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文档简介
1、第 5 章 课外思考题一 . 判断题(对的在括号内打“” ,错的打“×”)1. 因为从受力分析角度来说,半球形最好,所以不论在任何情况下,都必须首先考虑采用半球形封头。(×)2.在凸形封头中,相同条件下半球形封头承压性能最好。()3. 确定容器压力试验的试验压力时,式中 P 应为容器的设计压力或最大允许工作压力。()4.外压计算图表中, 系数 B 与材料和温度都有关。()5. 当焊接接头结构形式一定时,焊接接头系数随着检测比率的增加而减小。( × )6. 在化工生产中,腐蚀问题是选材的重要考虑因素之一。化工设备设计中,对零部件的尺寸要根据设备腐蚀情况,考虑一定的腐
2、蚀裕度。()7.从受力的角度分析,椭圆形封头比半球形封头受力更加均匀。(×)8.真空容器属于低压容器。(×)9. 假定外压长圆筒和短圆筒的材质绝对理想,制造的精度绝对保证,则在任何大的外压下也不会发生弹性失稳。(×)10. 钢材最主要的有害元素是P、S 和 Cr 元素。(×)11. 外压容器的失稳是在外压将要达到容器临界压力Pcr 值时发生的。 ( × )12. 外压计算图表中,系数 A 是应力与弹性模量的比值,是无量纲参数。 ()二 . 填空1. 压力容器安全技术监察规程中根据受压容器的压力高低、介质的危害程度以及在生产过程中的重要作用,将该
3、规程适用范围内的容器划分为 _ 三_类,其中以第 _三 类潜在的危害性最大。2. 设备及零部件标准的最基本参数是公称压力和公称直径。3. 不连续应力具有 局限性 和 自限性 两个特性。4. 筒体的壁厚附加量包括钢板厚度负偏差与腐蚀裕量两部分。5. 外压圆筒的加强圈,其作用是将 长 圆筒转化为 短 圆筒,以提高临界失稳压力,减薄筒体壁厚。6. 内压凸形封头包括半球形封头、 椭圆形封头、球冠形封头和碟形封头四种。三 . 选择题 (单选 )1.属于三类容器的是CA.非易燃的低压容器;B.剧毒介质的低压容器;C.高压、超高压容器;D.内径小于 1m的低压废热锅炉。2.水压试验压力的选取,应按以下C种方
4、法计算选取。A.pT1.25 pMPa (取两者较小者);tp0.1B.pT1.15 pMPa (取两者较大者);tp0.1C.pT1.25 pMPa (取两者较大者);tp0.1D.pT p3.容器设计中,容器的有效厚度应按下式计算B。A.e2; B.enC;C.e2D.edCCC4.有效厚度一定不小于B。5.A 名义厚度B计算厚度BC设计厚度在筒体上开椭圆孔,长轴应与筒体轴线。A 平行B垂直C任意角度6.设计新容器时,焊缝系数是按C确定的。A 、焊缝的结构形式;B、探伤比例;C、只能根据焊缝的结构形式和探伤比例来确定;D、与安全系数相同,可以任意取值。7.外压筒体壁厚计算中,以下B情况是满
5、足设计要求的。A. 计算外压C.许用外压ppp ,且接近p ;p ,且大很多。B. 许用外压D. 计算外压ppp ,且接近p ;p ,且大很多。四 . 简答题1. 什么是外压容器?什么是内压容器?答:容器内部的介质压力大于外部压力时为外压容器 , 反之为内压容器。2. 设计外压容器时采用加强圈的作用是什么?答:外压圆筒的加强圈, 其作用是将长圆筒转化为短圆筒, 以提高临界失稳压力,减薄筒体壁厚。3. 压力试验的目的是什么?常用的有哪几种方法?答:压力试验的目的是: 验证容器在超工作压力条件下, 器壁材料的宏观强度,焊接的致密性, 容器密封结构的可靠性, 容器在制造过程中存在的质量问题,使压力容
6、器在投产前对不安全情况用压力试验方法检验出来。常用的压力试验方法为液压试验,相对安全。4. 根据定义,用式子列出计算厚度,设计厚度,名义厚度,有效厚度之间的关系。答:壳体的计算壁厚是指按强度公式计算得到的厚度;设计厚度是计算壁厚加上腐蚀裕量,dC 2 ;名义厚度是将设计厚度加上钢板负偏差后向上圆整至钢板标准厚度,即ndC1;有效厚度是名义厚度减去附加量之后的值,即enC 。5. 椭圆形封头,碟形封头和带折边锥形封头为何均设置短圆筒?答:避免封头与筒体之间的连接焊缝处出现经向曲率半径突变, 使焊接应力与边缘应力分开,改善焊缝的受力状况。6. 什么是外压容器的临界压力?影响筒体临界压力的因素有哪些
7、?答:外压容器的临界压力是外压容器发生失稳时的临界值, 影响临界压力的因素主要有筒体尺寸、筒体的长度、直径、壁厚等,筒体的材料、筒体操作温度以及筒体的加工质量等。五 . 计算题1. 有一圆筒形锅炉汽包,其内径为 Di =1000mm,工作压力为 15.6MPa,汽包上装有安全阀, 设计温度为 350,材质为 18MnMoNbR ,双面焊对接接头,100%探伤 。 已 知 =190MPa , t =190 MPa , C1=0 ,C2=1mm ,s =410MPa,试设计该汽包厚度,并校核水压试验强度。钢板的常用厚度 (GB/T709-2001)mm2.02.53.03.54.04.5(5.0)
8、6.07.08.09.010111214161820222528303234363840424650556065707580859095100105110115120125130140150160165170180185190195200解:( 1)确定参数P =1.1 ×15.6=17.16MPaD =1000mm=190 MPa=1 C2=1mm(2)计算厚度:PD17.161000=47.29(mm)=1901 17.162P2d =+ C2=47.29+1=48.29(mm)d + C1=48.29+0=48.29mm园整后取厚度为n =50mm,该汽包可用 50mm 厚的
9、18MnMoNbR 钢板制造 .(3)校核水压试验强度PT (D2ie )e0.9式中 P=1.25p=1.2517.16190 =21.45MPa(p= P =17.16MPa)190enC50 149mm= 21.45 (1000 49) =229.60MPa2 49而 0.9= 0.91410 =369MPa可见0.9,所以水压试验强度足够。2. 一个低合金钢内压反应塔,筒体内径 D i 1000mm ,标准椭圆形封头,工作压力 2.0MPa (装有安全阀),工作温度 2700 C ,塔体采用单面手工电弧焊,100%无损探伤,内部介质有轻微腐蚀性。设计塔体壁厚,并校核水压试验强度。 (t
10、144MPa ,170MPa ,s 345MPa ,TpT D ie0.9 s )2 e表钢板负偏差 C (mm)l钢板厚度4.5 5.56 78 2526 3032 3436 40负偏差0.20.60.80.911.1解:根据题意, C 21mm,0.9 , p1.0522.1MPadpDiC221.0510001.0 9.17mmtp2144 0.9 2 1.052再加上钢板负偏差 C10.8mm ,然后圆整,取n10mm 厚。水压试验校核:pT D i1.2521.0517010008.2144Te190.5MPa228.2e0.9 s0.90.9345279.5MPa ,T0.9s ,
11、所以水压试验时强度足够。3. 一个低合金钢内压反应塔,筒体内径D i500mm ,标准椭圆形封头,工作压力 2.0MPa(装有安全阀),工作温度 3000 C ,塔体采用单面手工电弧焊 (有垫板),局部无损探伤,内部介质有轻微腐蚀性。 ( 1)设计塔体壁厚,并校核水压试验强度。 ( 2)设计封头壁厚。 (t144MPa ,170MPa ,s 345MPa , TpT D ie0.9s )2 e表钢板负偏差 C (mm)l钢板厚度4.5 5.56 782526 3032 3436 40负偏差0.20.60.80.911.1解:(1)设筒体壁厚 7mm, C10.6mm, C 21mmpDiC21.055001.66.2mmdt2 1440.822p1.05圆整,取 n7mm 厚。pT D
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