聚合反应釜的结构设计【含12张CAD图纸、文档全套】【GC系列】
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含12张CAD图纸、文档全套
GC系列
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附录1：外文翻译强度标准与压力容器设计和分析中使用的塑性流动标准摘要：这篇文介绍了传统强度标准和压力容器结构设计和完整性评估中使用的现代塑性流动标准的重要比较。这包括（1）简要介绍ASME锅炉和压力容器（BPV）规范中使用的传统强度标准，（2）讨论传统强度标准在用于预测压力容器爆裂压力时的缺点（3 ）对改进传统强度标准的挑战，技术差距和基本需求的分析，（4）比较韧性材料的强度理论和塑性理论，（5）评估可用的塑性流动标准及其压力预测压力的缺点（ 6）对新开发的多轴屈服准则的描述及其在压力容器中的应用，以及（7）当顶层压缩薄壁压力容器的爆破压力时，新的塑性流动标准的实验验证表明。最后，提出了进一步研究的建议，以改进传统的强度设计标准，并促进现代塑料流动标准的压力容器设计和分析。关键词：压力容器，管道，强度理论，塑性流动理论，强度设计，完整性评估 压力容器是大容器，设计用于容纳或输送大体积的流体，内部压力大大高于标准大气压力。它们具有各种形状，尺寸和操作条件，并广泛应用于核反应堆，化学反应堆，管道，储罐和油气管道等能源和石化工程。流体可以是液体或压缩气体，例如原油，天然气，汽油，氢气，二氧化碳和其他化学或石化产品。许多流体是易燃的，有毒的，反应性的，腐蚀性的或爆炸性的，因此是危险的。加上高压，如果压力容器的设计，建造，操作，检验，测试或修理设计不当，存在潜在的危险。发生了致命的事故压力容器开发和运行历史，对人类、环境、财产和经济都有重大影响。一般来说，较大的阀体中的较高的操作压力会产生更多的能量以在破裂中释放并导致更差的后果。即使船只不易燃，反应性或爆炸性，也存在危险。例如，含有水或空气的高压容器在破裂时可释放大量的能量。如果船只的内容物易燃或有毒，其后果可能会大幅度放大。因此，压力容器的安全性和完整性在结构设计，制造，施工，运行和安全管理方面至关重要。通过广泛的努力和调查，多年来一直开发出多种压力容器技术和设计方法。在此基础上，压力容器设计，制造和运行受到工程部门的监管，并得到立法支持，如美国机械工程师协会（ASME）锅炉和压力容器（BPV）代码1 .Witkin和Mraz 2讨论了压力容器的早期设计理念和基本应力标准。伯恩斯坦3评论在美国开发的锅炉和压力容器的设计标准和方法，包括ASME BPV Code的演变，代码操作，规则设计，分析设计，故障模式，强度理论，设计负载和代码案例。 Spence和Nash 4对压力容器技术及其发展进行了很好的回顾，其中确定了多个里程碑，为开发新的设计标准，分析方法，制造，操作过程和压力设备提供了刺激。 Hasagawa等5回顾了日本BPV代码和标准的发展历史背景，现状和未来趋势。哈维6的专着是一本优秀的教科书，具有基本的力学理论和各种实际使用的压力容器的基本设计方法。参考文献7详细介绍了核压力容器的结构设计和实践的技术和方法。大多数压力容器由易碎的金属材料（如铸铁）或延性材料（如碳钢或软钢）制成。基于尺寸，如果壁厚小于直径的1/10，或其他厚壁外壳，则压力容器被分类为薄壁外壳。在压力容器的强度设计中，确定破坏载荷或爆破压力对结构完整性评估至关重要。除了ASMEB和PV Code采用的传统强度设计方法外，还有塑料流动标准和许多其他分析，经验或数值方法，这些方法是通过理论建模，数值模拟和实验测试和分析。 Chistopher等人8 Dwivedi和Kumar 9提出了对薄壁和厚壁压力容器的爆破压力预测方法的综述。 Law和Bowie 10讨论了用于长时间运输油或气的高强度管线，即薄壁环流压力容器的爆破压力预测距离。 Zhu和Leis 11在强度理论和塑性流动理论方面对各种管线钢进行了一系列爆破压力预测模型的评估。然而，到目前为止，在公共文献中没有提供对传统强度标准和压力容器设计和分析中使用的现代塑性流动标准的比较研究。这促使了目前对压力容器行业有利的研究，并促进了ASME BPV Code的改进。本文简要回顾了ASME BPV Code中传统实力标准的讨论，讨论了传统实力标准的缺陷以及改进传统设计方法的挑战，技术差距和需求。 特别注意新技术和开发的强度设计标准和完整性评估方法，最近为由延性钢制成的薄壁圆柱形压力容器。 建议进一步研究，以改进压力容器的结构设计和完整性评估。 强度理论 - 应用与挑战ASME BPV代码中使用的强度设计标准：在压力容器设计中，假设有两种基本的强度破坏模式。一种是弹性破坏，由弹性理论决定，一般适用于厚壁压力容器。另一种是塑性破坏，受塑性理论的约束，一般适用于薄壁或中间壁压力容器。当材料拉伸超过弹性极限时，发生塑性变形，并且最终可能发生塑料容器破裂。与故障相关的材料性能屈服强度和极限拉伸强度（UTS）。压力容器通常具有多轴应力状态。其故障不受单一应力分量控制，而是由容器中所有应力分量的组合控制。为了简单，传统在实际应力与材料强度之间的关系中，利用强度理论来开发材料破坏准则，用于预测压力容器故障。经常使用三种理论强度的计算方法：最大主应力理论或薄壳理论。 对于脆性材料在弹性失效中是有意义的： 最大剪切应力理论或特雷斯卡理论。 对于塑性破坏的延性材料是适用的： 最大失真能量理论或von Mises理论。 它也用于塑性破坏时的延性材料： 在上述三个方程中，是主应力，是Tresca有效应力，是von Mises有效应力，是临界应力，其经验定义为屈服应力和UTS的函数。如果， （2）和（3）分别对应于Trescayield标准和von Mises屈服准则。这两种屈服准则通常用于描述延性材料的塑性失效。如果r 0ruts， （2）和（3）分别对应于Tresca强度标准和von Mises强度标准。这两个强度标准被称为基于UTS的标准，并且通常用于描述延性材料的塑性塌陷。如果r 0r流量，则Tresca标准在公式（2）被称为管道行业经常用于描述延性管道钢的塑性破坏失效的流动标准。原始/旧的ASME BPV代码通过分析使用了刚刚提到的前两种古典强度理论，并没有使用第三种。特别是，第一节第三节第一节（NC，ND和NE），第四节和第八节第1节都使用最大主应力理论。第三节第一部分（NB分部和NC的可选部分）和第八部分第二部分使用了最大剪切应力强度标准。正如参考文献7，ASME使用特雷斯卡有两个原因标准作为通过分析程序设计的基础，以预测延性钢的塑性破坏：（a）它是保守的，（b）工程师在压力容器设计和整体评估中使用简单。然而，普遍接受的是，von Mises标准可以更好地描述塑性变形延性材料的破坏行为。 von Mises等效应力被认为是对压力容器的Tresca等效应力的更好的故障预测因子。因此，2007年新版本的ASME BPV Code采用了von Mises的实力标准。参考文献12提出了ASME BPV Code-2007第八部分第2部分的综述，并比较了ASMEB和PV代码的新旧版本中使用的方法和许用应力。随着现代计算机技术和计算力学方法的快速发展，个人计算机已经经常用于工程设计和分析中，结合使用弹塑性有限元分析（FEA）对任何结构的复杂应力和变形计算）。数学上在应力空间中，von Mises屈服函数是连续的，可以很容易地适应于FEA程序中的代码，用于复杂应力问题的数值计算。相比之下，特雷斯卡收益率函数是不连续的，难以编码，因此，它没有被用于任何商业的FEA软件。例如，常用的FEA软件ABAQUS 13采用了von Mises金属可塑性流动理论。使用ABAQUS，Stonehouse等14通过喷嘴获得了压力容器的FEA数值结果，并根据分析程序的设计，对ASME BPV Code中的弹塑性方法进行了分析。同样，已经进行了大量的FEA计算，使用von Mises理论进行分析。 Liu et al。 15和Dwivedi和Kumar 16确定了不同薄壁压力容器的爆破压力，Chaaba 17获得了厚壁压力容器的各种材料硬化规则的塑性倒塌压力，Rohart等。 18回顾了在循环压力下具有渐进式（棘轮）压力容器的不同设计方法，Abdalla等19计算出受弯管件弯曲的限位载荷稳定内压和循环弯矩。为确保压力容器在设计寿命内不会发生故障，ASME BPV规范规定了各种情况下允许的应力极限，包括过度的弹性或塑性变形，弯曲，脆性断裂，应力破裂，塑性破坏，和别的。允许应力定义为屈服强度或UTS的分级（或安全系数），例如屈服强度的2/3或1 / 3UTS或1 / 2UTS，并且这种允许应力需要强度设计标准。为了方便起见，这项工作直接使用应力强度而不是允许的应力，并且着重于由施加的载荷产生的主应力，而不是通过应变控制条件下结构的自约束产生的次级应力。圆柱形外壳的强度设计标准。 圆柱形壳体是通常用于核，化石，石油化工和石油和天然气工业的薄壁容器。 大直径的薄壁圆柱形容器在石油和天然气工业中通常被称为管道。 通过焊接连接的许多管道形成管道，以长距离运输原油或天然气。 圆柱壳的基本设计方法适用于管道，一般来说，在圆柱形壳体中有两种可能的破坏方向：纵向或圆周方向。 这取决于船舶产生的两个主要应力： 一个是环向应力，另一个是轴向应力。 附录2：外文原文 一、选题依据1.研究领域机械原理、化工机械制造和压力容器及化工设备等。2.论文（设计）工作的理论意义和应用价值反应釜是广泛应用于石油化工，化学，制药，高分子合成，冶金，环保等领域的重要设备。因此在工业发展过程中研究反应釜的改进技术会使我们提高工作效率，节省资金和时间。结构简单，加工方便，传质、传热效率高，温度浓度分布均匀，操作灵活性大，便于控制和改变反应条件，适合于多种，小批量生产。适合于各种不同组态组合的反应物料，几乎所有有机合成的单元操作，只要选择适当的溶剂作为反应介质，都可以在釜式反应器内进行。在实际生产中所遇到的传热过程很少是单一的传热方式，往往是几种基本方式同时出现，这使实际的换热过程很复杂。流体的性质对换热换热器类型的选择将会产生很大的影响，如流体的物理性质，化学性质，结垢情况，以及是否有磨蚀性等因素， 都对传热设备的选型有影响。通过对夹套传热反应装置的研究，可以让我了解当今传热反应装置的分类，以及每一种传热器应用的场合，和对物料的物理性质和化学性质的要求，同时也让我知道了传热器在我国化学工业中的应用。这对我以后的学习打下了坚实的基础。3.目前研究的概况和发展趋势反应釜在日常生活或者化工生产等领域应用十分广泛。因此换热设备的研究备受世界各国政府及研究机构的高度重视。生产必须严格按照相应的标准加工、检测并试运行。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。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。反应釜是综合反应容器，根据反应条件对反应釜结构功能及配置附件的设计。从开始的进料-反应-出料均能够以较高的自动化程度完成预先设定好的反应步骤，对反应过程中的温度、压力、力学控制（搅拌、鼓风等）、反应物/产物浓度等重要参数进行严格的调控。反应釜材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基（哈氏、蒙乃尔）合金及其它复合材料。反应釜可采用 SUS304、SUS316L 等不锈钢材料制造。搅拌器有锚式、框式、桨式、涡轮式，刮板式，组合式，转动机构可采用无级变速减速机或变频调速等，可满足各种物料的特殊反应要求。密封装置可采用填料密封等密封结构。加热、冷却可采用夹套、半管、盘管等结构，加热方式有蒸汽、电加热、导热油，以满足耐酸、耐高温、耐磨损、抗腐蚀等不同工作环境的工艺需要。可根据用户工艺要求进行设计、制造。9目前，反应釜在我国内存在的种类和发展趋势如下：低压反应釜，一般是指1.6MPa 以下的反应釜。由于工艺条件和介质的不同，反应釜的材料选择及结构也尽不相同，但基本的结构原理是相同的，它包括传动装置、传热装置和搅拌装置、釜体（上盖、筒体、釜体）、工艺接管等。设备的外观尺寸，一般取反应釜的有效高度 Hgz/ 反应釜内径 Di=1.01.2，如果Hgz/Di1.5，则需增设桨叶数。桨叶直径 di 通常取 1/3Di，上、下桨叶的间距应略大于桨径。在设备的结构上设置必要的传热和搅拌装置是为了强化反应过程。反应釜普遍采用钢制、铸铁或搪玻璃。反应釜所用的材料、搅拌装置、加热方法、轴封结构、容积大小、温度、压力等各有异同、种类很多，它们的基本结构特点分述如下：（1）结构，反应釜结构基本相同，除有反应釜体外，还有传动装置、搅拌和加热（或冷却）装置等，可改善传热条件，使反应温度控制得比较均匀，并不强化传质过程。（2）操作压力，反应釜操作压力较高。釜内的压力是化学反应产生或由温度升高而形成，压力波动较大，有时操作不稳定，突然的压力升高可能超过正常压力的几倍，因此，大部分反应釜属于受压容器。（3）操作温度，反应釜操作温度较高，通常化学反应需要在一定的温度条件下才能进行，所以反应釜既承受压力又承受温度。反应釜是化工行业用来完成物质的物理化学反应等工艺过程的典型设备之一。但是大多数情况下 反应釜也是一种带有常见缺陷的化工设备由于反应釜工作时存在易燃、易爆、毒害、腐蚀介质，因此，反应釜的缺陷在不同程度上危害人身财产安全也影响着产品质量。反应釜目前所处的一种状态也是人们所担心的，因此应该采取一定的措施进行补救，以及对其进行进一步的发展。现就其危险现状进行说明：（1）改薄釜体或传热夹套的钢板尤其是价格较高的不锈钢板，此举使釜体耐压强度和刚度等性能下降可造成设备爆炸恶性事故；（2）改薄法兰材料未达到额定负荷时变形造成法兰面密封失效，即使是无害介质，在高压、高温下的突然失效都会有严重的后果，有害介质更是不想而知；（3）为省料封头不压出直边，封头刚度下降设备容量降低；（4）减速机配置不当，在轴封要求较高的场合如使用机械密封时应选用出轴摆动较小的减速机，而有的厂家会使用价格相对低廉的涡轮减速机，因出轴摆动大，连带搅拌轴摆动此时机械密封因工况无法保证而失效。釜内带压时轴封泄漏更甚严重，若釜内是易燃、易爆、毒害、腐蚀介质，其危害可想而知；（5）底轴承与减速机架不同轴或搅拌轴与减速机出轴不同轴造成搅拌轴别劲、摆动，底轴承因磨损减低寿命以及轴封失效等等，这些都会对人以及对机器本身造成伤害，因而在以后的发展中我们应正确操作避免以上事故发生。因而我们在以后的发展中用做到以下几点：（1）坚持设计制造资格的审批设计过程制造过程的质量管理和监督，健全规程；（2）提倡理论学习和技术培训，提高业务水平，加强反应釜 工艺设计；（3）采用新技术，在提高和保证设备质量的前提下降低制造难度减少维护成本。例如：取消中、高速搅拌底轴承以稳定环平衡片代之使用柔性联轴器等，都可使釜中心轴线上各零部的同轴度要求降低；（4）尽量使用工具，尤其是专用工具，减少人工误差；（5）尽量在机械厂验收，设备试运行发现问题后可利用械厂相对强大的机加工能力和起重条件改进和补救。若在化工发现问题常因条件所限不得不勉强使用。反应釜是指含铬大于 12%的钢种。反应釜自 1912 年发明以来取得迅猛发展,至今全球仍以每年 3%5%的速度递增。全世界反应釜的消费总量达 3500 万。我国正处于反应釜生产和消费应用的高速增长期，已广泛应用于石油、化工、轻工、 食品、酿酒、制药、家电、水电、机械、建筑、市政和各种民用器具中。1990 年我国反应釜消费量为 26 万吨，1999 年为 153 万吨，2000 年为 173 万吨，2001 年为 225 万吨，2004年反应釜消费量达到 447 万吨左右，居全世界第一位，预计 2006 年反应釜消费量将达到 600 万吨以上，其中铬镍奥氏体反应釜的消费量占反应釜总消费量的 75%80%。但是随着化工产业的发展化工生产对反应釜要求越来越高化工生产对反应釜的具体要求和发展趋势如下：（1）大容积化，这是增加产量、减少批量生产之间的质量误差、降低产品成本的有效途径和发展趋势。染料生产用反应釜国内多为 6000L 以下，其它行业有的达30m；而其它行业可达 120 m。（2）反应釜的搅拌器，已由单一搅拌器发展到用双搅拌器或外加泵强制循环。国外，除了装有搅拌器外，尚使釜体沿水平线旋转，从而提高反应速度。（3）以生产自动化和连续化代替笨重的间隙手工操作，如采用程序控制，既可保证稳定生产，提高产品质量，增加收益，减轻体力劳动，又可消除对环境的污染（4）合理地利用热能，选择最佳的工艺操作条件，加强保温措施，提高传热效率，使热损失降至最低限度，余热或反应后产生的热能充分地综合利用。热管技术的应用，将是今后发展的方向。二、论文（设计）研究的内容1.重点解决的问题1）反应釜的搅拌装置的设计及校核。2）反应容器的压力测试和安全检测方法概述。2.拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）1）查阅相关文献资料；2）根据经济性能和安全性能选择设备的材质；3）确定工艺计算的物性数据，进行设备的工艺计算；4）进行接管的选择及开孔补强计算；5）对筒体的搅拌装置进行选型设计及计算；6）传动装置的计算及选型；7）零、部件设计；8）支座的选型和底座的设计及选型；3.本论文（设计）预期取得的成果1）设计出满足工艺参数的聚合反应釜。主要设计内容为：反应釜结构及强度计算；筒体设计及强度计算；搅拌器设计及强度校核；密封性的型式；夹套设计计算；开孔补强计算及传动装置的选择等。2）绘制出聚合反应釜的 CAD 图纸，包括装配图和部分零件图。3）整体分析设计需要得到较优的设计方案，出产品设计说明书。三、论文（设计）工作安排1.拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数）；1）对反应釜的总体结构进行设计及基本尺寸确定2）结合理论对设计的尺寸进行分析及校核3）借助 CAD 绘制出装配图和部分零件图2.论文（设计）进度计划第一周第三周：查阅文献撰写文献综述及开题报告。第四周：提交开题报告，进行方案设计。第五周：继续查阅文献，初步进行方案设计。第六周：确定最优设计方案。第七周：完善设计方案，明确设计具体任务。第八周第九周：进行装配图设计并绘图。第十周第十一周：进行零件图设计和校核计算。第十二周：完善装配图和零件图，撰写设计说明书草稿。第十三周：完善装配图和零件图，撰写设计说明书草稿。第十四周：修改设计说明书并定稿，翻译外文文献。第十五周：上交设计成果，准备答辩。四、需要阅读的参考文献1 王非主编. 化工压力容器设计M.北京：化工工业出版社，2005.2 王凯 虞军. 反应器M .北京：化工工业出版社 2005.3 濮良贵 纪名刚主编. 机械设计M.北京：高等教育出版社, 2003.4 姚慧珠 郑海泉. 化工机械制造M.北京：化工工业出版社，1994.5 陈国理主编. 压力容器及化工设备M.广州：化工理工大学出版社，1988.6 全国压力容器标准化技术委员会 GB150-89 钢制容器J. 北京：学苑出版社， 1990.05（10）：26-34.7 沈功田 张万岭. 压力容器无损检测技术综述J.北京：国家质量监督检查检疫局锅炉压力容器检测中心，2004.01（1）：26-29.8 压力容器安全技术监察规程J.北京：劳动部锅炉压力容器安全杂志社， 1991.3 .9 朱瑞林.谈压力容器技术精湛的两个重要方面J.湖北：湘潭大学，1995.12.10 Ewalds HL,wanth ill RJ. 断裂力学M.朱永昌等译.北京：北京航天大学出版社，1990.11余国棕主编. 化工原理M.天津：天津大学出版社，2010.8.12郑津洋 董其伍主编. 过程设备设计M.广州：化学工业出版社 2001.13陈已崇等编.搅拌设备设计M.上海：上海科学技术出版社，1985.14裴宝铃 高阳. 压力容器安全检测的有效方法J.湖北：科技创月刊，2015.05（13）：112-113.15郑秀芳 范闻捷.压力容器设计中的热处理问题J.辽宁：辽宁化工出版社,2011.01（1）：40-41.16Optimal design of pressure vessel using an improved genetic algorithmD.Peng-fei Liu;Ping Xu;Shu-xin Han;Jin-yang Zheng .Journal of Zhejiang University SCIENCE A 2008-9 Springe.17刘天婴 反应釜搅拌轴的设计计算J 北京：北京石油化工学院学报，2000.01.（1）：8-11.18朱祝何. 我国压力容器设计制造标准与规范尚待完善J. 北京：中国质量报.2012.5（2）：1.19仇恩沦. 压力容器行业挑战和机遇并存J.广州：中国化工报.2005.01（2）： 1-2.20廖建国. 锅炉和压力容器用高性能厚钢板J.北京：世界金属导报.2000.12.（4）：1.附：文献综述文献综述1、压力容器的概述压力容器一般指在工业生产中用来完成反应、传热、传质、分离、储存等工艺过程，并承受 0.1 兆帕以上 10 兆帕以下压力的密封容器。合成氨和高压聚乙烯等高压生产工艺出现后，要求压力容器承受的压力提高到 100 兆帕以上。随着化学工业和石油化学工业的发展，压力容器的工作温度也越来越宽；新工作介质的出现，还要求压力容器能耐介质腐蚀；许多工艺装置规模越来越大，压力容器的容量也随之不断增大。20 世纪 60 十年代开始，核电站的发展对反应堆压力容器提出了更高的要求，这一进步促进了压力容器的发展。如：煤转化工业的发展，需要单台重量达数千吨的高温压力容器；快中子增殖反应堆的应用，需要解决高温耐液态钠腐蚀的压力容器；海洋工程的发展，需要能在水下几百至几千米工作的外压容器。压力容器的应用范围很广，压力容器的设计过程中首要考虑的因素是制造材料的选择，考虑到容器的反应介质、温度以及压强等众多因素。压力容器的制造材料多种多样，比较常见的有以下几种：(1）Q235-A 钢含硅量多，脱氧完全，因而质量较好。限定的使用范围：设计压力1.0MPa,设计温度 0-350，用于制造壳体，钢板厚度不得大于 16mm。不得用于盛装液化石油气体、毒性程度为极度、高度危害介质及直接接受火焰加热的压力容器。(2）20g20g 锅炉钢板于一般 20 号优质钢相同，含硫量 Q235-A 钢低具有较高的强度使用温度范围为-20-475，常用于制造温度较高的中亚容器。（3)16MnR16MnR 普通低合金容器钢板，制造中、低压容器可减轻温度较高的容器重量，使用温度范围为-20-475。（4）低温容器（低于-20）材料主要是要求在低温条件下有较好的韧性以防脆裂，一般低温容器用钢多采用锰钒钢（5）高温容器用钢温度400、可用普通碳钢，使用温度 400500可用15MnVR/14MnMoVg,使用温度 500600可采用 15CrMo/12Cr2Mol,使用温度 600700应采用 0Cr13Ni9 和 1Cr18Ni9Ti 等高合金钢。压力容器在使用中如果发生爆炸，会造成灾难性事故。历史上曾多次发生过使成百人伤亡的压力容器爆炸事故；如果反应容器内的介质为有毒气体或放射性物质，当容器发生泄露事故，也会造成更为严重的后果。压力容器属危险性大的生产设备，为了确保压力容器安全运行，于 2003 年 3 月11 日颁发了特种设备安全监察条例和压力容器安全技术监察规程（以下简称条例和条规）。条例和容规都是强制执行的压力容器管理法规，凡事从事各种压力容器的设计、制造、安装、使用、检验、修理、改造的单位，都必须贯彻执行。2、反应釜的分类及应用领域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，例如反应器、反应锅、分解锅、聚合釜等；材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基合金及其它复合材料。根据材质可分为碳钢反应釜、不锈钢反应釜及搪玻璃反应釜。(1) 磁力搅拌反应釜（GSH 系列化工反应釜）适合领域：广泛应用于石油、化工、食品、医药、农药、科研等行业，是用业完成聚合、缩合、硫化、烃化、氢化等化学工艺过程，以及有机染料和中间体许多工艺过程的反应设备。(2) 不锈钢反应釜（KCFD 系列高压反应釜）适合领域：适用于石油、化工、医药、冶金、科研、大专院校等部门进行高温、高压的化学反应试验，对粘稠和颗粒的物质均能达到高搅拌的效果。（3）钢衬 PE 反应釜 适合领域：适用酸、碱、盐及大部分醇类。适用液态食品及药品提炼。是衬胶、玻璃钢、不锈钢、钛钢、搪瓷、塑焊板的理想换代品。（4）钢衬 ETFE 反应釜：防腐性能特别优良，能耐各种浓度的酸、碱、盐、强氧化剂、有机化合物及其它所有强腐蚀性化学介质。是解决高温稀硫酸、氢氟酸、盐酸和各种有机酸等老大难腐蚀问题的理想产品。（5）电加热反应釜适合领域：广泛应用于石油、化工、食品、医药、农药、科研等行业，是用业完成聚合、缩合、硫化、烃化、氢化等化学工艺过程，出及有机染料和中间体许多工艺过程的反应设备。（6）搪玻璃反应釜 适合领域：广泛应用于石油、化工、食品、医药、农药、科研等行业。（7）多功能分散反应釜适合领域：广泛应用于石油、化工、食品、医药、农药、科研等行业，是用来完成聚合、缩合、硫化、烃化、氢化等化学工艺过程，出及有机染料和中间体许多工艺过程的反应设备。（8）蒸汽加热反应釜 适合领域：广泛应用于石油、化工、食品、医药、农药、科研等行业，是用业完成聚合、缩合、硫化、烃化、氢化等化学工艺过程，出及有机染料和中间体许多工艺过程的反应设备。（9）不饱和聚酯树脂全套设备 适合领域：用于生产不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂、ABS 树脂、油漆的关键设备。（10）PCF 系列小型试验用高压釜：适合高转速、低速、低粘度物料的搅拌。是进行各种化学反应试验的理想装置。（11）实验式专用反应釜：也称水热合成反应釜，材质：不锈钢外罐/聚四氟乙烯（PTFE）内杯。3、反应釜的发展趋势虽然我国反应釜设备行业起步较晚，但是依托于我国机械工业的迅猛发展，反应釜设备行业的市场需求量与日俱增。反应釜设备主要适用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品等行业，用来完成磺化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程，以及有机染料和中间体的许多其它工艺过程，目前常用的反应釜设备，如钛反应釜、实验室反应釜、不锈钢反应釜、磁力反应釜等设备，我国均能生产满足市场供应。此外，我国反应釜设备在国内市场占有率颇高，但是竞争也相当激烈。我国目前的反应釜设备对国内来说供应充足，但是难以与国外抗衡，主要原因是核心技术掌握不足。由于我国反应釜设备的生产技术与国外相比有差距，国内企业规模比较小产业集中度不高，规模化应用尚未完全形成。今后，反应釜产业的焦点主要集中在技术水平、产品质量、价格方面与售后服务。伴随着化工生产的需求不断提高，反应釜也逐渐呈现新的发展趋势：（1) 大容积化，这是增加产量、减少批量生产之间的质量误差、降低产品成本的有效途径和发展趋势。染料生产用反应釜国内多为 6000L 以下，其它行业有的达 30m；国外在染料行业有 2000040000L，而其它行业可达 120m。（2) 反应釜的搅拌器，已由单一搅拌器发展到用双搅拌器或外加泵强制循环。反应釜发展趋势除了装有搅拌器外，尚使釜体沿水平线旋转，从而提高反应速度。（3) 以生产自动化和连续化代替笨重的间隙手工操作，如采用程序控制，既可保证稳定生产，提高产品质量，增加收益，减轻体力劳动，又可消除对环境的污染。（4) 合理地利用热能，选择最佳的工艺操作条件，加强保温措施，提高传热效率， 使热损失降至最低限度，余热或反应后产生的热能充分地综合利用。热管技术的应用，将是今后反应釜发展趋势。综上所述，反应釜在我国的工业发展极其重要，由于反应釜是危险的高压、易燃易爆、或者是盛装有毒有害介质的压力容器，所以在设计制造压力容器时一定按照国家标准去设计制造，在设计制造时要考虑生产的产品属性及反应物所需的其他物料属性，由于反应釜的制造趋于大容积化，考虑其成本相对昂贵，所以设计反应釜时应尽量延长其使用寿命，制造出的反应釜还需进行一系列的密封测试和压力测试，进行一系列的安全检测合格后方可投入使用，这是对生产过程中操作人员健康和生产利益的保障。11指导教师评阅意见（对选题情况、研究内容、工作安排、文献综述等方面进行评阅）审核签字：年月日意见教研室主任意见签字：年月日学院教学指导委员会意见签字：年月日公章：任务书论文(设计)题目：聚合反应釜的结构设计工作日期：2016年12月07日 2017年05月21日1.选题依据:压力容器是化学工业生产中重要的设备之一。由于压力容器的工作环境具有高温、高压及高腐蚀性的特点，压力容器的设计制造过程的要求十分严格。搅拌设备在压力容器中占很大比重，其广泛应用于石油、化工、制药等许多领域，因此长期以来有关搅拌设备的设计方法特别是搅拌部件结构形式的研究一直具有十分重要的现实意义。2.论文要求(设计参数):凝聚反应器是橡胶生产过程中重要的搅拌设备。对凝聚反应器的具体结构进行了设计和计算：首先从设备的材料选择入手，根据对设备和经济性能的要求确定筒体及封头的材料，并根据薄壳理论进行壁厚的计算；重点进行搅拌部件的设计，根据介质特点及历史经验确定搅拌桨的型式和结构；并对搅拌桨的强度进行必要的校核；根据工作要求选择密封型式；对设备的制造和检验以及在役安全检测的方法和要求进行较具体的介绍和说明。3.个人工作重点:凝聚反应器是橡胶生产过程中重要的搅拌设备。对凝聚反应器的具体结构进行了设计和计算：首先从设备的材料选择入手，根据对设备和经济性能的要求确定筒体及封头的材料，并根据薄壳理论进行壁厚的计算；重点进行搅拌部件的设计，根据介质特点及历史经验确定搅拌桨的型式和结构；并对搅拌桨的强度进行必要的校核；根据工作要求选择密封型式；对设备的制造和检验以及在役安全检测的方法和要求进行较具体的介绍和说明。4.时间安排及应完成的工作:第1周：师生见面，布置题目。第2周：查阅文献，撰写文献综述。第3周：查阅文献，撰写开题报告。第4周：提交开题报告，进行开题答辩。第5周：继续查阅文献，初步进行方案设计。第6周：师生见面，确定设计方案。第7周：完善设计方案，明确设计具体任务。第8周：进行装配图设计并绘图。第9周：进行装配图设计并绘图。第10周：进行零件图设计和校核计算。第11周：进行零件图设计和校核计算。第12周：完善装配图和零件图，撰写设计说明书草稿。 第13周：完善装配图和零件图，撰写设计说明书草稿。 第14周：修改设计说明书并定稿，查重。第15周：上交设计成果，准备答辩。5.应阅读的基本文献:1 王非主编. 化工压力容器设计. 化工工业出版社，2005. 2 王凯 虞军. 反应器 .化工工业出版社 2005.3 濮良贵 纪名刚主编. 机械设计 .高等教育出版社, 2003. 4 姚慧珠 郑海泉. 化工机械制造 .化工工业出版社，1994.5 陈国理主编. 压力容器及化工设备 .广州：化工理工大学出版社，1988. 6 全国压力容器标准化技术委员会 GB150-89钢制容器. 北京：学苑出版社.7 沈功田 张万岭. 压力容器无损检测技术综述，国家质量监督检查检疫局锅炉压力容器检测中心，北京100013.8 压力容器安全技术监察规程.北京：劳动部锅炉压力容器安全杂志社，1991.3 . 9 朱瑞林 谈压力容器技术精湛的两个重要方面，湘潭大学.10 Ewalds HL,wanth ill RJ. 断裂力学.朱永昌等译.北京：北京航天大学出版社，1990.指导教师签字：XX教研室主任意见：同意签字：XX 2016年12月11日教学指导分委会意见：同意签字：XX 2016年12月11日 学院公章进度检查表第-4周工作进展情况老师安排与学生初次见面，老师给学生简单的说明题目主要设计的方向，讲解时间的规划安排，为我们接下来的开题报告做了很好的铺垫2017年01月07日指导教师意见内容属实。已完成选题，任务书已下达至学生，并辅导查阅文献方法以及开题报告的写法。指导教师(签字)：XX 2017年05月12日第 0周工作进展情况老师安排跟同学们的初次见面，把具体的时间安排跟同学们解释清楚，让同学们在毕业论文方面有个时间概念，其次，老师确定和安排了同学们的各自论文题目，对于每个同学题目的大概讲解一下如何去做，如何去查阅资料，查阅哪方面的相关资料，对我们毕业论文的展开做了很好的铺垫2016年12月14日指导教师意见内容属实。已完成开题报告和开题答辩，继续进行总体方案设计。注意多看文献、多看示例，尽早提出合理方案。指导教师(签字)：XX 2016年12月26日第 4周工作进展情况查阅相关资料，确定要设计的内容以及反应器的一些相关资料，了解反应物的一些属性及参数，为接下来的反应器的计算选用做好准备。2017年05月06日指导教师意见基本熟悉和掌握了压力容器设计的相关理论知识和设计方法，对基本结构进行了计算，提出了合理可行的总体方案。指导教师(签字)：XX 2017年05月12日第 8周工作进展情况进行反应釜的参数设计，对反应釜的一些结构进行设计和计算，对于一些标准件进行合理的选择，在完成参数的计算后，要进行校核，如果不达到强度标准，要进行加强，或者重新进行参数计算，直到参数合格为止。2017年05月06日指导教师意见针对图中的问题进行了重点讲解，改正了设计方案不合理之处。装配图和零件图的视图表达也有不完善和不清楚的地方一一改正；个别绘图错误和不规范也逐一指出并修改。继续完善图纸，撰写说明书。指导教师(签字)：XX 2017年05月12日第 12周工作进展情况在完成一系列的参数计算后，进行CAD画图，完成反应釜的装配图和各个零件图，并按照统一格式编写电子版说明书，翻译外文。2017年05月06日指导教师意见绘图基本完成，但仍存在错误；说明书初稿已撰写完成，但有格式不规范、语句不通顺、计算等问题，继续修改。准备答辩。指导教师(签字)：XX 2017年05月12日第周工作进展情况年月日指导教师意见指导教师(签字)：年月日过程管理评价表评价内容具体要求总分评分工作态度态度认真，刻苦努力，作风严谨32遵守纪律自觉遵守学校有关规定，主动联系指导教师,接受指导32开题报告内容详实，符合规范要求53任务完成按时、圆满完成各项工作任务43过程管理评分合计10 过程管 理评语 XX同学在完成毕业设计的过程中，工作态度比较认真，能够做到积极主动完成设计任务，对待设计工作比较严谨务实。虽然在毕业设计过程中曾多次去外地参加招聘会、面试和参加公务员考试等，但没有对设计进度产生影响，能够采取打电话、网络QQ等方式主动联系指导教师，多次通过网络辅导和当面答疑的方式就设计方案、零件图绘制等内容提出问题并接受指导。按时完成了开题报告，开题报告内容比较详实规范。已完成任务书规定的各项工作，并按时完成了论文查重、提交论文。指导教师签字:XX日期:2017-05-21指导教师评价表评价内容具体要求总分评分选题质量符合培养目标要求,有一定的研究价值和实践意义,有一定的开拓性、创新性,深度、难度适宜,工作量饱满54能力水平有较强的综合运用知识能力、科研方法运用能力、中文表达与外语能力、文献资料检索能力、计算机应用能力53完成质量文题相符,概念准确,分析、论证、计算、设计、实验等正确合理,结论明确；论文结构、撰写格式、图表等符合基本规107指导教师评分合计14 指导教 师评语 XX同学毕业设计的题目是“聚合反应釜的结构设计”，属于压力容器设计，符合机械设计制造及其自动化专业学生培养目标的要求，设计过程涉及计算、绘图和三维建模等内容，有一定的难度和较强的实际意义，工作量饱和。 该生能够在规定时间内完成设计任务书规定的各项任务，设计说明书的重复率也满足要求。从所提交的图纸、说明书和外文翻译所完成的质量看，该生对专业知识掌握基本全面，有一定的综合运用能力和文献检索能力；该生具有一定的中文表达能力和使用计算机软件绘制基本零件图及装配图的能力；对外文文献的翻译能力还有待进一步锻炼和提高。 所提交的设计说明书符合规范要求，语句通顺，层次清楚，内容较齐全。所绘制的装配图和零件图数量充足，质量尚可，有细节错误已经改正。对部分零件进行了三维实体建模，并在说明书中对建模过程做了简单介绍。指导教师签字:XX日期:2017-05-21评阅人评价表评价内容具体
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