机械-过程装备与控制工程专业-过程装备制造课程设计doc.doc

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1、目录一结构设计分析…………………………………………………………………21.1反应器型式的确定…………………………………………21.2材料的的选择…………………………………………21.3反应器的主要设计数据…………………………………………21.4列管根数的确定…………………………………………21.5列管式固定床反应器壳体内径的确定………………………………………31.6封头厚度计算………………………………………31.7总体结构………………………………………3二封头的下料……………………………………………………………………32.1下料操作……………………………………………32.2坡口要点…………

2、…………………………………4三．封头的成型………………………………………………………………44.1旋压机的构成………………………………………………………………44.2热旋封头加工部位的确定…………………………………………………54.4旋压的操作步骤…………………………………………………………5四．封头与接管的焊接……………………………………………………………54.1产品结构形式…………………………………………………………54.2焊前分析……………………………………………………64.3焊接前准备……………………………………………………74.4焊接工艺卡……………………………………………………

3、………94.5焊后处理……………………………………………………11五热处理…………………………………………………………………11六焊后检测…………………………………………………………………11七总结……………………………………………………………………13参考文献………………………………………………………………1414甲醛反应器封头焊接工艺设计一结构设计分析1.1反应器型式的确定反应器的型式和结构的选择，一要掌握工业反应器的要求，根据反应工程的理论，对反应过程作出合理的反应器类型选择。二要熟悉和掌握各种反应器的类型及其基本传递特征。合成甲醛的反应器有很多类型，但是由于合成甲醛的反应是一个放热

4、反应，反应热效应大，为使反应始终处于较高的速度进行，必须及时移走反应热量，因此，按照不同的移热方法，反应器可分为等温固定床列管式和绝热冷激型多段式两大类。由于等温固定床列管式反应器温度便于控制，目前采用较多。所以工艺采用等温固定床列管式反应器，这种反应器的优点是采用管束式合成塔，这种合成塔的温度几乎是恒定的，反应温度恒定的好处一是有效抑制了副反应；二是催化剂的使用寿命长。1.2材料的选择依据GB150《压力容器》，不锈钢的焊接应力及其评定和控制，比较了Ｓｉ、Ｐ含量的不同组合对材料焊接的影响。在此基础上，提出了对材料性能应进行综合评定，根据GB150.2《压力容器第二部风：材料》以及利用Ｎｅ

5、ｌｓｏｎ曲线选材时应减少腐蚀裕量加甲醛反应器应筒体和封头优先选用0Cr18Ni9。1.3反应器的主要设计数据表1-11.4列管根数的确定14根据换热面积，列管规格为：Φ25×2.5mm,管长为l=6m。解方程得：n=2805(根)1.5列管式固定床反应器壳体内径的确定由公式：式中：D—壳体内径，mm；t—管中心距，mm；—横过管束中心线的管束；b'—一般取，mm，管子采用正三角形排列，==59故带入公式得：D=31.3(59-1)+2×31.3=1915标准化后取：D=2000mm1.6封头厚度计算1.7总体结构设计了年产5万吨工业级甲醛的生产工艺；选用铁钼法，以甲醇，空气和水蒸气为原料，

6、经预热，反应、换热后得甲醛产品。本文主要承担反应器的设计。根据反应特征，采用等温固定床列管式反应器。根据物料衡算，确定了反应器的工艺参数、类型及特征尺寸：容器内径1500mm、列管根数为1805根、三角形排列、管长3000mm。二．封头的下料根据工艺流转卡，φ2000mm的封头下料尺寸为φ3440mm；通常下料的板材的标准宽度只有1500,2000,2200mm等，为了节省材料，我们大多选用宽度2000mm的板材进行下料。由于宽度不够，所以通常需要下两块料，板材加工V型坡口进行拼接后自动埋弧焊焊接，再打磨。在下料前需要在原板材上切取试样，需要对试样进行，物理性能测试和化学元素含量的测试，因

7、为物理性能决定封头的减薄率，化学元素含量决定焊接质量，0Cr18Ni9中物理性能和化学元素含量见表2-1、表2-2。并且要符合新容规(固定式压力容器安全技术监察规程)中规定的用于压力容器的材料P14≤0.03%，S≤0.02%表2-1力学性能数值表力学性能（不小于）硬度值（不大于）规定非比例延伸强度抗拉强度断后伸长率HBWHRBHV2055154020192210表2-2毛坯化学元素含量表（不大于）CSiMnPSNiCr