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由于頂蓋所受的內(nèi)壓(0.7 MPa)遠大于其外壓(0.1 MPa), 所以下面的分析只針對其承受內(nèi)壓的工作狀態(tài)進行分析。頂蓋的理論應力分析頂蓋為標準橢圓型封頭, 橢圓型封頭的長軸a=500 mm, 短軸b=250 mm, 封頭的名義厚度按照前面設計值Sn =16 mm, 按照無力矩理論給出頂蓋的經(jīng)向和環(huán)向應力分布曲線可以看出, 在距中心大約425 mm處,環(huán)向應力等于0, 該處是環(huán)向應力由拉應力改變?yōu)閴簯Φ慕唤缣? 而頂蓋開人孔位置正經(jīng)此處。以上應力狀況是針對不開孔的封頭的。對此處曲率變化較大部位進行開孔, 必使應力復雜化。為此對按常規(guī)設計得出的頂蓋的壁厚提出了質(zhì)疑。釜體及夾套的壁厚計算釜體的設計及計算由于夾套內(nèi)具有一定的壓力,計算釜體及其下封頭壁厚時,需同時考慮承受內(nèi)、外壓力的情況。
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(nèi)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(jù)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。不過常規(guī)PID控制器的功能實現(xiàn)依賴于相應的數(shù)學模型,反應釜實際應用中,反應機理比較復雜,參數(shù)具有變化性特點,同時極易受到外界的干擾,影響數(shù)學模型的性,增加了參數(shù)調(diào)整的難度。
化工反應釜事故樹進行與之相對應的成功樹構建后,即可進行徑集結構函數(shù)計算求出,得到相應的徑集, 然后,通過對反應釜結構重要度的計算分析,在其結構重要度分析中根據(jù)其構建的事故樹結構情況,可以通過徑集進行判斷分析,后即可進行事故樹安全分析,得出相應的事故結果,所構建的化工反應釜壓力異常升高事故的主要原因包含攪拌效果差、溫度反饋不及時以及反應前未將容器內(nèi)清理干凈等,根據(jù)其事故發(fā)生原因,可以通過對反應釜結構的優(yōu)化改進,減少其事故問題及原因影響。另一方面從經(jīng)濟的角度考慮,所使用的材料為0Cr18Ni9奧氏體不銹鋼,價格昂貴,如果增加一對容器蘭(約1萬元),則提高了容器的制造成本。結合上述的事故樹安全分析步驟,根據(jù)上述對化工反應釜壓力異常升高引起的事故原因分析,在進行帶攪拌化工反應釜結構優(yōu)化與改進設計中,
由于傳統(tǒng)結構的反應釜為進行清洗裝置配備,多采用人工清洗方式,并且其結構中設置有一個攪拌裝置,進行攪拌的形式較為單一,多以渦輪式、旋漿式以及框式、螺帶式、錨式等為主;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。此外,在作業(yè)過程中的溫度控制方面,針對化工反應釜的溫度控制與信息反饋系統(tǒng)研究應用較多,但是在與反應點更加接近的溫度信息的讀取上存在較大的局限性,針對這種情況下,結合上述對化工反應釜工作現(xiàn)場壓力異常升高致事故原因的分析,本文專門提出一種能夠更加方便的進行溫度調(diào)節(jié)控制的自洗型化工攪拌反應釜結構。
雙相不銹鋼反應釜的結構設計與其他材料的反應釜基本相同, 這里就不在詳述。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。切削加工而不采用砂輪打磨坡口, 以使焊接區(qū)厚度或間隙均勻。必須打磨時, 應特別注意坡口及其配合的均勻性。為了保證徹底熔化和焊透, 應當去掉任何打磨毛刺。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(nèi)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。
一般而言, 能保證焊縫完全焊透且將燒穿的危險減到, 則設計就可以說是合理的。冷熱加工 雖然雙相不銹鋼可以進行熱加工, 但其允許的溫度范圍比較窄, 且容易產(chǎn)生碳化物和氮化物的析出, 改變金相組織, 使其耐腐蝕性能大大下降。因此, 雙相不銹鋼在熱加工后, 再進行固溶處理。本設計采用冷加工工藝, 很多制造實踐表明:雙相不銹鋼冷作硬化現(xiàn)象明顯, 在工藝過程中應盡量減少變形次數(shù), 減少工序量, 且要縮短工序銜接時間。目前來說,多采用自適應模糊PID控制法和其他方法,能夠增強溫度的控制效果。