




由于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。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),高温反应釜, 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,反应釜报价, 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
(1)在椭圆封头与圆筒的连接部位开孔, 孔边的应力沿圆周分布是较复杂的, 呈起伏变化。它们各个方向的应力及各应力分量和应力强度等的变化情形基本是同步的, 即应力强度的部位其薄膜应力强度、薄膜应力+弯曲应力的应力强度也均是。为此按应力强度部位路径来评定其它两个应力强度的做法是可行的。
(2)从分析结果可看出, 孔边各方向的应力、应力分量、应力强度中薄膜应力占有的比重。为此对接管与封头、筒体的连接焊缝的内部质量检测是非常必要的, 应补充超声检测的要求, 目前对这类焊缝仅作表面检测是不的。
(3)根据分析设计标准, 对有限元结果进行强度评定,反应釜, 结果表明按常规设计出的顶盖厚度不满足强度要求, 所以进行了内部贴补强圈的补强设计。所设计的反应釜顶盖结构不仅有效地防止了泄漏,避免事故的发生,实验反应釜, 而且降低了设备成本。
开孔边缘沿接管环向薄膜应力强度、弯曲应力强度加薄膜应力强度及总应力强度的变化情况为了便于强度评定, 确定应力处理线的位置, 图7近似给出内贯线上薄膜应力强度、弯曲应力强度加薄膜应力强度及总应力强度的分布曲线。三种组合曲线的变化趋势是一致的, 薄膜应力强度加弯曲应力强度和总应力强度的分布曲线基本重合。这说明确定应力处理线的位置时, 只需确定总应力强度的位置即可。有限元结果强度评定按照JB4732— 95《钢制压力容器———分析设计标准》培训教材, 首先选取了AB, BC两条处理线;在筒体、封头相贯线上应力强度位置处, 又选取了DE处理线,分析设计应力失效机理及强度校核, 并以此为依据对所选应力处理线进行了应力评定, 可以看出所设计的厚度不满足强度要求, 这说明需要补强设计。
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