一、层板卷制包扎式容器
　　　　哈尔滨锅炉厂于1957年开始研制层板卷制包扎式容器，由一机部、化工部负责组织。设 计工作在哈尔滨锅炉厂和化工部氮肥设计院双重领导下进行，参加产品设计的人员有哈尔滨 锅炉厂副总工程师兼总设计师吴恕三，南京永利化工厂孙贻南，化工部氮肥设计院的王忠义、 王承祖等。设计时困难重重，多层筒体结构当时世界上只有美国采用，而美国又对中国实行 技术封锁。所能借鉴的是永利宁厂制造高压筒时所摸索的规律和经验，没有完整的设计数据 和技术资料。设计时，筒体结构采用美国史密斯工厂产品形式；密封及其他部分的设计与计 算，参照了国内几家化工厂已有设备的技术文件；各类技术条件的制定，参照了苏联的资料。 设计出来的爆破试验用高压筒体内径800毫米、壁厚169毫米、总长6 440毫米，总重34.4 吨，工作压力320千克力/平方厘米(31.38兆帕)，内筒和层板材料均为20克，筒体内6毫米 厚的钢板包扎21层而成，采用大型铸钢平封头。
　　　　1957年12月5日生产准备基本完成后，开始投料试制。工厂党委责成副总工程师兼总工 艺师杜鸿模专门负责组织，试制过程中制定了《多层高压容器爆破试样工艺守则》，备料、 内筒卷圆、逐层包扎、逐层焊接、焊口磨锉等各道工序均严格按守则规定行事。各道工序焊 接是关键，实际操作者必须是经考试合格6级以上的焊工焊接内筒，4级工及其以上的焊工焊 接层板。至1958年2月制成两只爆破试验用高压筒体，一只按美国制造工艺用手工焊接；一 只结合工厂情况在苏联专家指导下，层板纵缝和筒体环缝全部采用埋弧自动焊接。爆破试验 前，一机部、化工部组成联合鉴定委员会，邀请劳动部，中共黑龙江省委、省人委和哈尔滨 市委、市人委，国内部分大学教授和苏联专家来厂共同鉴定。1958年2月23日对手工焊制成 的压力筒进行了爆破，试验由杜鸿模、刘景千等负责，在专门设置的临时爆破坑内分三次进 行，前两次为超工作压力试验，当压力达到500大气压时，均听到“啪、啪”的响声。第三 次为破坏性试验，当压力达到740大气压(72.52兆帕)时，容器沿封头环向焊缝破裂，4.8 吨重的封头脱离筒身冲开了3米厚的沙墙，落在5米以外。按设计计算，容器应在1 200 ～1 600大气压(117.72～156.96兆帕)下破裂。提前爆破的主要原因是焊缝有未焊透 区域，局部有气孔及裂纹等。试验失败后，该筒换过封头，又经两次试验，最后一次达到 1 700大气压(166.77兆帕)。同年3月5日又对埋弧自动焊制成的压力筒进行爆破，先进 行超工作压力试验，加压到500大气压时未见异常。又进行破坏性试验，当升至1 200大 气压(11772兆帕)时鉴定委员会认为已满足设计最低要求，考虑到临时爆破坑防护条件不 够完善，为保证工作人员安全起见，决定停止加压，撤压后检查，除筒身略有膨胀外，无其 他异常，该筒试制成功。鉴定委员会又对设计、工艺、检测等方面进行研究和讨论，听取了 苏联专家和国内专家的意见，同意哈尔滨锅炉厂在继续试验研究的基础上，用自动埋弧焊方 式进行生产。采用这种方式焊接高压容器，当时在世界上尚属罕见，受到国内外焊接界的重 视，国内外一些焊接杂志曾进行多次报道，予以介绍。为了取得必要的数据，哈尔滨锅炉厂 在采取必要的防护措施后继续试验。自动焊筒最终在1 530千克力/平方厘米(150兆帕) 压力下破裂。
　　　　为生产多层包扎式容器，工厂建立从钢板表面喷沙到卷板、装配、焊接等一整套工艺装 备，1958～1960年进行批量生产，主要产品品种为氨合成塔和高压蓄势器。生产中的问题是： 对层板材料要求极严(厚度均匀，表面不允许有锈疤)；材料利用率低(65%左右)；工艺复杂； 手工工作量大(先作一圆而直的内筒，再逐层包扎、焊接、磨锉)；采用大型锻造平封头(外厂 协作生产周期长，需大量切削加工，一个封头毛坯重8—10吨，成品仅剩2.5吨)。1959年以 后，随着单层卷制式和双层热套式结构的出现和大量应用，多层包扎结构形式，除化工容器 外，其他高压容器很少再采用。
　　　　1963年哈尔滨锅炉厂承担了向越南出口25万吨/年氨合成塔的制造任务。该塔工作压 力320大气压(31.38兆帕)，内径800毫米，外壳壁厚151毫米，由24层钢板叠包组成，总重 66.5吨，全高15米。制造该塔时质量要求极严，其中外壳要求15米内弯曲度不小于6毫米， 内件不锈钢圆筒在8米内绕度不大于2毫米。工人工程师、黑龙江省著名劳动模范梁彦德在该 产品上首次应用了氩气保护焊新技术。于1963年试制完毕。经一机部组织鉴定，制造质量良 好，评为合格品，同意出厂。该产品技术标准执行一机部、化工部、石油部、劳动部1959年 联合批准实施的《多层包扎式高压容器设计制造检验规程》和《化工设备零部件标准》(TH) 以及《1961年国家计划委员会、经济委员会、一机部，化工部、三机部联合检查组与哈尔滨 锅炉厂关于化肥设备的若干技术问题谈话记录》中规定的图纸技术要求。
　　　　1961年以后，多层高压容器的封头材料曾改为20MnMo，工程技术人员方己民等人通过试 验制定了新的工艺，在工序上撤消了封头前的堆焊，工艺科试验室为查明自动焊环缝内是否 存在裂纹及全面鉴定焊缝的机械性能，进行了筒节间自动焊环缝解剖试验，探索了提高焊剂 下自动焊缝的质量问题。1964年，根据中国和罗马尼亚技术合作条约，哈尔滨锅炉厂曾负责 向罗方提供多层高压容器制造技术。
　　　　二、热套容器
　　　　哈尔滨锅炉厂早在50年代末就使用红套技术生产压力容器，超前于国际和国内的采用时 间。
　　　　1959年5月，汽包容器车间职工针对多层包扎容器生产效率低，手工劳动量大的问题， 曾尝试将红套技术应用在容器生产上，用46毫米厚的钢板卷成内、外筒，外筒内表面和内筒 外表面配合面经机械加工，使之光滑。外筒加热后将内筒套入，冷却后外筒直径收缩，达到 紧密配合的目的。封头用80毫米厚钢板冲压成球形。用这种方法制作的容器，与用多层包扎 方式制成的同样内径和长度的容器相比，节省材料30%左右，工作量减少50%左右，而且机械 化程度高。减轻劳动强度，工厂对红套技术的应用十分重视，试验筒完成后，立即应用在高 压蓄势器的生产上，设计制造内径900毫米、单层筒壁厚42.5毫米，长4 400毫米的产 品，压力为250大气压(245兆帕)，材质为20克，水压检验合格。到1960年共生产了9台。但 由于当时技术条件限制，试验与测量经验不足，制造工艺上也不够完善，未能进行必要的试 验和提供完整的数据，致使厂内许多人疑虑，未能坚持下去。
　　　　60年代，工程技术人员李良成曾进行双层热套模拟容器爆破试验，试验结果表明，回火 后双层套合容器的屈服和爆破压力不低于相同尺寸的单层容器。
　　　　1971年，为了解决小直径厚壁高压容器的制造问题，探索大过盈量热套容器生产工艺和 容器在操作压力下工作的安全性，在总结过去经验的基础上，再次试制，内外筒均采用15MnV 热轧钢板，厚30毫米卷制成形。内外筒配合面机械加工，外筒加热后将内筒套入，经多次试 验成功。制造完成后，进行了内外壁的电阻应变测量，采用外补偿水下法测量内壁应力，达 到预期目的。检测结果认为容器可在230千克力/平方厘米(22.6兆帕)的设计压力下安全运 行，这次试验为大过盈热套容器的生产提供了依据。试验证明，与相同尺寸多层容器相比， 生产周期缩短了1/3，材料利用率由60%提高到90%；与单层容器相比，可用优质薄板代替厚 板，特别是在有腐蚀的介质条件下，内外筒可根据需要选择不同材料，试验后，制造了2台 产品。实践证明运行安全可靠。
　　　　套合面不经机械加工高压容器的试制：1974年哈尔滨锅炉厂与四川东方锅炉厂、一机部 通用机械研究所共同研制大型热套容器。年初，哈尔滨锅炉厂进行了模拟热套筒体应力释放 试验，用13SiMnMoVB钢材制作了公称直径100毫米的内外筒，作为试验模型。试验验证了普 0通低碳钢制造热套式高压容器的可能性，找到了过盈量和套合半径的比例关系，为大型热 套容器的制造提供了理论依据，奠定了基础。试验之后，制造了1台配合面不经机械加工的 大型热套式高压容器。容器工作压力320千克力/平方厘米(31.38兆帕)、内径900毫米、壁 厚92毫米、全长6 800毫米、材料选用14MnMoV调质处理、单层筒节壁厚46毫米、分三节 制造、一次套合成功。这种容器的试制成功，为生产重量在300吨以上的高压或超高压容器 创造了条件。
　　　　1977年双层热套容器获黑龙江省、哈尔滨市科技成果奖。1981年生产钛氧化塔时，用于 筒体制造的复合板因贴身率差，钛衬里全部脱开，黄金鑫、沈开达等人应用薄钛板热套工艺 将4节筒体的钛衬里套合，避免了材料损失。
　　　　三、复合板材及衬里容器
　　　　哈尔滨锅炉厂从60年代开始用复合板制造化工容器，这种材料是碳钢和不锈钢(316L0) 复合而成。初次使用是在1961～1963年期间为大庆炼油厂生产的热裂化装置K1—K3塔。由于 工艺存在许多问题，是不成熟产品。1965年以后，为生产国家专案产品—大型820塔及容器， 哈尔滨锅炉厂与哈尔滨焊接研究所、沈阳化工研究院等单位合作，进行大量的工艺研究与试 验，解决了焊接、切割、装配等工艺关键，试制成功ⅠA塔、ⅡA塔、ⅠB塔、ⅡB塔等国家急 需设备。从1966～1972年期间共生产39台。这批容器直径在1 200～3 000毫米之间， 高度在12～39米之间，是使用复合板材制造的主要产品。衬里容器的主要产品是尿素合成塔 和二氧化碳汽提塔等。衬里材料主要是不锈钢和钛材。哈尔滨锅炉厂从1969年开始生产，先 后生产过11～24万吨/年尿素合成塔5台，以及钛材衬里的各类塔及容器。
　　　　(一)11万吨/年尿素合成塔
　　　　首台产品是根据化工部第四设计院提供的图纸，于1967～1968年间，由哈尔滨锅炉厂徐 加壮、蔡仲鸣等人完成厂化设计，1969年6月开始投产，10月完工，内径1 400毫米、壁 厚115+6毫米、长29米、净重105吨、工作压力204公斤力/平方厘米(20兆帕)、内衬金属OOCr17 Ni14Mo2。生产的关键是衬里，它要求与外壳贴紧，又要求焊缝无缺陷，并能通过晶间腐蚀试 验。哈尔滨锅炉厂采用了先用内撑胎机械撑紧，再通过水压使衬里贴紧的方法，经工艺试验 确认后，用于生产。在这台产品生产过程中，工厂首次将鞍山钢铁公司正在试制的18MnMoNb 钢用于壳体制造。先后解决了板材超声波探伤、热加工成形，纵环缝焊接、整体热处理、局 部工频热处理等技术难题、加工外壳筒节纵向槽时，工厂没有专用设备，技术人员王关申和 车间工人一起，土法上马，利用牛头刨床改装成特殊装置、边实验边改进、加工出合格产品， 筒体内环缝焊接是在筒身加热到250℃情况下进行的，以孙秀坤为首的工人们冒着高温钻进筒 内轮流工作，18条外环缝要求连续焊接，自动焊工人昼夜不停，整整连续工作了18天。焊接 时技术人员缪树环同工人一同试验，将等离子弧焊技术用于生产，取代了手工电弧焊，使焊 缝一次成型，而且取得热影响区小、变形小、抗腐蚀性能好、焊接质量高的效果。该塔自70 年代初安装在本溪化肥厂运行至1985年未出任何故障，是国内此类尿素合成塔运行时间最长 的1台。首台塔制造完成后，对后来的产品又进行了较大改进；将上封头由大锻件机械加工 成球形，改为钢板冲压成球形，用补强板补强，节省大锻件，简化加工过程，缩短了生产周 期；将下封头3个接管用大锻件连接和补强，改为单个接管分别用小锻件补强，不但避免了 焊接产生裂纹，而且节省了大锻件；改进塔内混合器，将进气管向心安装，增加多孔板塔盘， 避免塔底进气冲击衬里，效果良好；在满足强度要求情况下，将壁厚115毫米改为105毫米， 节约了钢材；改进大螺栓加工工艺，避免螺栓咬死。1970～1979年，哈尔滨锅炉厂先后为唐 山化肥厂、贵州化肥厂(后转四川化肥厂)、吉林化肥厂(后转广州氮肥厂)制造这种设备。
　　　　(二)24万吨/年尿素合成塔
　　　　该产品是哈尔滨锅炉厂为上海吴泾化工厂生产的。由哈尔滨锅炉厂与化工部第四设计院 联合设计。塔高32.5米，内径2 100毫米，壁厚95+6毫米，净重163吨，外壳钢材用 14MnMoV，内衬金属是OOCr17Ni14Mo2，工作压力163公斤力/平方厘米(16兆帕)。制造过程中， 解决了筒体电渣焊后焊缝机械性能及强度指标达不到设计要求，不锈钢高压接管材料代用， 不锈钢衬里铺设，大段筒体合龙装配与焊接，氮渗漏与打水试验等生产关键，该塔于1975年 投产，1976年2月竣工，1977年获黑龙江省、哈尔滨市科技成果奖，1978年获全国科学大会 奖。