1、第四章 內壓薄壁圓筒與封頭的強度設計二、 填空題A組：1. 有一容器,其最高氣體工作壓力為1.6Mpa,無液體靜壓作用,工作溫度150且裝有安全閥,試確定該容器的設計壓力p=(1.76 )Mpa;計算壓力pc=( 1.76 )Mpa;水壓試驗壓力pT=(2.2 )MPa.2. 有一帶夾套的反應釜,釜內為真空,夾套內的工作壓力為0.5MPa,工作溫度1時,Se應不小于封頭內直徑的( 0.3 )%.7. 對于碳鋼和低合金鋼制的容器,考慮其剛性需要,其最小壁厚Smin=( 3 )mm;對于高合金鋼制容器,其最小壁厚Smin=( 2 )mm.8. 對碳鋼,16MnR,15MnNbR和正火的15MnVR

2、鋼板制容器,液壓試驗時,液體溫度不得低于( 5 ) ,其他低合金鋼制容器(不包括低溫容器),液壓試驗時,液體溫度不得低于( 15 ) .三、 判斷是非題(是者畫;非者畫)1. 厚度為60mm和6mm的16MnR熱軋鋼板,其屈服點是不同的,且60mm厚鋼板的s大于6mm厚鋼板的s. ( )2. 依據彈性失效理論,容器上一處的最大應力達到材料在設計溫度下的屈服點s(t)時,即宣告該容器已經”失效”. ( )3. 安全系數是一個不斷發展變化的數據,按照科學技術發展的總趨勢,安全系數將逐漸變小. ( )4. 當焊接接頭結構形式一定時,焊接接頭系數隨著監測比率的增加而減小. ( )5. 由于材料的強度指

3、標b和s(0.2)是通過對試件作單向拉伸試驗而側得,對于二向或三向應力狀態,在建立強度條件時,必須借助于強度理論將其轉換成相當于單向拉伸應力狀態的相當應力. ( ）四、 工程應用題A組：1、 有一DN2000mm的內壓薄壁圓筒,壁厚Sn=22mm,承受的最大氣體工作壓力pw=2MPa,容器上裝有安全閥,焊接接頭系數=0.85,厚度附加量為C=2mm,試求筒體的最大工作應力.【解】（1）確定參數：pw =2MPa; pc=1.1pw =2.2MPa（裝有安全閥）; Di= DN=2000mm( 鋼板卷制); Sn =22mm; Se = Sn -C=20mm=0.85（題中給定）; C=2mm（

4、題中給定）.（2）最大工作應力：2、 某球形內壓薄壁容器,內徑為Di=10m,厚度為Sn=22mm,若令焊接接頭系數=1.0,厚度附加量為C=2mm,試計算該球形容器的最大允許工作壓力.已知鋼材的許用應力t=147MPa.【解】（1）確定參數：Di =10m; Sn =22mm; =1.0; C=2mm; t =147MPa.Se = Sn -C=20mm. （2）最大工作壓力：球形容器.3、 某化工廠反應釜,內徑為1600mm,工作溫度為5105,工作壓力為1.6MPa,釜體材料選用0Cr18Ni9Ti。采用雙面焊對接接頭,局部無損探傷,凸形封頭上裝有安全閥,試設計釜體厚度。【解】（1）確定

5、參數：Di =1600mm; tw=5105; pw=1.6MPa; pc =1.1 pw =1.76MPa（裝有安全閥）=0.85（雙面焊對接接頭, 局部探傷）C2=0（對不銹鋼，當介質腐蝕性輕微時）材質：0Cr18Ni9Ti t =112.9MPa（按教材附錄9表16-2，內插法取值） =137MPa （2）計算厚度： C1=0.8mm（按教材表4-9取值，GB4237-92不銹鋼熱軋鋼板）, C=C1+C2=0.8mm. 名義壁厚：Sn=S+C+圓整， S+C=14.8+0.8=15.6mm.圓整后，Sn =16mm.（1） 水壓試驗校核 有效壁厚 Se = Sn -C=16-0.8=1

6、5.2mm 試驗壓力 計算應力 應力校核 水壓試驗強度足夠4、 有一圓筒形乙烯罐,內徑Di=1600mm,壁厚Sn=16mm,計算壓力為pc=2.5MPa,工作溫度為-3.5，材質為16MnR,采用雙面焊對接接頭,局部無損探傷,厚度附加量C=3mm,試校核貯罐強度。【解】（1）確定參數：Di =1600mm; Sn =16mm; tw=-3.5; pc=2.5MPa.=0.85（雙面焊對接接頭, 局部探傷）16MnR： 常溫下的許用應力 s = 170 MPa設計溫度下的許用應力 st = 170 MPa常溫度下的屈服點 ss = 345 MPa有效壁厚：Se = Sn C = 16 3 =

7、13 mm （2）強度校核最大允許工作壓力Pw PcPw 該貯罐強度不足9、 設計容器筒體和封頭厚度。已知內徑Di=1400mm,計算壓力pc=1.8MPa,設計溫度為40,材質為15MnVR,介質無大腐蝕性.雙面焊對接接頭,100%探傷。封頭按半球形、標準橢圓形和標準碟形三種形式算出其所需厚度,最后根據各有關因素進行分析,確定一最佳方案。【解】（1）確定參數：Di=1400mm; pc=1.8MPa; t=40; =1.0（雙面焊對接接頭,100%探傷）；C2=1mm.（介質無大腐蝕性）15MnVR：假設鋼板厚度: 616mm ，則： t =177MPa ， =177MPa ，ss = 39

8、0 MPa（2）筒體壁厚設計：C1=0.25mm（按教材表4-9取值，GB6654-94壓力容器用鋼板） C=C1+C2=1.25mm. 名義壁厚：Sn=S+C+圓整， S+C=7.16+1.25=8.41mm.圓整后，Sn =9mm.（3） 筒體水壓試驗校核 有效壁厚 Se = Sn -C=9-1.25=7.75mm 試驗壓力 計算應力 應力校核 筒體水壓試驗強度足夠（4）封頭厚度設計半球形封頭： C1=0.25mm（按教材表4-9取值，GB6654-94壓力容器用鋼板）C=C1+C2=1.25mm. 名義壁厚：Sn=S+C+圓整， S+C=3.57+1.25=4.82mm.圓整后，Sn =5mm.標準橢圓封頭：