[发明专利]一种氧化反应器钛-钢复合板封头及其焊接方法

说明书

本发明提供了一种氧化反应器钛‑钢复合板封头及其焊接方法。封头从外向内包括钢基层和钛覆层，从上到下依次包括顶圆、焊接在顶圆周围的若干瓜瓣一、焊接在瓜瓣一下方的瓜瓣二，所述瓜瓣一和瓜瓣二错落设置，使得相邻环缝和纵缝构成T型。本发明超大型的封头由小的顶圆和上下两层瓜瓣焊接而成，小的顶圆和瓜瓣更容易生产；在瓜瓣底部的侧壁上设外箍圈，方便瓜瓣下部成圆；焊接坡口为不对称的X型坡口，可有效保证坡口根部的可达性，保证焊接质量及变形。在封头焊接过程中，采用组对及工装加固，控制每道焊缝错边量满足要求；焊接操作时，对封头进行三次翻身动作，保证封头整体成型精度及质量满足要求。

技术领域

本发明涉及氧化反应器技术领域，具体涉及一种氧化反应器钛-钢复合板封头及其焊接方法。

背景技术

随着我国化工能源行业的平稳健康发展，钛-钢复合板压力容器的需求及制造数量日益增多，特别在PTA(精对苯二甲酸)行业发展尤为迅速。钛-钢复合板制氧化反应器是PTA装置(以对二甲苯为原料生产纤维级精对苯二甲酸的成套装置)中的关键核心设备，目前PTA装置的氧化反应器正逐步向着大型化趋势发展，封头无法采用整体成型的方法制造。为了解决以上问题，国家知识产权局于2017年2月15日公告了专利名称为“一种大型球瓣形封头”、申请号为“201620951774.7”的中国专利，该封头包括封头主体、纵筋、环筋和封板法兰，封头主体为多个弧形瓣板焊接成型，且封头主体的横截面为上拱的弧状，所述封头主体上表面呈放射状焊接有多个纵筋，所述封头主体上的相邻纵筋之间通过多个环筋固定连接，所述封头主体的下敞口端焊接有封板法兰；本实用新型结构简单，可分件运输及吊装，在现场以封板法兰为平台对弧形瓣板进行精准定位焊接，成型好，焊接质量高，加工效率高，避免整体吊装变形。但是对于直径9米以上的超大设备，现有设备无法生产如此巨大的弧形瓣板。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种采用瓜瓣顶圆分片组装焊接成型的氧化反应器钛-钢复合板封头及其焊接方法。

本发明的技术方案是：

一种氧化反应器钛-钢复合板封头，从外向内包括钢基层和钛覆层，从上到下依次包括顶圆、焊接在顶圆周围的若干瓜瓣一、焊接在瓜瓣一下方的瓜瓣二，所述瓜瓣一和瓜瓣二错落设置，使得相邻环缝和纵缝构成T型。

所述顶圆、瓜瓣一和瓜瓣二的焊接边的钢基层均为压制型，使得两两焊接边装配后形成外浅内深的不对称X型坡口。

所述钛覆层上设有覆层隔离防护层，所述覆层隔离防护层从外向内依次包括保护膜、软质木板和防火毯。

一种氧化反应器钛-钢复合板封头的焊接方法，包括如下步骤：

1)、将顶圆、瓜瓣一及瓜瓣二的焊接边进行坡口加工：将顶圆、瓜瓣一及瓜瓣二的各个焊接边加工成型，使得两两焊接边装配后形成外浅内深的不对称X型坡口；

2)、钛覆层剔边处理：对步骤1)中X型坡口的内侧坡口边缘8-10mm范围内的钛覆层进行剔边处理；

3)、将钛覆层贴保护膜保护；

4)、将顶圆、瓜瓣一及瓜瓣二拼接组对，并采用工装固定：将顶圆、瓜瓣一及瓜瓣二拼接组对成封头结构，封头底部开口端焊接外箍圈固定各瓜瓣二成圆，底部开口端焊接井字型工装梁进行刚性加固，瓜瓣一与顶圆之间、瓜瓣一与瓜瓣二之间采用瓜瓣筋板固定；

5)、焊前预热：将工装固定后的封头，顶圆朝下、开口端朝上放置，顶圆放置在放平筒节上，对待焊的X型坡口两侧至少150mm范围内进行预热；

6)、焊接：

6.1)、先从内侧自底部按层向上施焊，焊接时由底部焊道开始，向上施焊，施焊顺序以层为单位，自底而上每层焊完后，重新回到底部按同样方式进行下一层焊道的焊接；