由于頂蓋所受的內壓(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此處。以上應力狀況是針對不開孔的封頭的。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。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疑。

(1)在橢圓封頭與圓筒的連接部位開孔, 孔邊的應力沿圓周分布是較復雜的, 呈起伏變化。它們各個方向的應力及各應力分量和應力強度等的變化情形基本是同步的, 即應力強度的部位其薄膜應力強度、薄膜應力 彎曲應力的應力強度也均是。由于人孔的直徑較大,頂蓋直徑相對較小,且其上還開有其他接管,開人孔時,必須同時跨頂蓋和筒體,這對壓力容器設計產生了新的問題———頂蓋的強度設計如何解決。為此按應力強度部位路徑來評定其它兩個應力強度的做法是可行的。

(2)從分析結果可看出, 孔邊各方向的應力、應力分量、應力強度中薄膜應力占有的比重。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。

(3)根據(jù)分析設計標準, 對有限元結果進行強度評定, 結果表明按常規(guī)設計出的頂蓋厚度不滿足強度要求, 所以進行了內部貼補強圈的補強設計。所設計的反應釜頂蓋結構不僅有效地防止了泄漏,避免事故的發(fā)生, 而且降低了設備成本。

植物膠反應釜是植物膠生產的專用設備。該設備采用的三層式釜體結構和雙螺帶式攪拌裝置, 在恒溫條件下, 對固體粒狀物料進行反應加工, 可大大提高產品的水合及溶解速度, 降低水不溶物含量, 使植物膠更加廣泛地應用于各個領域。目前, 國內外的植物膠反應設備, 均是對植物膠原粉進行反應加工, 設備產量低, 產品質量不易保證。導熱油加熱反應釜的工藝設計通常,反應釜的工藝設計包括反應釜的容量、熱負荷的確定以及傳熱面的計算,可以通過物料平衡、熱量平衡與傳熱計算得出。同時, 由于在原粉處理中需要使用大量的乙醇,因而對設備的防燃防爆性要求極高, 使得原粉反應設備臺套數(shù)多、結構復雜、產品成本高。面對巨大的國際國內市場, 迫切需要我們研制出一種、低耗、自動化程度高、能生產植物膠的新型工業(yè)化成套反應設備。

本文針對化工反應釜作業(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)，對其結構的優(yōu)化改進及有關內容進行研究，以確保其進行化工生產作業(yè)的安全性。反應釜在化工、制藥等多行業(yè)領域中都有較為普遍的應用，由于其作業(yè)中存在較為復雜的固液多相混合情況，容易生成較多的熱傳遞效應，一旦混合效果不理想就會導致多種問題發(fā)生，造成各種不安全事故。因此，針對反應釜結構設計現(xiàn)狀，進行優(yōu)化與改進研究，具有十分突出的必要性。經向和環(huán)向應力的薄膜應力分布曲線與薄膜應力加彎曲應力和總應力的分布曲線,同一橫坐標下的應力相差很小,部分位置甚至重合,這說明彎曲應力也不大,不是主要控制對象。下文將以化工反應釜為例，根據(jù)其作業(yè)中壓力異常升高導致發(fā)生的原因，從事故樹安全分析理論出發(fā)，對其反應釜結構的優(yōu)化改進進行研究，以確保其進行化工生產應用的安全性。