《化工设备机械基础》第六章习题解答

PAGEPAGE4第六章容器零部件二、填空题：A组：法兰联接结构，一般是由（联接）件，（被联接）件和（密封元）件三部分组成。在法兰密封所需要的预紧力一定时，采取适当减小螺栓（直径）和增加螺栓（个数）的办法，对密封是有利的。提高法兰刚度的有效途径是1（增加法兰厚度）2（减小螺栓作用力臂）3（增加法兰盘外径）。制定法兰标准尺寸系列时，是以（16MnR）材料，在（200）℃时的力学性能为基础的法兰公称压力的确定与法兰的最大（操作压力），（操作温度）和（法兰材料）三个因素有关。卧式容器双鞍座的设计中，容器的计算长度等于（筒体）长度加上两端凸形封头曲面深度的（2/3）。配有双按时制作的卧室容器，其筒体的危险截面可能出现在（支座）处和（跨距中间）处。卧式容器双鞍座的设计中，筒体的最大轴向总应力的验算条件是：拉轴向应力应为（ ≤t）拉轴向压力应为（ ≤t）和（轴向许用压缩应力的较小值）压 acB组：A≤(0.25)D0且A不大于（0.2）L在鞍坐标准规定的鞍座包角有θ=（120°）和θ=（150°）两种。n 采用补强板对开孔进行等面积补强时，其补强范围是：有效补强宽度是（B2d,d}n 外侧有效补强高度是（minh1内侧有效补强高度是（minh2

dnt ddntnt

,接管实际外伸高度}）,接管实际内伸高度}）根据等面积补强原则，必须使开孔削弱的截面积)Ae 1厚度减去计算厚度之外的多余面积)A+(焊缝金属截面积)A。2 3Di≤1500mm时，须使开孔最大直径d≤(1/2)D（520）mm.当筒体直径iD,>1500mm时，，须使开孔最大直径d≤(1/3)D（1000）。i iDN(400)mm,DN(450)mm,DN(500)mm,DN(600)mm7现行标准中规定，椭圆形人孔的尺寸为（400）×（250）mm与（380）×（280）mm。8现行标准中规定的标准手孔的公称直径有DN(150mm)和DN(250mm)两种。三、是非判断题t，则应加大法兰盘外径D0金属垫片材料一般并不要求强度高，为要求其软韧，金属垫片主要用于中高温和中高压的法兰联接密封。(√)(×)正压操作的盛装气体（在设计温度下不冷凝）拉应力。(×)四、工程应用题A组：选择设备法兰密封面型式及垫片介质公称压力PN介质温度适宜密封面型式垫片名称及材料（MPa）℃丙烷1.0150平形耐油橡胶石棉垫/耐油橡胶石棉板蒸汽1.6200平形石棉橡胶垫/中压石棉橡胶板液氨2.5≤50凹凸或榫槽石棉橡胶垫圈/中压石棉橡胶板氢气4.0200凹凸缠绕式垫圈/08(15)钢带-石棉带800mm,3000.25MPa,材质Q235-AR。绘出法兰结构图并注明尺寸。【解】塔节与封头的联接法兰——容器法兰根据该塔的工艺条件：温度、压力及塔径，塔节与封头联接的法兰应该选用甲型平焊法兰。根据操作温度、设6-40.6MPa3216-16-320mm。联接螺栓为Ｍ20，共24个，材料由表6-6查得为35。螺母材料为Ｑ235-Ａ。出料口接管法兰——管法兰340.25MPa公称直径按表6-10HG20592法兰PL100-0.25RFQ235-A353536法兰各部尺寸及螺栓、螺柱规格，并绘于图2中。图1（容器法兰（法兰-RF800-0.6JB4702-92）图2突面板式平焊管法兰（HG20592法兰PL100-0.25RFQ235-A）6．有一卧式圆筒形容器，DN=3000mm，最大重量为100吨，材质为16MnR，选择双鞍式支座标准。【解】每个支座上的载荷mg 1001039.8F 2 2 490KN根据承受载荷与公称直径查附录十六，应选用轻型（A型）120°包角带垫板鞍座。JB/4712-92鞍座A3000-FJB/4712-92鞍座A3000-S鞍座材料Q235-AF 垫板材料16MnR 允许载荷Q=786KNh250mm 10mm鞍座高度： 腹板:2l

l 3

弧长3490mm1b360mm

b 2

b 500mm4底版：1

14mm

筋板：b3

406mm 4

10mm31 10mm e65mm3Ф89×616mm1016MnR，1.8Mpa，设计温度为250℃，腐蚀裕量2mm，开孔未与筒体焊缝相交，接管周围20mm管，试确定此开孔是否需要补强？如需要，其补强圈的厚度应为多少？画出补强结构图。【解】由表16-1查得16MnR（厚度６～１６）在250℃下的t=１５６MＰ， 325MPast t s取φ=1

205MPaPD 1.81400S

i 215611.88.12mmSt

2tPc2tPc

1.889 0.86mm29211.8壳体与接管的壁厚附加量取C=２mm则开孔直径：d892622S 16mm壳体的名义壁厚： nS C16214mm壳体的有效壁厚：e nS 6mm接管的名义壁厚： ntS S C624mm接管的有效壁厚：et ntB2d281接管有效补强宽度：dSnt816dSnt816接管外侧、内侧有效补强高度：

22mm强度削弱系数：

[]tf r []t壳

92156

0.59需要补强金属面积：et AdS2SS f818.1228.1240.59684.35mmet 可作为补强的金属面积：1eAd1e

2 S Set S S

Sfr240.59457mm2rSetSft SetSft

2 Sh2Sh2

C2fr2220.592220.59133.4mm2frA3焊缝按R=8计算，则

218864mm22可作为有效补强的金属截面积：