一、名詞解釋
1.外壓容器
容器內外的壓力差小於零叫外壓容器。
2.邊緣應力
由於容器的結構不連續等因素造成其變形不協調而產生的附加應力為邊緣應力。
3.基本風壓值
以一般空曠平坦的地面、離地面10公尺高處,統計得到的30年一遇10分鐘平均最大風速為標準計算而得的值叫基本風壓值。
4.計算厚度
由計算公式而得的壁厚叫計算壁厚。
5.低壓容器
對內壓容器當其設計壓力為時為低壓容器。
6.等面積補強法
在有效的補強範圍內,開孔接管處的有效補強金屬面積應大於或等於開孔時減小的金屬面積。
7.迴轉殼體
一平面曲線繞同一平面的軸旋轉一周形成的殼體為迴轉殼體。
8.公稱壓力
將壓力容器所受到的壓力分成若干個等級,這個規定的標準壓力等級就是公稱壓力。
9.計算壓力
在相應設計溫度下,用以確定容器壁厚的壓力為計算壓力。
10.20r
20表示含碳量為0.2%,r表示容器用鋼。
11.設計壓力
設定在容器頂部的最高壓力,與相應的設計溫度一起作為設計載荷,其值不低於工作壓力。
12.強制式密封
完全依靠螺栓力壓緊墊片使之密封為強制式密封。
13.強度
構件在外力作用下不至發生過大變形或斷裂的能力。
14.臨界壓力
導致外壓圓筒失穩的外壓為臨界壓力。
15.主應力
在單元體的三對相互垂直的平面上只作用有正應力而無剪應力,這樣的平面為主平面。在主平面上作用的正應力為主應力。
二、判斷是非題(正確的劃√,錯誤劃×)
1.內壓圓筒開橢圓孔時,其長軸應與軸線平行
2.設計壓力為4mpa的容器為高壓容器
3.容器的名義厚度與計算厚度的差值是壁厚附加量
4.受內壓作用的容器必須按強度計算進行壁厚設計
5.一常壓塔最大壓應力應發生在安裝檢修時的裝置迎風側
6.在補強圈上開有乙個m10的小螺紋孔
7.壓力容器無論製造完畢後或檢修完畢後,必須進行壓力試驗
8.邊緣應力具有自限性和侷限性
9.當焊縫係數一定時,探傷比例隨焊縫係數的增加而減小
10.容器的強度反映了外壓容器抵抗失穩的能力
11.壓力容器的設計壽命是從腐蝕裕量中體現出來
12.法蘭密封中,法蘭的剛度與強度具有同等重要的意義
13.當材質與壓力一定時,壁厚大的容器的應力總是比壁厚小的容器應力小(×)
14.塔的最大質量出現在其水壓試驗時
15.塔的穩定性計算也可用計算法進行計算
16.從管理角度出發,低壓容器一定是一類容器
17.內、外壓容器的壁厚設計均是按強度設計方法進行設計
18.以無縫鋼管製成的壓力容器其公稱直徑為鋼管的內徑
19.按無力矩理論求得的應力為薄膜應力,薄膜應力是沿壁厚均勻分布的。(√)
20.法蘭聯結結構中,墊片是乙個不可缺少的元件之一
三、簡答題
1.設定加強圈目的是什麼
答:設定加強圈的目的是減小計算長度,提高容器抗失穩的能力。
2.壓力容器計算中壁厚名稱有幾種?
答:有計算厚度,設計厚度,名義厚度,有效厚度。
3.為何要限定水壓試驗時的試驗溫度?
答:限定水壓試驗的試驗溫度是為了使水溫高於材料的轉脆溫度而低於水的沸點溫度,確保水壓試驗正常進行。
4.為何在薄壁容器的壁厚設計公式中引入焊縫係數?
答:為了補償焊接應力或焊接缺陷等因素對容器強度的削弱,所以引入焊縫係數。
5.設計某一鋼製外壓短圓筒時,發現20g鋼板算得的臨界壓力比設計要求低10%,能否改用屈服限比20g高35%的16mnr鋼板來滿足設計要求?
答:不能。因為臨界壓力與材料的強度無關。
6.一管法蘭為碳鋼。操作溫度為300℃,操作壓力為1.5mpa,試選擇法蘭型式及公稱壓力?
答:選平焊法蘭,其公稱壓力為2.5mpa。
7.一外壓鋼製圓筒,已知其臨界壓力為1.2mpa,試問當外壓為0.6mpa,內壓為0.1mpa時能否使用該圓筒?
答:不能。因為pcr=,
所以,不能滿足穩定性要求。
8.管法蘭按聯接方式分的有哪些型別?
答:管法蘭按聯接方式分有整體法蘭、螺紋法蘭、和活套法蘭三種。
9.指出球殼上任意一點的第一與第二曲率半徑。設球的半徑為r?
答:球殼上任意點的第一與第二曲率半徑均為r。
10.塔在水壓試驗時,其合成應力的計算為何不考慮**載荷的作用?
答:因為人們不會在**時進行水壓試驗時,也就是說,水壓試驗時沒有**載荷,因此其合成應力的計算可以不考慮**載荷的作用。
11.法蘭聯結中,影響法蘭密封的因素有哪些?
答:影響法蘭密封的因素有:
螺栓預緊力
密封面型式
法蘭剛度
墊片效能
操作條件。
12.標準法蘭公稱壓力如何選取?
答:法蘭公稱壓力的確定與法蘭的最大操作壓力和操作溫度以及法蘭材料三大因素有關。當法蘭材料一定時,法蘭公稱壓力的選取滿足法蘭在最高操作溫度下的最高允許壓力大於等於法蘭的最大操作壓力。
13.等面積不強法的補強原則是什麼?
答:區域性補強的金屬截面積必須等於或大於開孔所減去的殼體截面積。
14.為何橢圓形封頭一般帶有一段直邊?
答:使橢圓形封頭與筒體焊接時光滑連線,減小此焊縫處的邊緣應力。
15.外壓容器的臨界壓力與那些因素有關?
答:容器的長徑比、厚徑比有關
與容器所用材料的的彈性模量、泊松比有關
與容器的橢圓度有關。
四、計算題
1.某化工廠反應釜。內徑di=1600mm,設計壓力p=1.7mpa,材料用0cr18ni9ti,工作溫度120℃,.
許用應力為=137mpa,容器的焊縫係數取=0.85,壁厚附加量為c=0.8mm。
試設計釜體壁厚。
解:①計算壁厚
再向上圓整得
名義厚度則
此反應釜的名義壁厚為14mm。
2.某減壓塔,內徑為di=2400mm,壁厚附加量為c=2mm,筒體上下為標準橢圓形封頭,筒體切線間長度為l=24600mm(包括封頭直邊長度),塔體共設9個加強圈,塔體的設計壓力為p=0.1mpa,設計溫度為150℃,塔體所用材料為q235-ar, 試用圖演算法設計該塔體的壁厚。
材料的解設,則
查得:a=0.00035 b=47mpa
[p]= =0.194mpa
為塔體壁厚合適。
3.沿頂部支承的儲罐如圖。已知其中徑d=2000mm,儲水高h=5000mm,有效壁厚se=10mm,頂部氣壓p=0.2mpa,a點離儲罐底面之距離x=2000mm,求a點的兩向薄膜應力?
解: 其兩向薄膜應力為:
4. 如圖2所示的簡易起重機橫樑ab的a端以鉸鏈固定,b端有拉桿bc,起重量w=10kn。ab梁重p=4kn。
bc杆自重忽略不計,試求載荷w位於圖示位置時 bc杆的拉力和鉸鏈a的約束反力。
圖2)解:取ab桿為研究物件
=19 kn
=16.45 kn
=4.5 kn
5. 某分餾塔,內徑di=800mm,實際壁厚=8mm,塔高h=10m。設計壓力p=0.
9mpa,設計溫度為200℃,材質為16mnr,塔體=170mpa, =345mpa,焊縫係數=0.85,壁厚附加量c=2.0mm,, =1.
0① 校核此塔在此設計壓力下的強度。
② 校核此塔水壓試驗時的強度。
解: =6mm
1 =60.45 mpa
=144.5 mpa
由於所以容器強度合格
② =0.998 mm
=1.25 mpa
=83.96 mpa
=263.93 mpa
由於所以水壓試驗強度合格
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