聚合釜的制造工艺分析

莫修乾,郑玉磊,邢卫岭

（威海化工机械有限公司,山东 威海 264200）

聚合釜的制造工艺分析

莫修乾,郑玉磊,邢卫岭

（威海化工机械有限公司,山东 威海 264200）

介绍了聚丙烯聚合釜在制造过程中的工艺要点，对聚丙烯聚合釜的制造提供了借鉴。

聚丙烯聚合釜；制造；工艺要点

1 前言

聚合釜作为聚丙烯生产工艺过程中的核心设备，其技术、性能指标直接决定了聚丙烯生产的效率和能力。聚合釜对上下凸缘的同心度、上凸缘密封面与设备轴线的垂直度以及搅拌器的加工、组装精度要求高，制造工艺方式直接影响聚合釜的搅拌效果。

2 聚合釜的结构及制造要点

聚合釜主要的大部件分为釜体、搅拌系统，聚合釜的主体结构是由筒体和封头组成的，它们是聚合釜的主要承压部件。

图1 聚合釜简图

2.1 釜体制造工艺要点分析

聚合釜对上下凸缘的同心度、上凸缘密封面与设备轴线的垂直度要求高，制造过程中所选择的工艺方式和方法直接影响聚合釜各个主要尺寸，对设备的生产效率有很大的影响，同时设备垂直度、椭圆度也会影响搅拌效果。

（1）封头上凸缘用于连接釜体与轴系，它与釜体中心的垂直度、同轴度直接影响搅拌装置的平稳运转。为了避免焊接人孔对上凸缘加工精度的影响，先将人孔与上封头组对、焊接完成后，将上凸缘与封头组焊时，为保证同轴度、垂直度要求，以加工好的封头下端面基准线进行上凸缘的加工，凸缘到设备法兰端面高度偏差+3～5mm，然后精加工上凸缘密封面，保证上凸缘密封面与设备轴线垂直度允差≤0.1mm，水平度允差≤0.5mm。

（2）上、下凸缘同心度，是保证搅拌器有效运转的必要条件。以往组对时用工装轴辅助组对上封头与筒体，工装轴需要车床按轴类零件尺寸精度加工，法兰盘与工装轴焊接后精加工，工装轴与法兰盘下端面垂直度≤0.05mm，调节组对间隙保证上、下凸缘同心度，但由于工装轴同下凸缘之间必然存在公差配合，同时工装轴越长，工装轴下端的精度越难保证，因此组对的结果，偏差在2-3mm。

经过不断的摸索和探索，将激光指向仪用在组对过程中。筒体内设检验支撑胎将筒体撑圆保证筒体的椭圆度，支撑胎中间部分是带刻度的有机玻璃，支撑胎与筒体接触部分垫胶皮垫，防止损伤复层表面，保证支撑胎与筒体两端面平行。用激光指向仪测量下凸缘与设备中心线同轴度，调整组对间隙保证下凸缘与设备中心线同轴度，先将下封头定位后焊接。上封头组对时，制作一个法兰盘将激光指向仪与上凸缘连接，在下凸缘孔部位放置带刻度的有机玻璃，激光指向仪光束同时穿过筒体支撑胎的有机玻璃的定位点指向下凸缘部位的定位点，通过激光指向精确定位，这样组对的精度在0.5-1mm之间。

组对上封头基本数据对比

经比较：上下凸缘同心度及上凸缘密封面应与容器轴线垂直度更加精确，能更好的保证搅拌器的运转效果，使用激光指向仪相比使用工装轴操作更方便，同时能节约工人工时，降低工作强度和难度。

图2 工装轴组对上封头

图3 激光指向仪组对上封头

2.2 搅拌装置制造要点

制造时保证上下凸缘的同心度、上凸缘密封面与设备轴线的垂直度、筒体的椭圆度，能够保证搅拌器与上凸缘密封面垂直，而光有这些还不能达到最好的效果，只有提高搅拌器的制造精度，才能保证螺带搅拌器与筒体的间隙，以及刮刀与下封头的间隙，从而改善搅拌效果，提高生产效率。

聚合反应物料黏度高，一般选用螺带式搅拌器，此处分析螺带式搅拌器的制造工艺。为了达到更好的搅拌效果，在螺带式搅拌器下端增加了两个利用仿形原理制作的刮刀装置，刮刀、螺带及其附属部件左右刮刀支撑、角钢刮刀采用数控切割，封头刮刀留10mm加工量待组装螺带式搅拌器时配下封头切割打磨，螺带采用专用模具热压成型。

图4 组装搅拌器工装

搅拌装置的运转精度，除保证釜体凸缘及轴系各零部件的制作精度外，还要保证搅拌装置的组装精度，为此制作一套工装，以检查各项指标。将搅拌器放置在两个专用支架上，调节支架保证搅拌器水平。在搅拌器的圆周方向拉一条0.5mm的钢丝，在刮刀部分安置一个封头样本，以此模仿筒体、封头，转动搅拌器，通过调节螺栓连接处的间隙，将搅拌器基本调整到位，若仍有偏差，需要配合切割打磨，保证刮刀与下封头内壁距离在360°范围内间隙10±3mm，螺带搅拌器距筒体内表面间隙10±1mm。

螺带式搅拌器在加工完成后要进行静平衡实验，为了防止物料挂壁现象，平衡试验合格后搅拌器表面光洁度和防腐处理。

2.3 试运转

搅拌器组装后，搅拌轴机械密封轴封处的径向摆动量≤0.06mm，轴向窜动量±0.2mm，测搅拌轴下端摆动量≤1.5mm。经测试，以水代料进行聚合釜试运转。经测试，符合设计要求。

3 结束语

通过聚丙烯反应釜的制造工艺改进，掌握了聚合釜的制造技术，并使该设备更加贴合实际生产的使用。设备运行两年，该聚丙烯聚合釜运转正常，搅拌效果良好，物料搅拌均匀，经济效益显著。