直硝法生产浓硝酸反应釜内筒及附件的腐蚀和结构的研究

摘要

本课题是结合企业的生产特点所做的应用研究，它涉及两个研究领域：金属腐蚀与选材；压力容器结构分析。基于上述内容，建立了C8钢腐蚀模型，运用一个简单的腐蚀率计算公式，近似地算出反应筒内的腐蚀率，绘出了腐蚀率曲线，并揭示出C8钢在反应釜内筒的腐蚀规律；利用有限元对反应釜内、外筒进行结构分析。按照设计条件，计算了内、外筒位移变形，并校核了外筒的强度，在外筒的危险截面上进行路径分析，结果是计算应力强度远小于许用应力强度，截面强度合格。

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第一章绪论

1.1课题来源

1.2目的和意义

1.3反应釜的用途和结构

1.4国内外关于浓硝酸工业装置用材的概况

1.4.1浓硝酸工业用材的选择

1.4.2国外在浓硝酸用钢方面的研究

1.4.3我国在浓硝酸用钢方面的研究和发展

1.5压力容器分析设计中的具体问题

1.6本课题的主要研究内容

第二章金属腐蚀的基本概念

2.1金属腐蚀的机理

2.1.1热力学概念

2.1.2动力学概念

2.2腐蚀实验

2.2.1试验目的

2.2.2试验室试验和现场试验

2.2.3腐蚀率的测定

2.2.4晶间腐蚀试验

2.4小结

第三章C8钢在直硝法反应釜内筒的腐蚀实验及相关数据

3.1 C8钢的发明及性能

3.1.1 C8钢的化学成分

3.1.2 C8钢的物理性能

3.1.3 C8钢的力学性能

3.1.4 C8钢在直硝漂白塔的腐蚀性能

3.2实验的准备阶段

3.3实验的开展阶段

3.3.1实验阶段的工艺参数变化

3.4小结

第四章C8钢在直硝法反应釜内筒的腐蚀实验结果分析

4.1 C8钢腐蚀前后外观的对比

4.2 C8钢管腐蚀率的计算

4.3腐蚀产物的成分分析

4.4 C8钢的金相分析

4.5实验结果的分析

4.5.1硝酸浓度、氧气浓度、温度等综合因素对C8钢的腐蚀影响

4.5.2 C8钢中的硅是主要的钝化元素

4.5.3气液两相流动对C8钢腐蚀的影响

4.5.4 C8钢的化学成分调整

4.6小结

第五章直硝法反应釜内外筒的有限元分析

5.1有限元分析简介

5.2安全判据

5.2.1强度判据

5.2.2刚度判据

5.3反应釜的内、外筒的有限元分析

5.3.1有限元模型

5.3.2材料属性

5.3.3约束条件

5.3.4载荷工况以及对各载荷工况的分析结果

5.4反应釜的内外筒的刚度和强度校核

5.4.1内外筒在工况条件下的刚度校核

5.4.2外筒在工况1条件下的强度校核

5.5小结

第六章结论

6.1本文的主要工作和结论

6.2展望

参考文献

致谢

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