【正文】 寸的減少則不同。即： （mm/a） 式中：Ka：用每年金屬厚度的減少量表示的腐蝕速度，mm/a； ρ：金屬的相對(duì)密度，g/cm3?；瘜W(xué)腐蝕在金屬表面上，腐蝕過(guò)程沒(méi)有電流產(chǎn)生。：氫氣在高溫高壓下對(duì)普通碳鋼及低合金鋼產(chǎn)生腐蝕，使材料的機(jī)械強(qiáng)度和塑性顯著下降，甚至破壞的現(xiàn)象。：金屬在腐蝕性介質(zhì)和拉應(yīng)力的共同作用下產(chǎn)生的一種破壞形式。當(dāng)電路接通后，電源便給金屬設(shè)備以陰極電流，使金屬的電極電位向負(fù)向移動(dòng)，當(dāng)電位降至陽(yáng)極起始電位時(shí)，金屬設(shè)備的腐蝕即停止。F普通碳素甲類(lèi)鋼——F：沸騰鋼Q:鋼材屈服點(diǎn)Q235A普通碳素甲類(lèi)鋼——A:甲類(lèi)鋼20g優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼%—g:鍋爐鋼16Mn R普通低合金鋼%%R:容器鋼20MnMo普通低合金鋼%MnMo%—16MnDR普通低合金鋼%Mn:%D:低溫鋼14Cr1Mo普通低合金鋼%Cr:%。Ni:9%。Ni:10%—B組：鋼號(hào)種類(lèi)含碳量%合金元素含量（%）符號(hào)意義Q235B普通碳素乙類(lèi)鋼——F：沸騰鋼Q:鋼材屈服點(diǎn)Q235AR普通碳素甲類(lèi)容器鋼——R:容器鋼16Mng普通低合金鋼%Mn:%g:鍋爐鋼18Nbb普通低合金鋼%Nb:%b:半鎮(zhèn)靜鋼18MnMoNbR普通低合金鋼%:%—09MnNiDR普通低合金鋼%:%R:容器鋼06MnNb普通低合金鋼%:!.5%—2Cr13鉻不銹鋼%Cr13%—12Cr2Mo1普通低合金鋼%Cr:～%。Ni:12%。Ti:%—三、選擇材料設(shè)備介質(zhì)設(shè)計(jì)溫度/℃設(shè)計(jì)壓力/MPa供選材料應(yīng)選材料氨合成塔外筒氮、氫、少量氨≤200150Cr18Ni9Ti，20，Q235AR ，1Cr18Ni9Ti，銅，鋁，硬聚氯乙烯塑料，酚醛樹(shù)脂漆浸漬的不透性石墨Q235AR，Cr25Ni20，0Cr18Ni9Ti，Cr22Ni14NCr25Ni20《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》習(xí)題解答 第二篇: 化工容器設(shè)計(jì)第二章 容器設(shè)計(jì)的基本知識(shí)一.、指出下列壓力容器溫度與壓力分級(jí)范圍溫度分級(jí)溫度范圍（186。C ~200186。C超高壓容器P≥100淺冷容器壁溫在－20186。C之間真空容器器外一個(gè)大氣壓，內(nèi)部為真空或低于常壓深冷容器壁溫低于－40186。無(wú)縫鋼管做筒體時(shí)，其公稱(chēng)直徑是指它們的（ 外）徑。 ⒉回轉(zhuǎn)殼體：殼體的中間面是直線或平面曲線繞其同平面內(nèi)的固定軸線旋轉(zhuǎn)360176。 ⒊經(jīng)線：若通過(guò)回轉(zhuǎn)軸作一縱截面與殼體曲面相交所得的交線。 ⒌第一曲率半徑：中間面上任一點(diǎn)M處經(jīng)線的曲率半徑。 ⒎區(qū)域平衡方程式：計(jì)算回轉(zhuǎn)殼體在任意緯線上徑向應(yīng)力的公式。 ⒐邊緣應(yīng)力的自限性：當(dāng)邊緣處的局部材料發(fā)生屈服進(jìn)入塑性變形階段時(shí)，彈性約束開(kāi)始緩解，原來(lái)不同的薄膜變形便趨于協(xié)調(diào)，邊緣應(yīng)力就自動(dòng)限制。（）（2） 橫截面為圓的軸對(duì)稱(chēng)柱殼。 （）（4） 橫截面為圓的橢球殼。 （）（6） 橫截面為圓的錐形殼。（）3. 薄壁回轉(zhuǎn)殼體中任一點(diǎn)，只要該點(diǎn)的兩個(gè)曲率半徑，則該點(diǎn)的兩向應(yīng)力。（）5. 按無(wú)力矩理論求得的應(yīng)力稱(chēng)為薄膜應(yīng)力，薄膜應(yīng)力是沿壁厚均勻分布的。（√）2. 由于圓錐形容器錐頂部分應(yīng)力最小，所以開(kāi)空宜在錐頂部分。（）4. 橢球殼的長(zhǎng)，短軸之比a/b越小，其形狀越接近球殼，其應(yīng)力分布也就越趨于均勻。（）三、 指出和計(jì)算下列回轉(zhuǎn)殼體上諸點(diǎn)的第一和第二曲率半徑A組： 球殼上任一點(diǎn) 圓錐殼上之M點(diǎn) 碟形殼上之連接點(diǎn)A與BA 點(diǎn)： 在球殼上：在弧面上：B 點(diǎn)： 在弧面上：在圓柱殼上：B組：1. 圓柱殼上任一點(diǎn)2. 圓錐殼與柱殼的連接點(diǎn)A及錐頂點(diǎn)B四、 計(jì)算下列各種承受氣體均勻內(nèi)壓作用的薄壁回轉(zhuǎn)殼體上諸點(diǎn)的薄膜應(yīng)力。2. 圓錐殼上之A點(diǎn)和B點(diǎn)，已知：p=，D=1010mm，S=10mm，a=30o。B點(diǎn)處坐標(biāo)x=600mm?！窘狻?P= D=816mm S=16mm 屬薄壁容器2. 有一平均直徑為10020 mm的球形容器，厚度為20 mm，試求該球形容器壁內(nèi)的工作壓力是多少?！窘狻?1) 圓筒 P=3Mpa D=2030mm S=30mm 屬薄壁容器最大工作應(yīng)力：（2）橢球： ① 在x=0，y=b,（頂點(diǎn)處）有最大值② ，在x=0,y=b處（頂點(diǎn)處） 在x=a,y=0點(diǎn)（邊緣處） ③ ，在x=0,y=b處（頂點(diǎn)處）在x=a,y=0點(diǎn)（邊緣處）《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》習(xí)題解答 第四章 內(nèi)壓薄壁圓筒與封頭的強(qiáng)度設(shè)計(jì)二、 填空題A組：1. 有一容器,無(wú)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(shè)計(jì)壓力p=( )Mpa。水壓試驗(yàn)壓力pT=( )MPa.2. 有一帶夾套的反應(yīng)釜,釜內(nèi)為真空,工作溫度200℃,試確定:(1)釜體的計(jì)算壓力(外壓)pc=( )MPa。夾套的水壓試驗(yàn)壓力pT=( )MPa.3. 有一立式容器,下部裝有10m深,密度為ρ=1200kg/m3的液體介質(zhì),工作溫度≤100℃,試確定該容器的設(shè)計(jì)壓力p=( )MPa。水壓試驗(yàn)壓力pT=( )MPa.4. 標(biāo)準(zhǔn)碟形封頭之球面部分內(nèi)徑Ri=( )Di。若周邊簡(jiǎn)支,最大應(yīng)力是( 徑向 )和( 切向 )彎曲應(yīng)力,且最大應(yīng)力在圓平板的( 中心 )處.6. 凹面受壓的橢圓形封頭,其有效厚度Se不論理論計(jì)算值怎樣小,當(dāng)K≤1時(shí),其值應(yīng)小于封頭內(nèi)直徑的( )%。對(duì)于高合金鋼制容器,其最小壁厚Smin=( 2 )mm.8. 對(duì)碳鋼,16MnR,15MnNbR和正火的15MnVR鋼板制容器,液壓試驗(yàn)時(shí),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(yàn)時(shí),液體溫度不得低于( 15 ) ℃.三、 判斷是非題(是者畫(huà)√。 pc= =（裝有安全閥）。 Sn =22mm。 C=2mm（題中給定）.（2）最大工作應(yīng)力： 某球形內(nèi)壓薄壁容器,內(nèi)徑為Di=10m,厚度為Sn=22mm,若令焊接接頭系數(shù)φ=,厚度附加量為C=2mm,[σ]t=147MPa.【解】（1）確定參數(shù)：Di =10m。 φ=。 [σ]t =147MPa.Se = Sn C=20mm. （2）最大工作壓力：球形容器. 某化工廠反應(yīng)釜,內(nèi)徑為1600mm,工作溫度為5℃~105℃,釜體材料選用0Cr18Ni9Ti?！窘狻浚?）確定參數(shù)：Di =1600mm。 pw=?！窘狻浚?）確定參數(shù)：Di =1600mm。 tw=℃。已知內(nèi)徑Di=1400mm,計(jì)算壓力pc=,設(shè)計(jì)溫度為40℃,材質(zhì)為15MnVR,100%探傷?！窘狻浚?）確定參數(shù)：Di=1400mm。 t=40℃。《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》習(xí)題解答 第五章 外壓圓筒與封頭的設(shè)計(jì)二、 判斷是非題（對(duì)者畫(huà)√， 錯(cuò)者畫(huà)X）1． 假定外壓長(zhǎng)圓筒和短圓筒的材質(zhì)絕對(duì)理想，制造的精度絕對(duì)保證，則在任何大的外壓下也不會(huì)發(fā)生彈性失穩(wěn)。 （ X ）3． 設(shè)計(jì)某一鋼制外壓短圓筒時(shí)，發(fā)現(xiàn)采用20g鋼板算得的臨界壓力比設(shè)計(jì)要求低10%，后改用屈服點(diǎn)比20g高35%的16MnR鋼板，即可滿足設(shè)計(jì)要求。 （ X ）5． 外壓容器采用的加強(qiáng)圈愈多，殼壁所需厚度就愈薄，則容器的總重量就愈輕。b) 直徑與壁厚分別為D，S的薄壁圓筒殼，承受均勻側(cè)向外壓p作用時(shí)，其環(huán)向應(yīng)力σθ=（PD/2S），經(jīng)向應(yīng)力σm（PD/4S），它們均是（壓）應(yīng)力，且與圓筒的長(zhǎng)度L（無(wú)）關(guān)。d) 外壓圓筒的加強(qiáng)圈，其作用是將（長(zhǎng)）圓筒轉(zhuǎn)化成為（短）圓筒，以提高臨界失穩(wěn)壓力，減薄筒體壁厚。e) 外壓圓筒上設(shè)置加強(qiáng)圈后，對(duì)靠近加強(qiáng)圈的兩側(cè)部分長(zhǎng)度的筒體也起到加強(qiáng)作用，該部分長(zhǎng)度的范圍為（）。試回答：（1）A，B，C三個(gè)圓筒各屬于哪一類(lèi)圓筒？它們失穩(wěn)時(shí)的波形數(shù)n等于（或大于）幾？C。AL/DoDo /SeBA圖521（2）如果將圓筒改為鋁合金制造（σs=108MPa，E=），它的許用外壓力有何變化？變化的幅度大概是多少？（用比值[P]鋁/[P]銅=？表示）【解】（1）A—長(zhǎng)圓筒，L/D0值較大，臨界壓力Pcr僅與Se/D0有關(guān)，而與L/D0無(wú)關(guān)，失穩(wěn)時(shí)的波形數(shù)n=2。 C—臨界圓筒（長(zhǎng)、 短圓筒拐點(diǎn)處），長(zhǎng)度等于臨界長(zhǎng)度，發(fā)生失穩(wěn)時(shí)的波形數(shù)為n≥2。所以，改用鋁合金后： [P]鋁/[P]銅=Pcr鋁/Pcr銅=E鋁/E鋼=。（設(shè)計(jì)溫度為200℃）【解】查表得Et=105MPa∵ ∴該聚合釜屬于短圓筒其臨界壓力取m=3，[P]=Pcr/m=∴試設(shè)計(jì)一臺(tái)氨合成塔內(nèi)筒的厚度，已知內(nèi)筒外徑為D0=410mm，筒長(zhǎng)L=4000mm，材質(zhì)為0Cr18Ni9Ti，內(nèi)筒壁溫最高可達(dá)450℃。（1）重新假設(shè) Sn=6mm Se=SnC=62=4mm L/D0= D0/Se=（2）求A值 查圖55 得A= （3）求B值 查圖512 得B=78MPaPc=, Pc＜[P]，且較接近，故取Sn=6mm合適該內(nèi)筒采用Sn