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(jiàn)收到用戶滿意的評(píng)價(jià)。我們?cè)谀彻こ讨袘?yīng)廠方要求設(shè)計(jì)了以導(dǎo)熱油為加熱介質(zhì)的反應(yīng)釜,取得了較好的效果。: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(kāi)人孔的結(jié)構(gòu)。基于開(kāi)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。

反應(yīng)釜工作壓力為0.7 MPa, 設(shè)計(jì)壓力取0.8 MPa, 腐蝕裕量取1 mm, 鋼板負(fù)偏差取0.8 mm,材料的許用應(yīng)力為130 MPa, 按GB150— 1998《鋼制壓力容器》設(shè)計(jì)出頂蓋的厚度約為5 mm。再按照文獻(xiàn)[ 1]的設(shè)計(jì)方法, 考慮到頂蓋密集開(kāi)孔的削弱和攪拌器等附件重量的影響, 對(duì)頂蓋進(jìn)行整體補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì), 終頂蓋厚度圓整到8 mm。按外壓容器設(shè)計(jì)因?yàn)榉磻?yīng)釜工作時(shí)可能出現(xiàn)負(fù)壓, 約為-0.077MPa, 設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮筒體的失穩(wěn)現(xiàn)象, 需按外壓容器設(shè)計(jì)壁厚。因此，針對(duì)反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)研究，具有十分突出的必要性。夾套的工作壓力為0.6 MPa, 設(shè)計(jì)外壓取為0.7 MPa。按外壓容器設(shè)計(jì)出筒體的名義厚度為14 mm, 為取材一致和開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng), 故將頂蓋厚度取與筒體相同。同樣, 考慮頂蓋密集開(kāi)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(shè)計(jì)值16mm。

反應(yīng)釜廠家頂蓋補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)　　

前面的分析設(shè)計(jì)說(shuō)明, 由于開(kāi)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(bǔ)強(qiáng), 滿足強(qiáng)度要求。從經(jīng)濟(jì)方面考慮, 盡管貼補(bǔ)強(qiáng)圈給制造帶來(lái)了一定的難度, 但總體來(lái)說(shuō)貼補(bǔ)強(qiáng)圈比整體補(bǔ)強(qiáng)要經(jīng)濟(jì)。從反應(yīng)釜控制的實(shí)際來(lái)說(shuō)，其具有非線性和延遲性特點(diǎn)，復(fù)雜性很強(qiáng)，增加了溫度控制的難度。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(bǔ)強(qiáng)圈。無(wú)損檢測(cè)要求為了確保強(qiáng)度, 保證焊縫質(zhì)量, 無(wú)損檢測(cè)要特別注意以下內(nèi)容:(1)對(duì)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(cè), 一般情況下該部位應(yīng)做超聲波檢測(cè), 但基于材料為不銹鋼, 則用表面探傷代替; (2)對(duì)人孔接管與封頭、筒體連接的角焊縫, 應(yīng)做表面無(wú)損檢測(cè), 要求制造廠家必須保證全焊透?！　?3)對(duì)彎曲應(yīng)力較高的表面, 要求做表面檢測(cè),因材料為不銹鋼, 作滲透檢測(cè)。

針對(duì)傳統(tǒng)化工反應(yīng)釜容器內(nèi)部的物料加熱溫度恒定控制不準(zhǔn)確問(wèn)題，通過(guò)將溫度計(jì)設(shè)置在罐體容器的內(nèi)壁底部，與導(dǎo)線進(jìn)行連接，以在溫度顯示器上進(jìn)行更加直觀、準(zhǔn)確的顯示，并將溫度顯示器在夾套側(cè)壁上進(jìn)行固定，來(lái)更加方便的進(jìn)行溫度監(jiān)控與調(diào)節(jié)管理，確保其化工反應(yīng)中溫度升高與變化適宜。此外，對(duì)傳統(tǒng)化工反應(yīng)釜作業(yè)中，其容器反應(yīng)腔內(nèi)空間較大，但容器口較小，導(dǎo)致對(duì)反應(yīng)釜的清洗難度較高，容易發(fā)生殘余雜質(zhì)堆積，影響反應(yīng)效果的問(wèn)題，通過(guò)將包含進(jìn)水管以及噴淋盤(pán)、加壓泵等的清洗裝置在容器罐體上蓋設(shè)置安裝，同時(shí)在進(jìn)水管中進(jìn)行加壓泵設(shè)置，對(duì)噴淋盤(pán)側(cè)壁與底面進(jìn)行噴嘴設(shè)置，以在加壓泵的加壓引水作用下，由噴淋盤(pán)表面噴嘴噴出，以對(duì)容器壁進(jìn)行清洗，確保其清洗效果，減少對(duì)反應(yīng)釜反應(yīng)作業(yè)的不利影響。2)應(yīng)力強(qiáng)度出現(xiàn)極值的位置與圖5徑向、經(jīng)向與環(huán)向總應(yīng)力出現(xiàn)極值的位置基本一致。總之，對(duì)反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改進(jìn)，能夠有效滿足其結(jié)構(gòu)在反應(yīng)作業(yè)中的有關(guān)需求，進(jìn)而確保其反應(yīng)作業(yè)的質(zhì)量和效果，確保其生產(chǎn)應(yīng)用安全性，具有十分積極的作用和意義。