シングルコーン真空乾燥機用スパイラルハーフパイプジャケットの製造と応用

多機能パルス真空シングルコーンドライヤーは、無錫張華機械がファインケミカル業界のファインドライバッグ生産ラインのプロセス要件に合わせて開発した新世代の撹拌真空ドライヤーの一つです。高度なプロセス設計と製造技術を採用し、湿潤粉末やフィルターケーキ、ペースト、スラリーなどの材料を処理できます。特に、比重が大きく、粘度が高く、敏感な製品や、有毒または爆発性の溶剤を含む製品に適しています。シングルコーンパルスミキシングドライヤーは低真空運転に適しており、反応結晶化、加熱冷却、滅菌、固液分離、脱ガスなど、プロセスの他の段階にも適用できます。

現代化学工業の発展に伴い、化学品生産は大規模化・大型化の傾向にあり、単一生産装置の出力は増加しており、シングルコーン真空乾燥機も徐々に大規模化しています。この時、シングルコーン乾燥機の直径は大きくなり、コーンは長くなり、特にジャケット圧力が1.0MPaを超えると内筒の壁厚が増加し、真空シングルコーン乾燥機の設計・製造の難易度が高まり、それに応じて装置の製造コストも増加します。

したがって、適切なジャケット構造を選択して内筒の壁を薄くし、圧力支持能力を高めるという目的を達成する方が経済的かつ合理的です。

シングルコーン真空乾燥機の加熱ジャケットの種類と特徴

（1）インテグラルジャケット

撹拌装置の加熱または冷却に最も一般的に使用されるジャケット型は一体型ジャケットです。これは、装置の外側に設置されたやや直径の大きい容器です。成熟した加工技術、シンプルな構造、製造の容易さなどの特徴を備えているため、化学装置設計の選択において広く利用されています。

欠点は、加熱領域がシリンダーの形状によって制限され、あまり大きくすることができないことです。

（２）スパイラルデフレクター付きジャケット

ジャケット内に螺旋状のガイドプレートが設置されているため、ジャケット内の流体を誘導し、容器内の材料をより良く加熱または冷却できるだけでなく、外部圧力の計算長さが短縮されるため、容器シリンダーの計算壁厚も減少します。 。 欠点は、デフレクターのサイズが大きい場合、シリンダーとジャケットの間に設置できないことです。たとえば、シリンダーとジャケットの距離を増やすか、デフレクターの円数を増やしてシリンダーの壁厚を増やして転向を減らすことができます。プレートサイズ法は本末転倒の方法であり、さらに、シリンダー、補強リング、ジャケットはすべて強固に接続されています。異なる材料と温度は大きな応力を発生させるため、この構造は可能な限り避ける必要があります。

（３）半丸パイプジャケット

半円管ジャケット構造は、配置形式によって螺旋型と管列型に分けられ、半円管の形状によって標準半円管と弓形管に分けられます。 全体ジャケットと比較して、半（円形）管ジャケットは以下の特徴を持っています：構造が簡単で、圧力支持力が強く、容器の運転状態を変えることなく設計壁厚を効果的に減らすことができ、材料を節約し、設備コストを削減し、外部圧力に対する設備の強度と剛性を向上させ、メンテナンスを容易にします。 この利点は、特に外部圧力条件が厳しい大型のシングルコーン真空乾燥機の場合に顕著です。

欠点としては、溶接箇所が多く、溶接量も多くなるため、加工や製造に一定の困難が生じ、非破壊検査の作業負荷も増加することです。

シングルコーン真空乾燥機のスパイラルハーフリターンパイプジャケットの製造における問題と分析

螺旋半円管ジャケット（以下、ハーフパイプと略す）設備は欧米諸国で広く使用されており、ドイツでは1979年に規格が制定されました。通常のジャケット容器と比較して、ハーフパイプ設備は、シリンダー応力が良好、伝熱効率が高く、省エネ、鋼材消費量の節約などの利点があり、現在では比較的合理的で先進的なジャケット構造となっています。

無錫張華機械は、製造を担当するいくつかのメーカーに対して徹底的な調査を実施し、ハーフパイプジャケットコンテナの製造上の問題がその普及と応用に影響を与える主要な問題の1つであることを知りました。

（１）ハーフパイプ成形問題

ハーフパイプのこの部分は、既製の丸パイプを使用し、シリンダーの外径に合わせて圧延加工した後、マーキングを施すことで製造されるメーカーもあります。マーキング後、フライス盤でパイプの半分（使用不可）を削り取り、この部分を製作します。

そのため、ハーフパイプのこの部分は消費量が多く、加工量も多く、相対的にコストが高く、加工後のハーフパイプの内径の真円度を確保することが困難である。

（２）円筒の自重非円形問題

このタイプの設備は比較的長いため、設置後、シリンダージョイント部にハーフパイプを組み立てて溶接する作業しかできません。設備自体の自重により、丸みを帯びた形状であっても、設置後には丸みが失われてしまいます。

しかし、一部のメーカーは対策を講じず、バレルジョイント部にハーフパイプを直接組み立てて溶接したため、機器の将来の使用時に潜在的な危険が生じました。

（３）螺旋半管と円筒の組立問題

製造されたハーフパイプはまず装置の壁に固定され、次にハーフパイプ間の突合せ溶接部が溶接されます。そのため、加工技術上、溶接後のハーフパイプには収縮の余地がありません。そのため、ハーフパイプの突合せ溶接部間には大きな組立応力が残留します。この組立応力は一般的に引張応力として表され、溶接割れを引き起こしやすく、溶接部の引張強度を低下させる可能性があります。

そのため、その処理技術を向上させる必要がある。

シングルコーン真空乾燥機用スパイラルハーフパイプジャケットの製造ソリューション

上記の問題に対応するため、無錫張華機械は1ヶ月以上を費やし、日本、ドイツ、その他の国々におけるスパイラルハーフパイプジャケットの製造に関する技術資料を検討しました。そして、わずか1ヶ月で、シングルコーン真空乾燥機のスパイラルハーフパイプジャケットの具体的な製造計画設計と、上記の問題を解決する方法を発見しました。

（１）ロール成形

ハーフパイプジャケットは丸パイプではなく鋼板で製作し、自作のハーフパイプ圧延機で圧延成形します。

鋼帯は圧力容器「丸鋼圧延工程規定」に従って圧延機で成形され、圧力容器GB150-89の10と13の要件を満たす円度になります。

（２）円筒外側の螺旋半円筒管の組み立て

螺旋半円管の製造工程は複雑で、螺旋半径の変化と螺旋リード角の変化の両方があり、製造の難易度を高めています。製造サイズが不完全な場合、組み立てや溶接がさらに困難になります。螺旋半円管は突合せ継手が多く、隅肉溶接部は比較的長いため、溶接品質を確保するためには、突合せ継手が完全に溶け込んでいなければなりません。しかし、半円管の隅肉溶接部の欠陥を検出することは難しく、内部欠陥（例えば、クランプスラグ、溶け込み不足、気孔、割れなど）を見つけることは困難です。

これにより、機器の使用に多くの潜在的な危険がもたらされるため、上記の困難を解決するために特別な技術的対策が策定されました。

（３）溶接前のシリンダーの準備

まず、溶接された円筒をプラットフォーム上に設置し、円筒の上部位置（0°、90°、180°、270°）を再度確認し、上記の4つの方向線上に螺旋半円筒管の軌跡を描きます。このようにして組み立ての精度を保証し、次に螺旋半円筒管を下から上へ順番に組み立てて溶接します。このために、ツーリングブロックとウェッジブロックを作成し、半円筒管を円筒に密着させ、突合せ継手の食い違いを少なくすることで、溶接品質の確保に有利です。

（4）溶接工程

突合せ継手の完全な溶け込みを実現するために、V字溝、鈍角（1±1）mm、隙間2～3mm、片面溶接および両面成形が採用されており、溶接工は溶接のために特別に訓練されています。

円形すみ肉溶接については、溶接品質を確保するため、溶接および熱処理後に表面欠陥検査に加え、水圧試験および気密試験を実施します。漏れが発見された場合は、速やかに溶接を補修し、欠陥箇所を再検出して再度加圧します。（厳密な計算に基づき、試験圧力を一定倍数まで増加させ、十分な時間保持します。）

（５）圧力テスト

シングルコーン真空乾燥機は構造が複雑なため、溶接継ぎ目が長すぎて溶接位置が悪いため、溶接品質を確保するために、溶接と熱処理後に外部コイルの圧力テストを実施し、水圧テストと気密テストの両方を行う必要があります。、製品要件を満たします。

シングルコーン型真空乾燥機（螺旋半円管式ジャケット反応器）は、高い技術要件と複雑な構造を特徴とし、製造上の難しさも大きいため、製造・組立工程における難しさを十分に考慮し、合理的な工程対策を策定し、必要な補助工具を事前に用意しておく必要があります。

製造工程では、図面と工程要件に厳密に従って部品を成形し、組み立てと溶接工程で溶接後の大フランジの変形を防ぎ、コイルとシリンダーの溶接品質を向上させ、すべての重要な困難を制御します。