不銹鋼反應(yīng)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。它是融合了反應(yīng)容器，反應(yīng)條件控制系統(tǒng)，原料進料、產(chǎn)品導(dǎo)出系統(tǒng)的一類生產(chǎn)或?qū)嶒炂餍怠Ｄ軌蛞暂^高的自動化程度完成預(yù)先設(shè)定好的反應(yīng)步驟，對反應(yīng)過程中的溫度、壓力、力學(xué)控制（攪拌、鼓風(fēng)等）、反應(yīng)物/產(chǎn)物濃度等重要參數(shù)進行嚴(yán)格的調(diào)控。

此次設(shè)計的不銹鋼反應(yīng)釜是為一萬噸有機顏料車間設(shè)備改進與更新及工藝優(yōu)化過程使用的。用戶在使用過程中的基本的操作參數(shù)為：釜內(nèi)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(zhì)為蒸汽。我為其設(shè)計的基本構(gòu)造為全封閉式結(jié)構(gòu)包括釜體（上下標(biāo)準(zhǔn)壓力容器橢圓封頭、筒體構(gòu)成）、夾套、攪拌器、傳動裝置、軸封裝置、支承等結(jié)構(gòu)。

反應(yīng)釜工作壓力為0.7 MPa, 設(shè)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(yīng)力為130 MPa, 按GB150— 1998《鋼制壓力容器》設(shè)計出頂蓋的厚度約為5 mm。再按照文獻[ 1]的設(shè)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(shè)計, 終頂蓋厚度圓整到8 mm。按外壓容器設(shè)計因為反應(yīng)釜工作時可能出現(xiàn)負壓, 約為-0.077MPa, 設(shè)計時必須考慮筒體的失穩(wěn)現(xiàn)象, 需按外壓容器設(shè)計壁厚。夾套的工作壓力為0.6 MPa, 設(shè)計外壓取為0.7 MPa。按外壓容器設(shè)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(shè)計值16mm。

造成反應(yīng)釜腐蝕的根源可歸結(jié)為一點, 即物料中含有一定量的Cl- , 特別是含有HCl。含有Cl-的物料一方面會使金屬發(fā)生晶間腐蝕, 這是由于設(shè)備在制造過程中焊接及熱變形, 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, 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, 使金屬失去了強度。另一方面, 含有Cl -的物料有時還會導(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)。