习题
1. 一内压容器，设计（计算）压力为0.85MPa ，设计温度为50℃；圆筒内径D i =1200mm ，对接焊缝采用双面全熔透焊接接头，并进行局部无损检测；工作介质列毒性，非易燃，但对碳素钢、低合金钢有轻微腐蚀，腐蚀速率K ≤0.1mm/a ，设计寿命B=20年。试在Q2305-A ·F 、Q235-A 、16MnR 三种材料中选用两种作为圆筒材料，并分别计算圆筒厚度。 解：p c =1.85MPa ，D i =1000mm ，φ=0.85，C 2=0.1×20=2mm ；钢板为4.5~16mm 时，Q235-A 的[σ]t =113 MPa ，查表4-2，C 1=0.8mm ；钢板为6~16mm 时，16MnR 的[σ]t = 170 MPa ，查表4-2，C 1=0.8mm 。 材料为Q235-A 时：
[]mm
C C p
pD t
1412.524mm 28.0724.99.724mm
85
.185.011321000
85.12n 21n ==++=++≥=-⨯⨯⨯=
-=
δδδφσδ取
材料为16MnR 时：
[]mm
C C p
pD t
109.243mm 28.0443.6mm
443.685
.185.017021000
85.12n 21n ==++=++≥=-⨯⨯⨯=
-=
δδδφσδ取
2. 一顶部装有安全阀的卧式圆筒形储存容器，两端采用标准椭圆形封头，没有保冷措施；内装混合液化石油气，经测试其在50℃时的最大饱和蒸气压小于1.62 MPa （即50℃时丙烷饱和蒸气压）；圆筒内径D i =2600mm ，筒长L=8000mm ；材料为16MnR ，腐蚀裕量C 2=2mm ，焊接接头系数φ=1.0，装量系数为0.9。试确定：○1各设计参数；○2该容器属第几类压力容器；○3圆筒和封头的厚度（不考虑支座的影响）；○4水压试验时的压力，并进行应力校核。
解：○1p=p c =1.1×1.62=1.782MPa ，D i =2600mm ，C 2=2mm ，φ=1.0，钢板为6~16mm 时，16MnR 的[σ]t = 170 MPa ，σs =345 MPa ，查表4-2，C 1=0.8mm 。容积
3322m .689MPa 57474.42782.1,42.474m 86.24
4
⋅=⨯==⨯⨯=
=
pV L D V i π
π
○
2中压储存容器，储存易燃介质，且pV=75.689MP a ·m 3
>10MP a ·m 3
，属三类压力容器。 ○
3圆筒的厚度 []mm
C C p
pD t
18mm 493.6128.0693.1313.693mm
62
.1117022600
782.12n 21n ==++=++≥=-⨯⨯⨯=
-=
δδδφσδ取 标准椭圆形封头的厚度
[]mm
C C p
pD t
18mm 528.6128.0728.1313.728mm
62
.15.0117022600
782.15.02n 21n ==++=++≥=⨯-⨯⨯⨯=
-=
δδδφσδ取
○
4水压试验压力 MPa p p T 228.2782.125.125.1=⨯==
应力校核
3. ()()
()
MPa D p s e e i T T 5.3103459.09.0191.667M Pa 8.21828.2182600228.22=⨯=≤=-⨯-+⨯=+=
φσδδσ3.今欲设计一台乙烯精馏塔。已知该塔内径D i =600mm ，厚度δn =7mm ，材料选用16MnR ，
计算压力p c =2.2MPa ，工作温度t=-20~-3℃。试分别采用半球形、椭圆形、碟形和平盖作为封头计算其厚度，并将各种形式封头的计算结果进行分析比较，最后确定该塔的封头形式与尺寸。
解：钢板为6~16mm 时，16MnR 的[σ]t = 170 MPa ，σs =345 MPa ，查表4-2，C 1=0.8mm ，取C 2=1.0mm ，φ=1.0 ○
1半球形封头壁厚 []mm
p D p c
t
i
c 7 3.747mm 10.81.947 1.947mm
2
.20.11704600
2.24n ==++=-⨯⨯⨯=
-=
δφσδ取
○
2标准椭圆形封头壁厚 []mm
p D p c
t
i
c 7 5.695mm 10.8895.3 3.895mm
2
.25.00.11702600
2.25.02n ==++=⨯-⨯⨯⨯=
-=
δφσδ取
○
3标准碟形封头壁厚 []mm
p R Mp r
R M D R c t
i c i
i i 75mm 44.610.8645.4mm 645.42.25.00.11702540
2.2325.15.02325.1102540341341102mm
60017.00.17D r 540mm,6009.09.0n i ==++=⨯-⨯⨯⨯⨯=-==⎪⎪⎭⎫
⎝⎛+⨯=⎪⎪⎭
⎫ ⎝
⎛+
==⨯===⨯==δφσδ取
○
4平盖封头厚度 []mm
mm mm ，C mm
Kp D K ，n t c
c
p 40285.391.18.0385.371.140~3424385.370
.11702
.23.06003
.05841==++=>-=⨯⨯⨯
===-δφ
σδ取时钢板厚度查表系数的结构形式序号取表
