雙帶極堆焊系統(tǒng)在加氫反應(yīng)器制造中的改進和應(yīng)用

摘 要：加氫反應(yīng)器作為石化行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，反應(yīng)器的工作介質(zhì)具有嚴重的腐蝕性，所以內(nèi)壁均需要大面積堆焊不銹鋼層，從而實現(xiàn)容器的耐腐蝕性能。而且國內(nèi)基本上采用雙層堆焊來保證反應(yīng)器的耐腐蝕性能，雖然通過開發(fā)新型的堆焊材料和堆焊工藝，單層堆焊技術(shù)逐漸在加氫反應(yīng)器堆焊中得以應(yīng)用，但是由于加氫反應(yīng)器噸位大，內(nèi)壁整體均需要堆焊，仍然需要大量時間在堆焊上。針對此種情況，為了加快技術(shù)進步，提高生產(chǎn)效率，通過對原有單帶極操作系統(tǒng)進行改進，實現(xiàn)雙帶極埋弧焊。

關(guān)鍵詞：加氫反應(yīng)器；雙層堆焊；石化行業(yè)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.028

1 產(chǎn)品基本概況

產(chǎn)品筒節(jié)的基材為12Cr2Mo1R，厚度δ=70mm，內(nèi)徑Φ=2000mm ，筒節(jié)長度3500mm。

2 焊接材料及參數(shù)

在保證耐腐蝕層的化學成分和耐腐蝕性等性能要求及滿足焊接工藝評定結(jié)果的前提下，為了更快的提高生產(chǎn)效率，堆焊層采用單層堆焊，堆焊層厚度4.5mm。焊材采用日本W(wǎng)EL不銹鋼焊材，焊帶牌號WELESS309NBL，焊帶尺寸75×0.4mm，焊劑牌號WELESBF-1S。

焊接參數(shù)見表1。

3 原帶極堆焊系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)概況

整套帶極堆焊系統(tǒng)由焊接操作機，帶極堆焊機頭，電氣控制系統(tǒng)等幾部分組成，其中焊接操作機由立柱（包括提升機構(gòu)、滑座部件、立柱回轉(zhuǎn)、防墜落保險裝置及配重部件）、橫梁、氣動/手動鎖緊裝置、行走臺車等部件組成。

橫梁安裝在滑板上，可沿滑板伸縮，速度無級可調(diào)，橫臂伸縮采用齒輪齒條傳動，低速扭矩大，滑板安裝在立柱上，可沿立柱升降，速度無級可調(diào)，并設(shè)有防墜落保險裝置，發(fā)生故障時，可防止橫梁下墜。立柱安裝在底座的回轉(zhuǎn)機構(gòu)上，可在底座上回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)采用交流電動機驅(qū)動，回轉(zhuǎn)角度為±180，回轉(zhuǎn)裝置具有超范圍機械擋塊和氣動/手動鎖緊裝置。回轉(zhuǎn)機構(gòu)采用回轉(zhuǎn)支承機構(gòu)，回轉(zhuǎn)平穩(wěn)，防傾覆能力強，確保了立柱的穩(wěn)定性。

立柱導軌為整臺設(shè)備的安裝基礎(chǔ)，具有很好的剛性，配重在其內(nèi)部升降，結(jié)構(gòu)緊湊美觀。立柱回轉(zhuǎn)裝置的減速箱及傳動齒輪、電機、氣動夾緊裝置及設(shè)備電纜等方便維護、有合理的檢修維修空間。立柱、橫梁導軌采用方形導軌，保證了橫梁在伸縮和升降過程運行平穩(wěn)橫臂是焊接機頭的載體，采用優(yōu)質(zhì)鋼材焊接而成，具有良好的剛性，所有導軌精加工而成，導軌采用方形導軌，保證了導軌的高精度及耐磨性，運行平穩(wěn)。滑板通過四個定位導向輪在立柱上移動；其余四個導向輪用于固定橫臂，可使其水平移動。其中兩個導向輪采用偏心輪固定，可用來調(diào)節(jié)移動間隙。

操作機的臺車內(nèi)軌距為2500mm，雙驅(qū)動兩軸行走。采用交流電機驅(qū)動，操作機臺車的移動速度無級可調(diào)，行走勻速穩(wěn)定，無打滑、沖擊、抖動現(xiàn)象。

4 原堆焊系統(tǒng)改進方案

為了提高筒身堆焊不銹鋼的效率，經(jīng)過深入系統(tǒng)的探討研究，發(fā)現(xiàn)可以通過對單帶極操作系統(tǒng)進行改進升級，設(shè)計橫梁小車裝置，此外還需要：蘇多凱公司125-ES1-300型帶極堆焊機頭兩套，A6控制盒兩個和ESAB 1600A電源兩臺。從而實現(xiàn)一臺操作機上懸掛兩套堆焊裝置，從而實現(xiàn)雙帶極埋弧堆焊。效率可提高一倍。見示意圖1。

首先設(shè)計橫梁小車，將小車安裝在操作機橫臂的導軌上，驅(qū)動方式為齒輪、齒條，齒條與操作機橫臂齒條共用。兩小車可分別控制，也可聯(lián)動控制，小車行走速度1-1000mm/min。小車安裝有雙向電氣限位，保證小車之間，小車與橫梁拖板之間不發(fā)生碰撞。

帶極堆焊小車采用交流伺服電機驅(qū)動，可實現(xiàn)精確移距功能。在PLC集中控制系統(tǒng)的控制下，可實現(xiàn)兩臺小車同步移動，也可單獨移動?？刂葡到y(tǒng)可與滾輪架上的編碼器通訊，實現(xiàn)設(shè)定周長自動移位功能。

此次改進采用的是一個操作機上懸掛兩個堆焊機頭，兩個機頭為單獨的控制系統(tǒng)，分別配備了電源，控制盒及相應(yīng)的一次線和二次線。焊接過程中，雙帶極堆焊機頭同時起弧焊接，可以采用操作機橫梁的橫向移動，帶動兩個帶極機頭同時移動。由可以兩個小車同步移動及單獨移動。

5 改進結(jié)果

通過本次改進，實現(xiàn)了雙帶極同時堆焊，焊接過程穩(wěn)定，焊縫高度符合要求，焊縫無咬邊，壓倒均勻，成型美觀，達到了堆焊的要求，而且效率大大提高，周期縮短一半，極大的解決了生產(chǎn)制造周期緊張的難點，焊接質(zhì)量也得到很好的保證。充分發(fā)揮了提升效率的優(yōu)勢，起到了很好的改進效果。

作者簡介：李洪巖（1985-），男，遼寧綏中人，本科，工程師，機械員，主要從事設(shè)備技術(shù)維修工作。