1、1 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)習(xí)題解答 第六章容器零部件 二、 填空題：A組： 1 法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)，一般是由（聯(lián)接）件，（被聯(lián)接）件和（密封元）件三部分組成。 2 在法蘭密封所需要的預(yù)緊力一定時(shí)，采取適當(dāng)減小螺栓（直徑）和增加螺栓（個(gè)數(shù)）的辦法，對密封是有利的。 3 提高法蘭剛度的有效途徑是 1 （增加法蘭厚度）2 （減小螺栓作用力臂）3 （增加法蘭盤外徑）。 4 制定法蘭標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列時(shí)，是以（16MnR材料，在（200）C時(shí)的力學(xué)性能為基礎(chǔ)的 5 法蘭公稱壓力的確定與法蘭的最大（操作壓力），（操作溫度）和（法蘭材料）三個(gè)因素有關(guān)。 6 臥式容器雙鞍座的設(shè)計(jì)中，容器的計(jì)算長度等于（筒體）長度加上兩端凸形封

2、頭曲面深度的（ 2/3 ）。 7 配有雙按時(shí)制作的臥室容器，其筒體的危險(xiǎn)截面可能岀現(xiàn)在（支座）處和（跨距中間）處。 8 臥式容器雙鞍座的設(shè)計(jì)中，筒體的最大軸向總應(yīng)力的驗(yàn)算條件是： 軸向應(yīng)力應(yīng)為（二拉w 軸向壓力應(yīng)為（二壓W !_j）和（軸向許用壓縮應(yīng)力 I lac的較小值） B組：1采用雙鞍座時(shí)，為了充分利用封頭對筒體臨近部分的加強(qiáng)作用，應(yīng)盡可能將支座設(shè)計(jì)的靠近封頭，即 AW（ 0.25）D o,且 A不大于（0.2 ） L 2 在鞍坐標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鞍座包角有 9 = （ 120） 和B = （150）兩種。 3 采用補(bǔ)強(qiáng)板對開孔進(jìn)行等面積補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，其補(bǔ)強(qiáng)范圍是： 有效補(bǔ)強(qiáng)寬度是（B 二 max2d

3、,d - 2.n - 2： nt） 外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度是（min 料 二.喬,接管實(shí)際外伸高度） 內(nèi)側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度是（min h2 ,接管實(shí)際內(nèi)伸高度） 4 根據(jù)等面積補(bǔ)強(qiáng)原則，必須使開孔削弱的截面積 AW Ae=（殼體有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積 ）A1+（接管有效 厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積 ）A2+（焊縫金屬截面積）A3O 5采用等面積補(bǔ)強(qiáng)時(shí)， 當(dāng)筒體徑 Di w1500mi時(shí)， 須使開孔最大直徑d （ 1/2） Di,且不得超過 （520） mm當(dāng)筒體直徑 D,1500mnM,，須使開孔最大直徑 d（ 1/3）D i,且不得超過（1000）。 6 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的圓形人孔公稱直

4、徑有 DN（400）mm, DN（450）mm, DN（500）mm, DN（600）mm等四種。 7 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，橢圓形人孔的尺寸為（ 400）X（ 250） mmt（ 380）x（ 280） mm 8 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)手孔的公稱直徑有 DN（150mm和 DN（250mm兩種。 三、 是非判斷題 1 法蘭密封中，法蘭的剛度與強(qiáng)度具有同等重要的意義。 （X） 2 在法蘭設(shè)計(jì)中，如欲減薄法蘭的厚度 t，則應(yīng)加大法蘭盤外徑 D0,加大法蘭長徑部分尺寸和加大臂長度。 （X ） 3 金屬墊片材料一般并不要求強(qiáng)度高，為要求其軟韌，金屬墊片主要用于中高溫和中高壓的法蘭聯(lián)接密封。 （V） 4 法蘭

5、連接中，預(yù)緊密封比壓大，則工作時(shí)可有較大的工作密封比壓，有利于保證密封。所以預(yù)密封比壓越大越好。 （X ） 5 正壓操作的盛裝氣體（在設(shè)計(jì)溫度下不冷凝）的圓筒形處貯罐，采用雙鞍式支座支承時(shí)，可以不必驗(yàn)算其軸向的 拉應(yīng)力。（X ） 四、 工程應(yīng)用題 A組： 1 .選擇設(shè)備法蘭密封面型式及墊片 2 介質(zhì) 公稱壓力 PN 介質(zhì)溫度 適宜密封面型式 墊片名稱及材料 3 (MPa 丙 烷 1.0 150 平形 耐油橡膠石棉墊/耐油橡膠石棉板 蒸 八汽 1.6 200 平形 石棉橡膠墊/中壓石棉橡膠板 液 氨 2.5 50 凹凸或榫槽 石棉橡膠墊圈/中壓石棉橡膠板 氫 氣 4.0 200 凹凸 纏繞式墊圈

6、/08（15）鋼帶-石棉帶 2.試為一精餾塔配塔節(jié)與封頭的聯(lián)接法蘭及出料口接管法蘭。已知條件為：塔體內(nèi)徑 800mm 接管公稱直徑 100mm 操作溫度 300C，操作壓力 0.25MPa,材質(zhì) Q235-AR。繪出法蘭結(jié)構(gòu)圖并注明尺寸。 【解】 （1） 塔節(jié)與封頭的聯(lián)接法蘭一一容器法蘭 根據(jù)該塔的工藝條件：溫度、壓力及塔徑，塔節(jié)與封頭聯(lián)接的法蘭應(yīng)該選用甲型平焊法蘭。根據(jù)操作溫度、設(shè) 計(jì)壓力和使用材料，由表 6-4可知應(yīng)按法蘭的公稱壓力為 0.6MPa來選擇尺寸。由附錄十四表 32查得法蘭各部尺寸， 并繪注于圖 1中。由表 6-1可采用平面密封面，墊片材料為石棉橡膠板，寬度從表 6-3中查得值

7、為 20mm聯(lián)接螺栓 為M 20,共 24個(gè)，材料由表 6-6查得為 35。螺母材料為Q 235- A。 （2 ）岀料口接管法蘭一一管法蘭 根據(jù)計(jì)算壓力、法蘭材質(zhì)和工作溫度查附錄十五表 34,確定接管法蘭的公稱壓力為 0.25 MPa ;根據(jù)公稱壓力、 公稱直徑按表 6-10確定法蘭類型和密封面型式為突面板式平焊管法蘭，法蘭標(biāo)記： HG20592 法蘭 PL100-0.25 RF Q235-A。根據(jù)公稱壓力、工作溫度由附錄十五表 35 查得墊片選用石棉橡膠墊圈，螺栓、螺柱材質(zhì)為 35。由表 36得 法蘭各部尺寸及螺栓、螺柱規(guī)格，并繪于圖 2 中。 I - 亠一 L ll = _ 圖 1甲型平焊

8、法蘭（容器法蘭） （法蘭-RF 800-0.6 JB4702-92 ） 圖 2突面板式平焊管法蘭（HG20592 法蘭 PL100-0.25 RF Q235-A ） 6.有一臥式圓筒形容器， 【解】 每個(gè)支座上的載荷 DN=3000mm 最大重量為 100噸，材質(zhì)為 16MnR選擇雙鞍式支座標(biāo)準(zhǔn)。 3 100 103 9.8 2 JB/4712-92 鞍座 A3000-F JB/4712-92 鞍座材料 Q235-AF 墊板材料 16MnR 允許載荷 Q=786KN mg =490KN 根據(jù)承受載荷與公稱直徑查附錄十六，應(yīng)選用輕型（ A型）120 包角帶墊板鞍座。 鞍座 4 9 .有一89 X

9、 6的接管，焊接于內(nèi)徑為 1400mrp壁厚為 16mn的筒體上，接管材質(zhì)為 10號(hào)無縫鋼管，筒體材料 16MnR 容器的設(shè)計(jì)壓力 1.8Mpa,設(shè)計(jì)溫度為 250C，腐蝕裕量 2mm開孔未與筒體焊縫相交，接管周圍 20mn1 內(nèi)無其他接 管，試確定此開孔是否需要補(bǔ)強(qiáng)？如需要，其補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度應(yīng)為多少？畫岀補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)圖。 10 號(hào)鋼管在 250C下 丨=92MP a，二 205MPa 取 =1殼體計(jì)算壁厚： S PtcDi 仁8 1400 8.12 mm 2 b tl -Pc 2 X156 -1.8 接管計(jì)算壁厚： St 嚴(yán) 1.8 89 0.86mm A 二dS 2SS9t1-fr =81 8.12 2 8.12 4 1-0.59 = 684.35mm2 可作為補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積: At = B d SeS _2 Set Se 1 r = （162 81） 14 -8.12 ；2 4 14 8.12 1 0 .59 ）= 457 mm 2 =2h1 Set -St fr -