由于304不锈钢反应釜搅拌器组件由多点支撑, 而且在常规设计时考虑了机架、减速机和电机共同作用在顶盖上压力的影响和局部开孔的影响, 对封头进行了整体补强设计, 所以有限元建模时, 为了简化分析, 不考虑它们的影响, 只考虑跨顶盖和筒体开人孔的复杂结构。经向和环向应力的薄膜应力分布曲线与薄膜应力加弯曲应力和总应力的分布曲线,同一横坐标下的应力相差很小,部分位置甚至重合,这说明弯曲应力也不大,不是主要控制对象。由于结构具有对称性, 所以取其1/2 作为研究对象。筒体与接管长度的取值都大于2.5 RT(R为接管与筒体半径, T为接管与筒体的厚度), 筒体和封头的厚度取值为13.4 mm(封头成型后的实际厚度减去腐蚀裕量), 接管厚度为9 mm。材料特性人孔接管、筒体和封头的材质均为0Cr18Ni9,设计压力为0.8 MPa, 工作压力为0.7MPa, 设计温度为200 ℃, 工作温度为180 ℃,腐蚀余量为1 mm，在筒体底部的横截面上施加轴向固定约束，对称面上施加对称约束, 并在筒体底部横截面上一点(其坐标为(0, -475, 513.4))约束X方向的位移, 以防模型发生该方向的刚体运动。在封头、筒体及人孔筒节的内表面上施加内压载荷0.8MPa, 在人孔筒节的外端面上施加等效应力9.1MPa

304不锈钢反应釜顶盖补强设计　　

前面的分析设计说明, 由于开孔的原因, 应力集中非常严重, 导致强度不足, 必须设法补强, 满足强度要求。此次设计的不锈钢反应釜是为一万吨有机颜料车间设备改进与更新及工艺优化过程使用的。从经济方面考虑, 尽管贴补强圈给制造带来了一定的难度, 但总体来说贴补强圈比整体补强要经济。另外, 由于反应釜外部所接管线比较多, 特别是顶盖上面, 所以选择了在内部贴680 mm×8mm的补强圈。无损检测要求为了确保强度, 保证焊缝质量, 无损检测要特别注意以下内容:(1)对局部薄膜应力高的部位应加强内部质量的检测, 一般情况下该部位应做超声波检测, 但基于材料为不锈钢, 则用表面探伤代替; (2)对人孔接管与封头、筒体连接的角焊缝, 应做表面无损检测, 要求制造厂家必须保证全焊透。　　(3)对弯曲应力较高的表面, 要求做表面检测,因材料为不锈钢, 作渗透检测。

通常情况下, 可能有以下几种材料可选作釜体的材质:①304 不锈钢;②316 L 不锈钢;③钛等, 但通过对这些材料的盐酸腐蚀速率图及以上腐蚀原因分析可知, 普通的奥氏体不锈钢已不在可选的范围了, 而钛又是一种很贵重的金属, 且它与钢之间的焊接技术还不成熟。其实选择就是双相不锈钢2205, 主要有以下两个原因:一是双相不锈钢在抗晶间腐蚀和应力腐蚀方面, 特别是耐氯化物腐蚀的性能优于奥氏体不锈钢。传统的温度控制，采用的是传统PID算法，难以达到有效的控制效果，后经过不断优化和改进，应用自适应模糊PID控制技术，使用自适应模糊PID控制器，经过模糊推理，通过在线调整PID参数，实现对温度的有效控制。试验表明, 在1 %的沸腾盐酸中, 304、316L、钛和2205 的腐蚀速率分别为:材料304, 316, TA, 2205, 腐蚀速率(mm/a)分别为304 ,0.3 , 0.2 , 0.1。可见2205 钢的耐盐酸腐蚀性能明显优于其它三种材质;二是它的价格也不太昂贵。基于304 不锈钢不能保证反应釜长期实际使用的事实, 而双相不锈钢又对含Cl-等介质具有良好的耐蚀性能, 故拟选择2205 双相不锈钢作为反应釜釜体的主要材质。