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(hù)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(hù)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(hù)反饋意見(jiàn)收到用戶(hù)滿意的評(píng)價(jià)。: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)。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)。

造成反應(yīng)釜腐蝕的根源可歸結(jié)為一點(diǎn), 即物料中含有一定量的Cl- , 特別是含有HCl。含有Cl-的物料一方面會(huì)使金屬發(fā)生晶間腐蝕, 這是由于設(shè)備在制造過(guò)程中焊接及熱變形, 溫度可升到910 ℃以上, 而奧氏體不銹鋼在400 ～ 850 ℃范圍緩慢冷卻時(shí), 在晶界上有高鉻的碳化物Cr23C6 析出, 因此就出現(xiàn)了貧鉻區(qū), 含鉻低于11%的不銹鋼在腐蝕的溶液(含Cl-溶液)中是不抗腐蝕的。從表面深入到內(nèi)部, 使金屬失去了強(qiáng)度。另一方面, 含有Cl -的物料有時(shí)還會(huì)導(dǎo)致奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕(是金屬在拉應(yīng)力和腐蝕及一定的溫度的共同作用下所引起的)。