【廣告】
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(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。它是融合了反應容器,反應條件控制系統(tǒng),原料進料、產品導出系統(tǒng)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。攪拌系統(tǒng)反應釜采用了雙螺帶式攪拌裝置,攪拌,可對物料進行強制循環(huán)翻動,保證了物料快速、充分、均勻地完成反應。
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(yōu)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。要增大換熱量,就要從提高油溫和增加流速著手使K與△t增大,以適應工藝的需要。
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。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(fā), 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(guī), 先采用常規(guī)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。腐蝕的初步分析如下:①在長時間高溫下易于分解,生成甲醛和鹽酸氣CH2Cl2 H2O※HCHO HCl。并對設備的無損檢測作了相關說明。
開孔邊緣沿接管環(huán)向薄膜應力強度、彎曲應力強度加薄膜應力強度及總應力強度的變化情況為了便于強度評定, 確定應力處理線的位置, 圖7近似給出內貫線上薄膜應力強度、彎曲應力強度加薄膜應力強度及總應力強度的分布曲線。三種組合曲線的變化趨勢是一致的, 薄膜應力強度加彎曲應力強度和總應力強度的分布曲線基本重合。這說明確定應力處理線的位置時, 只需確定總應力強度的位置即可。有限元結果強度評定按照JB4732— 95《鋼制壓力容器———分析設計標準》培訓教材, 首先選取了AB, BC兩條處理線;在筒體、封頭相貫線上應力強度位置處, 又選取了DE處理線,分析設計應力失效機理及強度校核, 并以此為依據對所選應力處理線進行了應力評定, 可以看出所設計的厚度不滿足強度要求, 這說明需要補強設計。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。
反應釜結構型式的確定木材工業(yè)用合成樹脂的制造過程對反應狀態(tài)的要求并不很嚴格, 反應物粘度也不高, 因此對反應釜結構、攪拌器型式以及傳熱面布置的適應性較強。早期普遍采用錨式攪拌的搪玻璃反應釜; 近來隨著反應釜容積的增大, 夾套傳熱、內蛇管冷卻、復合式攪拌的不銹鋼反應釜, 以及板殼式內置加熱、冷卻器, 推進式攪拌的不銹鋼反應釜也得到廣泛采用。為此對接管與封頭、筒體的連接焊縫的內部質量檢測是非常必要的,應補充超聲檢測的要求,目前對這類焊縫僅作表面檢測是不的。’這些結構不一, 攪拌型式各異的反應釜均能生產出合格的產品;
但對于油加熱反應釜來說, 結構型式選擇的要點在于是否適應加熱介質(導熱油) 的特性。比如說, 內置式板殼加熱器換熱效果好, 且反應釜筒體所承受外壓大為降低( 如不需減壓脫水, 則不承受外壓), 筒體壁厚可以減小, 耗材少, 造價低, 對于以蒸汽加熱的大型反應釜無疑是有其優(yōu)越性的; 但用于油加熱反應釜, 加熱器內置就有一定的風險, 而且板殼式加熱器的焊接有一定難度, 因此這種結構是不適用的。另外, 熱油溫度較高,材料以不銹鋼為宜。經綜合考慮, 我們選用了夾套加熱、內置蛇管冷卻、復合式攪拌的結構型式。在實際應用中,減速器試車的過程中,溫升若高于標準,很有可能是因為軸彎曲變形或者軸承磨損、軸承松動等。