專利名稱:鈦鋼復合板真空制鹽蒸發室的制作方法
本發明涉及一種物料濃縮結晶的真空蒸發室，特別是真空制鹽蒸發室的設計，該蒸發室由園形直筒、封頭、接管連接而成。
為使物料在一定的溫度和相應的壓力下閃發，部份水份汽化，料液本身降溫，溶液中固相過飽和析出成鹽，至今仍需有濃縮結晶真空蒸發室。有一種已經公知的真空蒸發室，設計所采用的材質為碳鋼，這樣的碳鋼蒸發室能夠蒸發濃縮結晶物料，但這種蒸發室不耐磨蝕，不耐磨，容器壁結鹽垢嚴重，刷罐頻繁，刷罐周期1～5天，使用壽命短，熱損失大，不經濟，特別是碳鋼真空制鹽蒸發室更為顯著。此外，還有一種已知的真空蒸發室，設計上采用耐蝕材料，選用SUS316不銹鋼復合板、銅鎳合金襯里及其復合板加工制作真空蒸發室。這些材料耐蝕、耐磨、壁表面光滑，附著力小，解決了設備使用壽命短、刷罐周期短、熱損失大的問題。但是，這種蒸發室所選用的材料來源困難，綜合經濟效益不太理想。
本發明的任務是設計一種真空制鹽蒸發室，材質采用爆炸復合的鈦鋼復合板。這種蒸發室既耐腐蝕、耐磨、表面光滑不易結鹽垢，同時，材料易得，加工方法簡單，設備使用壽命長，綜合經濟效益高，易于工業化。
本發明是這樣設計的鈦在大多數介質中呈現特別優異的耐蝕性，特別是在393K以下，PH＝7～8的富有無機鹽的料液中，純鈦對點蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕、縫隙腐蝕及腐蝕疲勞均優于不銹鋼和銅鎳合金。鈦表面光滑平整，具有較小的粘著力，抗污染、抗結垢能力優于不銹鋼和銅鎳合金。其次，鈦較之其他品種強度適中，綜合機械性能優良，塑性好，冷加工性能和焊接性能良好。根據鈦的上述特性，設計上選擇鈦材作復層，鈦復層與介質接觸;基層材料選用A3鋼，爆炸復合成復合板。復層厚度≥2mm，基層厚度為12-14mm。真空蒸發室的筒體、封頭，本設計采用復合板冷加工成型，設計有公切線過渡的折邊錐形封頭與筒體等厚連接。真空制鹽鈦鋼復合板蒸發室Ⅳ效的下循環管采用大接管結構，大接管貫穿鈦鋼復合板下錐形封頭組焊而成，下循環管直徑為φ866×8mm。
本發明中設計的蒸發室筒體鈦鋼復合板焊接接頭及焊接節點，因鈦與鋼其結晶化學特性與熱物理性質差異，不能熔合。設計上采用間接式焊接接頭。即鈦面、鋼面各自相焊接，復合層間互不熔合。鈦復層對接焊時，要求小電流，快速焊，筒體組裝時，要求找正，嚴格控制復層側縱環焊縫對口錯邊量＜1.0mm，組裝合格后施焊。基層采用手工電弧焊，焊接材料T42-2;復層采用手工鎢極氬弧焊，TA2焊絲填焊。鈦復層焊接時，嚴防鐵污染。焊接時應保持熔深不小于1.0mm，在鈦與鋼不熔合的情況下，盡量加大鈦的熔深。對應力集中處和連接邊緣在結構上作局部處理采用折邊錐形封頭與筒體等厚焊接;上下錐形封頭與接管采用逐漸過渡方法;加強板補強;集中載荷支座處加加強板。鈦鋼復合板的焊接節點中要完全避免鈦鋼熔合的焊接接頭。此外，應嚴格控制母材、焊絲和氬氣純度在技術條件允許的范圍，鈦復合板貼合率≥95%，焊絲必須進行真空退火脫氫處理。對工件、焊絲進行凈化、脫脂處理，以減少氣孔。
本發明設計接管、人孔、法蘭襯里等連接結構時，除采用等面積補強，凡鈦復合板殼體與所有接管、人孔內部、法蘭表面以及接管與容器的連接處，均采用鈦材保護，接管內和法蘭表面襯2mm厚鈦板，在接管外、殼體鈦側套入厚2mm，寬50-100mm的鈦環。法蘭連接處，采用絕緣橡膠墊，螺栓園柱面采用環氧呋喃酚醛玻璃鋼纏繞0.2mm厚層，墊圈采用酚醛布板絕緣防電偶腐蝕。法蘭密封面乃采用TA2鈦板襯里防間隙腐蝕。筒體、封頭，受壓件焊縫應打磨、拋光、酸洗著色檢查，氣體滲透檢查，鐵離子試驗及無損探傷檢查，要求鈦焊縫呈金屬銀白色。
本發明所設計的鈦鋼復合板蒸發室，其優點在于耐蝕性優異，設備使用壽命為20年或更長些，使用該設備生產的產品質量高。本發明在制鹽工業上實施，生產的真空鹽含NaCl99.83%，白度83.6。本發明的又一個優點是所設計的真空蒸發室壁面光滑，無結垢情況，洗罐周期長達一個月，甚至更多些，減少了非生產性耽延時間，與碳鋼真空制鹽蒸發室比較，減少刷罐耽延時間83%。以5萬噸/年真空制鹽生產規模計算，增加產量8000噸/年，節電88萬度/年，節約蒸汽7877噸/年，增產節能年獲經濟效益120萬元，甚至更多。本發明的再一個優點是鈦鋼復合板材料易得，加工工藝簡單，易于工業化。
附圖描述了本發明的一個實施例。
附圖一、Ⅱ、Ⅲ效鈦鋼復合板真空制鹽蒸發室剖面圖。蒸發室由直徑φ3028mm、長7500mm的簡體〔2〕與上、下折邊錐形封頭〔1〕、〔4〕，切向直管〔3〕組焊而成。殼體材料全部采用鈦鋼復合板，純鈦導向器〔5〕焊于下錐形封頭內。
附圖二，Ⅳ效鈦鋼復合板真空制鹽蒸發室剖面圖。蒸發室由直徑φ3882mm，長8000mm的筒體〔2〕與上、下折邊錐形封頭〔1〕〔5〕，切向直管〔3〕，下循環管〔6〕組焊而成。殼體材料全部采用鈦鋼復合板，純鈦導流器〔4〕焊于下循環管錐體內。
附圖三，鈦鋼復合板復層對接焊縫結構形式大樣。鈦復層〔2〕與鈦嵌條〔1〕相焊，平滑接頭;基層相互焊接。
附圖四，Ⅳ效下循環管與錐體聯接結構。下循環管〔2〕貫穿下錐形封頭〔1〕焊接。
附圖五，接管、法蘭連接絕緣結構大樣。法蘭〔1〕連接處采用絕緣橡膠墊〔3〕，螺栓〔2〕的園柱面采用環氧呋喃酚醛玻璃鋼纏繞0.2mm厚，墊圈〔4〕采用酚醛布板絕緣。
附圖六，鈦復合板殼體與接管、法蘭，加強圈焊接大樣。蒸發室殼體〔1〕與接管〔5〕的內徑、法蘭〔3〕的密封面以及接管與殼體連接處均用2mm厚鈦板〔4〕保護。
本發明所設計的鈦鋼復合板蒸發室在制鹽5萬噸/年，F＝300M2的蒸發罐Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效蒸發室實施，采用四效真空蒸發制鹽。原料經處理后制成的凈化鹵，平流進入Ⅰ至Ⅳ效蒸發室，經加熱室加熱的料液，沿切向直管以75°的仰角切向進入蒸發室蒸發，蒸發后的料液從旋渦中心返回，經下循環管、循環泵再到加熱室，以此循環不斷加熱、蒸發、濃縮、結晶，順流排鹽至Ⅳ效排出，脫水干燥制成真空鹽。
表一，鈦鋼復合板真空制鹽蒸發室的技術特性
表二，蒸發室采用材質經濟各性比較
權利要求
1.設計一種由金屬園形直筒、上下錐形封頭、接管和法蘭組焊成的真空制鹽蒸發室，其特征是蒸發室殼體材質全部采用鈦鋼復合板，下循環管為大接管貫穿下錐形封頭焊接。
2.根據權利要求
1所述的蒸發室，其特征是復層為TA2，厚度不小于2mm，基層為A3鋼，鈦鋼復合板貼合率≥95%。
3.根據權利要求
1所述的蒸發室，其特征是筒體、封頭采用冷加工成型。
4.根據權利要求
1或3所述的蒸發室，其特征在于鈦復層焊接采用手工鎢極氬弧焊間接式焊接，平滑接頭，TA2焊絲填焊，復層側縱環焊縫對口錯邊量＜1.0mm，熔深不小于1.0mm，基層采用手工電弧焊，焊接材料為T42-2，鈦鋼復合板的焊接節點中要完全避免鈦鋼熔合的焊接接頭。
5.根據權利要求
1所述的蒸發室，其特征是在鈦與鋼連接處采用絕緣橡膠墊，螺栓園柱面采用環氧呋喃酚醛玻璃鋼纏繞，墊圈采用酚醛布板絕緣，法蘭密封采用TA2鈦板襯里。
6.根據權利要求
1所述的蒸發室，其特征是鈦復合板蒸發室殼體上所有接管、人孔內部、法蘭表面以及接管和容器的連接處均采用鈦材保護。
7.根據權利要求
4所述的蒸發室，其特征是焊縫應打磨拋光、酸洗進行著色檢查、氣體滲透檢查、鐵離子試驗及無損探傷檢查，要求鈦焊縫呈金屬銀白色。
專利摘要
本發明提供一種鈦鋼復合板真空制鹽蒸發室的設計，其特點是將鈦鋼復合板冷加工成型后，筒體與上下60折邊錐形封頭、上下循環管組焊而成。基層采用手工電弧焊，覆層采用手工鎢極氬弧焊，焊縫應作嚴格質量檢驗。鈦復合板蒸發室殼體上所有接管、人孔內部、法蘭表面及接管和容器連接處均采用防電偶腐蝕、防間隙腐蝕措施。下循環管為大接管貫穿下錐形封頭；在應力集中處和連接邊緣結構上亦作局部處理。
文檔編號B01D1/00GK87105491SQ87105491
公開日1988年2月24日 申請日期1987年8月3日
發明者鄧昭菊 申請人:自貢市輕工業設計研究院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan