反應(yīng)釜的頂蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計從安全的角度考慮, 如果把頂蓋與筒體相連接的部位設(shè)計成法蘭螺栓連接, 因其密封面大, 工作溫度高, 介質(zhì)具有腐蝕性, 密封難以保證, 會造成安全隱患;另一方面從經(jīng)濟(jì)的角度考慮, 所使用的材料為0Cr18Ni9奧氏體不銹鋼, 價格昂貴, 如果增加一對容器蘭(約1 萬元), 則提高了容器的制造成本。1MPa),所以下面的分析只針對其承受內(nèi)壓的工作狀態(tài)進(jìn)行分析。終決定采用如圖1所示的結(jié)構(gòu), 使筒體與頂蓋采用焊接連接結(jié)構(gòu), 為了方便內(nèi)件的裝卸和檢修,在一側(cè)開了一個426 mm×10 mm的人孔?！∮捎谌丝椎闹睆捷^大, 頂蓋直徑相對較小, 且其上還開有其他接管, 開人孔時, 必須同時跨頂蓋和筒體, 這對壓力容器設(shè)計產(chǎn)生了新的問題———頂蓋的強(qiáng)度設(shè)計如何解決。

外盤管反應(yīng)釜頂蓋補強(qiáng)設(shè)計　　

前面的分析設(shè)計說明, 由于開孔的原因, 應(yīng)力集中非常嚴(yán)重, 導(dǎo)致強(qiáng)度不足, 必須設(shè)法補強(qiáng), 滿足強(qiáng)度要求。從經(jīng)濟(jì)方面考慮, 盡管貼補強(qiáng)圈給制造帶來了一定的難度, 但總體來說貼補強(qiáng)圈比整體補強(qiáng)要經(jīng)濟(jì)。同時,由于在原粉處理中需要使用大量的乙醇,因而對設(shè)備的防燃防爆性要求極高,使得原粉反應(yīng)設(shè)備臺套數(shù)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、產(chǎn)品成本高。另外, 由于反應(yīng)釜外部所接管線比較多, 特別是頂蓋上面, 所以選擇了在內(nèi)部貼680 mm×8mm的補強(qiáng)圈。無損檢測要求為了確保強(qiáng)度, 保證焊縫質(zhì)量, 無損檢測要特別注意以下內(nèi)容:(1)對局部薄膜應(yīng)力高的部位應(yīng)加強(qiáng)內(nèi)部質(zhì)量的檢測, 一般情況下該部位應(yīng)做超聲波檢測, 但基于材料為不銹鋼, 則用表面探傷代替; (2)對人孔接管與封頭、筒體連接的角焊縫, 應(yīng)做表面無損檢測, 要求制造廠家必須保證全焊透?！　?3)對彎曲應(yīng)力較高的表面, 要求做表面檢測,因材料為不銹鋼, 作滲透檢測。

釜體結(jié)構(gòu)反應(yīng)釜采用三層式釜體結(jié)構(gòu), 上圓下錐,底部出料;外為保溫層, 內(nèi)為反應(yīng)層。采用這種釜體結(jié)構(gòu), 可有效地保證釜內(nèi)溫度, 使物料在溫度下進(jìn)行反應(yīng)。一般而言,希望有焊接工藝過程的母材的相比例中,奧氏體相略為占優(yōu),以便高溫?zé)嵊绊憛^(qū)能夠獲得較理想的兩相比例。釜體各部件均采用1Cr18Ni9Ti 焊接,抗腐蝕性好。攪拌系統(tǒng)反應(yīng)釜采用了雙螺帶式攪拌裝置, 攪拌, 可對物料進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)翻動, 保證了物料快速、充分、均勻地完成反應(yīng);同時, 避免了物料在攪拌裝置上的粘附。為防止物料在釜壁上部的粘附, 攪拌裝置上部安裝有刮料板, 刮料板與釜壁間的距離可調(diào);刮料板為尼龍制成, 具有一定的彈性, 在清除釜壁粘附物料的同時, 不損傷釜壁。攪拌裝置各部件均采用1C r18Ni9Ti 加工, 抗腐蝕性好。液壓控制系統(tǒng)反應(yīng)釜自動化程度高, 其加料、出料方式均采用液壓控制。

造成反應(yīng)釜腐蝕的根源可歸結(jié)為一點, 即物料中含有一定量的Cl- , 特別是含有HCl。含有Cl-的物料一方面會使金屬發(fā)生晶間腐蝕, 這是由于設(shè)備在制造過程中焊接及熱變形, 溫度可升到910 ℃以上, 而奧氏體不銹鋼在400 ～ 850 ℃范圍緩慢冷卻時, 在晶界上有高鉻的碳化物Cr23C6 析出, 因此就出現(xiàn)了貧鉻區(qū), 含鉻低于11%的不銹鋼在腐蝕的溶液(含Cl-溶液)中是不抗腐蝕的。我國《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》從管理及安全的角度出發(fā)對壓力容器進(jìn)行分類時,把反應(yīng)容器提高了一個等級,把中壓、介質(zhì)為或毒性程度為危害介質(zhì)、PV≥10MPa·m3的反應(yīng)容器劃分為三類壓力容器,而且把低壓、介質(zhì)毒性為極度和高度危害、PV≥0。從表面深入到內(nèi)部, 使金屬失去了強(qiáng)度。另一方面, 含有Cl -的物料有時還會導(dǎo)致奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕(是金屬在拉應(yīng)力和腐蝕及一定的溫度的共同作用下所引起的)。