由于不锈钢电加热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), 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。釜体反应层壁厚的设计釜体材料1Cr18Ni9Ti,釜体材料许用应力为[σ]t=137MPa,筒体与封头焊接形式采用双面焊接、全焊透,焊接接头系数为=0。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
可以看出, 对应不同的位置, 起控制作用的应力是不同的, 所以在强度评定时不能单纯控制一个方向的应力来满足强度要求。开孔边缘沿接管环向各向薄膜、弯曲应力加薄膜应力及总应力的变化情况内贯线上径向、经向和环向应力的薄膜应力、薄膜应力加弯曲应力和总应力的分布曲线。三种组合曲线的变化趋势是一致的, 薄膜应力加弯曲应力和总应力的分布曲线基本重合, 说明峰值应力很小, 可以忽略不计。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。可见薄膜应力是主要控制对象。因为反应釜内反应环节会进行吸热和放热，具有时变性和非线性等特点，增加了温度控制的难度。
化工反应釜生产作业情况及其结构改进必要性反应釜作为现代化工生产中应用的重要设备，主要由罐体、罐盖以及进料口、搅拌装置、出料口、冷凝管、加热层、回收罐等构成，其在化工生产中的作业应用频率相对较高，且其内部反应以高温、高压或者是超高压条件为主，进行反应的原料与催化剂主要是、或者是具有不稳定性的物质，因此，化工反应釜生产作业中，如果加热层对反应釜罐体内部物料的加热得不到准确控制，在温度升高不能及时调节情况下，就会造成反应釜容器内部的压力过大，从而因散热不良或者是局部反应过于剧烈等，导致各种***事故发生，对化工生产安全产生不利影响。此外，化工反应釜的容器内部空间与体积较大，而容器口部较小，也会因残留杂质的长时间使用造成在容器内壁堆积，如果得不到及时清理，对其正常化工反应及正常作业使用都会造成不利影响。针对这种情况，为避免安全事故发生，就需要根据化工反应釜的作业环境与系统结构设计，通过优化改进，减少事故问题的发生，对化工生产安全进行保障。对于搅拌器的日常维护，必须要摆动量的控制，保证摆动量参数处于合理范围内。
原反应釜出现的问题及原因分析 反应釜是生产黄连素的主要设备之一, 原反应釜的釜体采用的材质是普通不锈钢(304);夹套采用的材质是碳钢(Q235-A)。运行约22 个月, 发现釜体上封头R 过渡区处及人孔焊缝处出现细水珠, 从人孔向内壁观察, 发现金属表面失去光泽, 表面***粗糙, 上封头内壁发现有一片凹坑, 有的已有豆粒大小。筒体一处有一直径为300mm 的鼓疱, 可见此釜已严重腐蚀, 尤其上封头腐蚀严重, 已直接影响投料生产。腐蚀的初步分析如下:①在长时间高温下易于分解, 生成甲醛和盐酸气CH2Cl2 H2O ※HCHO HCl。②反应后期有饱和溶液生成,并有晶体析出。③在常温下对金属就有一定的腐蚀作用。其试验温度许用应力[σ]=113MPa，设计温度许用应力[σ]t=110。