化工容器部分答案.docx

1、已知 DN2000 的内压薄壁圆筒，壁厚 δn=22mm，壁厚附加量为 C=2mm，承受的最大气体压力 P=2MPa， 焊接接头系数 φ=0.85，试求筒体的最大应力。 解：已知 Di=2000mm，δn=22mm，C=2mm，P=2MPa，φ=0.85，δe=22-2=20mm。 则P?D ? ? ? 2 ? ?2000 ? 20? 则 i? ? 2?? e ? i e 2 ? 0.85 ? 20 ? 118.82MPa 所以筒体的最大应力为 118.82Mpa。 提示：此题亦可以根据最大许可承压计算公式得出，此时[Pw]=2MPa ? ? ?? ?t ? ?P ??D iw2?? i w ? ? ? e ? e 2 ? ?2000 ? 20? 2 ? 0.85 ? 20  ? 118.82MPa 某化工厂反应釜，内径为 1600mm。工作温度为 5℃～105℃，工作压力为 1.6MPa，釜体材料用 0Crl8Ni9。采用双面对接焊缝，局部无损探伤，凸形封头上装有安全阀，试计算釜体壁厚。 解：已知 Di=1600mm。 查附表 6，0Crl8Ni9 在 105℃时的，其许用应力[σ]105=137MPa。查表 10-9，采用双面对接焊缝，局部无损探伤，故取φ=0.85。介质对不锈钢腐蚀极微，取 C2=0。 因装安全阀，取设计压力 P=1.1×1.6=1.76MPa。根据式（10-12） ??pc Di ? C ? ? ? 1.76 ?1600 ? 0 ? 12.18 mm d 2[?]t ? ? p c 2 2 ?137 ? 0.85 ? 1.76 估计δn=8-25mm。查表 10-10，取 C1=0.8mm。 则 δn’=δd+C1=12.18+0.8=12.98mm，圆整后取δn=13mm 材料为 20 的无缝钢管，规格为φ57×3.5，求在室温和 400℃时，各能耐多大的压力，按不考虑壁厚附加量和 C=1.5mm 两种情况计算。 解：已知 D0=57mm，δn=3.5mm，则 Di=D0-2δn=57-2×3.5=50mm。查附表 7，20 钢管在室温时 [σ]=130MPa, 在 400℃时的[σ]400=86MPa。无缝钢管 φ=1 不考虑壁厚附加量室温时 [P ] ? 2[? ]?? e ? 2 ?130 ?1? 3.5 ? 910 ? 17MPa w 400℃时 D ? ? i e 50 ? 3.5 53.5 [P ] ? 2[? ]400 ?? e ? 2 ? 86 ?1? 3.5 ? 602 ? 11.2MPa w D ? ? i e 50 ? 3.5 53.5 考虑壁厚附加量室温时 精选文库 精选文库 PAGE 2 PAGE 2 — [P ] ? 2[? ]?? e ? 2 ?130 ?1? 2 ? 520 ? 10MPa w 400℃时 D ? ? i e 50 ? 2 52 [P ] ? 2[? ]400 ?? e ? 2 ? 86 ?1? 2 ? 344 ? 6.6MPa w D ? ? i e 50 ? 2 52 今欲设计一台反应器，直径为 3000mm，采用双面对接焊缝，100％探伤。工作压力为 1．8MPa，工作温度 450℃，试用 20R 和 16MnR 两种材料分别设计反应器的厚度，并作分析比较。 解：已知Di=3000mm， t=450℃， Pc=1.1×1.8=1.98MPa，φ=1，C2=2mm（腐蚀很小，取 1，腐蚀较严重， 取 2mm，一般单面腐蚀） 采用 20R [σ] 450℃=61MPa，代入公式得 P D 1.8 ? 3000 ? ? c i ? C ? ? 2 ? 46.93mm d 2?? ?t ? ? P 2 2 ? 61?1 ? 1.8 （5 分） 钢板负偏差取 C1=1.2mm，圆整后δn=50mcm 采用 16MnR [σ] 450℃=66MPa，代入公式得 P D 1.8 ? 3000 ? ?c? ? ?c d 2 ? t ? i ? C ? P 2 c ? ? 2 ? 43.47mm 2 ? 66 ?1 ? 1.8 钢板负偏差取 C1=1.2mm，圆整后δn=46mm 比较两种材料设计反应器厚度可知，16MnR 比 20R 节省材料。 乙烯贮罐，内径 1600mm，壁厚 16mm，设计压力为 2．5MPa，工作温度-35℃，材料为 16MnR 。采用双面对接焊，局部无损探伤，壁厚附加量 C＝1.5mm，试校核强度。 解：已知内径 Di=1600mm，δn=16mm。δe=δn-C=16-1.5=14.5mm。 P=2.5MPa。16MnR 在 20℃时的许用应力 [σ]