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不同類型不銹鋼儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)與制造區(qū)別,核心源于工況需求(壓力、介質(zhì)、溫度、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)等) 的差異,其區(qū)別主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、工藝要求、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)四個(gè)核心維度,結(jié)合常見儲(chǔ)罐類型的具體差異如下:
常壓不銹鋼儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)核心是抗變形與密封性,無需考慮高壓承載,因此罐體壁厚通常根據(jù)剛度要求和介質(zhì)側(cè)壓力計(jì)算,取值相對(duì)較??;結(jié)構(gòu)上多采用立式圓筒形,罐頂可選固定頂、浮頂或內(nèi)浮頂,浮頂罐還需設(shè)計(jì)浮盤導(dǎo)向、密封裝置,以減少介質(zhì)揮發(fā);密封方面,常壓罐的法蘭連接或焊接縫只需滿足基本氣密性,無需高壓密封設(shè)計(jì)。制造時(shí),板材切割后采用常規(guī)電弧焊或埋弧焊即可,焊縫探傷比例較低,通常僅對(duì)丁字縫等關(guān)鍵部位進(jìn)行抽檢;罐體成型后只需做氣密性試驗(yàn)或充水試驗(yàn),檢驗(yàn)罐體的滲漏情況和整體剛度,無需耐壓試驗(yàn);內(nèi)壁處理相對(duì)簡單,普通工況下噴砂除銹后涂防腐漆即可,食品行業(yè)用常壓罐則需做表面拋光。
低壓、高壓不銹鋼儲(chǔ)罐(屬于壓力容器范疇)的設(shè)計(jì)核心是承壓能力與安全可靠性,壁厚需嚴(yán)格按照《鋼制壓力容器》GB150標(biāo)準(zhǔn),通過強(qiáng)度計(jì)算確定,壓力越高壁厚越大,高壓罐還可能采用多層包扎結(jié)構(gòu)或整體鍛造封頭,提升承壓性能;結(jié)構(gòu)上需取消浮頂?shù)纫仔孤┙Y(jié)構(gòu),采用固定頂并搭配高強(qiáng)度封頭,罐身與封頭的連接需采用對(duì)焊坡口形式,同時(shí)必須設(shè)計(jì)安全附件接口,如安全閥、壓力表、爆破片等,高壓罐還需增設(shè)加強(qiáng)圈或整體加厚結(jié)構(gòu),防止壓力變形。制造時(shí),對(duì)焊接工藝要求極-高,需采用氬弧焊打底、電弧焊蓋面的組合工藝,焊縫探傷比例隨壓力等級(jí)提升,低壓罐需抽檢至少20%,高壓罐則要求100%無損探傷(超聲+射線探傷);成型后必須做水壓試驗(yàn)或氣壓試驗(yàn),試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)壓力的1.25~1.5倍,檢驗(yàn)罐體的耐壓極限和密封性能;材料選擇上,低壓罐可選用304、316L不銹鋼,高壓罐則需采用高強(qiáng)度不銹鋼如06Cr17Ni12Mo2Ti,或雙相不銹鋼,以兼顧耐壓性和耐腐蝕性。
防腐襯里不銹鋼儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)核心是襯里層與基材的適配性,基材可選用普通304不銹鋼降低成本,設(shè)計(jì)時(shí)需考慮襯里材料與基材的熱膨脹系數(shù)匹配,避免溫度變化導(dǎo)致襯里層脫落;罐體結(jié)構(gòu)需簡化,減少內(nèi)壁凹凸和死角,方便襯里施工,同時(shí)預(yù)留襯里層厚度,避免襯里后影響儲(chǔ)罐有效容積。制造時(shí),基材罐體焊接完成后,需對(duì)內(nèi)壁進(jìn)行嚴(yán)格的噴砂除銹處理,表面粗糙度需達(dá)到襯里材料的附著要求;襯里施工工藝根據(jù)材料不同差異較大,比如PTFE襯里需采用模壓粘貼或整體擠出工藝,搪瓷襯里需經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)使玻璃質(zhì)材料與基材結(jié)合,橡膠襯里則需采用硫化粘接工藝;制造完成后,需做針對(duì)性檢漏試驗(yàn),如電火花檢測(針對(duì)非金屬襯里)、氣密性試驗(yàn),確保襯里層無針孔、無脫落。
絕熱保溫不銹鋼儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)核心是保溫結(jié)構(gòu)的完整性與熱損耗控制,需先根據(jù)介質(zhì)溫度和環(huán)境溫度計(jì)算保溫層厚度,確保熱損耗符合工藝要求;罐體設(shè)計(jì)時(shí)需預(yù)留保溫層和外保護(hù)層的安裝空間,同時(shí)設(shè)置支撐件或托架,固定保溫層防止脫落;低溫保溫儲(chǔ)罐(如儲(chǔ)存液氧、液氮)還需設(shè)計(jì)絕熱層的防潮結(jié)構(gòu),避免外界水汽滲入導(dǎo)致保溫效果下降,甚至出現(xiàn)凍脹損壞罐體。制造時(shí),需先完成基材罐體的制造和檢驗(yàn),再進(jìn)行保溫層施工;保溫層施工工藝根據(jù)材料類型調(diào)整,巖棉、玻璃棉等無機(jī)材料采用分層鋪貼+鍍鋅鐵絲捆扎的方式,聚氨酯泡沫等有機(jī)材料則采用現(xiàn)場發(fā)泡成型工藝,確保保溫層與罐體緊密貼合;外保護(hù)層需采用彩鋼板或不銹鋼板,通過壓條固定,做好防水密封;制造完成后需做熱性能測試,檢測儲(chǔ)罐的靜態(tài)熱損耗率,確保達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
衛(wèi)生級(jí)不銹鋼儲(chǔ)罐(食品、制藥專用)的設(shè)計(jì)核心是無衛(wèi)生死角與易清洗性,罐體結(jié)構(gòu)需采用圓角過渡(圓角半徑≥5mm),取消內(nèi)焊縫或采用雙面焊,避免物料殘留;罐頂設(shè)計(jì)人孔、清洗球接口,罐底設(shè)計(jì)傾斜結(jié)構(gòu),方便物料排空和清洗;密封件需采用食品級(jí)硅膠或聚四氟乙烯材料。制造時(shí),焊接工藝必須采用氬弧焊,且內(nèi)壁焊縫需進(jìn)行拋光處理,表面粗糙度Ra≤0.8μm;罐體成型后需做CIP(在位清洗)和SIP(在位滅菌)試驗(yàn),模擬實(shí)際清洗和滅菌流程,檢驗(yàn)無殘留、無-死角;材料必須選用符合食品藥品標(biāo)準(zhǔn)的不銹鋼,如316L不銹鋼,且不得添加任何有害涂層,確保介質(zhì)安全性。
此外,真空不銹鋼儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)與制造還需重點(diǎn)考慮抗外壓穩(wěn)定性,設(shè)計(jì)時(shí)需通過計(jì)算設(shè)置加強(qiáng)圈,制造時(shí)對(duì)焊接密封性要求極-高,需做真空度保壓試驗(yàn),確保罐內(nèi)真空度維持在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。
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