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1、不锈钢反应釜焊接工艺 安徽机电职业技术学院 毕 业 设 计 不锈钢反应釜制造工艺 系 别 机械工程系 专 业 焊接技术及自动化 班 级 焊接3112班 20132014学年第一学期 目 录 目录1 前言3 摘要5 第一章 反应釜釜体的设计 1.釜体DN 、PN的确定4 2.釜体筒体壁厚的设计5 3.釜体封头的设计6 4.外压封头壁厚的设计7 第二章 反应釜夹套的设计 1.夹套的DN、PN的确定8 2.夹套筒体的设计9 3.夹套封头的设计9 第三章 反应釜釜体及夹套的压力试验 1.釜体的水压试验10 2.釜体的气压试验11 3.夹套的液压试验11 第四章 搅拌装置的选型与尺寸设计 1.搅拌轴直径
2、的初步计算12 2.搅拌抽临界转速校核计算13 3.搅拌轴的结构及尺寸的设计13 第五章 传动装置的选型 1.电动机的选型14 2.减速器的选型14 3.机架的设计14 4.反应釜的轴封装置的选型15 第六章 焊材性能分析 1.产品结构及材质性能分析15 2.OCr18Ni9的焊接16 1 3.OCr18Ni的焊接性分析18 第七章 焊接设备与工艺 1.焊接方法及设备型号20 2.焊前准备与焊接辅助设备21 第八章 焊接操作及焊缝结构的设计 1.焊接操作要点22 2.釜体上的主要焊缝结构22 第九章 焊接检验 1.焊前检验23 2.焊接过程中的检验23 3.焊后成品的检验24 参考文献26 结
3、语27 附录表B1：焊接工艺指导书28 2 前言 反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品，用来完成硫化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程的压力容器，材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基（哈氏、蒙乃尔、因康镍）合金及其它复合材料。 不锈钢反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品等生产型用户和各种科研实验项目的研究，用来完成水解、中和、结晶、蒸馏、蒸发、储存、氢化、烃化、聚合、缩合、加热混配、恒温反应等工艺过程的容器。不锈钢反应釜根据不同的生产工艺、操作条件等不尽相同，反应釜的设计结构及参数不同，即反应釜的结构样式不同，属于非标的容器设备。 搅拌机的操作性能直
4、接关系到产品的质量、能耗和生产成本，工程界和学术界对搅拌混合都非常重视，进行了大量的研究工作，取得了不少的研究成果。 搅拌器是化学工程和生物工程中最常见也是最重要的单元设备之一。目前，搅拌器的选型和内构件的设计在很大程度上依赖试验和经验，对放大规模还缺乏深入的认识，对于能耗和生产成本只能在一定规模的生产装置上对比后才能得出结论，由于对产品的回收率和质量要求越来越高，对搅拌器的研究日趋深入，已从早期对搅拌功率和混合时间的研究，20世纪80年代对反应釜内的流体速度场分布的研究，进入20世纪90年代以来的搅拌釜内三维流场的数值模拟研究。流场数值模拟必须在深入进行流体力学研究的基础上，综合考虑流体流动
5、的三维性、随机性、非线性和边界条件不确定性。通过数值模拟不但可以解决反应器的放大机理，而且可以优化设计开发新型高效搅拌器，使机械搅拌器的设计理论更加完善。 对于反应釜其是由罐体和搅拌装置两大部分构成，罐体是反应的核心，为物料完成搅拌过程提供一个空间，其总装图见图1 。 3 图1 反应釜总装图 4 摘要 反应釜作为对于我们现代社会发展必不可少的一种容器设备，它不仅广泛用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品，而且还可以作为一个国家的工业化水平的标志，因此，对于制造反应釜的材质的要求越来越严格。不锈钢是钢中非常重要的一种，由于不锈钢具有特殊的使用性能和力学性能，在现在的各行各业中已经被越来越多
6、的使用。在不锈钢中奥氏体不锈钢又是其中非常重要的一种，0cr18ni9就是奥氏体不锈钢，我做的这个课题就是探讨0cr18ni9奥氏体不锈钢反应釜的制造工艺，0cr18ni9就是因为具有独特的性能而被广泛应用。 在本次的设计中，不仅介绍了反应釜结构的设计过程及其性能的校核还描述不锈钢0cr18ni9的c焊接性能，力学性能，使用性能和焊接工艺。 针对对于本次设计的焊接试验做出完整的焊接工艺指导书，并且进行评定，根据评定要求对式样做相应的无损检验和力学性能的检验，从而来判定0cr18ni9不锈钢反应釜的各项性能。 关键词; 焊接性能、力学性能、使用性能和焊接工艺 5 第一章 反应釜釜体的设计 1.
7、釜体DN 、PN的确定 (1).体DN的确定 将釜体视为筒体，取L/D=1.1 则 Di? 2DL由V=(/4)i，L=1.1Di Di?1.12m，圆整Di?1200mm 由?1?314页表16-1查得釜体的DN?1200mm (2)釜体PN的确定 因操作压力pW0.5MPa，故：PN0.6MPa 2. 釜体筒体壁厚的设计 (1).设计参数的确定 设计压力p：p（1.051.1）pW，取p1.1pW=1.10.5=0.55MPa； 液体静压pL： 1.1?1.2(kgf/cm2)?0.0132MPa； 10pL pL/p=0.0132.?0.024?2.4%5，可以忽略pL； 0.55 计算
8、压力pc： pc?p?pL = p= 0.55MPa； 设计温度t： 55 ； 焊缝系数?： ?1.0（双面对接焊，100%无损探伤）； t?许用应力：根据材料0Cr18Ni10Ti、设计温度55，由文献1286页表14- 4知?137MPa； 钢板负偏差C1：C10.25mm（GB6654-96） 腐蚀裕量C2：C21.0mm（双面腐蚀）。 (2).筒体壁厚的设计 t Sd? 由公式 Sd?pcDi?C2t2?pc 得： 1.1?0.5?1200?1.0?3.41(mm)2?137?1.0?1.1?0.5 ?S考虑C1，则n=Sd+C1=3.66mm，圆整Sn?4mm 刚度校核：不锈钢的Sm
9、in?3mm 考虑筒体的加工壁厚不小于5mm，故筒体的壁厚取Sn?5mm 6 3. 釜体封头的设计 (1).封头的选型 由文献?1?316页表16-3选釜体的封头选标准椭球型，代号EHA、标准JB/T47462002。 (2).设计参数的确定 p1.1pW=0.55MPa； pc?p?pL = p= 1.10.5MPa； ?1.0（整板冲压）； C10.25mm（GB6654-96）； C21.0mm。 (3).封头的壁厚的设计 Sd?pcDi?C22?t?0.5pc得： 由公式 Sd?1.1?0.5?1200?1.0?3.41(mm)2?137?1.0?0.5?1.1?0.5 考虑C1?0.25mm ，圆整得Sn?4mm 根据规定，取封头壁厚与筒体壁厚一致Sn?5mm (4).封头的直边尺寸、体积及重量的确定; 根据DN?1200mm，由文献1318页表16- 5知： 3直边高度h1： 25mm 体积VF： 0.2545m 深度h2： 325mm 内表面积A： 1.6552m 2 质 量m: 63.5kg 筒体长度H的设计: ? V?VT?VF，VT?V?VF，4 Di2H?V?VF H?圆整得: H =840 mm 4.外压封头壁厚的设计 (1).设计外压的确定 V?VF=4D2i4?(1.2?0.2545)=0. 836m
