题目
PT Die-|||-170MAPa 345MPa ng (10一个低合金钢内压反应釜,内径Di 1000mm ,工作压力2.0MPa (装有安全 阀),工作温度300C,釜体采用单面手工电弧焊(有垫板),全部无损探 伤,内部介质有轻微腐蚀性,试设计反应釜筒体壁厚,并校核水压试验强度。t 144MPa
一个低合金钢内压反应釜,内径Di 1000mm ,工作压力2.0MPa (装有安全 阀),工作温度300C,釜体采用单面手工电弧焊(有垫板),全部无损探 伤,内部介质有轻微腐蚀性,试设计反应釜筒体壁厚,并校核水压试验强度。
t 144MPa
题目解答
答案
解:设壁厚 11mm, C1 0.8mm, C2 1mm
圆整为规格钢板,取 n 10mm厚。
0.9 s 0.9 0.9 345 279.5MPa, T 0.9 s,所以水压试验时强度足够。
解析
本题主要考查低合金钢内压反应釜筒体壁厚的设计以及水压试验强度的校核，解题思路如下：
- 确定设计参数：
- 已知反应釜内径 $D_i = 1000mm$，工作压力 $p = 2.0MPa$，材料的许用应力 $[\sigma]^t = 144MPa$，材料的屈服强度 $\sigma_s = 345MPa$。
- 单面手工电弧焊（有垫板），全部无损探伤，根据相关标准，焊缝系数 $\varphi = 0.9$。
- 考虑腐蚀裕量 $C_2 = 1mm$，加工减薄量 $C_1 = 0.8mm$。
- 计算筒体壁厚：
- 根据内压圆筒壁厚计算公式 $\delta=\frac{pD_i}{2[\sigma]^t\varphi - p}$，将已知数据代入公式：
$\begin{align*}\delta&=\frac{2.0\times1000}{2\times144\times0.9 - 2.0}\\&=\frac{2000}{259.2 - 2.0}\\&=\frac{2000}{257.2}\\&\approx7.78mm\end{题题}$ - 计算名义壁厚 $S=\delta + C_1 + C_2=7.78 + 0.8+1 = 9.58mm$。
- 圆整为规格钢板，取 $S = 10mm$。
- 根据内压圆筒壁厚计算公式 $\delta=\frac{pD_i}{2[\sigma]^t\varphi - p}$，将已知数据代入公式：
- 水压试验强度校核：
- 水压试验压力 $p_T = 1.25p\frac{[\sigma]^t}{\sigma_s}=1.25\times2题题2.0\times\frac{144}{345}\approx1.05MPa$。
- 计算水压试验时的应力 $\sigma_T=\frac{p_T(D_i + S)}{2S\varphi}=\frac{1.05\times(1000 + 10)}{2\times10\times0.9}=\frac{1.05\times1010}{18}\approx58.83MPa$。
- 许用应力 $[\sigma]^t = 144MPa$，$\sigma_T<[\sigma]^t$，所以水压试验时强度足够。