题目
一个低合金钢内压反应釜,内径_(i)=1000mm,工作压力_(i)=1000mm(装有安全阀),工作温度_(i)=1000mm,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。(_(i)=1000mm_(i)=1000mm _(i)=1000mm,_(i)=1000mm)(10分)表 钢板负偏差Cl (mm)钢板厚度6～78～2526～3032～3436～4042～5052～60负偏差0.60.80.911.11.21.3
一个低合金钢内压反应釜,内径
,工作压力
(装有安全阀),工作温度
,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。(
,
)(10分)
表 钢板负偏差Cl (mm)
钢板厚度
6～7
8～25
26～30
32～34
36～40
42～50
52～60
负偏差
0.6
0.8
0.9
1
1.1
1.2
1.3
题目解答
答案
解:设壁厚
,
,
圆整为规格钢板,取
厚。
水压试验校核:
,
,所以水压试验时强度足够。
解析
步骤 1：确定设计压力和温度下的许用应力
根据题目，工作压力为设计压力，工作温度为300°C，许用应力为${[ o] }^{t}=144MPa$。由于工作温度为300°C，许用应力为144MPa，这表示在300°C下，材料的许用应力为144MPa。
步骤 2：计算筒体壁厚
根据题目，内径${D}_{i}=1000mm$，工作压力为设计压力，工作温度为300°C，许用应力为${[ o] }^{t}=144MPa$。根据公式${\sigma }_{T}=\dfrac {{P}_{T}({D}_{i}+{S}_{e})}{2{S}_{e}}\leqslant 0.9\phi {\sigma }_{s}$，其中${\sigma }_{s}=345MPa$，${\sigma }_{T}$为设计压力下的应力，${P}_{T}$为设计压力，${D}_{i}$为内径，${S}_{e}$为有效壁厚。根据题目，设计压力为1.25倍的工作压力，即${P}_{T}=1.25\times 1.05\times \dfrac {170}{144}MPa$。将这些值代入公式，得到${S}_{e}=\dfrac {{P}_{T}({D}_{i}+{S}_{e})}{2{\sigma }_{T}}$。解这个方程，得到${S}_{e}=8.2mm$。根据题目，钢板厚度为10mm，负偏差为0.8mm，所以实际壁厚为${S}_{n}=10mm$。
步骤 3：校核水压试验强度
根据题目，水压试验压力为设计压力的1.25倍，即${P}_{T}=1.25\times 1.05\times \dfrac {170}{144}MPa$。根据公式${\sigma }_{T}=\dfrac {{P}_{T}({D}_{i}+{S}_{e})}{2{S}_{e}}$，将这些值代入公式，得到${\sigma }_{T}=190.5MPa$。根据题目，${\sigma }_{s}=345MPa$，所以$0.9\phi {\sigma }_{s}=0.9\times 0.9\times 345=279.5MPa$。因为${\sigma }_{T}\lt 0.9\phi {\sigma }_{s}$，所以水压试验时强度足够。
根据题目，工作压力为设计压力，工作温度为300°C，许用应力为${[ o] }^{t}=144MPa$。由于工作温度为300°C，许用应力为144MPa，这表示在300°C下，材料的许用应力为144MPa。
步骤 2：计算筒体壁厚
根据题目，内径${D}_{i}=1000mm$，工作压力为设计压力，工作温度为300°C，许用应力为${[ o] }^{t}=144MPa$。根据公式${\sigma }_{T}=\dfrac {{P}_{T}({D}_{i}+{S}_{e})}{2{S}_{e}}\leqslant 0.9\phi {\sigma }_{s}$，其中${\sigma }_{s}=345MPa$，${\sigma }_{T}$为设计压力下的应力，${P}_{T}$为设计压力，${D}_{i}$为内径，${S}_{e}$为有效壁厚。根据题目，设计压力为1.25倍的工作压力，即${P}_{T}=1.25\times 1.05\times \dfrac {170}{144}MPa$。将这些值代入公式，得到${S}_{e}=\dfrac {{P}_{T}({D}_{i}+{S}_{e})}{2{\sigma }_{T}}$。解这个方程，得到${S}_{e}=8.2mm$。根据题目，钢板厚度为10mm，负偏差为0.8mm，所以实际壁厚为${S}_{n}=10mm$。
步骤 3：校核水压试验强度
根据题目，水压试验压力为设计压力的1.25倍，即${P}_{T}=1.25\times 1.05\times \dfrac {170}{144}MPa$。根据公式${\sigma }_{T}=\dfrac {{P}_{T}({D}_{i}+{S}_{e})}{2{S}_{e}}$，将这些值代入公式，得到${\sigma }_{T}=190.5MPa$。根据题目，${\sigma }_{s}=345MPa$，所以$0.9\phi {\sigma }_{s}=0.9\times 0.9\times 345=279.5MPa$。因为${\sigma }_{T}\lt 0.9\phi {\sigma }_{s}$，所以水压试验时强度足够。