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根據現場場地布置，并結合參考了化工設備標準反應釜尺寸，選取其內徑Di1=Φ1800mm,按充裝系數0.85 計算， 實際容積為V=6/0.85=7.05m3。按GB/T25198-2010《壓力容器封頭》選取橢圓形封頭，查其容積V=0.827m3 ， 形狀系數K=1 。則筒體高度為：h=(7.05-0.827x2)/ (πx0.92)=2.12m。夾套選取Di2=Φ2000mm。通過用戶提供的工況，在參照GB150-1998《鋼制壓力容器》確定釜體內設計壓力位工作壓力的1.1 倍，即設計壓力Pc1 為0.2x1.1=0.22MPa 設計溫度依據夾套選取了t1=164℃，夾套依據用戶使用過程中的蒸汽的溫度查閱在相應溫度下的飽和蒸汽壓為0.6 MPa，故我選取了夾套設計壓力為Pc2=0.6MPa，設計溫度為t2=164℃,焊接接頭系數Φ取0.85。該設備采用獨創的三層式釜體結構和雙螺帶式攪拌裝置,在恒溫條件下,對固體粒狀物料進行反應加工,可大大提高產品的水合及溶解速度,降低水不溶物含量,使植物膠更加廣泛地應用于各個領域。

由于用戶單位提供的介質具有腐蝕性，通過與用戶溝通介質的腐蝕性及對材質的焊接性的把握， 選取了釜體結構采用00Cr17Ni14Mo2，厚度負偏差C2=0.8mm，腐蝕余量C1=0mm。通過查詢GB150-1998《鋼制壓力容器》中材料的設計溫度下許用應力與其試驗溫度許用應力通過插值法可以算00Cr17Ni14Mo2 材質試驗溫度許用應力[σ]=118MPa，設計溫度許用應力 [σ]t=114.48MPa，試驗溫度下屈服點 σs=177 MPa，夾套采用Q235-B 材質，厚度負偏差C2 =0.8mm，腐蝕余量C1=1mm。其試驗溫度許用應力 [σ]=113MPa，設計溫度許用應力[σ]t=110.76 MPa，試驗溫度下屈服點σs =235MPa。077MPa,設計時必須考慮筒體的失穩現象,需按外壓容器設計壁厚。

由于頂蓋所受的內壓(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壓的工作狀態進行分析。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向和環向應力分布曲線可以看出, 在距中心大約425 mm處,環向應力等于0, 該處是環向應力由拉應力改變為壓應力的交界處, 而頂蓋開人孔位置正經此處。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。為此對按常規設計得出的頂蓋的壁厚提出了質疑。本設計采用冷加工工藝,很多制造實踐表明:雙相不銹鋼冷作硬化現象明顯,在工藝過程中應盡量減少變形次數,減少工序量,且要縮短工序銜接時間。

本文針對化工反應釜作業中壓力異常升高引起的事故原因，從事故樹安全分析理論出發，對其結構的優化改進及有關內容進行研究，以確保其進行化工生產作業的安全性。反應釜在化工、制藥等多行業領域中都有較為普遍的應用，由于其作業中存在較為復雜的固液多相混合情況，容易生成較多的熱傳遞效應，一旦混合效果不理想就會導致多種問題發生，造成各種不安全事故。因此，針對反應釜結構設計現狀，進行優化與改進研究，具有十分突出的必要性。下文將以化工反應釜為例，根據其作業中壓力異常升高導致發生的原因，從事故樹安全分析理論出發，對其反應釜結構的優化改進進行研究，以確保其進行化工生產應用的安全性。在90°～125°范圍,徑向與經向應力快速下降,應力強度也隨著快速減小且達到一個值,在該范圍環向應力同樣幾乎保持不變。