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發布時間:2020-10-14 17:33  
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由于頂蓋所受的內壓(0.7 MPa)遠大于其外壓(0.1 MPa), 所以下面的分析只針對其承受內壓的工作狀態進行分析。頂蓋的理論應力分析頂蓋為標準橢圓型封頭, 橢圓型封頭的長軸a=500 mm, 短軸b=250 mm, 封頭的名義厚度按照前面設計值Sn =16 mm, 按照無力矩理論給出頂蓋的經向和環向應力分布曲線可以看出, 在距中心大約425 mm處,環向應力等于0, 該處是環向應力由拉應力改變為壓應力的交界處, 而頂蓋開人孔位置正經此處。筒體一處有一直徑為300mm的鼓皰,可見此釜已嚴重腐蝕,尤其上封頭腐蝕嚴重,已直接影響投料生產。以上應力狀況是針對不開孔的封頭的。對此處曲率變化較大部位進行開孔, 必使應力復雜化。為此對按常規設計得出的頂蓋的壁厚提出了質疑。
開孔邊緣沿接管環向薄膜應力強度、彎曲應力強度加薄膜應力強度及總應力強度的變化情況為了便于強度評定, 確定應力處理線的位置, 圖7近似給出內貫線上薄膜應力強度、彎曲應力強度加薄膜應力強度及總應力強度的分布曲線。三種組合曲線的變化趨勢是一致的, 薄膜應力強度加彎曲應力強度和總應力強度的分布曲線基本重合。采用雙向液壓鎖作為保壓元件,使壓緊液壓缸及加料口啟閉液壓缸始終保持正常工作壓力,防止因油液泄漏失壓而造成密封失效。這說明確定應力處理線的位置時, 只需確定總應力強度的位置即可。有限元結果強度評定按照JB4732— 95《鋼制壓力容器———分析設計標準》培訓教材, 首先選取了AB, BC兩條處理線;在筒體、封頭相貫線上應力強度位置處, 又選取了DE處理線,分析設計應力失效機理及強度校核, 并以此為依據對所選應力處理線進行了應力評定, 可以看出所設計的厚度不滿足強度要求, 這說明需要補強設計。

該化工反應釜結構優化與改進方案是針對其傳統反應釜結構及其作業影響,能夠有效解決其化工反應中溫度控制困難以及容器內部清洗困難等問題,從而有效防止化工反應釜作業過程中超壓及腐蝕等問題發生,確保化工生產的安全性。各種保護及安全信號裝置反應釜的設計充分考慮了設備運行的安全性,所有與設備安全有關、需要保護的部位均設置了信號指示和保護措施。值得注意的是,首先,針對傳統化工反應釜結構在化工反應中攪拌不理想問題,通過在反應釜的反應腔內進行兩個攪拌裝置的增加設置,并且在每個攪拌軸上進行減速器安裝應用,對攪拌軸的底部還安裝設置有4層攪拌片,各層之間保持相互垂直狀態,每層分別有兩片,其攪拌片的角度設置對液體流動具有較大的適宜性,攪拌片的表面還進行了導料孔布置,使兩個攪拌裝置呈相反方向進行攪拌運行,以對原有反應釜結構的攪拌效果進行優化,以促進反應腔內物料的反應更加。

通常情況下, 可能有以下幾種材料可選作釜體的材質:①304 不銹鋼;②316 L 不銹鋼;③鈦等, 但通過對這些材料的鹽酸腐蝕速率圖及以上腐蝕原因分析可知, 普通的奧氏體不銹鋼已不在可選的范圍了, 而鈦又是一種很貴重的金屬, 且它與鋼之間的焊接技術還不成熟。其實選擇就是雙相不銹鋼2205, 主要有以下兩個原因:一是雙相不銹鋼在抗晶間腐蝕和應力腐蝕方面, 特別是耐氯化物腐蝕的性能優于奧氏體不銹鋼。我為其設計的基本構造為全封閉式結構包括釜體(上下標準壓力容器橢圓封頭、筒體構成)、夾套、攪拌器、傳動裝置、軸封裝置、支承等結構。試驗表明, 在1 %的沸騰鹽酸中, 304、316L、鈦和2205 的腐蝕速率分別為:材料304, 316, TA, 2205, 腐蝕速率(mm/a)分別為304 ,0.3 , 0.2 , 0.1。可見2205 鋼的耐鹽酸腐蝕性能明顯優于其它三種材質;二是它的價格也不太昂貴。基于304 不銹鋼不能保證反應釜長期實際使用的事實, 而雙相不銹鋼又對含Cl-等介質具有良好的耐蝕性能, 故擬選擇2205 雙相不銹鋼作為反應釜釜體的主要材質。