C，恒溫120分鐘；
加料，按設計厚度需要，計算F40投料重量；
旋轉塑化處理，恒溫60分鐘；
降溫固化成型，降溫至室溫；
襯件冷卻，冷卻至室溫；
卸除工裝；
管口制作；
外觀檢查，表面無脫層、無裂紋、無氣泡、無影響質量的雜質；
厚度檢測，多孔板的厚度精度為3.5±0.1mm;
電火花檢測，用20Kv，以100/s的速度均勾掃描襯層表面，無擊穿漏電現象；
鋼襯上下部分組裝；
進行壓力試驗、氣密性實驗；
鋼襯管口安裝盲板保護；
鋼襯表面處理，包括除銹和除粉；
為鋼襯噴防銹漆2道，面漆I道；
整體設備檢驗合格；
襯件后置處理。
[0014]作為優(yōu)選，所述外殼鋼襯F40前置處理工藝包括:外殼制作—打磨清渣處理—外觀檢測—探傷檢測—壓力試驗—內外表面噴砂處理—待襯表面處理后檢測，并達到Sa2級標準—清除粉塵—清潔待襯表面，用白棉布擦拭至沒有黑點；
所述多孔板鋼襯F40前置處理工藝包括:多孔板下料—多孔板成型—多孔板雙面噴砂處理，并達到Sa2級標準—清除粉塵—清潔待襯表面，用白棉布擦拭至沒有污點—多孔板焊接，采用氬弧焊，間隔100_X 10mm—個焊點4表面再次清潔；
其中，多孔板采用三角形錐孔分布，大頭朝外，通過懸空焊接，使金屬網和金屬內壁間隙大于2mm。
[0015]作為優(yōu)選，所述襯件后置處理包括:管口制作—厚度檢測—電火花檢測—部件組裝—壓力試驗—管口加盲板保護—表面處理—多道功能漆噴漆處理—整體檢驗；
其中，多孔板采用三角形錐孔分布，大頭朝外，通過懸空焊接，使金屬網和金屬內壁間隙大于2mm。
[0016]作為優(yōu)選，還包括反應釜控制裝置，該反應釜控制裝置包括主控制器，與主控制器相連的電源電路、過零檢測電路、數字溫度計、LED顯示器、鍵盤及接口、第一可控硅驅動器、第二可控硅驅動器、D/A轉換器;其中，D/A轉換器連接電壓放大及V/I轉換器，電壓放大及V/I轉換器連接電動執(zhí)行器，電動執(zhí)行器連接流量閥；第一可控硅驅動器連接第一雙向可控硅電路，第一雙向可控硅電路與攪拌電動機連通;第二可控硅驅動器連接第二雙向可控硅電路，第二雙向可控硅電路與攪拌槳滑塊油缸閥連通。
[0017]綜上所述，本發(fā)明與現有技術相比具有如下優(yōu)點:
本發(fā)明基于滾塑四氟工藝的鋼襯F40反應釜，通過反應釜鋼襯F40滾塑工藝的研發(fā)，大幅度提高了設備防腐性能，能抗各種濃度的酸、堿、鹽、強氧化劑、有機化合物及其它所有強腐蝕性化學介質，主要用于替代了現有腐蝕嚴重的貴金屬(哈氏合金、蒙乃爾合金等)反應釜設備，大大降低了設備的投資;通過基于滾塑四氟工藝的鋼襯F40反應釜襯里及傳熱裝置結構設計，極大提高襯里設備的傳熱效率，減輕了襯里設備傳熱效率低下的缺點，提高耐高溫及耐負壓的效果。
[0018]本發(fā)明具有盤管支撐夾架，盤管支撐夾架為新穎的長條U型，采用3組盤管支撐夾架均勻分布，通過螺栓均勻將內盤管螺旋錯開支撐，提高內盤管整體剛度;本發(fā)明的夾架采用四氟材料，螺柱米用純四氟材料，耐熱、耐腐;本發(fā)明的盤管，其進口接管、出口接管與上封頭的套管連接，通過在套管內增設填料密封，實現盤管與反應釜筒體連接部位的密封。
[0019]本發(fā)明的控制裝置按反應釜溫差變化進行分頻控制，采用不完全微分PID控制算法和基于規(guī)則修改的自適應模糊控制相結合的控制方法，控制器采用PLC處理器，通過Prof ibus總線，控制執(zhí)行器對反應Il內溫度及其梯度進行有效控制以提高反應爸物料混合均勻，增強物料反應效果。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的結構示意圖；
圖2是圖1中A部分的放大圖；
圖3是本發(fā)明控制裝置的結構框圖。
[0021]圖中標號為:1、反應釜筒體;2、盤管支撐夾架;21、側板;22、弧形板;23、盤管支撐件;3、盤管;31、進口接管;32、填料密封結構;33、上升管;34、出口接管。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0023]實施例1:
如圖1、2所示，一種鋼襯F40反應釜，包括反應釜筒體I，反應釜筒體I內設置有盤管組件，所述盤管組件包括三個長條的U型的盤管支撐夾架2、螺旋環(huán)繞連接在盤管支撐夾架上的盤管3。
[0024]所述盤管支撐夾架呈豎直設置，由兩塊條形的側板21以及連接在兩塊側板21下端的弧形板22連接構成，弧形板的下端通過焊接固定于反應釜筒體I，在兩塊側板之間設置有十多個均勻間隔排布的橫向的盤管支撐件23;每一盤管支撐件23由一螺栓、兩螺母連接構成，其中，螺栓橫向貫穿盤管支撐夾架的兩塊側板21，兩螺母則連接在螺栓的兩端。
[0025]反應釜筒體I內，三個盤管支撐夾架2沿著圓周均勻分布，相鄰的兩個盤管支撐夾架2與反應釜筒體I中心三者所形成的角度為120度。
[0026]所述螺旋的盤管3從盤管支撐夾架2的兩塊側板21之間穿過，盤管3置于盤管支撐件23之上、由盤管支撐件23支撐。
[0027]所述盤管3的一端為進口端，進口端連接進口接管31，進口接管31的上部穿過反應釜筒體I，連接至反應釜筒體I上方的上封頭套管，且進口接管31與上封頭套管之間設置有填料封閉結構32;盤管的另一端為出口端，出口端連接一豎直向上延伸的上升管33，上升管33的上端連接出口接管34，出口接管34的上部穿過反應釜筒體，連接至反應釜筒體上方的上封頭套管，且進口接管與上封頭套管之間設置有填料封閉結構32。
[0028]本發(fā)明還包括反應釜控制裝置，如圖2所示，該反應釜控制裝置包括主控制器，與主控制器相連的電源電路、過零檢測電路、數字溫度計、LED顯示器、鍵盤及接口、第一可控硅驅動器、第二可控硅驅動器、D/A轉換器;其中，D/A轉換器連接電壓放大及V/I轉換器，電壓放大及V/I轉換器連接電動執(zhí)行器，電動執(zhí)行器連接流量閥；第一可控硅驅動器連接第一雙向可控硅電路，第一雙向可控硅電路與攪拌電動機連通;第二可控硅驅動器連接第二雙向可控硅電路，第二雙向可控硅電路與攪拌槳滑塊油缸閥連通。
[0029]本發(fā)明的控制系統采用了模塊化的軟件設計思想，系統主要包括主程序、PID控制算法子程序、模糊控制算法子程序、過零檢測中斷服務子程序、溫度采集子程序和定時器中斷服務子程序等模塊。系統上電后，通過過零中斷間接控制系統定時，使反應釜溫度的采集、控制量計算和輸出工作由EM231 RTD數字溫度計功能模塊負責完成。
[0030]本發(fā)明的鋼襯F40滾塑工藝的步驟，依次包括以下步驟。
[0031](I)待襯件前置處理，包括外殼鋼襯F40前置處理、多孔板前置處理。其中，所述外殼鋼襯F40前置處理工藝包括:外殼制作—打磨清渣處理—外觀檢測—探傷檢測—壓力試驗—內外表面噴砂處理—待襯表面處理后檢測，并達到Sa2級標準—清除粉塵—清潔待襯表面，用白棉布擦拭至沒有黑點;所述多孔板鋼襯F40前置處理工藝包括:多孔板下料—多孔板成型—多孔板雙面噴砂處理，并達到Sa2級標準—清除粉塵—清潔待襯表面，用白棉布擦拭至沒有污點—多孔板焊接，采用氬弧焊，間隔10mmX 10mm—個焊點—表面再次清潔；其中，多孔板采用三角形錐孔分布，大頭朝外，通過懸空焊接，使金屬網和金屬內壁間隙大于 2mm ο
[0032](2)制作工裝夾具。
[0033](3)將前置處理后的待襯件通過工裝夾具安裝到360°滾塑機，并且，同心度為土1mm0
[0034](4)加溫至30(TC?330Γ，恒溫120分鐘。
[0035](5)加料，按設計厚度需要，計算F40投料重量。
[0036](6)旋轉塑化處理，恒溫60分鐘。
[0037](7)降溫固化成型，降溫至室溫。
[0038](8)襯件冷卻，冷卻至室溫。
[0039](9)卸除工裝。
[0040](10)管口制作。
[0041](11)外觀檢查，表面無脫層、無裂紋、無氣泡、無影響質量的雜質。
[0042](12)厚度檢測，多孔板的厚度精度為3.5 ±0.1mm。
[0043](13)電火花檢測，用20Kv，以100/s的速度均勾掃描襯層表面，無擊穿漏電現象。
[0044](14)鋼襯上下部分組裝。
[0045](15)進行壓力試驗、氣密性實驗。
[0046](16)鋼襯管口安裝盲板保護。
[0047](17)鋼襯表面處理，包括除銹和除粉。
[0048](18)為鋼襯噴防銹漆2道，面漆I道。
[0049](19)整體設備檢驗合格。
[0050](20)襯件后置處理，所述襯件后置處理包括:管口制作—厚度檢測—電火花檢測—部件組裝—壓力試驗—管口加盲板保護—表面處理—多道功能漆噴漆處理—整體檢驗；其中，多孔板采用三角形錐孔分布，大頭朝外，通過懸空焊接，使金屬網和金屬內壁間隙大于 2mm ο
[0051 ]本發(fā)明中具體的試驗方法如下。
[0052]外觀質量檢查:尺寸測試，選取適當的長度尺寸，用精度為分度值為0.1mm的游標量具或輔以模具進行測量。
[0053]液壓試驗:將待試驗的反應釜的所有支管出口用法蘭蓋緊固密封，形成一個封閉腔，試壓栗在其空腔內注滿清水，緩慢升壓并排出內部空氣，達到所規(guī)定的壓力后，至少保壓30min，然后降到試驗壓力的80%，保壓Ih后檢查;若有滲漏，則修補后重新試驗。
[0054]高頻電火花試驗:試驗設備是5kV?20kV高頻電火花檢側儀，精度2.5級。試驗方法是用高頻電火花檢測儀，輸出電壓調至所規(guī)定的電壓后，其試探電極在襯里表面層上以50mm/s?150mm/s的速度對連接部位進行均勾掃描。
[0055]負壓試驗:試驗溫度取室溫、設計溫度、室溫和設計溫度的中間值三種。試驗設備是將待試驗的反應釜的所有支管出口用法蘭蓋和視鏡緊固密封，形成一個可以方便肉眼觀察的封閉腔，反應釜封閉腔與真空栗相連，反應釜內有加熱設施。試驗方法是先進行室溫試驗，達到所要求的設計負壓時，保壓8h，然后目視檢查，再接通電源，真空栗均勻緩慢抽去釜體內腔空氣，做另外兩種溫度試驗。當試驗溫度值和設計負壓值同時達到時，保溫保壓8h，然后目視檢查。
[0056]氣密性試驗:氣密性試驗需經液壓試驗合格后方可進行。將帶試驗的反應釜的所有支管出口用法蘭蓋緊固密封，形成一個封閉腔，注入潔凈的壓縮空氣或者惰性氣體，試驗壓力按規(guī)定。試驗時壓力應緩慢上升，達到規(guī)定的試驗壓力后保壓30min，然后降至設計壓力，對所有的連接部位進行肥皂泡試驗，不應有泄露現象。小尺寸反應釜也可以浸入干凈水中檢查。
[0057]文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
【主權項】
1.一種基于滾塑四氟工藝的鋼襯F40反應釜，包括反應釜筒體(I)，其特征在于，反應釜筒體內設置有盤管組件，所述盤管組件包括若干長條的U型的盤管支撐夾架(2)、螺旋環(huán)繞連接在盤管支撐夾架上的盤管(3)； 所述盤管支撐夾架呈豎直設置，由兩塊條形的側板(21)以及連接在兩塊側板下端的弧形板(22)連接構成，在兩塊側板之間設置有若干橫向的盤管支撐件(23); 所述盤管從盤管支撐夾架的兩塊側板之間穿過，且盤管由盤管支撐件支撐。2.根據權利要求1所述的基于滾塑四氟工藝的鋼襯F40反應釜，其特征在于，所述反應釜筒體內，設置有三個盤管支撐夾架，三個盤管支撐夾架沿著圓周均勻分布，相鄰的兩個盤管支撐夾架與反應釜筒體中心三者所形成的角度為120度。3.根據權利要求2所述的基于滾塑四氟工藝的鋼襯F40反應釜，其特征在于，所述所述若干盤管支撐件從上至下均勻排布于盤管支撐夾架的兩塊側板之間。4.根據權利要求3所述的基于滾塑四氟工藝的鋼襯F40反應釜，其特征在于，所述所述盤管支撐件由螺栓、螺母連接構成，其中，螺栓橫向貫穿盤管支撐夾架的兩塊側板，螺母連接在螺栓的兩端。5.根據權利要求4所述的基于滾塑四氟工藝的鋼襯F40反應釜，其特征在于，所述所述盤管的一端為進口端，進口端連接進口接管(31)，進口接管的上部穿過反應釜筒體，連接至反應釜筒體上方的上封頭套管，且進口接管與上封頭套管之間設置有填料封閉結構(32)。6.根據權利要求5所述的基于滾塑四氟工藝的鋼襯F40反應釜，其特征在于，盤管的另一端為出口端，出口端連接一豎直向上延伸的上升管(33)，上升管的上端連接出口接管(34)，出口接管的上部穿過反應釜筒體，連接至反應釜筒體上方的上封頭套管，且進口接管與上封頭套管之間設置有填料封閉結構(32)。7.根據權利要求1-6任意一項所述的基于滾塑四氟工藝的鋼襯F40反應釜，其特征在于，鋼襯F40滾塑工藝的步驟，依次為: 待襯件前置處理，包括外殼鋼襯F40前置處理、多孔板前置處理； 制作工裝夾具； 將前置處理后的待襯件通過工裝夾具安裝到360°滾塑機，并且，同心度為± 1mm; 加溫至300 °C?330 °C，恒溫120分鐘； 加料，按設計厚度需要，計算F40投料重量； 旋轉塑化處理，恒溫60分鐘； 降溫固化成型，降溫至室溫； 襯件冷卻，冷卻至室溫； 卸除工裝； 制作鋼襯管口； 進行鋼襯外觀檢查、厚度檢測、電火花檢測； 鋼襯上下部分組裝，并進行壓力試驗、氣密性實驗； 鋼襯管口安裝盲板保護； 鋼襯表面處理，包括除銹和除粉； 為鋼襯噴防銹漆2道，面漆I道； 整體設備檢驗合格； 襯件后置處理。8.根據權利要求7所述的基于滾塑四氟工藝的鋼襯F40反應釜，其特征在于，所述外殼鋼襯F40前置處理工藝包括:外殼制作—打磨清渣處理—外觀檢測—探傷檢測—壓力試驗—內外表面噴砂處理—待襯表面處理后檢測，并達到Sa2級標準—清除粉塵—清潔待襯表面，用白棉布擦拭至沒有黑點； 所述多孔板鋼襯F40前置處理工藝包括:多孔板下料—多孔板成型—多孔板雙面噴砂處理，并達到Sa2級標準—清除粉塵—清潔待襯表面，用白棉布擦拭至沒有污點—多孔板焊接，采用氬弧焊，間隔100_X 10mm—個焊點4表面再次清潔； 其中，多孔板采用三角形錐孔分布，大頭朝外，通過懸空焊接，使金屬網和金屬內壁間隙大于2mm。9.根據權利要求7所述的基于滾塑四氟工藝的鋼襯F40反應釜，其特征在于，所述襯件后置處理包括:管口制作—厚度檢測—電火花檢測—部件組裝—壓力試驗—管口加盲板保護—表面處理—多道功能漆噴漆處理—整體檢驗； 其中，多孔板采用三角形錐孔分布，大頭朝外，通過懸空焊接，使金屬網和金屬內壁間隙大于2mm。10.根據權利要求1或8或9所述的基于滾塑四氟工藝的鋼襯F40反應釜，其特征在于，還包括反應釜控制裝置，該反應釜控制裝置包括主控制器，與主控制器相連的電源電路、過零檢測電路、數字溫度計、LED顯示器、鍵盤及接口、第一可控硅驅動器、第二可控硅驅動器、D/A轉換器;其中，D/A轉換器連接電壓放大及V/I轉換器，電壓放大及V/I轉換器連接電動執(zhí)行器，電動執(zhí)行器連接流量閥；第一可控硅驅動器連接第一雙向可控硅電路，第一雙向可控硅電路與攪拌電動機連通;第二可控硅驅動器連接第二雙向可控硅電路，第二雙向可控硅電路與攪拌槳滑塊油缸閥連通。
【文檔編號】B01J19/02GK105964201SQ201610544255
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月12日
【發(fā)明人】張凌云, 張建輝, 郭桂榮, 趙婷, 嚴露, 徐遠雷, 吳躍剛, 張德財, 宣鏈華
【申請人】浙江金氟隆化工裝備有限公司