由于反應(yīng)釜高壓攪拌器組件由多點(diǎn)支撐, 而且在常規(guī)設(shè)計(jì)時(shí)考慮了機(jī)架、減速機(jī)和電機(jī)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(jìn)行了整體補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì), 所以有限元建模時(shí), 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)。我為其設(shè)計(jì)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(dòng)裝置、軸封裝置、支承等結(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(shí)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(jì)壓力為0.8 MPa, 工作壓力為0.7MPa, 設(shè)計(jì)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(diǎn)(其坐標(biāo)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(yùn)動(dòng)。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

(1)在橢圓封頭與圓筒的連接部位開孔, 孔邊的應(yīng)力沿圓周分布是較復(fù)雜的, 呈起伏變化。我國目前已能生產(chǎn)性能優(yōu)良的導(dǎo)熱油,如上海浩海精細(xì)化工有限公司生產(chǎn)的Ln〕系列導(dǎo)熱油,使用溫度可達(dá)300一350℃,閃點(diǎn)為180一20℃。它們各個(gè)方向的應(yīng)力及各應(yīng)力分量和應(yīng)力強(qiáng)度等的變化情形基本是同步的, 即應(yīng)力強(qiáng)度的部位其薄膜應(yīng)力強(qiáng)度、薄膜應(yīng)力 彎曲應(yīng)力的應(yīng)力強(qiáng)度也均是。為此按應(yīng)力強(qiáng)度部位路徑來評定其它兩個(gè)應(yīng)力強(qiáng)度的做法是可行的。

(2)從分析結(jié)果可看出, 孔邊各方向的應(yīng)力、應(yīng)力分量、應(yīng)力強(qiáng)度中薄膜應(yīng)力占有的比重。為此對接管與封頭、筒體的連接焊縫的內(nèi)部質(zhì)量檢測是非常必要的, 應(yīng)補(bǔ)充超聲檢測的要求, 目前對這類焊縫僅作表面檢測是不的。

(3)根據(jù)分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn), 對有限元結(jié)果進(jìn)行強(qiáng)度評定, 結(jié)果表明按常規(guī)設(shè)計(jì)出的頂蓋厚度不滿足強(qiáng)度要求, 所以進(jìn)行了內(nèi)部貼補(bǔ)強(qiáng)圈的補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)。所設(shè)計(jì)的反應(yīng)釜頂蓋結(jié)構(gòu)不僅有效地防止了泄漏,避免事故的發(fā)生, 而且降低了設(shè)備成本。

本文針對化工反應(yīng)釜作業(yè)中壓力異常升高引起的事故原因，從事故樹安全分析理論出發(fā)，對其結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改進(jìn)及有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行研究，以確保其進(jìn)行化工生產(chǎn)作業(yè)的安全性。反應(yīng)釜溫度控制技術(shù)分析化工生產(chǎn)中使用的反應(yīng)釜為主要反應(yīng)容器，利用導(dǎo)熱介質(zhì)，借助夾套實(shí)現(xiàn)物料加熱。反應(yīng)釜在化工、制藥等多行業(yè)領(lǐng)域中都有較為普遍的應(yīng)用，由于其作業(yè)中存在較為復(fù)雜的固液多相混合情況，容易生成較多的熱傳遞效應(yīng)，一旦混合效果不理想就會導(dǎo)致多種問題發(fā)生，造成各種不安全事故。因此，針對反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)研究，具有十分突出的必要性。下文將以化工反應(yīng)釜為例，根據(jù)其作業(yè)中壓力異常升高導(dǎo)致發(fā)生的原因，從事故樹安全分析理論出發(fā)，對其反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改進(jìn)進(jìn)行研究，以確保其進(jìn)行化工生產(chǎn)應(yīng)用的安全性。

該化工反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)優(yōu)化與改進(jìn)方案是針對其傳統(tǒng)反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)及其作業(yè)影響，能夠有效解決其化工反應(yīng)中溫度控制困難以及容器內(nèi)部清洗困難等問題，從而有效防止化工反應(yīng)釜作業(yè)過程中超壓及腐蝕等問題發(fā)生，確保化工生產(chǎn)的安全性。本設(shè)計(jì)采用冷加工工藝,很多制造實(shí)踐表明:雙相不銹鋼冷作硬化現(xiàn)象明顯,在工藝過程中應(yīng)盡量減少變形次數(shù),減少工序量,且要縮短工序銜接時(shí)間。值得注意的是，首先，針對傳統(tǒng)化工反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)在化工反應(yīng)中攪拌不理想問題，通過在反應(yīng)釜的反應(yīng)腔內(nèi)進(jìn)行兩個(gè)攪拌裝置的增加設(shè)置，并且在每個(gè)攪拌軸上進(jìn)行減速器安裝應(yīng)用，對攪拌軸的底部還安裝設(shè)置有4層攪拌片，各層之間保持相互垂直狀態(tài)，每層分別有兩片，其攪拌片的角度設(shè)置對液體流動(dòng)具有較大的適宜性，攪拌片的表面還進(jìn)行了導(dǎo)料孔布置，使兩個(gè)攪拌裝置呈相反方向進(jìn)行攪拌運(yùn)行，以對原有反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)的攪拌效果進(jìn)行優(yōu)化，以促進(jìn)反應(yīng)腔內(nèi)物料的反應(yīng)更加。