旋流板分離器制造技術

■普爾利斯（中國）環保分離設備制造有限公司 王杰

旋流板分離器制造技術

■普爾利斯（中國）環保分離設備制造有限公司 王杰

摘要：詳細介紹了旋流板分離器在批量生產狀態下旋流板折彎工藝優化方法，以及優化后的材料利用率的分析對比。通過優化折彎工藝，材料利用率提高了約20%，工時費用降低了40%。對組裝工裝的設計及高效焊接、酸洗鈍化等工序做了簡單介紹，為同類產品制造工藝方法提供了借鑒。

1. 概述

旋流板分離器是一種典型的基于離心分離原理的氣液分離器，其壓降低、體積小，分離效率高，安裝方便，是氣液、氣固有效的分離裝置，已被廣泛應用于石油、化工、天然氣領域。最近，我公司承接了400萬t/a神華寧煤煤炭間接液化項目氣化裝置折流板分離器共96臺，產品結構如圖1所示。96臺產品，共4種尺寸規格，具體如表1所示。

2. 產品制造工藝優化過程

（1）設備及工裝模具選擇該產品厚5mm，折彎半徑r=5mm，下模開口選用32mm。由于需要的壓力較大，我們使用4000kN加拿大Accurpress折彎機進行折彎，本設備折彎精度±0.01mm（見圖2）。

（2）旋流板折彎工藝方案確定旋流板是分離器的主要部件，也是材料用量最大、要求最高的部件。本項目產品旋流板共3600片，要想實現材料利用率最大化，合理的折彎工藝方法是前提。為此，我們考慮了多種方案，現對比如下。

圖2

表1　旋流板分離器主要規格尺寸

方案一：單個下料、單個成形（見圖3）。由于折彎邊是有斜度的，且最短邊幾乎沒有直邊段，因此必須考慮增加工藝加工余量來完成。折彎產品后，再利用切割工具進行去余量，然后打磨完成。制造工藝流程為：下料

（留切割余量）→折彎→去工藝余量（打磨）。

方案二：單個下料，組焊后兩個一起成形（見圖4）。這個方案主要是通過正反組合，充分利用對方作為折彎直邊段來完成擋料定位。 制造工藝流程：下料→兩兩點焊→ 折彎→切割（兩兩分離）。

方案三：兩個葉片采用同一塊料，成形后進行切割分離（見圖5）。這個方案同樣是互相利用對方作為折彎用擋料定位，完成折彎工序。制造工藝流程：下料→折彎→切割。

通過以上方案現場試制，分析比較如下。

方案一：由于采用單個下料、單個成形，留有折彎余量是必需的。折彎余量約20mm寬。完成折彎后，采用等離子弧切割掉，由于手工切割的局限性，打磨工作量相當大，浪費工時相當多。適用于斜片數量少的場合，對制作工時及材料影響不大。這在我們以前的幾個小項目中（旋流板小且數量少）采用過，折彎現場如圖6所示。

方案二：是最節省材料的一種方法，因為兩板之間不需要留有連接余量，當然切割也最方便，僅把焊點磨掉就可以了。但是經過試驗，根本完不成產品的成形。本方案是在成形前就完成單個斜片尺寸的下料，然后點焊在一起，由于點焊畢竟存在間隙，有間隙的地方根本不能實現折彎。因此，本方案只能放棄。

方案三：應該是以上兩種方案的優化，經過多次試驗，完成產品滿足圖樣要求。

在總結前兩個方案的基礎上，我們進行了優化，兩個旋流板一起下料完成后，互相借用另一方的一邊作為折彎邊，正反折彎成形（見圖7）。成形后，借助工裝，采用自動切割機成形。這樣不僅節省了材料，由于采用自動切割機進行切割，表面質量也很好，打磨工作量較小，同時節省了大量工時。當然該方案也可以4個旋流板一起成形，但是由于產品比較長，重量大，不方便正反進行折彎，最終還是選擇了兩個一起成形。

（3）產品成本分析比較本項目產品制作完成后，我們做了材料成本的分析比較，材料利用率約提高了20%，工時降低了40%，具體參數見表2，這為公司節約了近10萬元制造成本，得到了公司及美國公司總部的肯定。

（4）旋流板組裝焊接作為關鍵部件組裝，旋流板安裝角度、間隙控制是重中之重，因為尺寸大小直接影響分離效率。為滿足圖樣的技術要求，我們專門設計了如圖8所示的裝配工裝。將產品蓋帽與工裝進行點焊，對稱裝配3塊旋流板，在裝配3個斜片定位完成后拆除工裝（如果不拆除，將會影響裝配），然后再依次裝配完成其他旋流板。利用這個裝配工裝，我們完成了所有產品裝配，保證了裝配質量，同時提高了裝配效率。旋流板的焊接采用變位機固定，自動氣保焊焊接環縫的方式，解決了焊接效率低的問題。

圖3

圖4

圖5

圖6

圖7

（5）旋流板的酸洗鈍化由于產品全部為不銹鋼，故焊接后

我們選擇了酸洗鈍化工藝。在以往不銹鋼產品中，大部分使用酸洗鈍化膏進行刷涂，達到規定時間后再進行沖洗。針對這種結構，我們采用多件浸泡的酸洗鈍化，大幅提高了工效。

圖8

表2　旋流板材料利用率及工時統計分析

3. 結語

產品制作中考慮了多種產品折彎工藝方案并進行了比較分析，實踐證明，優化后的方案既能保證產品技術要求，更能提高工作效率，降低生產成本。96臺產品順利交貨驗收，證明了工藝方案是合理的，不僅為公司創造了較大的經濟效益，更為以后類似產品的制作提供了可靠依據。

20150714