反應釜工作壓力為0.7 MPa, 設計壓力取0.8 MPa, 腐蝕裕量取1 mm, 鋼板負偏差取0.8 mm,材料的許用應力為130 MPa, 按GB150— 1998《鋼制壓力容器》設計出頂蓋的厚度約為5 mm。再按照文獻[ 1]的設計方法, 考慮到頂蓋密集開孔的削弱和攪拌器等附件重量的影響, 對頂蓋進行整體補強設計, 終頂蓋厚度圓整到8 mm。按外壓容器設計因為反應釜工作時可能出現(xiàn)負壓, 約為-0.077MPa, 設計時必須考慮筒體的失穩(wěn)現(xiàn)象, 需按外壓容器設計壁厚。而密封難點集中反映在頂蓋與筒體相連接的部位,主要是因為其密封面積大、密封不易保證造成的。夾套的工作壓力為0.6 MPa, 設計外壓取為0.7 MPa。按外壓容器設計出筒體的名義厚度為14 mm, 為取材一致和開孔補強, 故將頂蓋厚度取與筒體相同。同樣, 考慮頂蓋密集開孔的削弱和攪拌器等附件重量的影響, 頂蓋厚度取16 mm。根據(jù)以上分析, 頂蓋的名義厚度的設計值16mm。

由于頂蓋所受的內(nèi)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(nèi)壓的工作狀態(tài)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(jīng)向和環(huán)向應力分布曲線可以看出, 在距中心大約425 mm處,環(huán)向應力等于0, 該處是環(huán)向應力由拉應力改變?yōu)閴簯Φ慕唤缣? 而頂蓋開人孔位置正經(jīng)此處。不銹鋼反應釜具有耐高溫、耐腐蝕、生產(chǎn)能力強，使用周期長等優(yōu)點，廣泛用于石油、化工、橡膠、、染料、、食品等用來完成硫化、硝化、氫化、烴化、聚合、縮合等工藝過程的壓力容器。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(guī)設計得出的頂蓋的壁厚提出了質疑。

反應釜生產(chǎn)廠家頂蓋補強設計　　

前面的分析設計說明, 由于開孔的原因, 應力集中非常嚴重, 導致強度不足, 必須設法補強, 滿足強度要求。從經(jīng)濟方面考慮, 盡管貼補強圈給制造帶來了一定的難度, 但總體來說貼補強圈比整體補強要經(jīng)濟。熱油的熱容量較大,因此在布置內(nèi)蛇管冷卻面時,應適當增大冷卻面。另外, 由于反應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的補強圈。無損檢測要求為了確保強度, 保證焊縫質量, 無損檢測要特別注意以下內(nèi)容:(1)對局部薄膜應力高的部位應加強內(nèi)部質量的檢測, 一般情況下該部位應做超聲波檢測, 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。