题目
有一长期不用的反应釜,经实测内径为 1200mm,最小壁厚为 10mm,材质为 Q235-A,纵向焊缝为双面对接焊, 是否曾作探伤不清楚, 今欲利用该釜承受 1MPa 的内压力,工作温度为 200℃,介质无腐蚀性,装设安全阀,试判断该釜能否在 此条件下使用。
有一长期不用的反应釜,经实测内径为 1200mm,最小壁厚为 10mm,材质为 Q235-A,纵向焊缝为双面对接焊, 是否曾作探伤不清楚, 今欲利用该釜承受 1MPa 的内压力,工作温度为 200℃,介质无腐蚀性,装设安全阀,试判断该釜能否在 此条件下使用。
题目解答
答案
解:已知 Di=1200mm,δn=10mm,φ=0.85,P=1.1×1=1.1MPa,[ σ]200=105MPa, C2=0,取 C1=0.8mm,δe=δ n-C1-C2=10-0.8=9.2mm。
设计温度下反应釜的计算应力为:
Pc(Di e ) 1.1 (1200 9.2)
解析
步骤 1：确定材料的许用应力
Q235-A 钢在 200℃下的许用应力 [σ]200 = 105 MPa。
步骤 2：计算有效壁厚
由于纵向焊缝为双面对接焊，且是否曾作探伤不清楚，因此需要考虑焊缝的不完全性。根据相关标准，对于未探伤的焊缝，需要减去一定的厚度。取 C1 = 0.8 mm，C2 = 0 mm，因此有效壁厚 δe = δn - C1 - C2 = 10 mm - 0.8 mm = 9.2 mm。
步骤 3：计算设计压力下的计算应力
设计压力 P = 1 MPa，内径 Di = 1200 mm，有效壁厚 δe = 9.2 mm。根据公式计算设计压力下的计算应力：
\[ \sigma_c = \frac{P \cdot Di}{2 \cdot \delta_e} = \frac{1 \cdot 1200}{2 \cdot 9.2} = \frac{1200}{18.4} = 65.22 \text{ MPa} \]
步骤 4：判断是否满足使用条件
比较计算应力 σc 和许用应力 [σ]200，如果 σc ≤ [σ]200，则该反应釜可以在设计压力和工作温度下使用。
\[ \sigma_c = 65.22 \text{ MPa} \leq [σ]200 = 105 \text{ MPa} \]
Q235-A 钢在 200℃下的许用应力 [σ]200 = 105 MPa。
步骤 2：计算有效壁厚
由于纵向焊缝为双面对接焊，且是否曾作探伤不清楚，因此需要考虑焊缝的不完全性。根据相关标准，对于未探伤的焊缝，需要减去一定的厚度。取 C1 = 0.8 mm，C2 = 0 mm，因此有效壁厚 δe = δn - C1 - C2 = 10 mm - 0.8 mm = 9.2 mm。
步骤 3：计算设计压力下的计算应力
设计压力 P = 1 MPa，内径 Di = 1200 mm，有效壁厚 δe = 9.2 mm。根据公式计算设计压力下的计算应力：
\[ \sigma_c = \frac{P \cdot Di}{2 \cdot \delta_e} = \frac{1 \cdot 1200}{2 \cdot 9.2} = \frac{1200}{18.4} = 65.22 \text{ MPa} \]
步骤 4：判断是否满足使用条件
比较计算应力 σc 和许用应力 [σ]200，如果 σc ≤ [σ]200，则该反应釜可以在设计压力和工作温度下使用。
\[ \sigma_c = 65.22 \text{ MPa} \leq [σ]200 = 105 \text{ MPa} \]