BÀI tập cơ sở THIẾT kế và CHẾ tạo máy hóa CHẤT

BÀI TẬP CƠ SỞ THIẾT KẾ VÀ
CHẾ TẠO MÁY HÓA CHẤT
CÂU 1: Tìm hiểu một loại mác thép thơng dụng trên thị trường? (tên gọi, đặc trưng, tính
chất, ứng dụng, giá thành...)
Nhóm chọn: Thép CT3
ĐẶC TRƯNG:
-

-

Thép CT3 là thép cacbon thông thường, đây là loại thép thường được dùng trong
chế tạo chi tiết máy, khuôn mẫu, gia công bản mã, mặt bích…
Chữ “CT” có nghĩa là thép cacbon thấp, cịn thêm chữ C vào phía trước, thép
CT3 là do thép làm kết cấu thuộc nhóm C: thép bảo đảm tính chất cơ học và thành
phần hóa học
Thép thuộc nhóm vật liệu kim loại, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực
xây dựng và lĩnh vực cơ điện.
Thép có khả năng chịu lực tác động với cường độ cao nhưng nếu khơng có vật liệu
hỗ trợ bề mặt mà tiếp xúc trực tiếp với mơi trường thì nhanh bị ăn mòn, gỉ sét.

TIÊU CHUẨN:
AISI, ASTM, EN, BS, DIN, GB, JIS, SAE...
TÍNH CHẤT CƠ BẢN:
CƠ TÍNH:

Mác thép

CT3

Giới hạn chảy( min)

Giới hạn bền kéo

Độ giãn dài (min)

(N/mm2)

(N/mm2)

( %)

225

373 - 461

22

1


THÀNH PHẦN HĨA HỌC VÀ CƠ TÍNH THÉP TẤM CT3:
Thành phần hóa học:
Mác thép

Thành phần hóa học

CT3

C

Si

Mn

P(max)

S(max)

0.14 ~ 0.22

012 ~ 0.30

0.40 ~ 0.60

0.45

0.45

Tính chất cơ lý:
Mác thép

Độ bền kéo đứt

Giới hạn chảy

Độ dãn dài tương đối

N/mm²

N/mm²

(%)

373 ~ 690

225

22

CT3

Quy cách thép tấm CT3 tham khảo:

SẢN
ĐỘ
PHẨM DÀY(mm)

KHỔ RỘNG (mm)

CHIỀU DÀI (mm)

KHỐI
LƯỢNG
(KG/mét
vuông)

Thép
tấm CT3

2 ly

1200/1250/1500

2500/6000/cuộn

15.7

Thép
tấm CT3

3 ly

1200/1250/1500

6000/9000/12000/cuộn

23.55

Thép
tấm CT3

4 ly

1200/1250/1500

6000/9000/12000/cuộn

31.4

2

Thép
tấm CT3

5 ly

1200/1250/1500

6000/9000/12000/cuộn

39.25

Thép
tấm CT3

6 ly

1500/2000

6000/9000/12000/cuộn

47.1

Thép tấm
CT3

7 ly

1500/2000/2500

6000/9000/12000/cuộn

54.95

Thép tấm
CT3

8 ly

1500/2000/2500

6000/9000/12000/cuộn

62.8

Thép tấm
CT3

9 ly

1500/2000/2500

6000/9000/12000/cuộn

70.65

Thép
tấm CT3

10 ly

1500/2000/2500

6000/9000/12000/cuộn

78.5

Thép tấm
CT3

11 ly

1500/2000/2500

6000/9000/12000/cuộn

86.35

Thép tấm
CT3

12 ly

1500/2000/2500

6000/9000/12000/cuộn

94.2

Thép tấm

CT3

13 ly

1500/2000/2500/3000

6000/9000/12000/cuộn

102.05

Thép tấm
CT3

14 ly

1500/2000/2500/3000

6000/9000/12000/cuộn

109.9

Thép tấm
CT3

15 ly

1500/2000/2500/3000

6000/9000/12000/cuộn

117.75

Thép tấm
CT3

16 ly

1500/2000/2500/3000/3500 6000/9000/12000/cuộn

125.6

Thép tấm
CT3

17 ly

1500/2000/2500/3000/3500 6000/9000/12000/cuộn

133.45

3


Thép tấm
CT3

18 ly

1500/2000/2500/3000/3500 6000/9000/12000/cuộn

141.3

Thép tấm
CT3

19 ly

1500/2000/2500/3000/3500 6000/9000/12000/cuộn

149.15

Thép tấm
CT3

20 ly

1500/2000/2500/3000/3500 6000/9000/12000/cuộn

157

Thép tấm
CT3

21 ly

1500/2000/2500/3000/3500 6000/9000/12000/cuộn

164.85

Thép tấm

CT3

22 ly

1500/2000/2500/3000/3500 6000/9000/12000/cuộn

172.7

Thép tấm
CT3

25 ly

1500/2000/2500/3000/3500

6000/9000/12000

196.25

Thép tấm
CT3

28 ly

1500/2000/2500/3000/3500

6000/9000/12000

219.8

Thép tấm
CT3

30 ly

1500/2000/2500/3000/3500

6000/9000/12000

235.5

Thép tấm
CT3

35 ly

1500/2000/2500/3000/3500

6000/9000/12000

274.75

Thép tấm
CT3

40 ly

1500/2000/2500/3000/3500

6000/9000/12000

314

Thép tấm
CT3

45 ly

1500/2000/2500/3000/3500

6000/9000/12000

353.25

Thép tấm
CT3

50 ly

1500/2000/2500/3000/3500

6000/9000/12000

392.5

Thép tấm
CT3

55 ly

1500/2000/2500/3000/3500

6000/9000/12000

431.75

4


Thép tấm
CT3

60 ly

1500/2000/2500/3000/3500

6000/9000/12000

471

Thép tấm
CT3

80 ly

1500/2000/2500/3000/3500

6000/9000/12000

628

XUẤT XỨ: Nhật Bản, Hàn Quốc, Nga, Trung Quốc, Đài Loan , Ấn Độ,….
ỨNG DỤNG: Dùng trong ngành cơ khí chế tạo, ngành cơng nghiệp đóng tàu, xây dựng
nhà xưởng, cầu cảng, chế tạo bồn bể chứa, làm các thùng hàng, thành ngăn, vách ngăn,
bảng mã, hộp kim loại, nồi hơi và các ngành xây dựng dân dụng, kết cấu ngành hàng hải.
Sử dụng để tạo nên các chi tiết máy. Ngồi ra thép tấm cịn được dùng để làm các đồ nội
thất như giường, tủ quần áo, bàn ghế..
GIÁ THÀNH: Trung bình khoảng 15.500 VNĐ/kg.
CÂU 2: Cho thiết bị phản ứng vỏ áo có áp suất làm việc bên trong thiết bị là (100+3x số
nhóm) mmHg = (100+3x10) = 130 mmHg, nhiệt độ làm việc là (100+ số nhóm )oC =
(100+10) = 110 oC. Thiết bị gia nhiệt bằng hơi nước cho vào thiết bị ở nhiệt độ thích hợp
(các nhóm tự chọn phù hợp). Vật liệu chế tạo thiết bị và vỏ áo là thép ở câu 1. Tính bề
dày thiết bị và bề dày lớp vỏ áo?
Chọn:
plv = 130 mmHg = 0,017 N/mm2
pm.n = 0,6 N/mm2
H = 2400 mm
D = 800 mm
Ta có:
Nhiệt độ: tlv = 110 oC (< 250oC)
Modun đàn hồi : Et = 1,95184.105 N/mm2
Giới hạn bền: [σ]*= 135 N/mm2
Áp suất bên trong thiết bị: pn’ = pkq – plv = 0,1- 0,017= 0,083 N/mm2
5


Áp suất tính tốn: pn = pm.n + pn’ = 0,6 + 0,083 = 0,683 N/mm2
Tính bề dày thiết bị:
Bề dày tối thiểu được tính theo cơng thức (5-14):

S’= 1,18D(0,4 = 1,18.800.(0,4 = 9,63 mm
Chọn Ca = 1, Cb = 0 , C0 = 1,37 mm
Hệ số bổ sung kích thước tổng: C = Ca + Cb + C0 = 1+ 0 + 1,37 = 2,37 mm
Bề dày thực của thiết bị: S = S’+ C = 9,63 + 2,37 = 12 mm
Kiểm tra điều kiện (5-15):
1,5 = = 0,25

= = 3 = = 6,03 => thỏa

Kiểm tra điều kiện (5-16):
0,3 3 = 1,27 ( : tra bảng và nội suy ta được: 211 N/mm2) => thỏa
Bề dày lớp vỏ áo:
Áp suất thiết bị vỏ ngoài áo
ptt = pm.n - pkq = 0,6-0,1 = 0,5 N/mm2
(giả sử : ᵩh= 1, η=1 )
Ứng suất cho phép tính theo cơng thức (1-9):
[σ]= η. [σ]*= 1.135 = 135 N/mm2
= = 270 > 25
Bề dày tối thiểu vỏ áo:
S’= = = = 1,53 mm
Chọn Ca = 1, Cb = 0 , C0 = 0,47 mm
Hệ số bổ sung kích thước tổng: C = Ca + Cb + C0 = 1+ 0 + 0,47 = 1,47 mm
Bề dày thực của vỏ áo: S = S’+ C = 1,53 + 1,47 = 3 mm
Kiểm tra điều kiện (5-10):
6


= = 2,43.10-3 < 0,1 => thỏa
Xác định áp suất cho phép bên trong lớp vỏ áo tính theo cơng thức (5-11):
[p] = = = 0,65 N/mm2

7