化工設(shè)備材料及其選擇

1、1. 蠕變：在高溫時，在一定的應(yīng)力下，應(yīng)變隨時間而增加的現(xiàn)象?；蛘呓饘僭诟邷睾蛻?yīng)力的作用下逐漸產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象。2. 延伸率：試件受拉力拉斷后，總伸長的長度與原始長度之比的百分率。3. 彈性模數(shù)（E）:材料在彈性范圍內(nèi)，應(yīng)力和應(yīng)變成正比，即a =Ee,比例系數(shù)E為彈性模數(shù)。4. 硬度：金屬材料表面上不大的體積內(nèi)抵抗其他更硬物體壓入表面發(fā)生變形或破裂的能力。5. 沖擊功與沖擊韌性：沖擊功是沖擊負(fù)荷使試樣破斷所做的功。沖擊韌性是材料在外加動載荷突然襲擊時的一種及時和迅速塑性變形的能力。6. 泊桑比（）:拉伸試驗中試件單位橫向收縮與單位縱向伸長之比。對于鋼材，=0.3。7. 耐腐蝕性：金屬和合金對

2、周圍介質(zhì)侵蝕（發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)作用引起的破壞）的抵抗能力。8. 抗氧化性：金屬和合金抵抗被氧化的能力。9. 屈服點：金屬材料發(fā)生屈服現(xiàn)象的應(yīng)力，即開始出現(xiàn)塑性變形的應(yīng)力。它代表材料抵抗產(chǎn)生塑性變形的能力。10. 抗拉強(qiáng)度：金屬材料在受力過程中，從開始加載到發(fā)生斷裂所能達(dá)到的最大應(yīng)力值。1. 鎮(zhèn)靜鋼：鎮(zhèn)靜鋼在用冶煉時用強(qiáng)脫氧劑 Si, Al等完全脫氧脫氧，是脫氧完全的鋼。把FeO中的氧還原出來，生成 SiO2和AhQ。鋼錠膜上大下小，澆注后鋼液從底部向上，向中心順序地凝固。鋼錠上部形成集中縮孔，內(nèi)部緊密堅實。2. 沸騰鋼：沸騰鋼在冶煉時用弱脫氧劑Mn脫氧，是脫氧不完全的鋼。其錠模上小下大，澆注后

3、鋼液在錠模中發(fā)生自脫氧反應(yīng)，放出大量CO氣體，造成沸騰現(xiàn)象。沸騰鋼錠中沒有縮孔，凝固收縮后氣體分散為很多形狀不同的氣泡，布滿全錠之中，因而內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏 松。3. 半鎮(zhèn)靜鋼：介于鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間，錠模也是上小下大，鋼錠內(nèi)部結(jié)構(gòu)下半部像沸騰鋼，上半部像鎮(zhèn)靜鋼。4. 低碳鋼：含碳量低于 0.25%的碳素鋼。5. 低合金鋼：一般合金元素總含量小于5%勺合金鋼。6. 碳素鋼：這種鋼的合金元素含量低，而且這些合金元素不是為了改善鋼材性能人為加入的。7. 鑄鐵：含碳量大于2%勺鐵碳合金。8. 鐵素體：碳溶解在a-Fe中所形成的固溶體叫鐵素體。9. 奧氏體：碳溶解在Y-Fe中所形成的固溶體叫奧氏體。10. 馬

4、氏體：鋼和鐵從高溫奧氏體狀態(tài)急冷下來，得到一種碳原子在a鐵中過飽和的固溶體。1. 熱處理：鋼鐵在固態(tài)下通過加熱，保溫和不同的冷卻方式，以改變其組織、滿足所需要的物理，化學(xué)與機(jī)械性能，這樣的加工工藝稱為熱處理。2. 正火：將加熱到臨界點以上的一定溫度，保溫一段時間后的工件從爐中取出置于空氣中冷卻下來，冷卻速度比退火快，因而晶粒細(xì)化。3. 退火：把工件加熱到臨界點以上的一定溫度，保溫一段時間，然后隨爐一起冷卻下來，得到接近平衡狀態(tài)組織的熱處理方法。4. 淬火：將鋼加熱至淬火溫度（臨界點以3050oC）并保溫一定時間，然后再淬火劑中冷卻以得到馬氏體組織的一種熱處理工藝。淬火可以增加工件的硬度、強(qiáng)度和

5、耐磨性。5. 回火：在零件淬火后再進(jìn)行一次較低溫度的加熱與冷卻處理工藝?；鼗鹂梢越档秃拖ぜ慊鸷蟮膬?nèi)應(yīng)力，使組織趨于穩(wěn)定，并獲得技術(shù)上所要求的性能。6. 調(diào)質(zhì)：淬火加高溫回火的操作。要求零件的強(qiáng)度、韌性、塑性等機(jī)械性能都較好時，一般采用調(diào)質(zhì)處理。7. 普通碳素鋼：這種鋼含硫,磷等有害雜質(zhì)較多，要求 S 0.055%，P：用每年金屬厚度的減少量表示的腐蝕速度，mm/aP：金屬的相對密度，g/cm3 o5. 化學(xué)腐蝕：金屬遇到干燥的氣體和非電解質(zhì)溶液發(fā)生化學(xué)作用引起的腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕在金屬表面上，腐蝕過程沒有電流產(chǎn)生。6. 電化學(xué)腐蝕：金屬與電解質(zhì)溶液間產(chǎn)生電化學(xué)作用而引起的破壞，其特點是在腐蝕

6、過程中有電流產(chǎn)生。7. 氫腐蝕：氫氣在高溫高壓下對普通碳鋼及低合金鋼產(chǎn)生腐蝕，使材料的機(jī)械強(qiáng)度和塑性顯著下降，甚至破壞的現(xiàn)象。8. 晶間腐蝕：一種局部的，選擇性的破壞。9. 應(yīng)力腐蝕：金屬在腐蝕性介質(zhì)和拉應(yīng)力的共同作用下產(chǎn)生的一種破壞形式。10. 陰極保護(hù)：把盛有電解質(zhì)的金屬設(shè)備和直流電源負(fù)極相連，電源正極和一輔助陽極相連。當(dāng)電路接通后，電源便給金屬設(shè)備以陰極電流, 使金屬的電極電位向負(fù)向移動，當(dāng)電位降至陽極起始電位時，金屬設(shè)備的腐蝕即停止 二.指出下列鋼材的種類、含碳量及合金元素含量A組鋼號種類含碳量%合金元素含量（%）符號意義Q235-A -F普通碳素甲類鋼F:沸騰鋼Q:鋼材屈服點Q235

7、-A普通碳素甲類鋼A:甲類鋼20g優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼0.2%g:鍋爐鋼16Mn R普通低合金鋼0.16%1.5%R:容器鋼20MnMo普通低合金鋼0.2%MnM o1.5%16MnDR普通低合金鋼0.16%Mn:1.5%D:低溫鋼14Cr1Mo普通低合金鋼0.14%Cr:0.9-1.3%;Mo:1.5%0Cr13鉻不銹鋼0.08%Cr:13%1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼0.1%Cr:18%;Ni:9%;Ti:1.5%00Cr19Ni10奧氏體不銹鋼0.03%Cr:19%;Ni:10%B組:鋼號種類含碳量%合金元素含量（%符號意義Q235-B普通碳素乙類鋼F:沸騰鋼Q:鋼材屈服點Q235-AR普

8、通碳素甲類容器鋼R:容器鋼16Mng普通低合金鋼0.16%Mn:1.5%g:鍋爐鋼18Nbb普通低合金鋼0.18%Nb:1.5%b:半鎮(zhèn)靜鋼18MnMoNbR普通低合金鋼0.18%Mn. Mo.Nb:1.5%09MnNiDR普通低合金鋼0.09%Mn .Ni:1.5%R:容器鋼06MnNb普通低合金鋼0.06%Mn. Nb:!.5%2Cr13鉻不銹鋼0.2%Cr13%12Cr2Mo1普通低合金鋼0.12%Cr:1.5 2.49%;Mo:0.9 1.3%0Cr18Ni12Mo2Ti奧氏體不銹鋼0.08%Cr:18%;Ni:12%;Mo:1.5 2.49%;Ti:1.5%三、選擇材料設(shè)備介質(zhì)設(shè)計溫

9、度/C設(shè)計壓力/MPa供選材料應(yīng)選材料氨合成塔外 筒氮、氫、少量氨 200150Cr18Ni9Ti，20，Q235-A -F ，18MnMoNbR ，15MnVR,13MnNiMoNbR18MnMoNbR 或 13MnNiMoNbR氯化氫吸收 塔氯化氫氣體，鹽酸，水801200.2Q235-A -R ，1Cr18Ni9Ti，銅, 鋁，硬聚氯乙烯塑料，酚醛樹脂 漆浸漬的不透性石墨Q235-A R+ 銅襯里溶解乙炔氣 瓶蒸壓釜水蒸汽 20015Q235-A，0Cr19Ni10，20，16MnR，18MnMoNbR ，18MnMoNbR07MnCrMoVR高溫高壓廢熱鍋爐的高溫氣側(cè)殼體內(nèi)襯轉(zhuǎn)化氣(H

10、2,CO2,N2,CO,H 2O,CH 4,Ar)89010003.1418MnMoNbR , 0Cr13 ,Q235-A R, Cr25Ni20 , 0Cr18Ni9Ti , Cr22Ni14NCr25Ni20溫度分級溫度范圍（o C）壓力分級壓力范圍（Mpa）蓉溫容器20oC 200 oC低壓容器0.1 P V 1.6中溫容器壁溫在常溫和高溫之間中壓容器1.6W P v 10高溫容器:壁溫達(dá)到材料蠕變溫度高壓容器10 100器外一個大氣壓 內(nèi)壁溫在20oC至40oC之間真空容器a 器丿丨丨丿大氣壓，丨內(nèi)部為真空或低于常壓j深冷容器壁溫低于40o C一一序號容器（設(shè)備）及條件類別1:1500

11、，設(shè)計壓力為10Mpa的管殼式余熱鍋爐三2設(shè)計壓力為0.6MPa，容積為1m3的氯化氫氣體貯罐三32000，容積為20 m的液氨貯罐4壓力為10Mpa，容積為800立升的乙烯貯罐三5設(shè)計壓力為2.5Mpa的糖玻璃容器三序號1容器（設(shè)備）及條件類別1壓力為4Mpa的毒性程度為極度危害介質(zhì)的容器三2800,設(shè)計壓力為0.6Mpa ,介質(zhì)為非易燃和無毒的管殼式余熱鍋爐二3用抗拉強(qiáng)度規(guī)定值下限為 db =620Mpa材料制造的容器4工作壓力為23.5Mpa的尿素合成塔三5汽車罐車和鐵路罐車三1鋼板卷制的筒體和成型封頭的公稱直徑是指它們的（內(nèi)）徑2、 無縫鋼管做筒體時，其公稱直徑是指它們的（夕卜）徑。3

12、、 查手冊找出下列無封鋼管的公稱直徑DN是多少毫米？規(guī)格 14X 3 25 X 3 45 X 3.5 57 X 3.5 108 X 4DN (mm)102040501004、壓力容器法蘭標(biāo)準(zhǔn)中公稱壓力PN有哪些等級?PN(Mpa)0.250.601.01.62.54.06.45、管法蘭標(biāo)準(zhǔn)中公稱壓力 PN有哪些等級？PN(Mpa)0.10.250.400.601.01.62.54.01.薄壁容器：容器的壁厚與其最大截面圓的內(nèi)徑之比小于0.1的容器。2. 回轉(zhuǎn)殼體：殼體的中間面是直線或平面曲線繞其同平面內(nèi)的固定軸線旋轉(zhuǎn)360 而成的殼體。3. 經(jīng)線：若通過回轉(zhuǎn)軸作一縱截面與殼體曲面相交所得的交線

13、。4. 薄膜理論：薄膜應(yīng)力是只有拉壓正應(yīng)力沒有彎曲正應(yīng)力的一種兩向應(yīng)力狀態(tài)，也稱為無力矩理論。5. 第一曲率半徑：中間面上任一點M處經(jīng)線的曲率半徑。6. 小位移假設(shè)：殼體受力以后，各點位移都遠(yuǎn)小于壁厚。7. 區(qū)域平衡方程式：計算回轉(zhuǎn)殼體在任意緯線上徑向應(yīng)力的公式。&邊緣應(yīng)力：內(nèi)壓圓筒壁上的彎曲應(yīng)力及連接邊緣區(qū)的變形與應(yīng)力。9.邊緣應(yīng)力的自限性：當(dāng)邊緣處的局部材料發(fā)生屈服進(jìn)入塑性變形階段時，彈性約束開始緩解，原來不同的薄膜變形便趨于協(xié)調(diào)，邊緣應(yīng)力就自動限制。1.下列直立薄壁容器，受均勻氣體內(nèi)壓力作用，哪些能用薄膜理論求解壁內(nèi)應(yīng)力？哪些不能?(1)橫截面為正六角形的柱殼。(X)(2)橫截面為圓的軸

14、對稱柱殼。(V)(3)橫截面為橢圓的柱殼。(X)(4)橫截面為圓的橢球殼。(V)(5)橫截面為半圓的柱殼。(X)(6)橫截面為圓的錐形殼。(V)1、2.3.4.5.1.2.3.4.5.在承受內(nèi)壓的圓筒形容器上開橢圓孔，應(yīng)使橢圓的長軸與筒體軸線平行。（X）薄壁回轉(zhuǎn)殼體中任一點，只要該點的兩個曲率半徑R =R2，則該點的兩向應(yīng)力CTm p&（V）因為內(nèi)壓薄壁圓筒的兩向應(yīng)力與壁厚成反比，當(dāng)材質(zhì)與介質(zhì)壓力一定時，則壁厚大的容器：壁內(nèi)的應(yīng)力總是小于壁厚小的容器。按無力矩理論求得的應(yīng)力稱為薄膜應(yīng)力，薄膜應(yīng)力是沿壁厚均勻分布的。（V）臥式圓筒形容器，其內(nèi)介質(zhì)壓力，只充滿液體，因為圓筒內(nèi)液體靜載荷不是沿軸線對

15、稱分布的，所以不能用薄膜理論應(yīng)力公式求 解。（V）由于圓錐形容器錐頂部分應(yīng)力最小，所以開空宜在錐頂部分。（V）凡薄壁殼體，只要其幾何形狀和所受載荷對稱于旋轉(zhuǎn)軸，則殼體上任何一點用薄膜理論應(yīng)力公式求解的應(yīng)力都是真實的。 橢球殼的長，短軸之比 a/b越小，其形狀越接近球殼，其應(yīng)力分布也就越趨于均勻。（V）因為從受力分析角度來說，半球形封頭最好，所以不論在任何情況下，都必須首先考慮采用半球形封頭。（X）指出和計算下列回轉(zhuǎn)殼體上諸點的第一和第二曲率半徑圖 3-29r 1J圖 3-31球殼上任一點 之連接點A與B圓錐殼上之M點R,八R2=2DOs 3、碟形殼上占：八、在球殼上：A（ C） ： R1 =R

16、2 = R在弧面上:AS B)： Ri 5,Rr占八、在弧面上B( A)：R5,R= r在圓柱殼上B( B)： R1 =:圖 3-32DD =00 D =1.R1、 R2c圓柱殼上任一點2R圓錐殼與柱殼的連接點A及錐頂點B A（B）：R：，R0TB（ 柱）：只八，艮二RB：Ri：，R2=計算下列各種承受氣體均勻內(nèi)壓作用的薄壁回轉(zhuǎn)殼體上諸點的薄膜應(yīng)力A組:圖 3-341.球殼上任一點，已知:p=2MpaD=1008mm， S=8mm。D21008504 mmPD4 S2_1008 =63 M48_2.MP二 mRT圓錐殼上之A點和B點，已知:p=0.5Mpa， D=1010mm，S=10mm，

17、a=30o。:,R2 =0m = ；丁 -I = 03. 橢球殼上之= 1010505Pa-mSPD =ZTCOS=_1010- 14 .58 M P4100 .866PDS cos2010 1010866.16MPA,B ,C點，已知:=2p=1Mpa，a=1010mm，b=505mm ,S=20mm B 點處坐標(biāo) x=600mm。標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭1 101020-50 .5 M Pb點:P /4222=Tva 一x (a b)=43.3MPa(a 2 一b 2)2 一 a4 _x2(a2-b2)二 27.7MPaPa 110102 S 一 220二 25Pa.25 M Pa，_s1 1010

18、20-50 .5 M Pa工程應(yīng)用題1.某廠生產(chǎn)的鍋爐汽包,其工作壓力為2.5Mpa，汽包圓筒的平均直徑為816 mm，壁厚為16 mm，試求汽包圓筒壁被的薄膜應(yīng)力【解】P=2.5MpaD=816mmS=16mm- m16二 0 .0196=： 0 .1匚 m屬薄壁容器PD4S=_2_= 31 .875 M P a4 X 16PD2 S= 63 .75 M Pa2 162.有一平均直徑為 10020 mm的球形容器，其工作壓力為 容器壁內(nèi)的工作壓力是多少?！窘狻縋=0.6Mpa D=10020mm S=20mm0.6Mpa，厚度為 20 mm，試求該球形S200.001996.- 0.1D 1

19、0020屬薄壁容器PD-m 丁 - 4S0.6 10020二 4 X20=75 .15 M P a3.有一承受氣體內(nèi)壓的圓筒形容器，兩端封頭均為橢圓形封頭，已知：圓筒平均直徑為2030 mm,筒體與封頭厚度均為30 mm，工作壓力為 3Mpa，試求;圓筒壁內(nèi)的最大工作壓力；若封頭橢圓長，短半軸之比分別為-/2，2，2.5時，計算封頭上薄膜應(yīng)力的二m和的最大值并確定其所在的位置。【解】圓筒 P=3Mpa D=2030mm S=30mmS _30D = 2030= 0.0148：0.1PDPD屬薄壁容器4S2203043q=50 .75 MP最大工作應(yīng)力:220302 35= 101 .5 MP橢

20、球:-.2-x=0，y=b.頂點處)最大值扌 max2W)230=71.78 MP=2 時在x=0,y=b處(頂點處)(；mmaxPa (!)b310152230-101.5 M P在 x=a,y=0 點(邊緣處)Pa2S (b)=31015230-101.5 M P=2 .5時，在x=0,y=b處(頂點處)mmaxPa2S310152_L = 126 .88 M P230在x=a,y=0點(邊緣處)(:-maxPaa2(2 -產(chǎn))215 .69 MP1.2.1.2.3.4.5.6.7.有一容器Pc=( 1.76，其最高氣體工作壓力為1.6Mpa,無液體靜壓作用，工作溫度w有一帶夾套的反應(yīng)釜)

21、Mpa;水壓試驗壓力 Pt=(2.2)MPa.，釜內(nèi)為真空，夾套內(nèi)的工作壓力為0.5MPa,工作溫度(1)釜體的計算壓力(2)夾套的計算壓力150 C且裝有安全閥1 時,Se應(yīng)不小于封頭內(nèi)直徑的，其最小壁厚Smin=(2)C ,其他低合金鋼制容器)mm.(不包括低溫容器)，液壓試15) C .厚度為 60mm 和 6mm 的16MnR 熱軋鋼板，其屈服點是不同的，且60mm厚鋼板的b s大于6mm厚鋼板的(Ts)彈性失效理論，容器上一處的最大應(yīng)力達(dá)到材料在設(shè)計溫度下的屈服點b s(t)時，即宣告該容器已經(jīng)失效”.3. 安全系數(shù)是(v )個不斷發(fā) 展變化 的數(shù)據(jù)，按照科學(xué)技術(shù) 發(fā)展的 總趨勢，安

22、全系數(shù)將逐漸變小4.當(dāng)焊接接頭結(jié)構(gòu)形式一定時，焊接接頭系數(shù)隨著監(jiān)測比率的增加而減小(X )由于材料的強(qiáng)度指標(biāo)c b和c s(c 0.2)是通過對試件作單向拉伸試驗而側(cè)得，對于二向或三向應(yīng)力狀態(tài)，在建立強(qiáng)度條件時，必須借助于強(qiáng)度理論將其轉(zhuǎn)換成相當(dāng)于單向拉伸應(yīng)力狀態(tài)的相當(dāng)應(yīng)力有一 DN2000mm 的內(nèi)壓薄壁圓筒，壁厚Sn=22mm,承受的最大氣體工作壓力p”=2MPa,容器上裝有安全閥，焊接接頭系數(shù)=0.85,厚度附加量為C=2mm,試求筒體的最大工作應(yīng)力【解】(1)確定參數(shù)：Pw =2MPa; pc=1.1pw =2.2MPa (裝有安全閥)Di= DN=2000mm( 鋼板卷制);Sn =2

23、2mm; Se = Sn -C=20mm =0.85 (題中給定)；C=2mm (題中給定)i.最大工作應(yīng)力:Pc(Di +Se) _ 2.2 X(2000+20 )占 1 Mp2Se2 20某球形內(nèi)壓薄壁容器，內(nèi)徑為Di=10m,厚度為Sn=22mm,若令焊接接頭系數(shù)=1.0,厚度附加量為 C=2mm,試計算該球形容器的最大允許工作壓力已知鋼材的許用應(yīng)力 t r=147MPa.【解】(1)確定參數(shù)：Di =10m; Sn =22mm;=1.0; C=2mm; ct =147MPa.Se = Sn -C=20mm.(2)最大工作壓力：球形容器4 匚七-S e41471 . 02010000-2

24、01 . 17 MP a某化工廠反應(yīng)釜,內(nèi)徑為1600mm,工作溫度為5 C 105C，工作壓力為1.6MPa,釜體材料選用 0Cr18Ni9Ti。采用雙面焊對接接頭，局部無損探傷，凸形封頭上裝有安全閥，試設(shè)計釜體厚度。【解】(1)確定參數(shù):Di =1600mm;tw=5105 C ;pw=1.6MPa;pc=1.1 pw =1.76MPa (裝有安全閥) =0.85 (雙面焊對接接頭，局部探傷)C2=0 (對不銹鋼，當(dāng)介質(zhì)腐蝕性輕微時)材質(zhì)：0Cr18Ni9Tic t =112.9MPa (按教材附錄9表16-2，內(nèi)插法取值)c =137MPa(2)計算厚度:C1=0.8mm名義壁厚:PcD

25、 i2Kt (按教材表4-9sn=s+c+ 圓整,-Pc1 .7616002112 .90.85取值，GB4237-92不銹鋼熱軋鋼板S+C=14.8+0.8=15.6mm.芮=14.8mmC=C 1+C2=0.8mm.圓整后，5 =16mm.(3)水壓試驗校核Pt (Di Se)2Se有效壁厚Se = Sn -C=16-0.8=15.2mm試驗壓力pt137= 1.25 P=1 .251.762.67 MPaCTt112 .9計算應(yīng)力_ Pt (Di Se) _ 2.67 (160015.2)=141.86MPa2Se215.2應(yīng)力校核0.9；二 = 0.92050.85 =156 .8 M

26、Pa/.水壓試驗強(qiáng)度足夠有一圓筒形乙烯罐，內(nèi)徑Di=1600mm,壁厚Sn=16mm,計算壓力為 pc=2.5MPa,工作溫度為-3.5 C，材質(zhì)為16MnR,采用雙面焊對接接頭，局部無損探傷， 厚度附加量C=3mm,試校核貯罐強(qiáng)度?！窘狻?1)確定參數(shù)： Di =1600mm; Sn =16mm; tw=-3.5 C ; p=2.5MPa.（ =0.85 （雙面焊對接接頭,局部探傷）16MnR :常溫下的許用應(yīng)力設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力；-=170 MPa寸=仃0 MPa常溫度下的屈服點有效壁厚： Se = Sn C = 16 （2）強(qiáng)度校核最大允許工作壓力Pw 產(chǎn) 345 MPa3 = 13

27、mm10、/ 170 0.85 13 =2.33 MPa1600 13Pc Pw 設(shè)計容器筒體和封頭厚度。已知內(nèi)徑Di=1400mm,計算壓力p=1.8MPa,設(shè)計溫度為40 C ,材質(zhì)為15MnVR,介質(zhì)無大腐蝕性.雙面焊對接接頭，100%探傷。封頭按半球形、標(biāo)準(zhǔn)橢圓形和標(biāo)準(zhǔn)碟形三種形式算出其所需厚度，最后根據(jù)各有關(guān)因素進(jìn)行分析，確定一最佳方案。/.該貯罐強(qiáng)度不足【解】(1)確定參數(shù)：Di=1400mm;pc=1.8MPa;t=40 C;（ =1.0 （雙面焊對接接頭，100%探傷）；C2=1mm.（介質(zhì)無大腐蝕性）15MnVR :假設(shè)鋼板厚度：616mm，則:a t =177MPat =1

28、77MPa ,-s= 390 MPa（2）筒體壁厚設(shè)計:SPtcDi2；-Pc1.8 14007.16mm2 177 1.0 -1.8C,=0.25mm （按教材表4-9取值，GB6654-94壓力容器用鋼板）C=C i+C2=1.25mm.名義壁厚：Sn=S+C+ 圓整，S+C=7.16+1.25=8.41mm.圓整后，Sn =9mm.有效壁厚(3)筒體水壓試驗校核Pt(DSJ eo.9 j2SeSe = Sn -C=9-1.25=7.75mm試驗壓力 Pt =1.25P 上斗=1.25 1.8 177 = 2.25M P a汀177計算應(yīng)力PT(D Se)丿25 (1400 7.75) -

29、204.35MP32Se2 7.75應(yīng)力校核0.9；s =0.9 390 1 = 351 MPa-T ：0.9；s/.筒體水壓試驗強(qiáng)度足夠（4） 封頭厚度設(shè)計半球形封頭:PcDi1.8 14004汀-Pc3.57mm4 177 1.0-1.8C1=0.25mm （按教材表4-9取值，GB6654-94壓力容器用鋼板）C=C i+C2=1.25mm.名義壁厚：Sn=S+C+圓整,圓整后，Sn =5mm.S+C=3.57+1.25=4.82mm.標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭:cKpcDj1.0如.8X1400 一S7.1mm2匚t 0.5pc2 177 1.0 - 0.5 1.8名義壁厚：Sn=S+C+ 圓整，S

30、+C=7.1+1.25=8.35mm.圓整后，Sn =9mm.標(biāo)準(zhǔn)碟形封頭:MPcDj2汀-0.5Pc1.325 1.8 14002 177 1.00.5 1.8= 9.4mm名義壁厚：Sn=S+C+ 圓整，S+C=9.4+1.25=10.65mm.圓整后，Sn =11mm.從計算結(jié)果看，最佳方案是選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭。假定外壓長圓筒和短圓筒的材質(zhì)絕對理想，制造的精度絕對保證，則在任何大的外壓下也不會發(fā)生彈性失穩(wěn)(X)1. 18MnMoNbR鋼板的屈服點比 Q235-AR鋼板的屈服點高 108%因此，用18MnMoNbR鋼板制造的外壓容器，要比用Q235-AR鋼板制造的同一設(shè)計條件下的外壓容器節(jié)省

31、許多鋼材。(X ) P1292. 設(shè)計某一鋼制外壓短圓筒時，發(fā)現(xiàn)采用20g鋼板算得的臨界壓力比設(shè)計要求低10%后改用屈服點比 20g高35%勺16MnR鋼板，即可滿足設(shè)計要求。(X )3. 幾何形狀和尺寸完全相同的三個不同材料制造的外壓圓筒，其臨界失穩(wěn)壓力大小依次為：Pcr不銹鋼 Pcr鋁 Pcr銅(X )4. 外壓容器采用的加強(qiáng)圈愈多，殼壁所需厚度就愈薄，則容器的總重量就愈輕。(X )a) 受外壓的長圓筒，側(cè)向失穩(wěn)時波形數(shù)n= ( 2);短圓筒側(cè)向失穩(wěn)時波形數(shù)為n (2)的整數(shù)。b) 直徑與壁厚分別為 D, S的薄壁圓筒殼，承受均勻側(cè)向外壓p作用時，其環(huán)向應(yīng)力=(PD/2S)，經(jīng)向應(yīng)力m ( PD/4S)，它們均是(壓)應(yīng)力，且與圓筒的長度 L (無)關(guān)。c) 外壓容器的焊接接頭系數(shù)均取為=(1);設(shè)計外壓圓筒現(xiàn)行的穩(wěn)定安全系數(shù)為m= ( 3)。d) 夕卜壓圓筒的加強(qiáng)圈，其作用是將(長)圓筒轉(zhuǎn)化成為(短)圓筒，以提高臨界失穩(wěn)壓力，減薄筒體壁厚。加強(qiáng)圈的慣性矩應(yīng)計及(加強(qiáng)圈)和(加強(qiáng)圈和圓筒有效段組合截面)。e)外壓圓筒上設(shè)置加強(qiáng)圈后，對靠近加強(qiáng)圈的兩側(cè)部分長度的筒體也起到加強(qiáng)作用，該部分長度的范圍為(加強(qiáng)圈中心線兩側(cè)各為殼體)。1、圖5-21中A, B, C點表示三個受外壓的鋼制圓筒，材質(zhì)為碳素鋼，r s=216M