筒体和封头标准

1.筒体（摘自JB1153－73）

附表1 筒体的容积、面积和质量

公称

直径

DN

mm

1米高

的容积

V

m3

1米高

的内表

面积

F B（m2）

1米高筒节钢板理论质量，kg

厚度δ，mm

3 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 300

400

500

600

700

800

900

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

3600

3800

4000

0.071

0.126

0.196

0.283

0.385

0.503

0.636

0.785

1.131

1.539

2.017

2.545

3.142

3.801

4.524

5.309

6.159

7.030

8.050

9.075

10.180

11.340

12.566

0.94

1.26

1.57

1.88

2.20

2.51

2.83

3.14

3.77

4.40

5.03

5.66

6.28

6.81

7.55

8.17

8.80

9.43

10.05

10.08

11.32

11.83

12.57

22

30

37

45

30

40

50

60

69

79

89

37

50

62

75

87

99

112

124

149

173

198

44

60

75

90

105

119

134

149

178

208

238

267

296

322

356

59

79

100

121

140

159

179

199

238

278

317

356

397

436

475

514

554

593

632

672

711

751

790

99

125

150

176

200

224

249

298

348

397

446

495

545

596

644

693

742

791

841

890

939

988

119

150

180

213

240

270

296

358

418

476

536

596

655

714

774

831

881

950

1008

1070

1126

1186

175

211

250

280

315

348

418

487

556

627

695

714

834

903

970

1040

1108

1177

1246

1315

1383

363

399

479

567

636

716

795

874

960

1030

1110

1190

1267

1346

1424

1514

1582

408

450

540

630

720

806

895

984

1080

1160

1205

1338

1425

1517

1606

1693

1780

503

602

700

800

897

995

1093

1194

1290

1390

1490

1587

1687

1785

1884

1980

662

770

880

987

1095

1204

1314

1422

1531

1640

1745

1857

1965

2074

2185

840

960

1080

1200

1318

1435

1553

1671

1790

1908

2027

2145

2263

2380

914

1040

1170

1300

1429

1556

1684

1812

1940

2069

2197

2325

2453

2585

986

1124

1263

1400

1540

1677

1815

1953

2091

2229

2367

2505

2643

2785

1058

1206

1353

1501

1650

1798

1946

2094

2242

2390

2533

2685

2834

2985

2.椭圆封头（摘自JB/T 4737－95）（见附表2、附表3）

附表2 以内径为公称直径的椭圆封头的型式和尺寸

公称

直径

DN

mm

曲边

高度

h1

mm

直边

高度

h2

mm

内表

面积

A

m2

容积

V

m3

公称

直径

DN

mm

曲边

高度

h1

mm

直边

高度

h2

mm

内表

面积

A

m2

容积

V

m3

300 75 25 0.1211 0.0053

550 137

25 0.3711 0.0277

350 88 25 0.1608 0.0080 40 0.3970 0.0313

400 100

25 0.2049 0.2049 50 0.4143 0.0337

40 0.2237 0.2237 600 150 25 0.4374 0.0353

附表2 续表

注：当封头厚度δn<10mm时，封头直边高度h2取25，当封头厚度10≤δn<20mm时，封头直边高度h2取40，当封头厚度δn≥20mm时，封头直边高度h2取50。

附表3 以内径为公称直径的椭圆封头的质量

（注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）

封头名称代号及参数

封头名称代号及参数文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

封头名称、代号及参数 EHA 标准椭圆形封头（2：1正半椭圆） D N=Di Di/2hi=2 EHB D N=D O DO/2hi=2 DHA Ri=Di r= hi= DHB Ri=Di r= hi= PSH Ri=Di D N=D O SHD Ri≥ WD R≥Di r≤ CHA α=30°r= D N=Di CHB α=45° r= D N=Di FH r≥3×δs H=r h HH Ri= MD R≥Di r≤ XD MD以外DF hi=1/4Di AH Ri= r= hi=1/4Di CHC α=60° r= rs= D N=Di CHD 其他 封头标记 封头使用注意点 1.封头与筒体组装点固请按图示的顺序对称点固，既简单又准确，方便组焊。 1、请测量封头的外周长。若事先进行筒体加工，请向本公司询问预定外周长的 尺寸。 2、请将封头外周长 4 等分，并在筒体和封头上做好标记。 3、按图示顺序进行定位焊接，定位焊的定位点请客户根据直径和板厚自选定位

点。 4、定位焊完成后，进行焊接。 2. 注意不锈钢封头表面的防护 1. 封头与筒体组焊后，要及时清理焊缝、热影响区及周围的焊渣、飞溅、污染物，并进行 PT 检查和表面酸洗。 2. 防止不锈钢封头表面的磕碰划伤。 3. 防止与碳素钢直接接触，避免铁离子污染。 4. 不在露天存放，防雨淋。 5. 避免强制组焊。结构设计要防止拘束应力过大。 6. 水压试验用水氯离子含量不得大于 25mg/L ，试验后要及时吹干。 7. 不锈钢酸洗不能用盐酸等还原酸。 8. 严格遵守《容规》规定的介质相容性。 注：对于0Cr18Ni9和304等亚稳定奥氏体不锈钢封头很容易因表面防护不当，而引起表面点腐蚀。当与加工应力、焊接应力叠加后，最终导致应力腐蚀和晶间腐蚀。为此，请客户特别注意对此类不锈钢的表面防护。 3. 封头使用场合的注意点 1. 碳素钢封头在硝酸盐、氨、碱性钠等环境下会发生裂纹，请在订购封头时说明消除残余应力。 2. 奥氏体不锈钢在有氯离子的特定环境下会发生应力腐蚀裂纹，请在设计时选择合适材料。 3. 需热镀锌或渗铝的碳钢容器，请先做热处理，去除残余应力。 封头特点 1.使用高品质封头特殊钢材 北海的封头● 根据北海铁工所对封头材料的特殊技术要求 向优秀钢厂特别订购封头特殊钢材（太钢、舞钢、浦钢）。 ● 主要技术指标严于国家标准： 碳素钢：磷P≤%、硫S≤%、屈强比бs/бb ≤ 75% 16MnR：磷P≤%、硫S≤%；屈强比бs/бb ≤ 75% ；12mm以上UT；16mm以上正火；10mm以上3m板幅。

筒体和封头标准及重量

1.筒体（摘自J B1153－73） 附表1筒体的容积、面积和质量 公称直径DN mm 1米高 的容积 V m3 1米高 的内表 面积 F B（m2） 1米高筒节钢板理论质量，kg 厚度δ，mm 3 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 300 400 500 600 700 800 900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000 0.071 0.126 0.196 0.283 0.385 0.503 0.636 0.785 1.131 1.539 2.017 2.545 3.142 3.801 4.524 5.309 6.159 7.030 8.050 9.075 10.180 11.340 12.566 0.94 1.26 1.57 1.88 2.20 2.51 2.83 3.14 3.77 4.40 5.03 5.66 6.28 6.81 7.55 8.17 8.80 9.43 10.05 10.08 11.32 11.83 12.57 22 30 37 45 30 40 50 60 69 79 89 37 50 62 75 87 99 112 124 149 173 198 44 60 75 90 105 119 134 149 178 208 238 267 296 322 356 59 79 100 121 140 159 179 199 238 278 317 356 397 436 475 514 554 593 632 672 711 751 790 99 125 150 176 200 224 249 298 348 397 446 495 545 596 644 693 742 791 841 890 939 988 119 150 180 213 240 270 296 358 418 476 536 596 655 714 774 831 881 950 1008 1070 1126 1186 175 211 250 280 315 348 418 487 556 627 695 714 834 903 970 1040 1108 1177 1246 1315 1383 363 399 479 567 636 716 795 874 960 1030 1110 1190 1267 1346 1424 1514 1582 408 450 540 630 720 806 895 984 1080 1160 1205 1338 1425 1517 1606 1693 1780 503 602 700 800 897 995 1093 1194 1290 1390 1490 1587 1687 1785 1884 1980 662 770 880 987 1095 1204 1314 1422 1531 1640 1745 1857 1965 2074 2185 840 960 1080 1200 1318 1435 1553 1671 1790 1908 2027 2145 2263 2380 914 1040 1170 1300 1429 1556 1684 1812 1940 2069 2197 2325 2453 2585 986 1124 1263 1400 1540 1677 1815 1953 2091 2229 2367 2505 2643 2785 1058 1206 1353 1501 1650 1798 1946 2094 2242 2390 2533 2685 2834 2985 2.椭圆封头（摘自JB/T 4737－95）（见附表2、附表3） 附表2以内径为公称直径的椭圆封头的型式和尺寸 公称 直径 DN mm 曲边 高度 h1 mm 直边 高度 h2 mm 内表 面积 A m2 容积 V m3 公称 直径 DN mm 曲边 高度 h1 mm 直边 高度 h2 mm 内表 面积 A m2 容积 V m3 300 75 25 0.1211 0.0053 550 137 25 0.3711 0.0277 350 88 25 0.1608 0.0080 40 0.3970 0.0313 400 100 25 0.2049 0.2049 50 0.4143 0.0337 40 0.2237 0.2237 600 150 25 0.4374 0.0353 450 112 25 0.2548 0.2548 40 0.4656 0.0396 40 0.2761 0.2761 50 0.4845 0.0424 附表2续表 公称 直径 DN mm 曲边 高度 h1 mm 直边 高度 h2 mm 内表 面积 A m2 容积 V m3 公称 直径 DN mm 曲边 高度 h1 mm 直边 高度 h2 mm 内表 面积 A m2 容积 V m3

筒体和封头标准及重量

1.筒体（摘自JB1153－73） 附表1 筒体的容积、面积和质量 公称直径DN mm 1米高 的容积 V m 3 1米高 的内表 面积 F B（m2） 1米高筒节钢板理论质量，kg 厚度δ，mm 3 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 300 400 500 600 700 800 900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000 0.071 0.126 0.196 0.283 0.385 0.503 0.636 0.785 1.131 1.539 2.017 2.545 3.142 3.801 4.524 5.309 6.159 7.030 8.050 9.075 10.180 11.340 12.566 0.94 1.26 1.57 1.88 2.20 2.51 2.83 3.14 3.77 4.40 5.03 5.66 6.28 6.81 7.55 8.17 8.80 9.43 10.05 10.08 11.32 11.83 12.57 22 30 37 45 30 40 50 60 69 79 89 37 50 62 75 87 99 112 124 149 173 198 44 60 75 90 105 119 134 149 178 208 238 267 296 322 356 59 79 100 121 140 159 179 199 238 278 317 356 397 436 475 514 554 593 632 672 711 751 790 99 125 150 176 200 224 249 298 348 397 446 495 545 596 644 693 742 791 841 890 939 988 119 150 180 213 240 270 296 358 418 476 536 596 655 714 774 831 881 950 1008 1070 1126 1186 175 211 250 280 315 348 418 487 556 627 695 714 834 903 970 1040 1108 1177 1246 1315 1383 363 399 479 567 636 716 795 874 960 1030 1110 1190 1267 1346 1424 1514 1582 408 450 540 630 720 806 895 984 1080 1160 1205 1338 1425 1517 1606 1693 1780 503 602 700 800 897 995 1093 1194 1290 1390 1490 1587 1687 1785 1884 1980 662 770 880 987 1095 1204 1314 1422 1531 1640 1745 1857 1965 2074 2185 840 960 1080 1200 1318 1435 1553 1671 1790 1908 2027 2145 2263 2380 914 1040 1170 1300 1429 1556 1684 1812 1940 2069 2197 2325 2453 2585 986 1124 1263 1400 1540 1677 1815 1953 2091 2229 2367 2505 2643 2785 1058 1206 1353 1501 1650 1798 1946 2094 2242 2390 2533 2685 2834 2985 2.椭圆封头（摘自JB/T 4737－95）（见附表2、附表3） 附表2 以内径为公称直径的椭圆封头的型式和尺寸 公称 直径 DN mm 曲边 高度 h1 mm 直边 高度 h2 mm 内表 面积 A m2 容积 V m3 公称 直径 DN mm 曲边 高度 h1 mm 直边 高度 h2 mm 内表 面积 A m2 容积 V m3 300 75 25 0.1211 0.0053 550 137 25 0.3711 0.0277 350 88 25 0.1608 0.0080 40 0.3970 0.0313 400 100 25 0.2049 0.2049 50 0.4143 0.0337 40 0.2237 0.2237 600 150 25 0.4374 0.0353 450 112 25 0.2548 0.2548 40 0.4656 0.0396 40 0.2761 0.2761 50 0.4845 0.0424

化机基础习题解答上网(内压薄壁圆筒与封头的强设计)

《化工设备机械基础》习题解答 第四章内压薄壁圆筒与封头的强度设计 二、填空题 A组： 1.有一容器,其最高气体工作压力为1.6Mpa,无液体静压作用,工作温度≤150℃且装有安全阀, 试确定该容器的设计压力p=(1.76 )Mpa;计算压力p c=( 1.76 )Mpa;水压试验压力p T=(2.2 )MPa. 2.有一带夹套的反应釜,釜内为真空,夹套内的工作压力为0.5MPa,工作温度<200℃,试确定: (1)釜体的计算压力(外压)p c=( -0.6 )MPa;釜体水压试验压力p T=( 0.75 )MPa. (2)夹套的计算压力(内压)p c=( 0.5 )MPa;夹套的水压试验压力p T=( 0.625 )MPa. 3.有一立式容器,下部装有10m深,密度为ρ=1200kg/m3的液体介质,上部气体压力最高达 0.5MPa,工作温度≤100℃,试确定该容器的设计压力p=( 0.5 )MPa;计算压力 p c=( 0.617 )MPa;水压试验压力p T=(0.625 )MPa. 4.标准碟形封头之球面部分内径R i=( 0.9 )D i;过渡圆弧部分之半径r=( 0.17 )D i. 5.承受均匀压力的圆平板,若周边固定,则最大应力是(径向)弯曲应力,且最大应力在圆平板 的(边缘)处;若周边简支,最大应力是( 径向)和( 切向)弯曲应力,且最大应力在圆平板的( 中心)处. 6.凹面受压的椭圆形封头,其有效厚度Se不论理论计算值怎样小,当K≤1时,其值应小于封头内 直径的( 0.15 )%;K>1时,Se应不小于封头内直径的( 0.3 )%. 7.对于碳钢和低合金钢制的容器,考虑其刚性需要,其最小壁厚S min=( 3 )mm;对于高合金钢 制容器,其最小壁厚S min=( 2 )mm. 8.对碳钢,16MnR,15MnNbR和正火的15MnVR钢板制容器,液压试验时,液体温度不得低于 ( 5 ) ℃,其他低合金钢制容器(不包括低温容器),液压试验时,液体温度不得低于( 15 ) ℃. 三、判断是非题(是者画√;非者画×) 1.厚度为60mm和6mm的16MnR热轧钢板,其屈服点是不同的,且60mm厚钢板的σs大于6mm 厚钢板的σs. ( ×) 2.依据弹性失效理论,容器上一处的最大应力达到材料在设计温度下的屈服点σs(t)时,即宣告该 容器已经”失效”. ( √) 3.安全系数是一个不断发展变化的数据,按照科学技术发展的总趋势,安全系数将逐渐变小. ( √) 4.当焊接接头结构形式一定时,焊接接头系数随着监测比率的增加而减小. ( ×) 5.由于材料的强度指标σb和σs(σ0.2)是通过对试件作单向拉伸试验而侧得,对于二向或三向应 力状态,在建立强度条件时,必须借助于强度理论将其转换成相当于单向拉伸应力状态的相当应力. ( √） 四、工程应用题 A组： 1、有一DN2000mm的内压薄壁圆筒,壁厚Sn=22mm,承受的最大气体工作压力p w=2MPa,容器上 装有安全阀,焊接接头系数φ=0.85,厚度附加量为C=2mm,试求筒体的最大工作应力. 【解】（1）确定参数：p w=2MPa; p c=1.1p w =2.2MPa（装有安全阀）; D i= DN=2000mm( 钢板卷制); S n =22mm; S e = S n -C=20mm φ=0.85（题中给定）; C=2mm（题中给定）. （2）最大工作应力：

筒体和封头壁厚的计算

筒体和封头壁厚的计算 计算基准： 工作压力：6kgf/cm 2（表压） 设计压力：10 kgf/cm 2（绝压） 温度：常温 筒体直径：φ2000；φ3000；φ4000 1、筒体壁厚的计算： 根据公式 []p S t -Φ=σ2pD i 0 mm 式中：S 0——计算壁厚，mm P ——设计压力，kgf/cm 2 D i ——圆筒内径，mm [σ]t ——设计温度下圆筒材料的许用应力，kgf/cm 2 C ——壁厚的附加量 φ——焊缝系数，取0.85 选用材质为普通碳钢，《化工设备》（李健主编）第237页查得 100℃以下的许用应力为1270 kgf/cm 2，把上述相关数据代入公式，得 10 85.0127022000100-???=S =9.30mm 实际应用壁厚：S=S 0+C C= C 1+C 2+C 3 C 1——钢板厚度的负偏差，mm C 2——腐蚀裕度，mm C —加工减薄量，mm

1C 2=1mm, C 3= S 0×10%=0.93mm 故 C=0.8＋1＋0.93=2.73mm S=9.30＋2.73=12.03实际取12mm 2、标准椭圆封头壁厚的计算： 根据公式 []Kp K S t -Φ=σ2pD i 0 mm 式中：S 0——计算壁厚，mm P ——设计压力，kgf/cm 2 D i ——圆筒内径，mm [σ]t ——设计温度下圆筒材料的许用应力，kgf/cm 2 C ——壁厚的附加量 φ——焊缝系数，取0.85 K ——系数，标准椭圆封头D i /2h i =2，查得K=1 选用材质为普通碳钢，《化工设备》（李健主编）第237页查得 100℃以下的许用应力为1270 kgf/cm 2，把上述相关数据代入公式， 得 10 185.01270220001010?-????=S = 9.30 mm 实际应用壁厚：S=S 0+C C= C 1+C 2+C 3 C 1——钢板厚度的负偏差，mm C 2——腐蚀裕度，mm C ——加工减薄量，mm

大型筒体和封头的热处理

大型筒体和封头的热处理 厚壁容器材料的各种性能主要靠钢中加入C 和合金元素来保证，一旦成分确定之后,热处理则起决定性作用，特别是对厚截面制件的韧性而言,没有一个合理的热处理制度就难以达到要求的指标。实践说明,锻件的预备热处理和其后的性能热处理都是达到预期目标的必要手段。 一、预备热处理 预备热处理通常是在锻后热处理中完成。由于冶炼技术的进步，钢中氢含量和杂质元素已得到了有效控制，所以锻后热处理的主要目的是调整和细化晶粒，为性能热处理做组织准备以及接受粗加工后的超声波探伤。通过对A533B 钢研究后指出，铁素体、贝氏体及马氏体型显微组织的微观解理断裂应力）两者主要由碳化物尺寸和分布来控制，特别是在组织中出现最粗的碳化物时，显得最有害于韧性。因此，预备热处理还有改善碳化物尺寸和分布的任务。 防止大型锻件中的晶粒粗大和不均匀，除了要在冶炼、铸锭和锻造中采取必要措施外，在热处理中应得到尽量的补偿。一般是采用多次正火的方法细化晶粒，第一次的奥氏体化温度要高些,有利于合金元素的扩散，,消除微区偏析，并割断原始粗晶与再奥氏体化后晶粒之间的联系，但这时得到的晶粒要粗些。第二次奥氏体化时则选择晶粒不致发生显著长大的温度。 对25CrNi3MoVA 钢大锻件研究后提出了细化高淬透性钢大锻件奥氏体晶粒的基本原则，首先要在两个临界温度区向内实现快速加热,其次是采用多次中间热处理，包括加热到Ac3+10℃，使阿尔法—7转变完全地进行和形成奥氏体合金化程度最低,以及从Ac3+10℃缓慢冷却，使过热组织于奥氏体在珠光体区内完全分解时(在冷却过程中可采用在珠光体区奥氏体稳定性最小的温度等温保持)被破坏掉。最后在压低温度下进行淬火,保证锻件完全淬透而得到贝氏体组织。 研究了用中间高温回火对不同形态贝氏体组织的26CrNi3MoVA 钢类粗晶转子二次加热时晶粒细化的影响后指出，将预先650℃回火的粗晶粒钢以50℃/h 的速度加热到860℃时，无论是由于加热到奥氏体化温度时的再结晶过程，还是由于随后等温转变和二次结晶时形成铁素体-渗碳体组织，都可以达到晶粒细化。在预先回火的钢中，当奥氏体扩散分解时，无论沿着原始晶粒的晶界，还是在晶粒内，都形成铁素体相，而未回火钢的分解只有沿着奥氏体晶界才形成铁素体相。试验结果表明，以50℃/h 的速度加热，借助于中间高温回火或与等温扩散退火相结合的回火，可以使转子钢大

《化工设备机械基础》习题解答10146

盛年不重来，一日难再晨。及时宜自勉，岁月不待人。 第一章化工设备材料及其选择 二. 指出下列钢材的种类、含碳量及合金元素含量 Ａ组 钢号种类含碳量% 合金元素含量（%） 符号意义 Q235-A·F 普通碳素甲类钢—— F：沸腾钢Q:钢材屈服点 Q235-A 普通碳素甲类钢——A:甲类钢20g 优质碳素结构钢0.2% —g:锅炉钢16Mn R 普通低合金钢0.16% <1.5% R:容器钢20MnMo 普通低合金钢0.2% MnMo<1.5% —16MnDR 普通低合金钢0.16% Mn:<1.5% D:低温钢14Cr1Mo 普通低合金钢0.14% Cr:0.9-1.3%;Mo:<1.5% — 0Cr13 铬不锈钢<0.08% Cr:13% —1Cr18Ni9Ti 奥氏体不锈钢0.1% Cr:18%;Ni:9%;Ti:<1.5% —00Cr19Ni10 奥氏体不锈钢<0.03% Cr:19%;Ni:10% — B组： 钢号种类含碳量% 合金元素含量（%）符号意义 Q235-B 普通碳素乙类钢—— F：沸腾钢Q:钢材屈服点 Q235-AR 普通碳素甲类容器钢——R:容器钢16Mng 普通低合金钢0.16% Mn:<1.5% g:锅炉钢18Nbb 普通低合金钢0.18% Nb:<1.5% b:半镇静钢18MnMoNbR 普通低合金钢0.18% Mn.Mo.Nb:<1.5% — 09MnNiDR 普通低合金钢0.09% Mn.Ni:<1.5% R:容器钢06MnNb 普通低合金钢0.06% Mn.Nb:

化工设备机械基础作业答案

《化工设备机械基础》习题解答 二、填空题 1、钢板卷制的筒体和成型封头的公称直径是指它们的（ 内）径。 2、无缝钢管做筒体时，其公称直径是指它们的（ 外）径。 第三章 内压薄壁容器的应力分析 一、名词解释 A 组： ⒈薄壁容器：容器的壁厚与其最大截面圆的内径之比小于0.1的容器。 ⒉回转壳体：壳体的中间面是直线或平面曲线绕其同平面内的固定轴线旋转360°而成的壳体。 ⒊经线：若通过回转轴作一纵截面与壳体曲面相交所得的交线。 ⒋薄膜理论：薄膜应力是只有拉压正应力没有弯曲正应力的一种两向应力状态，也称为无力矩理论。 ⒌第一曲率半径：中间面上任一点M 处经线的曲率半径。 ⒍小位移假设：壳体受力以后，各点位移都远小于壁厚。 ⒎区域平衡方程式：计算回转壳体在任意纬线上径向应力的公式。 ⒏边缘应力：内压圆筒壁上的弯曲应力及连接边缘区的变形与应力。 ⒐边缘应力的自限性：当边缘处的局部材料发生屈服进入塑性变形阶段时，弹性约束开始缓解，原来不同的薄膜变形便趋于协调，边缘应力就自动限制。 二、判断题（对者画√，错着画╳） A 组： 1. 下列直立薄壁容器，受均匀气体内压力作用，哪些能用薄膜理论求解壁内应力？哪些不能？ （1） 横截面为正六角形的柱壳。（×） （2） 横截面为圆的轴对称柱壳。（√） （3） 横截面为椭圆的柱壳。 （×） （4） 横截面为圆的椭球壳。 （√） （5） 横截面为半圆的柱壳。 （×） （6） 横截面为圆的锥形壳。 （√） 2. 在承受内压的圆筒形容器上开椭圆孔，应使椭圆的长轴与筒体轴线平行。（×） 3. 薄壁回转壳体中任一点，只要该点的两个曲率半径R R 2 1=，则该点的两向应力σσθ=m 。 （√） 4. 因为内压薄壁圆筒的两向应力与壁厚成反比，当材质与介质压力一定时，则壁厚大的容器，壁内的应力总是小于壁厚小的容器。（×） 5. 按无力矩理论求得的应力称为薄膜应力，薄膜应力是沿壁厚均匀分布的。（√） B 组： 1. 卧式圆筒形容器，其内介质压力，只充满液体，因为圆筒内液体静载荷不是沿轴线对称分布的，所以不能用薄膜理论应力公式求解。（√） 2. 由于圆锥形容器锥顶部分应力最小，所以开空宜在锥顶部分。（√）

过程设备设计1习题(无答案)

1、 设计容器筒体和封头厚度。已知内径D i =1400mm,计算压力p c =1.8MPa,设计温度为40℃,材质为Q345R,介质无大腐蚀性.双面焊对接接头,100%探伤。封头按半球形、标准椭圆形和标准碟形三种形式算出其所需厚度,最后根据各有关因素进行分析,确定一最佳方案。 2、 某化工厂反应釜,内径为1600mm,工作温度为5℃~105℃,工作压力为1.6MPa,釜体材料选用0Cr18Ni9Ti 。采用双面焊对接接头,局部无损探伤,凸形封头上装有安全阀,试设计釜体厚度。负偏差为0.8mm 。 3、 有一圆筒形乙烯罐,内径D i =1600mm,壁厚S n =16mm,计算压力为p c =2.5MPa,工作温度为-3.5℃，材质为16MnR,采用双面焊对接接头,局部无损探伤,厚度附加量C=3mm,试校核贮罐强度。 4、一个低合金钢内压反应塔，筒体内径mm D i 1000 =，标准椭圆形封头，工作压力MPa 0.2（装有安全阀），工作温度C 0270，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。 （[]MPa t 144=σ，[]MPa 170=σ，MPa s 345=σ）

1 、有一台聚乙烯聚合釜，其外径为D 0=1580mm ，高L=7060mm （切线间长度）， 有效厚度S e =11mm ，材质为0Cr18Ni9Ti ，试确定釜体的最大允许外压力。（设计 温度为200℃） 2、试设计一台氨合成塔内筒的厚度，已知内筒外径为D 0=410mm ，筒长L=4000mm ，材质为0Cr18Ni9Ti ，内筒壁温最高可达450℃，合成塔内系统的总压力降为0.5MPa 。 3、DN2000的低碳钢外压圆筒，筒体长4500mm ，壁厚10mm ，两侧封头凸面高度 600mm ，介质无腐蚀。试计算筒体能承受的许可外压，并判断发生侧向失稳后筒体横截面上产生的波形数是等于2还是大于2？ （3 02.2???? ??=D E p e cr δ，()05.2059.2D L D E p e cr δ=，MPa E 5102?=） 4、 有一台液氮罐，直径为D i =800mm ，切线间长度L=1500mm ，有效厚度S e =2mm ， 材质为0Cr18Ni9Ti ，由于其密闭性能要求较高，故须进行真空试漏，问不设置加强圈能否被抽瘪？如果需要加强圈，则需要几个？

《化工设备机械基础》第四章习题解答教学文稿

《化工设备机械基础》第四章习题解答

第四章 内压薄壁圆筒与封头的强度设计 二、 填空题 A 组： 1. 有一容器,其最高气体工作压力为1.6Mpa,无液体静压作用,工作温度≤150℃且装有安全阀,试确定该容器的 设计压力p=(1.76 )Mpa;计算压力p c =( 1.76 )Mpa;水压试验压力p T =(2.2 )MPa. 2. 有一带夹套的反应釜,釜内为真空,夹套内的工作压力为0.5MPa,工作温度<200℃,试确定: (1)釜体的计算压力(外压)p c =( -0.6 )MPa;釜体水压试验压力p T =( 0.75 )MPa. (2)夹套的计算压力(内压)p c =( 0.5 )MPa;夹套的水压试验压力p T =( 0.625 )MPa. 3. 有一立式容器,下部装有10m 深,密度为ρ=1200kg/m3的液体介质,上部气体压力最高达0.5MPa,工作温度≤ 100℃,试确定该容器的设计压力p=( 0.5 )MPa;计算压力p c =( 0.617 )MPa;水压试验压力p T =(0.625 )MPa. 4. 标准碟形封头之球面部分内径R i =( 0.9 )D i ;过渡圆弧部分之半径r=( 0.17 )D i . 5. 承受均匀压力的圆平板,若周边固定,则最大应力是(径向 )弯曲应力,且最大应力在圆平板的(边缘 )处;若 周边简支,最大应力是( 径向 )和( 切向 )弯曲应力,且最大应力在圆平板的( 中心 )处. 6. 凹面受压的椭圆形封头,其有效厚度Se 不论理论计算值怎样小,当K ≤1时,其值应小于封头内直径的 ( 0.15 )%;K>1时,Se 应不小于封头内直径的( 0.3 )%. 7. 对于碳钢和低合金钢制的容器,考虑其刚性需要,其最小壁厚S min =( 3 )mm;对于高合金钢制容器,其最小壁 厚S min =( 2 )mm. 8. 对碳钢,16MnR,15MnNbR 和正火的15MnVR 钢板制容器,液压试验时,液体温度不得低于( 5 ) ℃,其他低合 金钢制容器(不包括低温容器),液压试验时,液体温度不得低于( 15 ) ℃. 三、 判断是非题(是者画√;非者画×) 1. 厚度为60mm 和6mm 的16MnR 热轧钢板,其屈服点是不同的,且60mm 厚钢板的σs 大于6mm 厚钢板的σs . ( × ) 2. 依据弹性失效理论,容器上一处的最大应力达到材料在设计温度下的屈服点σs(t)时,即宣告该容器已经”失效”. ( √ ) 3. 安全系数是一个不断发展变化的数据,按照科学技术发展的总趋势,安全系数将逐渐变小. ( √ ) 4. 当焊接接头结构形式一定时,焊接接头系数随着监测比率的增加而减小. ( × ) 5. 由于材料的强度指标σb 和σs(σ0.2)是通过对试件作单向拉伸试验而侧得,对于二向或三向应力状态,在建立强 度条件时,必须借助于强度理论将其转换成相当于单向拉伸应力状态的相当应力. ( √ ） 四、 工程应用题 A 组： 1、 有一DN2000mm 的内压薄壁圆筒,壁厚Sn=22mm,承受的最大气体工作压力p w =2MPa,容器上装有安全阀, 焊接接头系数φ=0.85,厚度附加量为C=2mm,试求筒体的最大工作应力. 【解】（1）确定参数：p w =2MPa; p c =1.1p w =2.2MPa （装有安全阀）; D i = DN=2000mm( 钢板卷制); S n =22mm; S e = S n -C=20mm φ=0.85（题中给定）; C=2mm （题中给定）. （2）最大工作应力： a e e i c t MP S S D p 1.11120 2)202000(2.22)(=?+?=+=σ 2、 某球形内压薄壁容器,内径为D i =10m,厚度为S n =22mm,若令焊接接头系数φ=1.0,厚度附加量为C=2mm,试计 算该球形容器的最大允许工作压力.已知钢材的许用应力[σ]t =147MPa. 【解】（1）确定参数：D i =10m; S n =22mm; φ=1.0; C=2mm; [σ]t =147MPa. S e = S n -C=20mm.

成型封头最小厚度的确定

管道频率及振型,见表2。 表2　改造后管道频率及振型 频率 H z 一阶 二阶三阶四阶5196 6140 11170 15137 振幅值较大的节点 18,19 18,19 18, 19 18, 19 图4　改造方案简图 4　结语 经振动计算分析及对管道支承等约束条 件进行改造后,系统的基频己升到期望的允许值。重新开车后振动情况明显好转,振幅最大值已从614mm 降到017mm ,因此该管道按本文方案改造是成功的 。 图5　支撑结构简图参　考　文　献 1　曾启贤1工程流体力学1北京:航空工业出版社, 19931106～108 2　任文敏,韩祖南1提升管结构自由振动的简化计算.振动 与冲击,1990,(3):35～39 3　化工厂机械手册编委员1化工厂机械手册之管路维修, 设备管理.北京:化学工业出版社,19931281～317 4　屈维德1机械振动手册1北京:机械工业出版社,1995. 1521～24. (收稿日期:1997204221)(熊编) 成型封头最小厚度的确定 长岭炼油化工设计院(岳阳　414012)　工程师　高宏坤 关键词　成型　封头　开孔　补强　厚度分类号　TQ 05013 压力容器设计中,图样上常需注明成型 封头的最小厚度,其目的之一是便于制造厂控制壁厚,利用名义厚度中的圆整部分作为加工减薄量。通常是将成型封头的计算壁厚?与材料腐蚀裕量C 2之和作为最小壁厚提供给制造厂。而实际上,封头名义厚度中的圆整部分往往有一部分甚至全部被用作开孔补强。若将?+C 2作为最小壁厚,则封头上的开孔补强有可能不能满足要求,从而留下安全隐患。笔者对这种情况作了详细的分析和计 算,现介绍如下。 1　理论推导 由GB 150—89《钢制压力容器》〔1〕 中式(621)与式(622)可知,球壳及凸形封头因开孔削弱所需补强面积为: A =d ?+2?(?nt -C )(1-f r )(1) 假设成型封头名义厚度中用于开孔补强 部分的厚度为??,类似文〔1〕中式(6226),封头中用于开孔补强的金属面积为: A 1’ =(B 2d )??22(?nt 2C )(12f r )??(2) 1998年1月 PETRO 2CH E M I CAL EQU IP M EN T Jan .1998

(整理)压力容器材料壁厚计算与校核计算实例.

第一节输入分析及功能性能描述 1、工作介质：硫酸钴液体 由于硫酸钴液体内杂质成份较复杂，且内部成份容易结晶，所以过滤器及管道、阀门全部选用不锈钢材料。 2、原液固含量：≤5% 和本公司的液体高级工程师莫工和中南大学廖博士联系咨询后，取得硫酸钴溶液中固体的固含量≤5%的范围内 3、设备的最高工作温度不超过70℃ 工艺要求提出设备的最高工作温度不得超过70℃，因此设计时应适当的放大，将设计温度提高到80℃。 4、工作压力 由于中南装置功能及工艺参数中指出，反洗压力0.5Mpa(气源压力),所以在设计装置时按照0.8Mpa进行装置的设计。 5、过滤组件为1个； 经过对工艺条件的提出，过滤组件为2个，1个为多通道滤芯过滤组件，1个双层滤芯过滤组件。 6、滤芯参数 1.1双层滤芯规格：双层管YTT75X200-3-C0.4-D2（外管外径75，内径69；内管外径63，内径57） 1.2滤芯数量：5套 1.3过滤面积： 1.3.1总过滤面积： 1.3.2单管过滤面积： 1.4过流截面面积S：0.00062㎡ 1.5滤芯安装形式：1个过滤器内1只滤芯组件 2.1多通道滤芯规格：多通道滤芯YTT60X200-C0.5-D3 2.2滤芯数量：2套 2.3过滤面积： 2.3.1总过滤面积： 2.3.2单管过滤面积： 2.4过流截面面积S：0.00079㎡ 2.5滤芯安装形式：1个过滤器内1只滤芯组件 7、输送管道为DN40管道； 经工艺计算出循环系统的循环管直径为DN40，补液管道为DN25，回流排气管道为DN25，清液出口管道为DN25，反冲器安装管道为DN25，排渣管道为DN25， 过滤罐体的材质为OCr18Ni9，管道的材质为OCr18Ni9； 8、法兰的公称压力为1.6Mpa; 工艺条件指出,设备管道法兰的公称压力为1.6Mpa,设计时,应按照此标准进行管道法兰的设计与选择。 9、清液储液罐的体积 经过工艺工程师计算得，反冲器内部可用于反冲液的液体体积约为0.8L,因此在设计清液储液罐容积时按照1.2L来进行设计。 第二节内压容器筒体与封头厚度的设计与强度计算