杀菌釜设计 机械工程专业毕业设计 毕业论.doc

常州大学本科生毕业设计（论文） 学号： 07403132 常 州 大 学毕业设计（论文）（2011届）题 目 杀菌釜设计 学 生 学 院 机械工程学院 专业班级 装备071 校内指导教师 张晶 专业技术职务 高级工程师 校内指导教师 无 专业技术职务 无 二一一年六月42常州大学本科生毕业设计（论文）毕业设计（论文）杀菌釜设计摘要：杀菌釜主要用于食品行业，医药等各个领域，其作用是对产品进行高温杀菌和消毒。结构上主要由釜体，釜盖，摆动装置，手摇减速器，安全装置及安全联锁机构，密封装置，支座，保温层，除污罐，阀门仪表等组成。设备的使用安全和操作方便是对杀菌釜设计的基本要求，根据给定工艺参数确定设计参数，按现行的国家规范、标准进行设计，首先进行了内压圆筒，封头，法兰，水压实验压力，鞍座，以及开孔补强和安全阀的强度计算。之后，进行了校核计算，确保设计符合要求，最后对杀菌釜制造，安装，维护，检修过程中可能出现的问题进行了研究，指出了注意事项，以及解决方法，最终得出A0手工总图一张，CAD图纸4张，计算说明书一份。 杀菌釜行业属于配套行业，优秀的设计方案，可以有效提高生产效率，促进经济的发展。关键词：杀菌釜 主要部件 强度计算 Sterilization kettle designAbstract：Sterilization kettle is mainly used for the food industry, medicine and other fields. Its role is to high temperature sterilization and disinfection products. From a structural point of view, It consists of kettle body, tank cover, swing device, hand gear, safety devices and safety interlock body, seals, bearings, insulation, decontamination tank, valves, meters and other components. Safe use and easy to operate is the basic requirement of the design Sterilization kettle. According to the given parameters and existing national norms, standards to determine the design parameters and the pressure cylinder, head, flange, hydraulic test pressure, saddle, and cutting open the strength of reinforcement and calculation of safety. Then, during the sterilization kettle manufacture, installation, maintenance, repair problems that may occur during the study. Pointed out the note, and the solutions. Finally workout an A0 out a general plan by hand, 4 CAD drawings, a manual calculation. Kettle sterilization industry belongs to supporting industries, excellent design, can effectively improve the production efficiency, and promote economic development. Keywords ：Kettle sterilization main components strength calculation目 录一、绪论我国食品工业发展迅速，“十五”期间发展速度达到18-21。食品安全问题举国关注。“十一五”期间更注重提高食品安全领域的科技和装备水平，研制快速、准确鉴定食品中危害因子的技术和装备，进一步研发病原微生物的抗性和病原的控制等预防技术及储藏技术和装备。杀菌釜机械形成行业已20多年，相对于食品工业，还是一个新行业。这20多年来又是世界技术发展最快的时期，新技术不断在行业上应用。而国内行业的基础薄弱，技术及科研力量不足，其发展相对滞后，在某种程度上拖了食品和杀菌釜工业的后腿。总体发展虽然较快，但食品及杀菌釜工业发展更快。2005年，食品和杀菌釜机械工业总产值约为620亿元，而国内市场需求达到850亿元，预计到2010年，国内行业总产值可达到1300亿元(现价)，而市场需求可能达到2000亿元。这个市场的空问将会引来国外设备填补。“十一五”规划的目标是要缩小这个空问，为食品工业赶上世界先进水平，为“杀菌釜大国”向“杀菌釜强国”迈进，提供先进的技术装备，让进口设备在国内市场上只起到拾遗补缺的作用。这就要求国内食品和杀菌釜机械的年发展速度超过18，新产品产值率达到25。杀菌釜（又称杀菌锅）主要用于食品行业.医药等各个领域。比如食品行业中使用的杀菌设备，由于市场的多元化和消费层次的不同，同样的一种食品，会有不同的包装材料和包装形式，为了获得最大的生产效率和生产效益，就要有对应的杀菌设备。在食品的加工过程当中，杀菌设备往往又是起着关键作用的工艺环节，因为在现代化的食品加工过程中，食品杀菌工序往往还承载着对食品的熟化、调理、成型等功能。所以在确定食品生产工艺时，要根据所生产的食品特性、准备选取的包装形式来确定杀菌装备的具体结构形式。这就需要我们从不同的侧面来分析，怎样才能获得各种包装形式的食品与不同结构杀菌设备之间的最佳匹配状态。这就是我们研究杀菌釜等设备的意义。（一）杀菌釜的国内外研究现状：主要全自动杀菌釜有很多种，在我国传统的高温杀菌一般采用水浴式杀菌和蒸气杀菌即我们常说的水杀和汽杀两种杀菌方式，上个世纪九十年代开始为了满足软包装等特殊的产品生产要求，开始从日本引进双层杀菌釜即日式杀菌釜，新世纪伊始，西班牙、德国、法国等欧洲国家为了节约能源和水资源，推出一种带热交换器的水淋式杀菌釜，特别是法国采用最先进的锅内蒸气循环系统，以达到高温节能、短时高效、节约水资源等目的。对比国内外新型设备，国内传统的杀菌釜主要存在以下几个问题：a.耗能大、效率低。传统杀菌釜的加热方式主要以电加热为主，这种老式的加热方式升温非常慢，而且耗能很大。根据测试，升温到相同温度时，电加热杀菌釜时间是蒸汽加热的2.6倍，而每锅次的耗能量是后者的2倍（注：热能损失按5%计）。b.杀菌模式单一。针对物料和包装形式的不同，实验时往往采用不同的杀菌模式来进行反复试验，获取数据后进行对比，以选择最适合的杀菌工艺。传统实验锅的模式一般是蒸汽式或水浴式，而一些产品在实际生产中往往采用喷淋杀菌或需带回转模式，比如软袋含气调理食品和八宝粥罐头等。过于单一的杀菌模式使得研究人员无法获取更正确的杀菌工艺，进而阻碍了新产品的开发。c.结构过于简单。配置落后，一般无反压装置，国内压力精度一般在0.05MPa左右。d.实验型与实际生产用不配套。由于国内实验型在技术和配置上的先天不足，无法满足新开发产品的杀菌工艺要求。现在我们国内的全自动杀菌釜大多数都采用日式锅的理念，近几年开始出现模仿欧洲技术带热交换器的水淋式杀菌技术，如今也出现了不少新式的杀菌技术，如水汽混合杀菌，在继承了高温节能、短时高效、节约水资源等优点基础上，主要优化了锅内热力分布效果，在锅内同时加入了蒸汽循环和喷淋水循环两个循环系统，两个循环系统相互作用，使锅内的热力分布达到了极致，杀菌釜内热分布均匀无冷点。水汽混合杀菌，这种杀菌方式，出去杀菌釜锅体散发的热量，蒸汽的热能利用率可以达到非常高的标准。同时用水量却非常少，是一种节能节水的高温杀菌方式，符合当代科技发展的要求。(二)杀菌釜发展方向：随着科技的不断发展进步，各种食品加工品的出现，对杀菌釜技术和杀菌釜设备都提出了新的挑战，杀菌釜机械在流通领域中发挥着越来越大的作用。目前杀菌釜机械竞争日趋激烈，未来的杀菌釜机械将配合产业自动化趋势，促进杀菌釜设备总体水平提高，发展多功能、高效率、低消耗的杀菌釜设备，而杀菌釜机械技术也正朝着以下几个趋势发展：机电一体化机电一体化是未来杀菌釜机械发展的趋势。一个完整的机电一体化系统，一般包括微机、传感器、动力原、传动系统、执行机构等部分，它摒弃了常规杀菌釜机械中的繁琐和不合理部分，而将机械、微机、微电子、传感器等多种学科的先进技术融为一体，给杀菌釜机械在设计、制造和控制方面都带来了深刻的变化，从根本上改变了杀菌釜机械的现状。机械功能多元化工商业产品已趋向精致化及多元化，在大环境变化下，多元化、弹性化且具有多种切换功能的杀菌釜机种方能适应市场需求。结构设计标准化、模组化充分利用原有机型模组化设计，可在短时间内转换新机型。控制智能化目前杀菌釜机械厂家普遍使用PLC动力负载控制器，虽然PLC弹性很大，但仍未具有电脑（含软件）所拥有的强大功能。未来杀菌釜机械必须具备多功能化、调整操作简单等条件，基于电脑的智能型仪器将成为食品杀菌釜控制器的新趋势。结构运动高精度化结构设计及结构运动控制等事关杀菌釜机械性能的优劣，可通过马达、编码器及数字控制（NC）、动力负载控制（PLC）等高精密控制器来完成，并适度地做产品延伸，朝高科技产业的杀菌釜设备来研发。杀菌釜行业属于配套行业，涉及国民经济的许多领域，特别是食品行业与饮料行业，更是依赖于杀菌釜行业的技术进步和配套服务，因此，我们不能忽视杀菌釜机械落后的现状，努力积极推动杀菌釜业走上快速健康发展的自动化道路。二.结构设计本次杀菌釜的设计参数要求：设计压力： 1.6MPa设计温度 ：204工作介质： 饱和水蒸气设备型式：直径：2500mm 有效长度：35m 双开门本釜为钢制卧式筒型装置，釜盖采用整块Q345R钢板压制而成，釜盖法兰，釜体法兰采用Q345R整体锻造加工而成。受压部件焊缝均按相关标准进行了热处理和严格的无损检测。釜门为活动快开门结构，靠手摇减速机进行启闭，也可根据用户要求采用电动、气动、液动启闭。配备有完善的安全联锁保护装置，最大限度地避免了误操作隐患，确保了蒸压釜的安全运行和操作人员的安全生产。本杀菌釜门开启型式采用了侧开门形式。侧开式采用旋转臂式开门机构，转动灵活，低位操作，开启简单方便；另外还有一种上开门开启方式，上开式采用杠杆式开门机构，杠杆下端与釜门连接，上端装有配重装置，该型式开启轻便，釜侧占用空间小。釜门密封采用专业厂家生产的进口橡胶密封圈，安装简单，密封性好，使用寿命长。釜体支座针对不同部位，设置有固定支座，活动支座，端部专用支座三种形式。较好地适应了釜体的热胀冷缩，保证了蒸压釜的正常工作和使用寿命。本釜设有安全阀，压力表、测温元件，进排汽阀，密封球阀，疏水阀等必要的阀门和仪表，并备有除污罐供用户选配使用。本釜内件除有常规的蒸汽分配管和导轨外，还专门设置了密封汽防冲罩，疏水罩。三.强度计算（一）圆筒和封头计算已知设计条件：设计压力p=1.6MPa 设计温度t=204 内径Di=2500mm 材料 Q345R1.内压圆筒计算按GB150公式5-1：计算厚度 已知 p=1.6MPa Di=2500 =0.85 由差值法计算而得由表1碳素钢和低合金钢板许用应力得：第一组： =181.72Mpa带入公式 得=13.01558mm 在316 范围所以符合条件第二组： =168.96MPa带入 得=14.004033mm 不在1636 范围由一二两组结果得：=181.72MPa =13.01558mm许用应力 =189 MPa =181.75 MPa试验温度下的屈服极限 MPa钢板负偏差C1=0.3 mm腐蚀裕量C2=2.0 mmC=C1+C2=2.3mmA类焊缝系数=0.85B类焊缝系数=0.85筒体最小厚度（碳钢）Di 3800 mm 且3mm 实取=5mm筒体名义厚度： mm mm圆整后取大者 =16mm压力试验时应力校核：试验压力 根据附表1确定： MPa2.封头计算（釜盖）按GB150-1988公式7-43 Pi=1.6MPa MPa Ri=2121mmmm(二)法兰计算校核1.法兰颈部的轴向应力 MPa (15-1)STF ： 法兰锥颈的轴向拉伸应力SBF ： 法兰锥颈的轴向弯曲应力HD ：内压作用在圆筒内径截面上所引起的轴向力，当分析法兰环受载时可视为作用在锥颈大端中面处。 B：圆筒内径 B=2500 mm Pc：计算压力 Pc=1.6 MPa Ng1：法兰颈部大端厚度 mm mm (由图1,2,3,4得)图1整体相连的齿啮式卡箍连接图2整体相连的齿啮式卡箍连接各部尺寸1图3整体相连的齿啮式卡箍连接各部尺寸2图4整体相连的齿啮式卡箍连接的受载分析1图5整体相连的齿啮式卡箍连接的受载分析2MH：法兰环和法兰颈部连接处的边缘力矩 Nmm T： 法兰环厚度 T=190-122=68 mmT2：卡箍开口间隙 T2=64 mmT1：卡箍环厚度 T1=122-64=58 mm：卡箍端面至法兰环卡箍体组合截面形心的轴向距离 mm =108法兰环卡箍体组合截面形心计算： mm：由法兰内壁至法兰环卡箍体组合截面形心的径向距离 mm：法兰环卡箍体组合截面沿平行于卡箍端面中性轴（x-x）的惯性矩B0：内法兰内径 B0=B=2500 mmM0：作用在法兰环上的总力矩 NmmMD：由轴向力HD引起的力矩hD：由轴颈大端HD作用线至卡箍体中面的径向距离 mm NmmMT：轴向力HT引起的力矩G：垫片压紧力作用在中心圆按GB150法兰部分确定：b：垫片有效密封宽度 b06.4mm时 mmG=2528+14-2b=2528.62 mmHT：内压作用在垫片压紧力作用中心圆直径和内法兰内径之间圆环上所引起的轴向力 mmhT：由轴向力HT的作用线至卡箍体中面的径向距离CT=74 mm mm NmmMF：由轴向力HD所引起的偏置力矩 NmmMp：由径向力HP所引起的力矩 Hp：由内压作用在法兰环上所引起的径向力 Nhp：由径向力Hp的作用线至法兰环，卡箍体组合截面形心的轴向距离 mm NmmMG：由垫片压紧力HG所引起的力矩，当为自紧垫片时，MG=0ML：由轴向力H所引起的力矩H：由内压引起的总轴向力 NhL：由总轴向力H的作用线至卡箍体中面的径向距离C2：封头齿和卡箍齿相接触时的有效内径 mmC3：卡箍齿内径 C3=2563 mm mm NmmM0=MDMTMFMPMGMLMB=533800000+15516644.42+117750000+40995840+0-453738075.6=254324408.82 NmmNmm所以 MPa2.法兰环的径向剪切应力 MPaQH：法兰环和法兰颈连接处的边缘剪力 N MPa3.卡箍和卡箍齿部的应力计算 MPaH：由内压引起的总轴向力 N mmCT=74 mmC：卡箍齿中面直径 mm MPa4.卡箍齿根的轴向剪切应力 MPaH=8030762.4 N齿数 n=40L：卡箍齿在根部的弧长 L=110.5 mmT1=58 mmf1=1.1 mm5.卡箍齿根的弯曲应力Cl：卡箍齿长度=24.5 mm mmn=40 L=110.5 mm T1=58 mm f1=1.1 mm6.卡箍齿和封头齿接触面上的挤压应力H=8030762.4 N n=40 C1=2596 mm C2=2573 mmLC：封头齿在根部的弧长 LC=110.5 mm mm7.卡箍齿和卡箍体相连处的高峰应力KBC：卡箍齿根转角处的弯曲应力集中系数SBC：卡箍的轴向弯曲应力，MPa MPaKTC：卡箍齿根转角处的拉伸应力集中系数STC：卡箍的轴向拉伸应力，MPa MPaf 1：计及安装偏差所引入的载荷修正系数，f 1=1.1f 2：卡箍齿的应力修正系数 MPa8.封头齿根的轴向剪切应力 MPa9.封头齿根处的弯曲应力H=8030726.4 N C1=2596 mm C2=2573 mmD0封头齿根出直径 D0=2540 mmn=40 LC=110.5 h3=62.5 f1=1.1 MPa10.封头齿根处的高峰应力A=2606 mm mmKC：封头齿根转角处的应力集中系数 MPa整体相连式啮齿式卡箍连接系统的应力校核11.法兰的应力校核条件求法兰材料的许用应力差值法：=139.96 MPa均符合条件12.卡箍的应力校核差值法=149.04 MPa查表得 Sa=317.2均符合要求13.封头齿部应力校核已知均符合条件(三)鞍座计算按受均布载荷的外伸梁计算支座反力及弯矩，载荷包括容器自重及水压试验时的水的重量，然后按照JB/T4731-2005钢制卧式容器作应力校核。多支座卧式蒸压釜可简化为受均布载荷的外伸梁, 见图1a。在求解支座反力时, 选取中间支座梁的截面弯矩作为多余约束力, 设想将连续梁的中间支座截面切开, 装以中间铰( 见图6) 图6多支座连续外伸梁受力图并由支座截面处转角的连续条件, 对每一支座可列出三弯矩方程 从而解出全部未知的支座截面弯矩。求出支座截面弯矩后, 连续梁可按一系列单跨简支梁处理。q为单位长度上的载荷，其值为m为增压釜水压时的总重 a为釜盖集中载荷作用点到支座0的距离取a=2.5m=lc=l=2.5m取支座间距=2500mm=2.5m 共14段 Ri=1.25mM0为支座0 处截面上的轴向弯矩, 可由各力对点s 取矩( 见图6) 求得支座1的三弯矩方程： G0:釜盖部分重量计算得F1=-589.83对于支座2到支座n-1的三弯方程： （i=2,3,4,n-1）对于支座n 三弯矩方程由于Mn-1=Mn+1，所以图7任意跨受力图故可得一下方程组：由对称性得解方程组得：M0=-180516.31=M12M1=9723.10=M11M2=-41251.73=M10M3=-27591.81=M9M4=-31256.66=M8M5=-30257.16=M7M6=-30590.331.支座反力计算当各支座截面弯矩已知后, 各跨可按单跨简支梁处理, 从而求得支座处反力, 见图6. （i=1,2, , n）并由对称性可得： （i=1,2, ,n）2.跨中最大弯矩计算 （i=1,2, , n）由对称性得： （i=1，2，n）i=1 时i=2时i=3时i=4时i=5时i=6时3.圆筒轴向应力计算图8鞍式支座支承的卧式容器圆筒中间横截面上，由压力及轴向弯矩引起的轴向应力，按下列公式计算：最高点处：Pc：计算压力=1.6MPaRa：圆筒的平均半径Ri：圆筒内半径=1250mm：圆筒名义厚度=16mmRa=1.258m：圆筒有效厚度mmM1取跨中最大弯矩最大值=33522.82最低点处：4.鞍座平面上，由压力及轴向弯矩引起的轴向应力计算当圆筒在鞍座平面上或靠近鞍座处有加强圈或被封头加强(即)时，轴向应力位于横截面最高点处见(图8)；当圆筒未被加强时，位于靠近水平中心线处见(图10)图9支座处圆筒轴向应力位置图10圆筒切向剪应力位置这里M2取鞍座平面上弯矩的最大值M0，表1系数K1,K2条件鞍座包角，（）K1K2被封头加强的圆筒，即ARa/2,或在鞍座平面上有加强圈的圆筒1201351501.01.01.01.01.01.0未被封头加强的圆筒，即ARa/2,且在鞍座平面上无加强圈的圆筒1201351500.1070.1320.1610.1920.2340.279查表1得K1=0.107 K2=0.192在横截面最低点处的轴向应力：圆筒轴向应力校核 满足条件水压试验状态时满足条件5.圆筒切向剪应力计算（圆筒未被加强）表2系数K3,K4条件鞍座包角，（）K3K4圆筒在支座平面上有加强圈1201351500.3190.3190.319-圆筒在支座平面上无加强圈，即ARa/2,或靠近鞍座处有加强圈1201351501.1710.9580.799-圆筒被封头加强（即ARa/2）1201351500.8800.6540.4850.4010.3440.295圆筒在鞍座平面上无加强圈或靠近鞍座处有加强圈，其最大剪应力位于靠近鞍座边角处。这里F取支座反力中的最大值R0=303746.56，K3=1.171Ra=1.258mmmhi：封头曲面深度，hi=447.43mm；A：鞍座底板中心线至封头切线的距离，A=a=2.5m；则切向剪应力的校核圆筒的切向剪应力不应超过设计温度下材料许用应力的0.8倍，即0.8t=20.29MPa 0.8t=145.376MPa，满足条件表3系数K5,K6鞍座包角，（）K5K6A/Ra0.5A/Ra11201321351471501620.7600.7200.7110.6800.6730.6500.0130.0110.0100.0080.0080.0060.0530.0430.0410.0340.0320.025注：当0.5A/Ra1时，K6值按表内数值线性内插求取。无垫板或者垫板不起加强作用时：在横截面最低处：这里F取支座反力中的最大值R0，K5=0.76 b2：圆筒的有效宽度，取则有：在鞍座边角处：这里F取支座反力中的最大值R0，K6=0.053则周向应力校核周向应力满足下列条件(四)开孔补强计算1.符号说明A：开孔削弱所需要的补强截面积，mm2；B：补强有效宽度，mm；C：厚度附加量，mm；Di：壳体内直径，mm；Do：平盖直径，mm；d：开孔直径，圆形孔取接管内直径加两倍厚度附加量，椭圆形或长圆形孔取所考虑平面上的尺寸，mm；fr：强度削弱系数，等于设计温度下接管材料与壳体材料许用应力之比值，当该比值大于1.0时，取fr=1.0；h1：接管外侧有效补强高度，mm；h2：接管内侧有效补强高度，mm；pc：计算压力，MPa；Ri：球壳、半球形封头内半径，椭圆形封头当量内球面半径或蝶形封头内球面半径，mm；：壳体开孔处的计算厚度，mm；e：壳体开孔处的有效厚度，e=n-C，mm；et：接管有效厚度，et=nt-C，mm；n：壳体开孔处的名义厚度，mm；nt：接管名义厚度，mm；t：接管计算厚度，mm；t：设计温度下壳体材料的许用应力，MPa；：焊接接头系数。2.补强计算（DN100，,108*6）a.尺寸数据接管内径di=96mm；接管名义厚度nt=6mm；接管有效厚度et=3.7mm；接管厚度附加量Ct=2+0.6=2.6mm；开孔直径d=di+2Ct=101.2mm；筒体开孔处计算厚度：20钢t=121.96MPa；接管计算厚度：强度削弱系数：b.壳体开孔补强的要求圆筒或球壳开孔所需补强面积c.有效补强范围及补强面积有效补强范围：有效宽度B按下式计算，取二者中较大值；取B=202.4mm有效高度按下式计算，分别取式中较小值。外侧高度取h1=24.64mm内侧高度取h2=0d.补强面积在有效补强范围内，可作为补强的截面积按下式计算：Ae=A1+A2+A3式中：Ae：补强面积，mm2A1：壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积，mm2A2：接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积，mm2A3：焊缝金属截面积，mm2 Ae=262.23+91.46+194.30=547.99mm2A-Ae，满足，所以补强圈尺寸取200*183.补强计算（DN80，89*6）a.尺寸数据接管内径di=77mm；接管名义厚度nt=6mm；接管有效厚度et=3.7mm；接管厚度附加量Ct=2+0.6=2.6mm；开孔直径d=di+2Ct=82.2mm；筒体开孔处计算厚度：20钢t=121.96MPa；接管计算厚度：强度削弱系数：b.壳体开孔补强的要求圆筒或球壳开孔所需补强面积c.有效补强范围及补强面积d.有效补强范围有效宽度B按下式计算，取二者中较大值； 取B=164.4mm有效高度按下式计算，分别取式中较小值。外侧高度取h1=22.21mm内侧高度取h2=0e.补强面积在有效补强范围内，可作为补强的截面积按下式计算： Ae=A1+A2+A3式中：Ae：补强面积，mm2A1：壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积，mm2A2：接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积，mm2 A3：焊缝金属截面积，mm2Ae=211.36+94.94+194.30=500.60mm2A-Ae，满足，所以补强圈尺寸取130*18(五)安全阀计算1.容器安全泄放量的计算：取饱和水蒸气的管道流速为30m/s，工况下饱和水蒸气密度查得=8.5524kg/m3，进气管内径d=96mm，根据GB150-公式B1计算得2.安全阀排放面积：pd=1.1p+0.1=1.86MPa根据GB150-公式B7计算得对于全启式安全阀，可解得，3.取DN80的弹簧全启式安全阀四、制造（一）.杀菌釜制造单位资质要求根据压力容器安全技术监察规程对容器的分类，杀菌釜属于第一、二类容器，所以生产厂家必须经过劳动部门全面检查、审查认可，并非一般厂家可以生产制造。首先，必须具备健全的管理机制，完善的质量保证体系，并且可以对设计、工艺、材料、焊接、探伤、理化试验、检验等诸多方面进行追踪和控制，其次，具备制造此类压力容器的硬件要求，然后，制造人员素质必须达到要求，比如，探伤检测的员工必须达到劳动部门的考核，并且具备之类合格证书，才能持证上岗。生产企业在达到上述要求是，可获得劳动部门颁发的压力容器生产许可证后方可生产，产品还必须经过当地劳动部门实地监督检查，取得产品监检证书，产品到达用户手中，还必须经用户所在的当地劳动部门认可，并取得使用证方可使用。（二）生产杀菌釜的技术要求杀菌釜和一般压力容器一样，生产过程大致可分为原材料的入厂验收，下料、机械加工、焊接、探伤检验、总装、水压试验之后，喷涂出厂成为产品。1.材料本杀菌釜材料为Q345R(16MnR)材质符合现行的国标，受压元件所用钢材和焊材应附有钢厂和焊材厂材料质量说明书，制造单位需按照下列标准进行验收合格才可使用。杀菌釜的筒体、封头等受压元件所用的钢板，应符合普通碳素结构钢和低合金结构钢薄钢板技术条件及压力容器用碳素钢和低合金钢厚钢板的规定。杀菌釜所使用的钢管应符合中低压锅炉用无缝钢管或输送流体用无缝钢管的规定，法兰锻件应符合压力容器锻件技术要求中的相应规定，需要进行超声波探伤的其指标应符合压力容器锻件超声波探伤有关规定，接管法兰应符合钢制管法兰类型相关规定，焊接材料应符合碳钢焊条及焊接用钢丝储存条件需符合焊条质量管理规程的要求。2.划线钢材划线、下料前，应检查材料表面的洁净度和平整度，如有需要应首先对材料进行净化与矫正。划线时应注意如下几方面的问题：a.划线时应首先确定并划出基准线，作为后续工序尺寸测量的基准。b.划线时要留出必要的加工余量。加工余量的多少视加工方法以及制造单位设备与工艺水平的不同而不同，一般由以下三部分组成：气割余量，边缘加工余量，焊缝收缩量。对于热卷、热校的筒节，划线时还应注意，热成形有可能导致筒节圆周的伸长。c.由于焊缝是压力容器强度及耐腐蚀的薄弱环节，焊缝过长还会增加制造成本，因此，划线时应注意减少焊缝长度且使焊缝处于较好的受力位置上。有鉴于此，标准不允许采用十字焊缝；对各种A类接头焊缝中心线间的最小距离（大于钢材厚度的3倍，且不小于100mm）作了规定，避免焊缝靠得太近，造成局部应力的叠加，而影响产品的运行安全。GB150规定筒节长度不小于300mm。有时制造单位因排版不当或划线不准，造成长度不足，而补焊上一段小于300mm的短节，这种错误是完全可以避免的。d. 合理排料，尽量减少边角余料，提高材料的利用率。3下料下料又称落料，是按照划线从原料上切割下零部件毛坯的工序。切割要力求尺寸准确，切口光洁且切割后毛坯无较大的变形。目前常用的切割方法有机械切割、氧切割、等离子切割等。4. 圆筒的成形圆筒形具有受力较好，制造简便，内件易于布置等多方面的优点，在压力容器中获得最为广泛的应用。圆筒形容器由一个或数个圆形筒节用B类焊接接头连接在一起构成，因此，圆形筒节的成形是圆筒形容器制造的基础。卷制成形，是用卷板机对板料进行连续三点弯曲的过程。5. 封头的成形凸形封头的成形方法主要有冲压、旋压和爆炸成形。具体操作视工厂情况而定。GB 150取消了旧标准中关于拼接接头焊缝位置的限制，为了检验焊缝在封头成形过程中是否被拉坏，GB 150增加了对先拼板后成形封头上所有拼接焊缝应进行100%X射线或超声检测的要求6.焊接 焊接设计是压力容器设计的一个重要组成部分，它包括：钢材、焊接方法、焊接材料、焊接坡口、焊接接头形式、预热、层间温度、后热、焊后热处理及检验、检测。压力容器焊接设计原则：a.选用焊接性能良好的母材。其标志是有完整的焊接性能试验报告、工业化生产的焊材、制造厂所具备的焊接方法、齐全的制造工艺文件（包括焊接工艺规程），完整的检验检测程序。b.尽量减少焊接工作量，包括减少焊缝数量，减少坡口截面积。焊缝最好为直线或圆以利使用机械化、自动化焊接方法。c.合理布置焊缝。焊缝宜对称布置，不采用十字交义焊缝，两焊缝之间最小距离最好不小于100mm，不在受力截面突变处设置焊缝。d.焊接施工及焊接检验方便，减少现场焊接工作量。e.有利于生产组织与管理。综合考虑场内及现场条件、起重运输要求、焊接变形控制、焊后热处理、总体装配、全面质量检验等。注意点:焊缝必须进行分类 按其所在位置可分为ABCD四类，如下图11所示图11焊缝分类釜盖部件釜盖法兰和釜盖封头组焊时对角错边量b应不大于2mm釜盖法兰牙齿接触面这一侧的齿根圆角半径应不小于5mm釜体部件釜体法兰牙齿接触面这一侧的齿根圆角半径同样不小于5mm，釜体AB类焊缝应符合要求。7.杀菌釜组装技术要求a.釜体的直线度允差应符合下表2要求：表4杀菌釜长度mm210002600039000L mm202535b杀菌釜筒节组装对接时，相邻筒节纵焊缝距离不小于100mm。c.纵、环向焊缝均应位于各支座包容面之外，且距离不小于50mm。d.开孔边缘离纵环焊缝不小于100mm。e环向焊缝离加强圈的距离不小于100mm。f釜体法兰端面与釜体中心线垂直度应符合图样规定要求。g釜盖封头，釜体封头和釜体上的纵环向焊缝必须采用双面对接焊。h接管法兰螺栓通孔不应和壳体主轴中心线重合，应对称的分布在它的两侧，特殊要求除外。i.釜体统一断面处两轨顶面的高差不大于2mm，轨距偏差03mm。j釜体内钢轨不允许与釜体直接焊接，应采用活动连接结构吗，但有时收实际情况限制，因而只能在不影响釜体安全的情况下，采用其他结构。8.杀菌釜焊接技术要求a.杀菌釜在施焊之前应有工艺评定，工艺评定应符合压力容器工艺评定的要求。b施焊环境在下列情况下禁止进行：(1)手工焊时，风速大于10 m/s(2)气体保护焊时，风速大于2m/s(3)相对湿度大于90%(4)雨雪环境c.当焊件温度低于0时，应在施焊环境100mm范围内预热到15左右d.A,B类焊缝的余高应符合下表要求表5焊缝深度焊缝余高e（e1）mmS(S1)手工焊自动焊1201.503.0122502.503.0焊缝深度对单面焊缝为母材厚度，对双面焊缝为坡口直边部分中点至母材表面的深度，两侧分别计算。e.焊缝和热影响区表面不得有裂纹，气孔，弧坑，夹渣和咬边等缺陷，焊缝与母材应圆滑过渡。f.焊缝尺寸应符合图样和工艺文件的要求。g.焊缝上的熔渣和飞溅物应清除掉。h.打磨消除焊缝表面缺陷后的焊缝厚度应不小于母材厚度。i.焊缝同一部位返修不宜超过两次，超过应由制造单位技术总负责人批准，并将返修次数、部位和返修情况记入杀菌釜质量证明书。9.焊后热处理需作整体热处理的容器，必须将容器上的所有焊接附件，如操作平台连接件、保温支承预焊件、吊耳垫板或支板、铭牌支架、接地板等随壳体同时焊完。整体热处理后，不允许再在容器上施焊。焊后热处理应在焊接工作全部结束并检测合格后，于耐压试验前进行。工件过长，受加热炉尺寸的限制，只能采取分段的办法进行热处理。分段炉内热处理有两大技术关键，一是确定工件重复加热的长度，一是工件裸露在炉外的部分的保温措施。分段热处理时，由于靠近炉门部分和炉内部分的温度存在差异，对于容器裸露在炉外的部分，必须采取适宜的保温措施，以避免容器炉内与炉外温度梯度过大。分段炉内热处理只要措施得当，可以认为能达到炉内整体热处理的效果。标准要求容器重复加热的长度应不小于1500mm。10.焊接质量的检验对全部对接焊缝，应进行100%无损探伤。对全部焊缝（包括工夹具焊迹）内外表面进行100%磁粉或着色探伤检查，不得有任何裂纹及超过标准的有害缺陷。水压试验后，应该再次对全部焊缝的内外表面进行100%磁粉或着色探伤检查。11.耐压试验耐压试验的目的是检验杀菌釜的强度和焊缝质量，即检验它是否具有保证在设计压力下安全运行的能力，同时也可以通过它在局部地方的渗漏等现象，来发现杀菌釜的潜在缺陷和密封可靠性，耐压试验主要用水或其他无害液体作为加压介质，对于现场组焊及安装的杀菌釜也应进行水压实验。12杀菌釜的油漆和包装运输杀菌釜的油漆包装原则上按照JB/2536-80标准进行，特殊情况按照相关规定进行。压力容器的表面质量也称外观质量，不仅仅涉及产品的美观，能否给用户一种精心制造的信任感，同时也直接影响产品的耐腐蚀性、受力的均匀性、无损检测的可靠性及容器的使用寿命。因此，表面质量是压力容器产品质量的重要组成部分。表面处理主要包括：（1）焊缝余高的去除（2）表面除锈（3）涂敷防腐涂料综上，本设计中的容器应进行上述三种表面热处理。五.安装(一).安装前准备由于杀菌釜体积质量较大，应注意防止杀菌釜的变形，支座应和釜体均匀接触、安装时应检验复查随机文件，如合格证，质量说明书，安装图纸等等。安装的施工单位必须具备一定的资质。（二）.安装杀菌釜的安装需要从多方面考虑，并且结合施工现场的环境来安排。a.地基的施工必须符合杀菌釜自身端部支座、中间支座、和活动支座的要求，并留出一定空间，以便其他装置安装，和维修。多台杀菌釜同时安装时注意间隔，此外地基的浇筑，还应考虑地脚螺栓的位子及二次灌浆的空间。b支座安装需在混凝土回复强度70%后进行，检查支座有无变形锈蚀，在釜体固定好时候，地脚螺栓方可固定。c.釜体的安装，吊装安放必须保证釜体的水平，防止变形检验合格后，铺设釜内轨道装置，应注意不允许将垫板焊在筒体的焊缝上。d.釜盖安装，应保证釜盖装置回转时无偏重现象，并于任意位置停留，注意不能碰伤密封面。e.安装密封圈前需检查密封圈是否老化，表面是否平整。严禁在密封圈外表面及法兰密封圈内涂摸油类物质。如有两个密封圈时，安装时应注意安装顺序。f.最后安装手摇减速器（三）.安装完毕后空车试运转严格检查是否存在管道泄漏等现象，并将螺母紧固一次，检查安全部件是否完好，支座活动部件是否灵活，排水系统是否畅通。在工作压力下工作30分钟后，对受压元件及管道进行全面检查。无异常情况即为试车正常。试车正常后施工单位将竣工图、技术资料及安装质量证明书和安装测量数据交付使用单位。由上级部门和当地劳动部门对设备本身及安装质量进行验收后方可使用。六.维护杀菌釜的定期检查是在其设计使用期限之间，每隔一段时间，即采用各种适当的方法，对杀菌釜的承压部件和安全附件进行检查，以期发现杀菌釜存在的缺陷，在缺陷还没有达到危害之前而被消除，以防止在使用过程中发生故障以至爆炸等事故。杀菌釜属于静式设备但长期受到交变应力的作用，以及釜底冷却水的腐蚀，因而可能产生新的缺陷。内外部检查时间每年至少一次，内外部检验至少三年一次，耐压实验最长不超过九年。七.检修杀菌釜属于大型静态类设备，由于其体积庞大，内部载荷较大，制造的精度较低，使用条件较恶劣，生产工艺上收影响较大，因此也会出现一些常见故障，如，釜盖无法进入釜体法兰，或无法啮合釜盖悬吊装置自动偏移导致釜盖闭合费劲、釜体中间位置变形上拱、冷凝水无法排除、密封圈漏气等等，我们必须具体去分析问题所在地方的结构，以及整个设备的联动。具体问题必须具体分析，这样才能尽快找到解决问题的方法，避免以后出现类似问题。八.结束语毕业设计是本科学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升，使我认识到，想要成为一名成功的设计者，细节确定成败。虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐但我的收获却更加丰富。在设计过程中