水冷—?dú)饫浼状己铣煞磻?yīng)器實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化

近日，南京化學(xué)工業(yè)公司化工機(jī)械廠制造的大型煤炭深加工核心靜設(shè)備水冷—?dú)饫浼状己铣煞磻?yīng)器兩套6臺(tái)設(shè)備，通過了專家鑒定，其制造技術(shù)達(dá)世界先進(jìn)水平。

　　專家表示，該公司創(chuàng)造的包括甲醇合成反應(yīng)器在內(nèi)的三項(xiàng)成果，是中國制造的新突破。水冷—?dú)饫浼状己铣煞磻?yīng)器制造具有高難度、高精度、高要求的特點(diǎn)，南化機(jī)在其制造過程中，首次完成了復(fù)雜曲線管板的精密制造，首次采用普通成型和機(jī)加工設(shè)備實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜零部件的加工。這兩套設(shè)備實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，填補(bǔ)了國內(nèi)煤炭深加工靜設(shè)備自主制造領(lǐng)域的空白。

　　將煤炭深加工設(shè)備制造核心技術(shù)握在手中

　　“我國的自然資源具有富煤少油少氣特點(diǎn)，提升煤炭深加工水平意義重大。這方面設(shè)備制造的核心技術(shù)，當(dāng)然應(yīng)該掌握在我們自己手里。”曾在南化機(jī)鄂爾多斯分廠主持工作、現(xiàn)任南化機(jī)黨委副書記的韓雪元認(rèn)為，掌握能源領(lǐng)域高端設(shè)備的制造技術(shù)，事關(guān)國家經(jīng)濟(jì)命脈。

　　目前，這些反應(yīng)器在位于沙漠腹地的內(nèi)蒙古鄂爾多斯中天合創(chuàng)裝置現(xiàn)場穩(wěn)定運(yùn)行已超過兩年，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)全部滿足設(shè)計(jì)要求。

　　對于能夠批量制造千噸級反應(yīng)器的南化機(jī)來說，大型水冷—?dú)饫浼状己铣煞磻?yīng)器要求制造工藝先進(jìn)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜精密，是該廠必須攻克的煤炭深加工裝備技術(shù)“制高點(diǎn)”。

　　該廠制造的氣冷甲醇反應(yīng)器直徑達(dá)4.2米，橢圓度卻僅3毫米，制造精度完全達(dá)到技術(shù)要求。而在水冷甲醇反應(yīng)器制造方面，專利商對設(shè)備制造工藝的要求更是極高。

　　時(shí)隔數(shù)年，該廠員工仍然清晰地記得這些由寧波工程公司設(shè)計(jì)、采用德國魯奇公司專利技術(shù)設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵細(xì)節(jié)和特殊的制造工藝要求。

　　不論是水冷反應(yīng)器的梅花折流板，還是氣冷反應(yīng)器的漸開線管板，這些從未遇到過的復(fù)雜部件，已被他們做成了絕活兒?！澳鞘亲钇D苦、最難忘的兩年。那段時(shí)間，我們每天都工作到深夜?！表n雪元說。從南京總部到鄂爾多斯分廠，參與制造的員工度過了很多個(gè)不眠之夜。

精準(zhǔn)加工造出神奇的黃金螺旋

　　2014年11月，南化機(jī)完成不銹鋼材質(zhì)的反應(yīng)器漸開線管板加工，成品如綻放的花朵般絢麗奪目。

　　數(shù)學(xué)領(lǐng)域的漸開線，被稱作神奇的黃金螺旋，被認(rèn)為是最能有效利用空間的模型。在自然界中，向日葵、松果和斐波那契花菜等植物都具備這樣的結(jié)構(gòu)。

　　為了這塊結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的管板，南化機(jī)員工如癡如醉地研究了整整半年。

　　該廠重加工車間主任周正國對復(fù)雜曲線的加工頗有研究。行事嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃?，先是找了一塊同材質(zhì)500毫米的方形試板做試驗(yàn)，一是為了驗(yàn)證程序，檢驗(yàn)編程準(zhǔn)確性；二是為選擇刀具、探索工藝參數(shù)、測算進(jìn)度；三是希望以此檢測累計(jì)誤差。通過這個(gè)試驗(yàn)，他果然發(fā)現(xiàn)漸開線末端有累積誤差，這將造成管孔分布不均，給后續(xù)的裝配工作帶來困難。

　　由于漸開線的每一段半徑不同，周正國認(rèn)為用電腦制圖工具的近似畫法很難畫出精準(zhǔn)的曲線，他便與車間計(jì)劃員任有志一起用電腦編程，畫出了接近完美的漸開線模型，為管板、復(fù)合折流板和筋板的加工奠定了質(zhì)量基礎(chǔ)。

　　怎樣完成管板上漸開線筋板的焊接是個(gè)難題：筋板高240毫米，間隙僅100毫米，在焊接過程中還要避讓管頭，并且保證手伸不進(jìn)去、眼睛看不到焊縫。該廠電焊工高級技師、江蘇省首席技能大師高申華和鉚焊車間的同事共同商討對策，研究出了“漸開線箱體與管板的小空間熔化極氬弧焊接技術(shù)”，設(shè)計(jì)制作了焊接工裝，改制了焊槍，不僅成功解決了這個(gè)難題，而且將工效提高3倍。

　　水冷反應(yīng)器的梅花折流板有4718個(gè)管孔，每個(gè)管孔周圍又有6個(gè)小孔，形狀像數(shù)千朵盛開的梅花。因?yàn)榭组g距非常小，稍有不慎就會(huì)打穿管孔。該廠車工高級技師、南京市工人發(fā)明家沈宗文，帶領(lǐng)技術(shù)員設(shè)計(jì)出了梅花孔定位工裝，用普通鉆床加工出了高精密度梅花管板。后來，這個(gè)工裝獲得了國家實(shí)用新型專利。

大開“腦洞”解“燒腦”難題

　　為了制造這些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的設(shè)備，“周主任把機(jī)床拆了”。這是該廠員工回憶當(dāng)時(shí)情景的玩笑之語。

　　準(zhǔn)確地說，周正國拆的是大型數(shù)控深孔鉆的操作室門板和安全護(hù)欄。水冷反應(yīng)器要求先把管板和管箱焊接后再打孔，這樣鉆頭的長度便不夠了。他試圖暫時(shí)拆掉機(jī)床上的這些安全輔助部件，卻還差幾毫米。由于制作新的鉆削工裝成本高、耗時(shí)長，他只好設(shè)法對鉆削工裝的密封套進(jìn)行改裝。

　　氣冷反應(yīng)器漸開線管板直徑4.2米，這個(gè)尺寸大于鉆床的加工行程，管板無法一次完成鉆孔任務(wù)，超出行程部分的管孔必須移位后才能加工，這又是一個(gè)難題。因?yàn)榇蟛糠值你@孔完成后，管板會(huì)像一只巨大而柔軟的篩子，非常容易變形。周正國又設(shè)計(jì)了一個(gè)管板固定工裝，移位時(shí)只需要起吊工裝即可，既防止了管板變形，又方便了找正。

　　在氣冷甲醇反應(yīng)器管束氣密試驗(yàn)過程中，為了把所有管孔密封起來，容三車間副主任王明龍?jiān)O(shè)計(jì)制作了一個(gè)臨時(shí)的“殼體”，可是管板上那些安裝熱電偶和取樣口的長圓形孔（腰型孔）成了問題——熱電偶伸出管板的部分就像一把劍的劍柄，包不起來。

　　為了解決這個(gè)問題，王明龍反復(fù)研究熱電偶的設(shè)計(jì)意圖，突發(fā)奇想：“如果能改變一下熱電偶套管的結(jié)構(gòu)，就可以把‘劍柄’塞進(jìn)容器肚子里，做完氣密試驗(yàn)再拽出來。”這一招出奇制勝，效果很好，連德國專利商都想親眼看看他們是怎么把熱電偶拽出來的。

　　他還設(shè)計(jì)了內(nèi)件拖入工裝，讓內(nèi)件“滑”進(jìn)了殼體，其間隙僅20毫米。