【摘要】：液堿作為一種重要的化工基礎(chǔ)原料,其運(yùn)輸需求旺盛,傳統(tǒng)的運(yùn)輸工具一般有公路和鐵路罐車,還有一些為液堿專用船。而一旦運(yùn)輸距離比較長(zhǎng)時(shí),液堿需要在幾種運(yùn)輸工具之間進(jìn)行接駁和倒裝,不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力,而且在操作過(guò)程中存在貨物損耗以及泄漏風(fēng)險(xiǎn)。罐式集裝箱(簡(jiǎn)稱“罐箱”)可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)品在公路、鐵路和水路之間的多式聯(lián)運(yùn),為客戶提供“門到門”的運(yùn)輸服務(wù),具有安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、靈活高效等諸多優(yōu)點(diǎn),因此常常被運(yùn)輸企業(yè)選擇用來(lái)進(jìn)行液堿運(yùn)輸。但是這些標(biāo)準(zhǔn)罐箱在實(shí)施應(yīng)用一段時(shí)間后被發(fā)現(xiàn)其罐體發(fā)生了較大腐蝕,因此市場(chǎng)迫切需要一種能適合液堿運(yùn)輸?shù)膶Ｓ霉尴洚a(chǎn)品。本文就現(xiàn)狀問(wèn)題進(jìn)行了分析,找出根本原因,同時(shí)結(jié)合實(shí)際情況,確定了產(chǎn)品的總體方案,并圍繞設(shè)計(jì)方案,進(jìn)行如下主要研究工作:(1)確定設(shè)計(jì)方案,并通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)方案選材的防腐性能進(jìn)行分析和試驗(yàn),驗(yàn)證不同材料在不同工作溫度下對(duì)于液堿溶液的耐腐性;(2)利用CFD技術(shù),對(duì)加熱系統(tǒng)的傳熱進(jìn)行分析,通過(guò)合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)避免罐壁溫度超過(guò)材料耐受液堿腐蝕的最高溫度;(3)根據(jù)罐式集裝箱設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,采用常規(guī)計(jì)算方法,對(duì)罐體的最小厚度、罐體的外壓,水壓校核,人孔開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng),以及安全閥泄放量等進(jìn)行計(jì)算;(4)利用FEA技術(shù),對(duì)罐式集裝箱的7種試驗(yàn)工況、IMDG各種運(yùn)輸工況進(jìn)行應(yīng)力分析,以驗(yàn)證液堿罐箱的整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。(5)最終產(chǎn)品完成試制并通過(guò)相關(guān)靜態(tài)試驗(yàn)和鐵路沖擊試驗(yàn)等型式試驗(yàn),得到船級(jí)社批準(zhǔn)和認(rèn)證,然后進(jìn)行批量生產(chǎn)和交付客戶使用,成為首批可以上中國(guó)鐵路運(yùn)輸?shù)奈ｋU(xiǎn)品罐箱。本文中的設(shè)計(jì)方案和思路不僅為其它腐蝕性化學(xué)品運(yùn)輸方案提供了很好的借鑒和啟發(fā),而且其中較為先進(jìn)的計(jì)算方法,對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)罐箱的設(shè)計(jì)也具有較高的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ077;TH247
【圖文】：

圖 1-1 不銹鋼罐體腐蝕狀況外發(fā)展現(xiàn)狀以前，化學(xué)品的跨洋運(yùn)輸一般采用槽船或桶裝量才有經(jīng)濟(jì)性，并且槽船只能做到港到港運(yùn)輸既費(fèi)力又容易出問(wèn)題，首先要將桶裝滿，然可裝載 80 只 210 升的標(biāo)準(zhǔn)化工桶，其總運(yùn)輸全性無(wú)法得到保證。首先，桶隱藏在干貨箱內(nèi)于桶的裝載量較小，從制造成本考慮，單只桶起源與發(fā)展集裝箱是根據(jù)軍事需要開(kāi)發(fā)出來(lái)的，在二戰(zhàn)時(shí)同樣的問(wèn)題也常常發(fā)生在野外軍事訓(xùn)練時(shí)，如

圖 1-2 世界第一臺(tái)商業(yè)罐箱隨后的 1960 年代，貨運(yùn)公司采用長(zhǎng)度 20 英尺，高度同樣為目前標(biāo)準(zhǔn)高度一半西班牙和葡萄牙運(yùn)輸酒和雪莉酒到北歐。1964 年，由于汽車和火車聯(lián)合運(yùn)輸?shù)亩匾患颐型匪?#183;菲爾克拉夫的公司制作了一個(gè)交換式罐箱。在隨后的 1一個(gè)根據(jù) ISO 標(biāo)準(zhǔn)制造的罐箱應(yīng)運(yùn)而生，而第一次大批量地購(gòu)買罐箱的客戶則akhoed 集團(tuán)的 Trafpak 公司。1969 年，“罐式集裝箱”正式成為專有的名詞，，第一個(gè) ISO 標(biāo)準(zhǔn)的罐箱獲得了勞氏船級(jí)社的登記注冊(cè)以及英國(guó)皇家 DOT 危的批準(zhǔn)以做國(guó)際運(yùn)輸使用。 1960 年代開(kāi)始到 1980 年代末，罐箱在歐洲真正發(fā)展成熟并被廣泛應(yīng)用，歐洲然成為世界的罐箱制造中心，先后出現(xiàn)了眾多的罐箱制造廠，如德國(guó)WEW公司 UBHI 公司、愛(ài)爾蘭的 CPV 公司、法國(guó)的 BSL 公司、荷蘭的 Burg 公司等。80 年代后期，由于較低的人工工資，以及政府制定具有吸引力的金融政策，罐在南非飛速發(fā)展，產(chǎn)生了 Consani、Welfit Oddy、Trencor 等著名的罐箱制造

圖 2-1 罐箱結(jié)構(gòu)示意圖熱水或加熱油等媒介，直接對(duì)罐體加熱。加熱系統(tǒng)進(jìn)氣口一般為 1 英寸 BSP 螺紋接口出氣口一般為 3/4 英寸或 1 英寸 BSP 螺紋接口，分別配有防塵帽。由于 48%的液堿在10℃左右結(jié)晶，因此需要配備加熱系統(tǒng)。溢流盒一般布置在罐體的頂部，提供一個(gè)閥件操作的空間，并起到保護(hù)閥件的作用溢流盒一般由不銹鋼制作而成，并根據(jù)客戶實(shí)際需求可選擇是否安裝盒蓋。溢流盒兩連接 PVC 溢流管用于排放溢流盒內(nèi)的積液。考慮液堿對(duì)于保溫要求較高，溢流盒包括盒蓋采用雙層夾套結(jié)構(gòu)，夾套中間填充保溫材料。保溫外包覆蓋于罐體外側(cè)，保溫材料一般采用巖棉或玻璃棉，如果對(duì)保溫要求較則使用聚氨酯材料，主要起到保持罐內(nèi)介質(zhì)溫度的作用。外包材料一般是玻璃纖維增塑料，簡(jiǎn)稱 GRP，也有根據(jù)客戶要求采用預(yù)涂鋁板、不銹鋼鏡面板。鑒于液堿對(duì)于保要求較高，以及從經(jīng)濟(jì)性考慮，液堿罐箱保溫層采用 150mm 厚巖棉，外包材料則采用GRP 板。

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本文編號(hào)：2782099