反應(yīng)釜壓力容器在工作過(guò)程中會(huì)受到復(fù)雜的載荷作用，但基本的設(shè)計(jì)方針是保證反應(yīng)釜釜體的在設(shè)定的壓力范圍內(nèi)滿足基本的強(qiáng)度要求及穩(wěn)定性。為此我們?cè)谠O(shè)計(jì)之前必須對(duì)筒體和上下封頭進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算及穩(wěn)定性校核，以免釜體達(dá)不到強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求而失穩(wěn)。根據(jù)GB150-1998 內(nèi)外壓圓筒、封頭強(qiáng)度計(jì)算方法，先分別假設(shè)內(nèi)筒體厚度：為δn1=18mm,內(nèi)下封頭為δn2=16mm。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。攪拌系統(tǒng)是反應(yīng)釜工作過(guò)程中的重要的一部分，直接關(guān)系到物料在反應(yīng)過(guò)程中的充分程度和傳熱過(guò)程中的均勻程度，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量影響至關(guān)重要。攪拌器設(shè)計(jì)由于客戶方使用的介質(zhì)粘度較高，且使用過(guò)程中需要有較好的傳熱效果，所以選擇了錨式攪拌。

由于釜內(nèi)設(shè)計(jì)壓力為0.22MPa，選取機(jī)械密封212-90。支撐按JB/T4712.4-2007《容器支座》選擇A4 支座。在對(duì)客戶之前用的反應(yīng)釜使用過(guò)程中，機(jī)封部分在使用一段時(shí)間后出現(xiàn)微量泄露，在此次設(shè)計(jì)中增加了底軸承來(lái)控制軸的徑向跳動(dòng)，延長(zhǎng)了機(jī)械密封的使用壽命。針對(duì)客戶提出反應(yīng)物料有少量粗化晶粒，在此次設(shè)計(jì)過(guò)程中特別在內(nèi)筒四周設(shè)置了擋板，增強(qiáng)了攪拌的均勻程度，在之后用戶反饋意見收到用戶滿意的評(píng)價(jià)。:從安全的角度出發(fā), 給出反應(yīng)釜頂蓋與筒體焊接, 在一側(cè)開人孔的結(jié)構(gòu)。③鈦等,但通過(guò)對(duì)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(shù)還不成熟。基于開人孔的位置悖于常規(guī), 先采用常規(guī)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出頂蓋厚度, 然后分別采用無(wú)力矩理論和有限元軟件ANSYS作了應(yīng)力分析, 給出人孔接管與頂蓋及筒體相貫線上的一系列應(yīng)力分布曲線, 并參照J(rèn)B4732— 95《壓力容器分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》作了強(qiáng)度評(píng)定, 結(jié)果表明強(qiáng)度不足。然后采用內(nèi)部貼補(bǔ)強(qiáng)圈的局部補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu), 經(jīng)過(guò)二次分析評(píng)定, 強(qiáng)度滿足要求。并對(duì)設(shè)備的無(wú)損檢測(cè)作了相關(guān)說(shuō)明。

由于頂蓋所受的內(nèi)壓(0.7 MPa)遠(yuǎn)大于其外壓(0.1 MPa), 所以下面的分析只針對(duì)其承受內(nèi)壓的工作狀態(tài)進(jìn)行分析。頂蓋的理論應(yīng)力分析頂蓋為標(biāo)準(zhǔn)橢圓型封頭, 橢圓型封頭的長(zhǎng)軸a=500 mm, 短軸b=250 mm, 封頭的名義厚度按照前面設(shè)計(jì)值Sn =16 mm, 按照無(wú)力矩理論給出頂蓋的經(jīng)向和環(huán)向應(yīng)力分布曲線可以看出, 在距中心大約425 mm處,環(huán)向應(yīng)力等于0, 該處是環(huán)向應(yīng)力由拉應(yīng)力改變?yōu)閴簯?yīng)力的交界處, 而頂蓋開人孔位置正經(jīng)此處。以上應(yīng)力狀況是針對(duì)不開孔的封頭的。對(duì)此處曲率變化較大部位進(jìn)行開孔, 必使應(yīng)力復(fù)雜化。然后采用內(nèi)部貼補(bǔ)強(qiáng)圈的局部補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu),經(jīng)過(guò)二次分析評(píng)定,強(qiáng)度滿足要求。為此對(duì)按常規(guī)設(shè)計(jì)得出的頂蓋的壁厚提出了質(zhì)疑。