臨朐譽金機械設(shè)備有限公司主營：化工設(shè)備，不銹鋼反應(yīng)釜、不銹鋼冷凝器，耙式真空干燥機，模溫機

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。

由于反應(yīng)釜設(shè)備攪拌器組件由多點支撐, 而且在常規(guī)設(shè)計時考慮了機架、減速機和電機共同作用在頂蓋上壓力的影響和局部開孔的影響, 對封頭進行了整體補強設(shè)計, 所以有限元建模時, 為了簡化分析, 不考慮它們的影響, 只考慮跨頂蓋和筒體開人孔的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。由于結(jié)構(gòu)具有對稱性, 所以取其1/2 作為研究對象。筒體與接管長度的取值都大于2.5 RT(R為接管與筒體半徑, T為接管與筒體的厚度), 筒體和封頭的厚度取值為13.4 mm(封頭成型后的實際厚度減去腐蝕裕量), 接管厚度為9 mm。材料特性人孔接管、筒體和封頭的材質(zhì)均為0Cr18Ni9,設(shè)計壓力為0.8 MPa, 工作壓力為0.7MPa, 設(shè)計溫度為200 ℃, 工作溫度為180 ℃,腐蝕余量為1 mm，在筒體底部的橫截面上施加軸向固定約束，對稱面上施加對稱約束, 并在筒體底部橫截面上一點(其坐標為(0, -475, 513.4))約束X方向的位移, 以防模型發(fā)生該方向的剛體運動。在封頭、筒體及人孔筒節(jié)的內(nèi)表面上施加內(nèi)壓載荷0.8MPa, 在人孔筒節(jié)的外端面上施加等效應(yīng)力9.1MPa

開孔邊緣沿接管環(huán)向各向總應(yīng)力及應(yīng)力強度的變化情況可以看出:

1)內(nèi)外壁相貫線應(yīng)力強度沿橫坐標的變化趨勢基本相似, 且內(nèi)部相貫線的應(yīng)力強度值要比外部的大得多, 應(yīng)力強度值大約在接管環(huán)向90°附近(該位置為封頭沒有開孔時環(huán)向應(yīng)力為零的位置);

2)應(yīng)力強度出現(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。在0°～ 45°范圍, 隨著環(huán)向應(yīng)力的減小, 應(yīng)力強度也在逐漸減小, 在0°附近環(huán)向應(yīng)力達到負的值, 應(yīng)力強度出現(xiàn)了一個極大值,而其余兩個應(yīng)力幾乎保持不變或者發(fā)生緩慢的變化;在45°～ 90°范圍內(nèi), 隨著徑向和經(jīng)向應(yīng)力快速增加, 并達到值, 應(yīng)力強度在此范圍內(nèi)也快速增加, 在90°附近, 隨著這兩個應(yīng)力達到值, 應(yīng)力強度也出現(xiàn)了值, 此時環(huán)向應(yīng)力幾乎保持不變;在90°～ 125°范圍, 徑向與經(jīng)向應(yīng)力快速下降, 應(yīng)力強度也隨著快速減小且達到一個值, 在該范圍環(huán)向應(yīng)力同樣幾乎保持不變;在125°～ 180°范圍內(nèi), 徑向與經(jīng)向應(yīng)力基本保持不變, 而環(huán)向應(yīng)力的快速增加, 在180°出現(xiàn)一個極大值, 而應(yīng)力強度也繼續(xù)增加, 在180°相應(yīng)地出現(xiàn)了一個極大值。