一种用于转鼓式压滤机转鼓的抗疲劳焊接制造方法技术

本发明专利技术公开一种用于转鼓式压滤机转鼓的抗疲劳焊接制造方法，包括如下步骤：(1)将轴向筋板沿壳体轴向通过焊接方式固定在壳体外圆周上，且若干个所述轴向筋板等间距分布；(2)将环向筋板沿壳体环向通过焊接方式与轴向筋板固定，且若干组所述环向筋板等间距分布；其中，轴向筋板为整体结构，环向筋板为分段结构，每组环向筋板包括若干个扇形筋板，每组环向筋板的扇形筋板依次沿壳体环向焊接固定在相邻两个轴向筋板之间。本发明专利技术的焊接制造方法中，轴向筋板与环向筋板组成的十字型接头的焊缝位于环向筋板上，通过这种方法焊接制造的转鼓式压滤机具有良好的疲劳性能。压滤机具有良好的疲劳性能。压滤机具有良好的疲劳性能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于转鼓式压滤机转鼓的抗疲劳焊接制造方法


[0001]本专利技术涉及转鼓式压滤机焊接制造
，具体涉及一种用于转鼓式压滤机转鼓的抗疲劳焊接制造方法。

技术介绍

[0002]PTA(精对苯二甲酸)被称为聚酯行业的“龙头”，关系到日常生活的各个方面，近几年国内需求量更是稳步提升。目前PTA生产大部分采用过滤、多级洗涤以及干燥一体化的转鼓式压滤设备，转鼓式压滤机具有过滤、多级洗涤、干燥、分离等不同的腔室，且转鼓式压滤机的过滤、洗涤、干燥的腔室均具有一定的压力，储存滤饼的转鼓栅格在旋转过程中通过不同的带压腔室，从而经历一个复杂的受力和疲劳过程。而转毂栅格是由横向筋板与环向筋板焊接而成，具有大量的十字型接头，且焊接接头由于在承受交变载荷的时候，承受能力远低于母材，仅为母材的25％～80％，很容易发生疲劳开裂，80％焊接结构失效是由接头疲劳破坏引起的。且由于焊接接头的布置复杂，同时焊接顺序以及焊缝数量也多种多样，早期的转鼓焊接制造方法主要基于静载强度设计，没有考虑抗疲劳设计，导致现有的压滤机焊接制造方法并不规范，且目前也还没有一个确定的方案可以实现焊接制造方法优化，导致在国内外压滤机的运行过程中，多次出现内转毂焊接接头疲劳开裂问题，且有些转鼓压滤机仅运行3年就出现开裂，影响企业正常生产。
[0003]为了避免上述问题的发生，理想方案是对内转毂进行整体锻造，避免存在焊接接头，但是由于压滤机具有多个规格的设备，转毂尺寸并不统一，针对不同的尺寸生产一套模具价格昂贵，成本高，并不可取。因此，对于转鼓式压滤机转鼓，仍需采用焊接方法制造成型，并需要提出一种用于转鼓式压滤机转鼓的抗疲劳焊接制造方法，来提高转鼓式压滤机的抗疲劳性能，以提高转鼓式压滤机的使用寿命。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术提供了一种用于转鼓式压滤机转鼓的抗疲劳焊接制造方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术具体采用如下技术方案：
[0006]一种用于转鼓式压滤机转鼓的抗疲劳焊接制造方法，所述转毂包括壳体、轴向筋板及环向筋板，轴向筋板及环向筋板焊接固定在转鼓壳体外圆周上，且轴向筋板与环向筋板相互垂直并通过焊接方式固定，所述轴向筋板与环向筋板焊接位置处形成十字型接头，所述轴向筋板设置若干个，所述环向筋板设置若干组，包括如下步骤：
[0007](1)将轴向筋板沿壳体轴向通过焊接方式固定在壳体外圆周上，且若干个所述轴向筋板等间距分布；
[0008](2)将环向筋板沿壳体环向通过焊接方式与轴向筋板固定，且若干组所述环向筋板等间距分布；
[0009]所述步骤(1)中，轴向筋板为整体结构，所述轴向筋板的两端及底部均与壳体焊接
固定；
[0010]所述步骤(2)中，每组环向筋板为分段结构，每组环向筋板包括若干个扇形筋板，每组环向筋板的扇形筋板依次沿壳体环向焊接固定在相邻两个轴向筋板之间。
[0011]进一步地，所述步骤(2)中，在焊接时，将每个轴向筋板与其两侧扇形筋板作为一组进行焊接，每个轴向筋板与其两侧的扇形筋板形成十字型接头，然后采用焊接方式将每个十字型接头依次焊接。
[0012]进一步地，每个所述十字型接头采用双道焊焊接方式，每个十字型接头均包括四组焊缝，且每组焊缝均包括位于内圈的第一道焊缝及位于外圈的第二道焊缝。
[0013]进一步地，所述十字型接头的焊接顺序为先焊接四组焊缝中内圈的第一道焊缝，然后焊接外圈的第二道焊缝。
[0014]进一步地，在焊接十字型结构的内圈第一道焊缝及外圈第二道焊缝时，采用对角焊接的方式，且第二道焊缝焊接顺序与第一道焊缝焊接顺序相同。
[0015]进一步地，所述十字型接头的焊缝位于环向筋板上。
[0016]本专利技术具有如下有益效果：
[0017](1)本专利技术的焊接制造方法中，使轴向筋板与环向筋板组成的十字型接头的焊缝位于环向筋板上，经分析环向筋板相对于轴向筋板，其两侧的压力波动很小，从而使焊接接头的疲劳性能会显著提升；通过有限元分析以及ASME评估疲劳寿命，本专利技术的焊接制造方式，焊接接头处的Mises应力降低了19MPa，经分析转鼓式压滤机的疲劳寿命提升近20倍；
[0018](2)本专利技术还对轴向筋板与环向筋板组成的十字型接头的焊缝焊接顺序进行了分析，确定焊接顺序为先采用对角焊接方式焊接内圈四组焊缝的第一道焊，然后再采用对角焊接方式焊接四组焊缝的第二道焊，这种方式焊接残余应力小，可进一步降低转鼓式压滤机的疲劳损伤。
附图说明
[0019]下面结合附图对本专利技术作进一步说明：
[0020]图1是本专利技术实施例1中所建立的两种焊接方式的转鼓整体模型；
[0021]图2是本专利技术实施例1中两种焊接方式下的轴向筋板与环向筋板组成的十字型接头及焊接位置图；
[0022]图3是本专利技术实施例1所建立的两种焊接方式的局部十字型接头模型的应力分布图；
[0023]图4是本专利技术实施例1中十字型接头的焊接顺序图；
[0024]图5是本专利技术实施例1中不同焊接顺序下焊接残余应力分布图。
[0025]图中标注：1.壳体；2.轴向筋板；3.环向筋板。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例和附图对本专利技术做详细说明。
[0027]实施例1
[0028]本实施例1以某国产转鼓式压滤机为例，详细说明本专利技术所提供的一种用于转鼓
式压滤机转鼓的抗疲劳焊接制造方法的确定过程，得到一种最优的转鼓抗疲劳焊接制造方法。
[0029]对于一种用于转鼓式压滤机转鼓的抗疲劳焊接制造方法的确定过程，主要包括如下步骤：
[0030](1)确定转鼓十字焊接接头的焊接方式
[0031]首先，建立两种转鼓整体模型，如图1所示，即传统焊接方式
‑
以轴向筋板作为分段式，以环向筋板作为整体结构，十字型接头的焊缝位于轴向筋板两侧；本专利技术的焊接方式
‑
以环向筋板作为分段式，以轴向筋板作为整体结构，十字型接头的焊缝位于环向筋板两侧，如图2所示，其中图2(a)为传统焊接方式，图2(b)为本专利技术的焊接方式；根据所建立的转鼓整体模型，采用瞬态分析法，分析转鼓式压滤机的进料过滤区、洗涤区、干燥区和卸料区的动态工艺过程，将进料过滤区、洗涤区、干燥区及卸料区的实际运行工况的疲劳载荷数据作为静载荷加载到所建立的转鼓整体模型的相应区域，生成网格并提交计算，即得到转鼓整体模型的应力分布，并找出最大应力位置，其对应的工况即为转鼓式压滤机的疲劳工况；
[0032]上述瞬态分析法分析过程具体为：在有限元软件中将所建立的转鼓整体模型划分为4个连续的区域一、二、三、四，每个区域包含结构及数量完全相同的十字型接头，所述区域一、二、三、四分别对应进料过滤区、洗涤区、干燥区及卸料区；以转鼓整体模型区域一、二、三、四中的第一个十字型接头作为参照，分别记为接头Ⅰ、接头Ⅱ、接头Ⅲ及接头Ⅳ；采用瞬态分析，当转鼓处于静止状态时，接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于转鼓式压滤机转鼓的抗疲劳焊接制造方法，所述转毂包括壳体、轴向筋板及环向筋板，轴向筋板及环向筋板焊接固定在转鼓壳体外圆周上，且轴向筋板与环向筋板相互垂直并通过焊接方式固定，所述轴向筋板与环向筋板焊接位置处形成十字型接头，其特征在于，所述轴向筋板设置若干个，所述环向筋板设置若干组，包括如下步骤：(1)将轴向筋板沿壳体轴向通过焊接方式固定在壳体外圆周上，且若干个所述轴向筋板等间距分布；(2)将环向筋板沿壳体环向通过焊接方式与轴向筋板固定，且若干组所述环向筋板等间距分布；所述步骤(1)中，轴向筋板为整体结构，所述轴向筋板的两端及底部均与壳体焊接固定；所述步骤(2)中，每组环向筋板为分段结构，每组环向筋板包括若干个扇形筋板，每组环向筋板的扇形筋板依次沿壳体环向焊接固定在相邻两个轴向筋板之间。2.根据权利要求1所述的一种用于转鼓式压滤机转鼓的抗疲劳焊接制造方法，其特征在于，所述步骤(2)中，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋文春，董志龙，解学方，李鑫，赵旭，翟向楠，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：