题目
四、(A组7题)今欲设计一台内径为1200mm的圆筒形容器,工作温度[1]为350℃,最高工作压力[2]为1.6MPa。筒体[3]采用双面焊对接接头,局部无损检测。采用标准椭圆形封头[4],并用整板冲击成型,容器装有安全阀[5],材质18MnMoNbR。容器为单面腐蚀,腐蚀速度为0.2mm/a,设计使用年限为15年。试设计该容器筒体及封头厚度。
四、(A组7题)今欲设计一台内径为1200mm的圆筒形容器,工作温度[1]为350℃,最高工作压力[2]为1.6MPa。筒体[3]采用双面焊对接接头,局部无损检测。采用标准椭圆形封头[4],并用整板冲击成型,容器装有安全阀[5],材质18MnMoNbR。容器为单面腐蚀,腐蚀速度为0.2mm/a,设计使用年限为15年。试设计该容器筒体及封头厚度。
题目解答
答案
解:(1)确定参数
Di=1200mm,t=350℃,Pw=1.6MPa, 18MnMoNbR, [σ] =197MPa, [σ]t =197MPa,双面焊对接接头,局部无损检测,φ=0.85。C2=0.2*15=3mm
圆筒,装有安全阀,P=Pc=1.1Pw=1.76MPa,采用标准椭圆封头。
(2)计算厚度
筒体
1.76*1200/(2*197*0.85-1.76)=6.34mm
C1=0.6mm,C=C1+C2=3.6mm, S+C=9.94mm所以Sn=10mm,Se=Sn-C=6.4mm
标准椭圆形封头
1.76*1200/(2*197*0.85-0.5*1.76)=6.09mm
C1=0.6mm,C=C1+C2=3.6mm, S+C=9.69mm所以Sn=10mm,Se=Sn-C=6.4mm
(3)校核水压试验强度
,σs=440MPa
Pt=1.25P,所以σt=1.25*1.76*1206.4/(2*6.4)=207.35MPa, 0.9φσs=0.9*0.85*440=336.6MPa
因为,所以水压试验强度足够。
对于标准椭圆形封头而言,同上。
(第四章出一道大题)
解析
步骤 1：确定参数
根据题目要求，确定容器的内径Di=1200mm，工作温度t=350℃，最高工作压力Pw=1.6MPa，筒体采用双面焊对接接头，局部无损检测，采用标准椭圆形封头，容器装有安全阀，材质为18MnMoNbR，容器为单面腐蚀，腐蚀速度为0.2mm/a，设计使用年限为15年。根据这些参数，可以确定材料的许用应力[σ] =197MPa，[σ]t =197MPa，φ=0.85，C2=0.2*15=3mm。
步骤 2：计算厚度
对于圆筒，装有安全阀，所以P=Pc=1.1Pw=1.76MPa。根据公式$S'=\dfrac {{P}_{0}{D}_{1}}{2{[ C] }^{2}\erasure -{P}_{c}}$，计算筒体的厚度。代入数值，得到$S'=\dfrac {1.76*1200}{2*197*0.85-1.76}=6.34mm$。C1=0.6mm，C=C1+C2=3.6mm，所以S+C=9.94mm，取Sn=10mm，Se=Sn-C=6.4mm。
对于标准椭圆形封头，同样使用公式$S'=\dfrac {{P}_{0}{D}_{1}}{2{[ C] }^{2}\erasure -{P}_{c}}$，计算封头的厚度。代入数值，得到$S'=\dfrac {1.76*1200}{2*197*0.85-0.5*1.76}=6.09mm$。C1=0.6mm，C=C1+C2=3.6mm，所以S+C=9.69mm，取Sn=10mm，Se=Sn-C=6.4mm。
步骤 3：校核水压试验强度
根据公式σt=Pt*Di/(2*Se)，计算水压试验强度。代入数值，得到σt=1.25*1.76*1206.4/(2*6.4)=207.35MPa。根据材料的许用应力，0.9φσs=0.9*0.85*440=336.6MPa。因为σt<0.9φσs，所以水压试验强度足够。
根据题目要求，确定容器的内径Di=1200mm，工作温度t=350℃，最高工作压力Pw=1.6MPa，筒体采用双面焊对接接头，局部无损检测，采用标准椭圆形封头，容器装有安全阀，材质为18MnMoNbR，容器为单面腐蚀，腐蚀速度为0.2mm/a，设计使用年限为15年。根据这些参数，可以确定材料的许用应力[σ] =197MPa，[σ]t =197MPa，φ=0.85，C2=0.2*15=3mm。
步骤 2：计算厚度
对于圆筒，装有安全阀，所以P=Pc=1.1Pw=1.76MPa。根据公式$S'=\dfrac {{P}_{0}{D}_{1}}{2{[ C] }^{2}\erasure -{P}_{c}}$，计算筒体的厚度。代入数值，得到$S'=\dfrac {1.76*1200}{2*197*0.85-1.76}=6.34mm$。C1=0.6mm，C=C1+C2=3.6mm，所以S+C=9.94mm，取Sn=10mm，Se=Sn-C=6.4mm。
对于标准椭圆形封头，同样使用公式$S'=\dfrac {{P}_{0}{D}_{1}}{2{[ C] }^{2}\erasure -{P}_{c}}$，计算封头的厚度。代入数值，得到$S'=\dfrac {1.76*1200}{2*197*0.85-0.5*1.76}=6.09mm$。C1=0.6mm，C=C1+C2=3.6mm，所以S+C=9.69mm，取Sn=10mm，Se=Sn-C=6.4mm。
步骤 3：校核水压试验强度
根据公式σt=Pt*Di/(2*Se)，计算水压试验强度。代入数值，得到σt=1.25*1.76*1206.4/(2*6.4)=207.35MPa。根据材料的许用应力，0.9φσs=0.9*0.85*440=336.6MPa。因为σt<0.9φσs，所以水压试验强度足够。