压力容器设计人员考核试题集及答案第五部分计算题 Word 文档.docVIP

第五部分 计算题 5.1 内压圆筒的设计 设计条件： 设计压力 P=2.0MPa ,设计温度t=330℃ ，筒体内径 D=800㎜， 腐蚀裕量 C=1.5㎜ 筒体材料 16MnR(GB6654-1996)，焊接接头系数 Φ=1.0 ［解］ 查 GB150-1998 中表(4-1)，取16MnR在设计温度下的许用应力为 计算压力Pc=P+液柱静压力=2.0MPa (液柱静压力＜5%的设计压力不考虑＝ 筒体计算厚度按式(5-1)计算： ==5.84㎜ 设计厚度 + 按GB6654-1996钢板负偏差≤0.25㎜，按GB150 3.5.5.1 取C=0 取名义厚度 ㎜ 检查：㎜ ，与原假设一致，故取名义厚度 ㎜ 合适。 5.2 内压球壳的设计 设计条件： 设计压力：P=0.86MPa，设计温度： =70℃ ，球壳内径 盛装介质：气体 腐蚀裕量 球壳材料 20R (GB6654-1996) 焊接接头系数：Φ=1.0 ［解］ 查GB150-1998中表(4-1)，取材料的许用应力为 壳体计算厚度按式(5-5)计算： = 设计厚度 按GB6654-1996钢板负偏差≤，按GB150 3.5.5.1 取 考虑常用规格取名义厚度 检查：查GB150-1998表4-1，根据设计温度下的许用应力 重新计算厚度： 设计厚度 取名义厚度 再检查许用应力没有变化，故球壳最终厚度为22㎜。 5.3 复合钢板的内压圆筒设计 某储罐设计压力P=， 设计温度 ℃，工作介质具有强腐蚀性，但对奥氏体不锈钢基本无腐蚀。储罐内径 ，焊接接头系数 Φ=1.0 请选用罐体材料并设计罐体壁厚 ［解］ 由于介质具腐蚀特性，筒体材料可选用不锈钢板或不锈复合钢板。以下对两种方案分别进行计算。 ⑴ 罐体选用0CY18Ni10Ti不锈钢板，查GB150-1998表4-1取 计算厚度按式(5-1)计算 设计厚度 按GB709，取钢板负偏差： 取名义厚度 检查：许用应力没有变化，取不锈钢板厚度为28㎜。 ⑵ 罐体选用不锈复合钢板 不锈复合钢板基层为16MnR，复层为0CY18Ni10Ti，复层厚度为3㎜。 查GB150-1998取复层许用应力 基层许用应力 (设基层厚度为22㎜)。 复合板许用应力按式 (3-2)计算： 复合板计算厚度按式(5-1)计算： 查GB8165，复合板总厚16~25㎜时，总厚度的负偏差率为7%。 应取名义厚度 取 所取名义厚度与原假设一致，故取25㎜满足要求。 5.4 计算液柱静压力的内压圆筒设计 某立罐盛装比重为1.16的液体。罐体材料为20R。罐内液面高度3200㎜， 罐体内径 设计压力 P=， 设计温度 t=60℃ ，焊接接头系数 Φ=1.0 试设计罐体壁厚。 ［解］ 罐体底部液柱压力：P液=1.16××3200×9.8=0.036 由于罐体底部液柱压力大于设计压力的5%，因此， 计算压力 查GB150-1998表4-1取材料许用应力 。 计算厚度按式(5-1)计算： 按GB150 3.5.6.a 不包括腐蚀裕量的圆筒最小厚度不小于3㎜，最小厚度与腐蚀裕量之和 ，大于计算所得的名义厚度。因此最终名义厚度为5㎜ 。 5.5 的外压圆筒的设计 裂解气套管式换热器， 内管规程 Φ108×14(高精度管)，材料为15，外管规格Φ194×22，材料20G，套管总长度 8000㎜，如图。 内管设计温度445℃，外管设计温度300℃， 管间最大工作压力 ， 内管腐蚀裕量 ， 试校核内管在外压作用下的稳定。 ［解］ ⒈ 管间外压操作工况 a 因为内管 用与6.2.1.1 条相同的步骤求取B值： 查图 6-2 得A=0.015 b 查图6-5 ，以445℃内插法得B=105 c 按式6-4 计算，取其小值作为许用外压： 式中 取以下两值中的较小值 查表4-3， 查表 ， 故 即内管在操作外压作用下的稳定是满足设计要求的。 ⒉ 管间试压验压力 ⑴ 液压试验压力 根据外管材料为20G， 查表4-3