反應(yīng)設(shè)備使用歷史悠久, 應(yīng)用廣泛, 由于在不銹鋼反應(yīng)釜生產(chǎn)廠家使用過程中涉及反應(yīng), 所以對(duì)反應(yīng)設(shè)備本身安全要求較高。我國(guó)《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(duì)壓力容器進(jìn)行分類時(shí), 把反應(yīng)容器提高了一個(gè)等級(jí), 把中壓、介質(zhì)為或毒性程度為危害介質(zhì)、PV≥10 MPa· 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≥0.2 MPa· m3 的容器也劃分為三類容器。三類容器在設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和使用管理方面提出嚴(yán)格要求, 以防止意外事故的發(fā)生。文中所介紹的反應(yīng)釜屬于三類容器, 其反應(yīng)介質(zhì)之一為, 工作壓力為0.7 MPa, 工作溫度接近180 ℃。無色有毒, 極其(在空氣中含3% ～ 100%均可), 屬高度危害介質(zhì)。如何保證安全, 防止泄漏, 是設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)需重點(diǎn)解決的問題。雙相不銹鋼是一類集耐蝕、高強(qiáng)度和易于加工制造等諸多優(yōu)異性能于一體的鋼種。而密封難點(diǎn)集中反映在頂蓋與筒體相連接的部位, 主要是因?yàn)槠涿芊饷娣e大、密封不易保證造成的。

反應(yīng)釜的頂蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)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(huì)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(jià)格昂貴, 如果增加一對(duì)容器蘭(約1 萬(wàn)元), 則提高了容器的制造成本。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(gè)426 mm×10 mm的人孔?！∮捎谌丝椎闹睆捷^大, 頂蓋直徑相對(duì)較小, 且其上還開有其他接管, 開人孔時(shí), 必須同時(shí)跨頂蓋和筒體, 這對(duì)壓力容器設(shè)計(jì)產(chǎn)生了新的問題———頂蓋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)如何解決。為此對(duì)接管與封頭、筒體的連接焊縫的內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)是非常必要的,應(yīng)補(bǔ)充超聲檢測(cè)的要求,目前對(duì)這類焊縫僅作表面檢測(cè)是不的。

由于不銹鋼反應(yīng)釜生產(chǎn)廠家攪拌器組件由多點(diǎn)支撐, 而且在常規(guī)設(shè)計(jì)時(shí)考慮了機(jī)架、減速機(jī)和電機(jī)共同作用在頂蓋上壓力的影響和局部開孔的影響, 對(duì)封頭進(jìn)行了整體補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì), 所以有限元建模時(shí), 為了簡(jiǎn)化分析, 不考慮它們的影響, 只考慮跨頂蓋和筒體開人孔的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。由于結(jié)構(gòu)具有對(duì)稱性, 所以取其1/2 作為研究對(duì)象。筒體與接管長(zhǎng)度的取值都大于2.5 RT(R為接管與筒體半徑, T為接管與筒體的厚度), 筒體和封頭的厚度取值為13.4 mm(封頭成型后的實(shí)際厚度減去腐蝕裕量), 接管厚度為9 mm。材料特性人孔接管、筒體和封頭的材質(zhì)均為0Cr18Ni9,設(shè)計(jì)壓力為0.8 MPa, 工作壓力為0.7MPa, 設(shè)計(jì)溫度為200 ℃, 工作溫度為180 ℃,腐蝕余量為1 mm，在筒體底部的橫截面上施加軸向固定約束，對(duì)稱面上施加對(duì)稱約束, 并在筒體底部橫截面上一點(diǎn)(其坐標(biāo)為(0, -475, 513.4))約束X方向的位移, 以防模型發(fā)生該方向的剛體運(yùn)動(dòng)。為了避免發(fā)生上述問題,焊接工藝的重點(diǎn)是使在“紅熱”溫度范圍內(nèi)的總停留時(shí)間,而不是控制某一條焊道的熱輸入。在封頭、筒體及人孔筒節(jié)的內(nèi)表面上施加內(nèi)壓載荷0.8MPa, 在人孔筒節(jié)的外端面上施加等效應(yīng)力9.1MPa

做好日常檢查工作的優(yōu)化從反應(yīng)釜溫度控制和維護(hù)的角度來說，要不斷提高控制技術(shù)的水平，強(qiáng)化對(duì)生產(chǎn)溫度的控制；導(dǎo)熱油加熱反應(yīng)釜的工藝設(shè)計(jì)通常,反應(yīng)釜的工藝設(shè)計(jì)包括反應(yīng)釜的容量、熱負(fù)荷的確定以及傳熱面的計(jì)算,可以通過物料平衡、熱量平衡與傳熱計(jì)算得出。通過加強(qiáng)對(duì)各個(gè)裝置的性能維護(hù)和檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題，進(jìn)而確保系統(tǒng)能夠處于正常的使用狀態(tài)，保證化工生產(chǎn)的有序開展。這需要不斷優(yōu)化日常維護(hù)工作，做好以下要點(diǎn)的把控：

①結(jié)合反應(yīng)釜溫度控制以及維護(hù)實(shí)際，制定完善的工作方案，嚴(yán)格落實(shí)各項(xiàng)檢查和維護(hù)工作計(jì)劃，及時(shí)發(fā)現(xiàn)反應(yīng)釜溫度控制問題和運(yùn)行問題等，采取相應(yīng)的措施加以防范和控制。在具體實(shí)踐中，明確相關(guān)人員的工作職責(zé)和內(nèi)容，促使各項(xiàng)工作有序落實(shí)。

②在運(yùn)行反應(yīng)釜時(shí)，必須要嚴(yán)格遵循有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以免發(fā)生超溫或者超壓等問題。通過嚴(yán)格落實(shí)各項(xiàng)要求，強(qiáng)化對(duì)反應(yīng)釜溫度的把控。

③做好日常檢查，避免溫差應(yīng)力以及內(nèi)壓應(yīng)力疊加的發(fā)生，保證設(shè)備運(yùn)行。化工生產(chǎn)用的反應(yīng)釜，其運(yùn)行效果和性能直接影響著生產(chǎn)作業(yè)的開展，因此必須要做好嚴(yán)格的把控。在日常工作中，積極推廣應(yīng)用模糊PID 控制方法，不斷優(yōu)化和改進(jìn)控制方法。除此之外，做好日常維護(hù)工作，保證反應(yīng)釜處于狀態(tài)運(yùn)行，進(jìn)而確保溫度控制以及生產(chǎn)的效果。從振動(dòng)發(fā)生的原因角度來說，主要因素如下：①反應(yīng)釜內(nèi)負(fù)荷過大或者加料不夠均勻。