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《哈尔滨市志 机械工业》
 
 
第九篇 工业锅炉与压力容器制造业
 
 
第二章 压力容器
 
 
第一节 多层容器
 
 
  一、多层包扎式容器。
  1957年,由一机部、化工部组织有关单位与哈锅炉厂联合设计多层包扎式容器。设计时,
筒体结构采用国外的产品形式,密封及其他部分的设计与计算,参照了国内几个化工厂已有
设备的技术文件,各类技术条件的制定,参照了苏联的资料。同年12月5日,投料试制。试
制中,制定了《多层高压容器爆破试样工艺守则》,各道工序均严格按守则规定执行。
  1958年2月,制成两只爆破试验用高压筒体。一只按国外工厂制造工艺,用手工焊接;
一只是结合工厂情况,在苏联专家指导下,全部采用埋弧自动焊接。爆破试验前,一机部、
化工部组成联合鉴定委员会,主持鉴定。2月23日,对手工焊制成的压力筒分三项进行了爆
破试验。前两次为超工作压力试验,第三次为破坏性试验,当压力升到740大气压(72.52
兆帕)时,容器沿封头环向焊缝破裂。按设计计算,容器应在1200—1600大气压(117.72
—156.96兆帕)下破裂。提前破裂的主要原因是焊缝有未焊透区域,局部有气孔及裂纹等。
换过封头后又经两次试验,最后一次达到1700大气压(166.77兆帕)。3月5日,又对自动
焊制成的压力筒进行爆破。先进行超工作压力试验,加压到500大气压(49兆帕)时未见异
常;又进行破坏性试验,当升到1200大气压(117.72兆帕)时,鉴定委员会认为已满足设
计最低要求,决定停止加压。撤压后检查,除筒身略有膨胀外,无其他异常,压力筒试制成
功。鉴定委员会又对设计、工艺、检测等进行研讨,听取苏联专家和国内专家的意见,同意
哈锅炉厂在继续试验研究的基础上,用自动焊方式进行生产。爆破试验的成功,受到国内外
焊接界的重视,国内外一些焊接杂志曾进行报导,予以介绍。
  为生产多层包扎式容器,哈锅炉厂建立了从钢板表面喷沙到卷板、装配、焊接等一整套
工艺装备。1959年前,主要品种为氨合成塔和高压蓄势器。由于这种结构对层板材料要求极
严,材料利用率低(65%左右),工艺复杂,手工工作量大,采用大型锻造平封头。1959年
以后,随着单层卷制式和双层热套式结构的出现和大量生产,除化工容器外,其他高压容器
很少再采用多层包扎结构。
  1963年,哈锅炉厂承担了向越南出口2.5万吨/年氨合成塔的制造任务。制造质量要求
极严,其中外壳要求15米内弯曲度小于6毫米,内件不锈钢圆筒在8米内挠度不大于2毫米。
工人工程师、著名劳动模范梁彦德在该项产品上首次应用了氩气保护焊新技术。1963年9月
试制完毕,经一机部组织鉴定,制造质量良好,评为合格品,同意出口。
  二、热套容器
  哈锅炉厂从50年代末开始使用红套技术生产压力容器。1959年5月,汽包容器车间职工
针对多层包扎容器生产效率低,手工劳动量大的问题,曾尝试将红套技术应用在容器生产上。
用这种方法制成的容器,与用多层包扎方式制成的同样内径和长度的容器相比,材料节省30%
左右,工作量减少50%左右,而且机械化程度高,减轻劳动强度。该厂对红套技术的应用
十分重视,试验筒完成后,立即应用在高压蓄势器的生产上,设计制造出内径900毫米,单
层筒壁厚42.5毫米、长4400毫米的产品。1960年生产9台。因受当时技术条件限,制造工艺
上也不够完善等原因,未坚持生产。
  1971年,哈锅炉厂为解决小直径厚壁高压容器的制造问题,探索大过盈量热套容器生产
工艺和容器在操作压力下工作的安全性,在总结过去经验的基础上,再次试制。内外筒均用
15Mnl热轧钢板,厚30毫米,卷制成形。内外筒配合面机械加工,外筒加热后将内筒套入,
经两次试验取得成功。试验证明,与相同尺寸多层容器相比,生产周期缩短1/3,材料利用
率由60%提高到90%,与单层容器相比,可用优质薄板代替厚板,特别是在有腐蚀介质的条
件下,内外筒可根据需要选择不同材料。试验后,制造2台,实际运行安全可靠。
  1974年,哈锅炉厂与东方锅炉厂、一机部通用机械研究所共同研制大型热套容器。年初,
哈锅炉厂进行了模拟热套筒体应力释放试验。试验验证了用普通低碳钢制造热套式高压容器
的可能性,找到了过盈量和套合半径的比例关系,为大型热套容器的制造提供了理论依据,
奠定了基础。试验之后,用常规方式制造出1台配合面不经机械加工的大型热套式高压容器,
一次套合成功,应力测量证明能满足工作压力使用要求。这种容器的试制成功,为生产重量
在300吨以上的高压或超高压容器创造了条件。1977年,双层热套容器获省、市科技成果奖。
  1987年,哈锅炉厂为沈阳东北制药厂设计制造了四基庚稀酮反应器,填补了国内医药生
产设备的一项空白。这种容器为三层热套结构,设计压力31.38兆帕,工作温度280摄氏度,
内层为不锈钢、外两层为碳钢,内径253毫米,总长7米,是研制维生素A和E原料的关键设备。
  三、复合板材及衬里容器
  1961—1963年,哈锅炉厂为大庆炼油厂生产了热裂化装置K1—K8塔,因工艺上存在很多
问题,是不成熟产品。1965年以后,为生产国家专案产品大型820塔及容器,哈锅炉厂与哈
尔滨焊接研究所、沈阳化工研究院等单位合作,进行大量工艺试验和研究,解决了焊接、切
割、装配等工艺关键,试制成功ⅠA塔、ⅡA塔、ⅠB塔、ⅡB塔等国家急需设备。1966—1972
年期间共生产39台。这批容器直径在1200毫米—3000毫米之间,高度在12米至39米之间,是
该厂使用复合板材制造的重要产品。
  1967—1969年,哈锅炉厂根据化工部第四设计院提供的图纸,完成厂化设计后,制造出
首台11万吨/年尿素合成塔。塔的内径1400毫米,壁厚115+6毫米,长29米,净重105吨,
工作压力204公斤力/平方厘米(20兆帕)。生产关键是衬里,要求与外壳贴紧,焊缝无缺
陷,并能通过晶间腐蚀试验。国外的衬里方法一般采用气胎撑紧,但很难克服衬里纵缝焊接
后由于收缩而引起衬里与外壳出现间隙。该厂采取了先用内撑胎机械撑紧,再通过水压使衬
里贴紧的工艺方法。在生产中,先后解决了板材超声波探伤、热加工成形等技术难题。加工
外壳筒节纵向槽时,工厂没有专用设备,技术人员和工人一起,利用牛头刨床改装成特殊装
置,边试验边改进,加工出合格产品。筒体内环缝焊接是在筒身加热到250摄氏度情况下进
行,工人们冒着高温钻进筒内,轮流工作,每一个从筒内出来的人,厚衣服都被汗水湿透,
18条外环缝要求连续焊接,自动焊工人昼夜不停,吃在焊机旁,睡在车间里,连续工作18天。
衬里焊缝的质量直接影响塔的寿命,焊接时技术人员同工人一同试验,将等离子弧焊用于生
产,取代手工电弧焊,使焊缝一次成型。70年代初安装在本溪化肥厂,运行18年无故障,是
国内此类尿素合成塔运行时间最长的一台。1970—1979年,又为唐山化肥厂、贵州化肥厂
(后转四川化肥厂)吉林化肥厂(后转广州氮肥厂)制造了这种设备。
  70年代中期,哈锅炉厂与化工部第四设计院联合为上海吴泾化工厂设计制造了24万吨/
年尿素合成塔。塔高32.5米,内径2100毫米,壁厚95+6毫米,净重163吨,工作压力163公
斤力/平方厘米(16兆帕)。制造中,解决了筒体电渣焊后焊缝机械性能及强度指标达不到
设计要求、不锈钢高压接管材料代用、不锈钢衬里铺设、大段筒体合龙装配与焊接、氨渗漏
与打水压试验等生产关键。1975年投产,1976年元月竣工,1977年获省、市科技成果奖。
  1987年,哈锅炉厂制成国务院下达的重点工程项目之一不锈钢衬里二氧化碳汽提塔。制
造过程中,采用高压管热套工艺,制造复合管材,取代进口材料,保证了生产周期;改进酸
洗工艺,用手工酸洗代替槽洗,节约经费,保证了质量。
 
     
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