由于316不銹鋼反應(yīng)釜攪拌器組件由多點(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)。由于結(jié)構(gòu)具有對稱性, 所以取其1/2 作為研究對象。對于既需要加熱又需冷卻的制膠反應(yīng)釜來說,布置冷卻面時(shí)應(yīng)考慮此因素。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。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

可以看出, 對應(yīng)不同的位置, 起控制作用的應(yīng)力是不同的, 所以在強(qiáng)度評定時(shí)不能單純控制一個(gè)方向的應(yīng)力來滿足強(qiáng)度要求。開孔邊緣沿接管環(huán)向各向薄膜、彎曲應(yīng)力加薄膜應(yīng)力及總應(yīng)力的變化情況內(nèi)貫線上徑向、經(jīng)向和環(huán)向應(yīng)力的薄膜應(yīng)力、薄膜應(yīng)力加彎曲應(yīng)力和總應(yīng)力的分布曲線?；诖?，要進(jìn)行PID控制器的優(yōu)化，應(yīng)用模糊RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制法，對反應(yīng)釜PID控制進(jìn)行優(yōu)化以及改進(jìn)。三種組合曲線的變化趨勢是一致的, 薄膜應(yīng)力加彎曲應(yīng)力和總應(yīng)力的分布曲線基本重合, 說明峰值應(yīng)力很小, 可以忽略不計(jì)。經(jīng)向和環(huán)向應(yīng)力的薄膜應(yīng)力分布曲線與薄膜應(yīng)力加彎曲應(yīng)力和總應(yīng)力的分布曲線, 同一橫坐標(biāo)下的應(yīng)力相差很小, 部分位置甚至重合, 這說明彎曲應(yīng)力也不大, 不是主要控制對象?？梢姳∧?yīng)力是主要控制對象。

開孔邊緣沿接管環(huán)向薄膜應(yīng)力強(qiáng)度、彎曲應(yīng)力強(qiáng)度加薄膜應(yīng)力強(qiáng)度及總應(yīng)力強(qiáng)度的變化情況為了便于強(qiáng)度評定, 確定應(yīng)力處理線的位置, 圖7近似給出內(nèi)貫線上薄膜應(yīng)力強(qiáng)度、彎曲應(yīng)力強(qiáng)度加薄膜應(yīng)力強(qiáng)度及總應(yīng)力強(qiáng)度的分布曲線。三種組合曲線的變化趨勢是一致的, 薄膜應(yīng)力強(qiáng)度加彎曲應(yīng)力強(qiáng)度和總應(yīng)力強(qiáng)度的分布曲線基本重合。而密封難點(diǎn)集中反映在頂蓋與筒體相連接的部位,主要是因?yàn)槠涿芊饷娣e大、密封不易保證造成的。這說明確定應(yīng)力處理線的位置時(shí), 只需確定總應(yīng)力強(qiáng)度的位置即可。有限元結(jié)果強(qiáng)度評定按照J(rèn)B4732— 95《鋼制壓力容器———分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》培訓(xùn)教材, 首先選取了AB, BC兩條處理線;在筒體、封頭相貫線上應(yīng)力強(qiáng)度位置處, 又選取了DE處理線，分析設(shè)計(jì)應(yīng)力失效機(jī)理及強(qiáng)度校核, 并以此為依據(jù)對所選應(yīng)力處理線進(jìn)行了應(yīng)力評定, 可以看出所設(shè)計(jì)的厚度不滿足強(qiáng)度要求, 這說明需要補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)。

雙相不銹鋼反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與其他材料的反應(yīng)釜基本相同, 這里就不在詳述。焊接接頭設(shè)計(jì)　雙相不銹鋼的接頭設(shè)計(jì)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。試驗(yàn)期間,分為兩班作業(yè),根據(jù)試驗(yàn)記錄統(tǒng)計(jì),設(shè)備運(yùn)行792h,累計(jì)投料304次,得成品粉58t。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(shí), 應(yīng)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(yīng)當(dāng)去掉任何打磨毛刺。

一般而言, 能保證焊縫完全焊透且將燒穿的危險(xiǎn)減到, 則設(shè)計(jì)就可以說是合理的。冷熱加工　雖然雙相不銹鋼可以進(jìn)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。文中所介紹的反應(yīng)釜屬于三類容器,其反應(yīng)介質(zhì)之一為,工作壓力為0。因此, 雙相不銹鋼在熱加工后, 再進(jìn)行固溶處理。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。