近年來，大型釜聚合技術被廣泛的用于PVC樹脂的生產，但聚合釜的傳熱問題一直未解決，由 于聚合釜體積增大，表面積相對縮小，且聚合釜直徑增大后，釜壁厚度必然增加，導致傳熱能力進一步下降，體外夾套的傳熱面積已無法滿足傳熱需求。

解決此問題的有效途徑是配套使用聚合釜冷凝器，冷凝器安裝在上封頭處，將熱的氣相介質導入到換熱管中，經過熱交換冷凝為液相，沿著換熱管壁再回流到聚合釜中，使物料的溫度保持在工藝要求范圍內，完成聚合反應。目前我公司生產的LF108型聚合釜、LF110型聚合釜、LF120 型聚合釜、LF135型聚合釜、LF136S型聚合釜均設有配套冷凝器。

l聚合釜冷凝器的特點決定換熱管與管板的連接方式

由于冷凝器直接與聚合釜釜體連通，氯乙烯單體為有毒氣體， 不得泄漏，換熱管與管板的連接是冷凝器設計中較關鍵的問題，必須選用可靠的連接方式，換熱管與管板的連接采用強度脹加密封焊方式。為防止長期運行時，換熱管內堆積氯乙烯單體發生自聚反應，換熱管內壁要求進行拋光處理，精度達~URa<0．1 u m。如采用機械滾柱脹接，拋光管內壁將被劃傷，必須采用液壓脹管法，這種方法需要特殊的工藝和技術，脹接力的選擇尚無成熟的經驗。我公司在生產冷凝器過程中，通過查閱有關資料，在多次試驗的基礎上， 確定了一種可行的液壓脹接力的選擇方法。

2液壓脹接力的理論計算

目前國內普遍使用的液壓脹接方式為液袋脹接，詳見圖1。很高壓脹管介質經心軸的中心孔進入液袋，通過液袋對換熱管內表面施加均勻的脹接壓力，使換熱管脹接于管板中。脹管分為三個階段： (1)預脹，使管子與管壁接觸； (2) 擴脹，使管子處于塑性變形狀態，而管板處于彈性變形狀態，僅使管孔壁局部產生塑變； (3) 過脹、擴脹，使管子處于塑性變形狀態，而管板處于塑性變形狀態。第三階段，只能在試驗中達到，在實際生產過程中不能出現， 因為達到第三階段時管板已經開始變形，即產生過脹現象。

2．1脹管過程受力分析

脹管階段：管子塑性形變，管板無變化；

脹管第二階段：管子塑性形變，管板剛開始彈性形變；

脹管第三階段：管子塑性形變，管板塑性形變，產生過脹。

2．2實際計算結果

以LF108型聚氯乙烯聚合釜冷凝器為例，管板材料為Q345R堆焊S31603，厚度80mm，屈服強度為305MPa；換熱管材料為00Crl7Ni14Mo2，規格為 φ25×2mm，屈服強度為175MPa；管板孔內徑 為φ25.25mm，中心距為32mm，三角形排列。代入公式計算：

K= 1.19： K1= 1．936： P0= 35．15M Pa： Pmin = 116．12MPa：Pmax=2l1．67MPa

因此該臺冷凝器所需脹接力在116～211MPa之 間。

3試驗驗證

由于理論計算所得的脹接力為一個范圍值， 如果脹接力不能確定具體數值，只按這個范圍值執行，一臺冷凝器有著上千根換熱管，因此在實際施工中就會發生某些接頭脹緊度過大，某些接頭脹緊度不夠的現象，而脹接的關鍵是保證每個接頭都具有均勻的、適當的脹緊度，而不在于某個接頭的脹緊度有多高。

為了確定一個相對精確的脹接力，我公司按管板厚度和孔的分布做了一個試樣，在10個孔中插入換熱管，進行試脹。液壓力從120MPa開始， 分別按130、140、150、160、170、180、190、 200、210MPa等10種壓力進行脹接試驗，通過剖面檢查，發現160MPa以上可以使管子與管板緊密貼合，在170MPa下貼合得較好，因此較終確定該冷凝器接頭脹接力為170MPa。

在實際制造時，管頭按170MPa脹接后，經檢查測量，脹緊度合適，水壓試驗，全部合格，沒有發生泄漏情況。

4結論

隨著PVC裝置生產規模的擴大，大型聚合釜成為設備發展的主流趨勢，聚合釜冷凝器的配套成為必然。冷凝器中接頭采用液壓脹接技術可大大提高冷凝器脹接接頭的可靠性。采用合適的工藝，選擇合適的脹接力，可使脹接接頭在服役期間做到零故障運行。