设计一台缩聚釜,釜体内径 1000mm,釜身高度为700mm,用0Crl8Ni9钢板制造。釜体夹套内径为1200mm,用Q235-A钢板制造。该釜开始是常压操作,然后抽低真空[1],继之抽高真空,最后通0.3MPa的氮气。釜内物料温度<275℃,夹套内载热体最大压力为0.2MPa。整个釜体与夹套均采用带垫板的单面手工对接焊缝,局部探伤,介质[2]无腐蚀性,试确定釜体和夹套壁厚。〔解略〕

本题主要考察缩聚釜釜体和夹套壁厚的设计计算，涉及内压容器壁厚公式、材料性能参数、几何参数及许用应力的应用，具体思路如下：

一、釜体体壁厚设计

1. 设计参数

• 釜体内径 $D_i = 1000 \, \text{mm}$，釜身高度 $L = 700, \text{mm}$
• 操作条件：最终通 $0.3, \text{MPa}$ 氮气，物料温度 $<275^\circ\text{C}$ )
• 材料：0Cr18Ni9钢板，单面手工对接焊缝（局部探伤，焊缝系数 $\phi = 0.8$）
• 腐蚀裕量 $C_2 = 0$（介质无腐蚀性），钢板负偏差 $C_1$ 随厚度变化

2. 计算逻辑

采用迭代法，假设不同名义厚度 $\delta_n$，计算有效厚度 $\delta_e = \delta_n - C_1$，并校核许用压力 $[P]$ 是否满足 $\geq 0.3, \text{MPa}$：

• 步骤1：计算 $D_o = D_i + 2\delta_n$（外径）和 $L/D_o$（长径比），判断容器类型（本题 $L/D_o \approx0.69 < 1.5$，属薄壁容器）。
• 步骤2：根据 $D_o/\delta_e$ 查图得系数 $A$，判断 $A$ 是否在材料温度线右侧（确定 $B$ 值），计算 $[P] = B\delta_e/D_o$。

3. 结果验证

• $\delta_n = 5, \text{mm}$：$\delta_e = 4.5, \text{mm}$，$[P] = 0.24, \text{MPa} < 0.3, \text{MPa}$（不满足）。
• $\delta_n 7, \text{mm}$：$\delta_e = 6.4, \text{mm}$，\ [P] = 0.40, \text{MPa} > 0.3, \text{MPa_______} )（满足）。
• $\delta_n 9, \text{mm}$：$\delta_e = 8.2, \text{mm}$，\ [P] = 0.54, \text{MPa} > 0.3, \text{MPa} )（满足但过厚）。

故釜体采用 $7, \text{mm}$ 0\text{Cr18Ni9} ) 钢板。

二、夹套壁厚设计

1. 设计参数

• 夹套内直径 $D_i = 1200, \text{mm}$，载热体压力 $0.2, \text{MPa}$（设计压力 $P_c = 1.1 \times 0.2 = 0.22, \text{MPa}$？题目取 $0.33, \text{MPa}$）
• 材料：Q235-A钢板，$\phi = 0.8$，$C_2 = 0$，$1) \( C_1 = 0.22, \text{mm}$

2. 计算

按内压容器壁厚公式：
$\delta_n \geq \frac{P_c D_i}{2[\sigma]^t \phi} + C_1 + C_2$

• $[\sigma]^t = 90, \text{MPa}$（275℃下Q235-A许用应力）
• 代入：$\delta_n \geq \frac{0.33 \times 1200}{2 \times 90 \times 0.8} + 0.22 + 0 = 0.55 + 0.22 = 0.72, \text{mm}$，圆整后 $\delta_n = 3, \text{mm}$（满足）。