一種鈦材與不銹鋼材組合結(jié)構(gòu)的丙烯酸酯酯化反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種機(jī)械設(shè)備，一種鈦材與不銹鋼材組合結(jié)構(gòu)的丙烯酸酯酯化反應(yīng)器，其特征在于，反應(yīng)器的主體，有殼體、反應(yīng)物入、出口管及其法蘭，反應(yīng)器的主體材質(zhì)為不銹鋼材質(zhì)，反應(yīng)器內(nèi)接觸腐蝕性介質(zhì)的盤(pán)管內(nèi)輸送加熱蒸汽，反應(yīng)器內(nèi)的加熱盤(pán)管材質(zhì)為鈦材；鈦盤(pán)管上的不銹鋼法蘭襯鈦材密封面與不銹鋼法蘭采用釬焊連接，鈦盤(pán)管上的鈦制封板與不銹鋼殼體采用釬焊連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，制成的丙烯酸酯酯化反應(yīng)器，將輸送蒸汽的盤(pán)管采用鈦材，將反應(yīng)器的主體采用不銹鋼材料，可大大降低設(shè)備成本。不會(huì)導(dǎo)致這類設(shè)備容易損壞，在役有效期的使用時(shí)間加長(zhǎng)，大大地提高化工產(chǎn)品的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，避免資源的浪費(fèi)。
【專利說(shuō)明】一種鈦材與不銹鋼材組合結(jié)構(gòu)的丙烯酸酯酯化反應(yīng)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)械設(shè)備，更具體地說(shuō)，涉及一種石油化工設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油化工裝置的設(shè)備中，如丙烯酸及其酯的產(chǎn)品生產(chǎn)裝置，設(shè)備的殼體和內(nèi)盤(pán)管材料，傳統(tǒng)上一般都采用不銹鋼材料，由于介質(zhì)的腐蝕，使用過(guò)程中盤(pán)管振動(dòng)、磨損等原因，導(dǎo)致這類設(shè)備容易損壞，在役有效期的使用時(shí)間往往很短，大大的影響化工產(chǎn)品的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，造成資源的浪費(fèi)。
[0003]鈦材有很好的耐腐蝕性能，與不銹鋼相比，更適用于丙烯酸及其酯等具有強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境；然而，鈦材價(jià)格昂貴，如果將設(shè)備整體都采用鈦材，將導(dǎo)致制造成本居高不下。如果將內(nèi)、外均受介質(zhì)腐蝕的盤(pán)管部件采用鈦材，殼體、支撐件等采用不銹鋼材料，既降低設(shè)備整體造價(jià)，又提高設(shè)備的有效使用時(shí)間。
[0004]鈦材與鈦材焊接，不銹鋼材料與不銹鋼材料焊接是容易的。而鈦材與不銹鋼材料焊接性能差異較大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)兩者之間的直接焊接的連接，需要尋找新的連接材料及技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種反應(yīng)器的設(shè)計(jì)及制造技術(shù)。
[0006]鈦材與不銹鋼材組合結(jié)構(gòu)的丙烯酸酯酯化反應(yīng)器，不同于傳統(tǒng)的同類設(shè)備，不是全部采用不銹鋼材質(zhì)，設(shè)備主體材質(zhì)為不銹鋼SSA31603材質(zhì)，內(nèi)部加熱盤(pán)管材質(zhì)為鈦材的SB338Gr.2。此選材設(shè)計(jì)即保證了盤(pán)管的使用壽命，又避免了設(shè)備整體造價(jià)過(guò)高。同時(shí)，還原因鈦材的密度小，不銹鋼的密度大，盤(pán)管采用鈦管材后，設(shè)備的重量下降，因此，其運(yùn)輸、安裝等費(fèi)用相應(yīng)降低，會(huì)進(jìn)一步降低設(shè)備成本。
[0007]鈦材與不銹鋼材組合結(jié)構(gòu)的丙烯酸酯酯化反應(yīng)器，蒸汽在盤(pán)管內(nèi)，腐蝕介質(zhì)在設(shè)備主體內(nèi)，蒸汽不接觸設(shè)備的殼體，采用“封板-套管”的結(jié)構(gòu)形式，所述“封板-套管”的結(jié)構(gòu)，即利用鈦制封板、鈦盤(pán)管以釬焊形式與不銹鋼殼體連接，進(jìn)行異種金屬之間的連接過(guò)渡。
[0008]鈦盤(pán)管伸出殼體處，與不銹鋼殼體采用封板形式進(jìn)行過(guò)渡連接，封板預(yù)先預(yù)制R弧與筒體貼合；封板內(nèi)部與鈦管之間采用鈦的氬弧焊接，封板外部與不銹鋼筒體之間采用鈦-不銹鋼釬焊焊接，主要起密封作用。不銹鋼套管套在伸出殼體的鈦盤(pán)管接管處，一端與不銹鋼筒體焊接連接，另一端與襯鈦不銹鋼法蘭的鋼基層焊接連接，起到加強(qiáng)作用；鈦盤(pán)管端頭與不銹鋼法蘭的襯鈦密封面處采用鈦的氬弧焊接，主要起密封作用。對(duì)封焊后的焊縫表面按JB / T4730進(jìn)行PT檢測(cè)，按I級(jí)合格。
[0009]反應(yīng)器的異種金屬焊接技術(shù)，選用Ag95CuNiLi釬料，以釬焊方式實(shí)現(xiàn)鈦與不銹鋼連接部位之間的密封連接。
[0010]鈦是活性金屬，鈦與鐵在液態(tài)條件下無(wú)限互溶，在固態(tài)下有限互溶。當(dāng)鐵在鈦材中的溶解度達(dá)到0.1 %以上時(shí)，將形成硬脆的金屬間化合物，同時(shí)鈦還會(huì)與鉻、鎳等形成復(fù)雜的金屬間脆性化合物，造成接頭塑性嚴(yán)重下降。當(dāng)鈦與不銹鋼直接熔焊連接時(shí)，焊縫中的鐵、鉻、鑰等合金元素必然超過(guò)其在鈦材中的溶解度，形成大量的脆性金屬間化合物和低溶共晶體。同時(shí)由于鈦、不銹鋼熱物理性能的差異，焊接冷卻過(guò)程中形成較大的焊接內(nèi)應(yīng)力，在應(yīng)力的作用下，焊接接頭將出現(xiàn)裂紋。因此這兩種異種金屬之間性能上的巨大差別，造成不銹鋼材料與鈦材之間，無(wú)法采用熔焊方法實(shí)現(xiàn)直接焊接成型。
[0011]一種鈦材與不銹鋼材組合結(jié)構(gòu)的丙烯酸酯酯化反應(yīng)器，其特征在于，反應(yīng)器的主體，有殼體、反應(yīng)物入口管及其法蘭、反應(yīng)后的物料出口管及其法蘭，反應(yīng)器的主體接觸腐蝕性介質(zhì),主體的材質(zhì)為不銹鋼SS31603材質(zhì)，反應(yīng)器內(nèi)接觸腐蝕性介質(zhì)的盤(pán)管內(nèi)輸送加熱蒸汽，反應(yīng)器內(nèi)的加熱盤(pán)管材質(zhì)為鈦材SB338Gr.2;鈦盤(pán)管上的不銹鋼法蘭襯鈦材密封面與不銹鋼法蘭采用釬焊連接，不銹鋼法蘭與不銹鋼套管連接，不銹鋼套管與不銹鋼殼體連接，鈦盤(pán)管上的鈦制封板與不銹鋼殼體采用釬焊連接；所述釬焊連接，釬焊為Ag95CuNiLi 釬料。
[0012]不銹鋼套管起到加強(qiáng)作用，鈦制封板起到密封和加強(qiáng)作用。
[0013]不銹鋼與不銹鋼器件連接，鈦材與鈦材器件連接，采用常規(guī)作法。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，制成的鈦材與不銹鋼材的反應(yīng)器，將輸送蒸汽的盤(pán)管采用鈦材，將殼體、反應(yīng)物入口管及其法蘭、反應(yīng)物出口管及其法蘭采用不銹鋼材料，可大大降低設(shè)備成本。不會(huì)使用過(guò)程中盤(pán)管磨損，不會(huì)導(dǎo)致這類設(shè)備容易損壞，在役有效期的使用時(shí)間加長(zhǎng)，大大地提高化工產(chǎn)品的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，避免資源的浪費(fèi)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中有不銹鋼法蘭襯鈦材密封面1、不銹鋼法蘭2、不銹鋼套管3、不銹鋼殼體4、鈦制封板5、鈦盤(pán)管6。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做出進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0018]如圖1所示，一種鈦材與不銹鋼材組合結(jié)構(gòu)的丙烯酸酯酯化反應(yīng)器，鈦材與不銹鋼材組合結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器，腐蝕介質(zhì)在不銹鋼殼體4內(nèi)，反應(yīng)器的主體，有殼體、反應(yīng)物入口管及其法蘭、反應(yīng)后的物料出口管及其法蘭，反應(yīng)器的主體接觸腐蝕性介質(zhì)，主體的材質(zhì)為不銹鋼SSA31603材質(zhì)，接觸腐蝕介質(zhì)的反應(yīng)器的鈦盤(pán)管6內(nèi)通過(guò)加熱蒸汽，振動(dòng)大，磨損等原因，導(dǎo)致這類設(shè)備容易損壞，在役有效期的使用時(shí)間往往很短，殼體內(nèi)的加熱鈦盤(pán)管6材質(zhì)為鈦材的SB338Gr.2 ;鈦盤(pán)管6上的不銹鋼法蘭襯鈦材密封面I與不銹鋼法蘭2采用釬焊連接，不銹鋼法蘭2與不銹鋼套管3連接，不銹鋼套管3與不銹鋼殼體4連接，成一整體，以加強(qiáng)殼體堅(jiān)固；鈦盤(pán)管6上的鈦制封板5與不銹鋼殼體4采用釬焊連接；所述釬焊連接，釬焊為Ag95CuNiLi釬料
[0019]鈦盤(pán)管6進(jìn)入殼體的入口、出口，其結(jié)構(gòu)方式是同樣的。
[0020]通過(guò)大量焊接試驗(yàn)和焊接接頭分析，實(shí)驗(yàn)證明，采用鎢極氬弧焊來(lái)加熱低熔點(diǎn)的Ag95CuNiL釬料，利用焊接時(shí)釬料熔化后在鈦、不銹鋼之間近表面結(jié)合，形成了具有良好密封性能的鈦材與不銹鋼材的釬焊接頭，可以實(shí)現(xiàn)異種金屬的密封連接。經(jīng)耐壓試驗(yàn)及致密性檢查，印證了此方法的可行性。
【權(quán)利要求】
1.一種鈦材與不銹鋼材組合結(jié)構(gòu)的丙烯酸酯酯化反應(yīng)器，其特征在于，反應(yīng)器的主體，有殼體、反應(yīng)物入口管及其法蘭、反應(yīng)后的物料出口管及其法蘭，反應(yīng)器的主體接觸腐蝕性介質(zhì),主體的材質(zhì)為不銹鋼SS31603材質(zhì)，反應(yīng)器內(nèi)接觸腐蝕性介質(zhì)的盤(pán)管內(nèi)輸送加熱蒸汽，反應(yīng)器內(nèi)的加熱盤(pán)管材質(zhì)為鈦材SB338Gr.2 ;鈦盤(pán)管(6)上的不銹鋼法蘭襯鈦材密封面(I)與不銹鋼法蘭(2)采用釬焊連接，不銹鋼法蘭(2)與不銹鋼套管(3)連接，不銹鋼套管(3)與不銹鋼殼體(4)連接，鈦盤(pán)管(6)上的鈦制封板(5)與不銹鋼殼體(4)采用釬焊連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種鈦材與不銹鋼材組合結(jié)構(gòu)的丙烯酸酯酯化反應(yīng)器，其特征在于，所述的釬焊連接，釬焊為Ag95CuNiLi釬料。
【文檔編號(hào)】B01J19/02GK103657561SQ201310637404
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月23日
【發(fā)明者】劉克, 劉儉國(guó), 王巍, 王耀鋒, 車達(dá), 紀(jì)軍, 金亞奎, 唐支翔, 鄧國(guó)峰, 杜永勤, 李克偉, 王琳, 孟丹, 于靜濤, 童少華 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)東北煉化工程有限公司吉林設(shè)計(jì)院, 南京寶色股份公司