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發布時間:2021-04-26 09:35  
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不銹鋼反應釜具有耐高溫、耐腐蝕、生產能力強,使用周期長等優點,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。它是融合了反應容器,反應條件控制系統,原料進料、產品導出系統的一類生產或實驗器械。能夠以較高的自動化程度完成預先設定好的反應步驟,對反應過程中的溫度、壓力、力學控制(攪拌、鼓風等)、反應物/產物濃度等重要參數進行嚴格的調控。在0°~45°范圍,隨著環向應力的減小,應力強度也在逐漸減小,在0°附近環向應力達到負的值,應力強度出現了一個極大值,而其余兩個應力幾乎保持不變或者發生緩慢的變化。
此次設計的不銹鋼反應釜是為一萬噸有機顏料車間設備改進與更新及工藝優化過程使用的。用戶在使用過程中的基本的操作參數為:釜內工作壓力:0.2MPa,工作溫度:120℃。夾套工作壓力:0.60MPa,工作溫度:164℃,介質為蒸汽。我為其設計的基本構造為全封閉式結構包括釜體(上下標準壓力容器橢圓封頭、筒體構成)、夾套、攪拌器、傳動裝置、軸封裝置、支承等結構。對于溫度需要急劇變化的裝置來說可考慮增設將熱油及時導出(如冷油置換)的系統。

由于釜內設計壓力為0.22MPa,選取機械密封212-90。支撐按JB/T4712.4-2007《容器支座》選擇A4 支座。SMPa(壓力)蒸汽的熱燴約為8000U(1900keal):1耐溫度160℃導熱油的熱燴約為251ooU(60000keal)。在對客戶之前用的反應釜使用過程中,機封部分在使用一段時間后出現微量泄露,在此次設計中增加了底軸承來控制軸的徑向跳動,延長了機械密封的使用壽命。針對客戶提出反應物料有少量粗化晶粒,在此次設計過程中特別在內筒四周設置了擋板,增強了攪拌的均勻程度,在之后用戶反饋意見收到用戶滿意的評價。:從安全的角度出發, 給出反應釜頂蓋與筒體焊接, 在一側開人孔的結構?;陂_人孔的位置悖于常規, 先采用常規設計方法設計出頂蓋厚度, 然后分別采用無力矩理論和有限元軟件ANSYS作了應力分析, 給出人孔接管與頂蓋及筒體相貫線上的一系列應力分布曲線, 并參照JB4732— 95《壓力容器分析設計標準》作了強度評定, 結果表明強度不足。然后采用內部貼補強圈的局部補強結構, 經過二次分析評定, 強度滿足要求。并對設備的無損檢測作了相關說明。

該化工反應釜結構優化與改進方案是針對其傳統反應釜結構及其作業影響,能夠有效解決其化工反應中溫度控制困難以及容器內部清洗困難等問題,從而有效防止化工反應釜作業過程中超壓及腐蝕等問題發生,確?;どa的安全性。以廢材作燃料的熱油爐在人造板生產廠得到較為普遍的采用,從而使一些工廠考慮省去蒸汽鍋爐,采用導熱油作為制膠反應釜的加熱介質。值得注意的是,首先,針對傳統化工反應釜結構在化工反應中攪拌不理想問題,通過在反應釜的反應腔內進行兩個攪拌裝置的增加設置,并且在每個攪拌軸上進行減速器安裝應用,對攪拌軸的底部還安裝設置有4層攪拌片,各層之間保持相互垂直狀態,每層分別有兩片,其攪拌片的角度設置對液體流動具有較大的適宜性,攪拌片的表面還進行了導料孔布置,使兩個攪拌裝置呈相反方向進行攪拌運行,以對原有反應釜結構的攪拌效果進行優化,以促進反應腔內物料的反應更加。

通常情況下, 可能有以下幾種材料可選作釜體的材質:①304 不銹鋼;②316 L 不銹鋼;③鈦等, 但通過對這些材料的鹽酸腐蝕速率圖及以上腐蝕原因分析可知, 普通的奧氏體不銹鋼已不在可選的范圍了, 而鈦又是一種很貴重的金屬, 且它與鋼之間的焊接技術還不成熟。其實選擇就是雙相不銹鋼2205, 主要有以下兩個原因:一是雙相不銹鋼在抗晶間腐蝕和應力腐蝕方面, 特別是耐氯化物腐蝕的性能優于奧氏體不銹鋼。焊接接頭設計雙相不銹鋼的接頭設計必須有助于完全焊透并避免在凝固的焊縫金屬中存在未熔合的母材。試驗表明, 在1 %的沸騰鹽酸中, 304、316L、鈦和2205 的腐蝕速率分別為:材料304, 316, TA, 2205, 腐蝕速率(mm/a)分別為304 ,0.3 , 0.2 , 0.1。可見2205 鋼的耐鹽酸腐蝕性能明顯優于其它三種材質;二是它的價格也不太昂貴?;?04 不銹鋼不能保證反應釜長期實際使用的事實, 而雙相不銹鋼又對含Cl-等介質具有良好的耐蝕性能, 故擬選擇2205 雙相不銹鋼作為反應釜釜體的主要材質。