过程装备设计期末考试试题及答案[2].docx
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1、压力容器设计综合知识要点第一部分 总论填空8压力容器检验孔最少数量:容规表3-6 300mmDi500mm :2个手孔; 500mmDi1000mm :1个人孔或 2个手孔(不能开设手孔); Di1000mm :1个人孔或 2个手孔(不能开设手孔)。9符合下列条件之一压力容器可不开设检查孔:容规第46 条 1) 筒体内径小于等于 300 mm 压力容器。 2) 压力容器上设有可以拆卸封头、盖板或其他能够开关盖子,它尺寸 不小于 所 规定检查孔尺寸。 3) 无腐蚀或轻微腐蚀 ,检查和清理。 4) 制冷装置用压力容器。 5) 换热器 。11按容规规定,压力容器安全附件包括:安全阀、爆破片装置、紧急
2、切断装置 、压力 表 、液面计 、测温仪表 和快开门式压力容器安全联锁装置 。容规第2 条选择2 压力容器安全技术监察规程规定规定下列容器中,(a)是反应容器;(b)是换热容器;(c)是分离容器;(d)是储存容器。 a)聚合釜 b)烘缸 c)干燥塔 d)液化石油气储罐7 对充装LPG球罐,计算物料质量m3时所用物料密度3应采用(d)下液体密度。a)常温 b)操作温度 c)最高设计温度 d)最低设计温度说明:(!)介质为液化气体(含液化石油气)固定式压力容器为设计温度下密度;(2)介质为液化气体移动式压力容器为按介质为50时罐内留有8气相空间及该设计温度下介质密度确定。8 容器内压力若有可能小于
3、大气压力,该容器又不能承受此负压条件时,容器上应装设(c)a)拱形防爆片 b)正拱形防爆片 c)防负压泄放装置 d)非直接式安全阀9无保冷设施盛装液化气体固定式压力容器设计压力应不低于( c )。a) 气体工作压力 b) 夏季最高温度下工作压力c) 50wiki饱和蒸汽压/wiki力(临界温度50)或最大充装量时50气体压力(临界温度50)10固定式液化石油气储罐设计压力应按不低于( b )时混合液化石油气组分实际饱和蒸汽压来确定。a) 40 b) 50 c) 20 d) 011压力容器法兰垫片不能使用石棉橡胶板是( d )。a) 液化石油气储罐 b) 液氨储罐 HG20583 3.2.1.5
4、 条c) 液氯储罐 d) 真空容器 (应采用橡胶垫或缠绕垫)12在下列厚度中能满足强度(刚度、稳定性)及使用寿命要求最小厚度是( a )。a) 设计厚度 b) 最小厚度 c) 计算厚度 d) 名义厚度判断1 钢制压力容器GB150-1998 适用于工作压力设计压力不大于35MPa容器。 ( )2 GB150-1998钢制压力容器不适用于适用于真空容器。 ( )3 GB150-1998 标准管辖范围包括:非受压元件与容器连接焊缝,不包括焊缝以外元件,如支座、支耳、裙座和加强圈等。 ( )4使用温度低于-20碳素钢和低合金钢制造压力容器均属于低温压力容器,应按低温容器有关标准和规定进行设计、制造、
5、检验和验收。( ) 低温低应力工况可不按低温容器5真空容器是外压容器,因此应不受压力容器安全技术监察规程管辖,其设计、制造、检验和验收按GB150 ( )6一介质为空气,设计压力为2.0MPa ,容积为50 m3 储存容器应划为三类二类压力容器。 ( )(与介质有关)7多腔压力容器应按类别高压力腔划定该容器类别并按该类别进行使用管理。 ( )8 多腔压力容器应按类别高压力腔各自类别进行设计和制造()9常温下无保冷设施盛装混合液化石油气压力容器,应以50作为设计温度。 ( )10因特殊原因不能开设检查孔压力容器应对每条纵、环焊接接头做100%射线或超声无损检测,并应在设计图样上注明计算厚度。(
6、)11压力容器产品施焊前,对要求全焊透T 型焊接接头,应进行焊接工艺评定。 ( )12 “压力容器安全技术监察规程”中压力容器对接接头无损检测比例有三种,20%、50%20%、50%、100%。 ( )13 安全阀开启压力不得超过压力容器设计压力;爆破片标定爆破压力也不得超过压力容器设计压力。 ( ) HG20580 Page22 14 GB150 在总体上采用是常规设计法,但在某些局部处也体现了应力分类设计方法。 ( )第二部分 材料填空1 在制造过程中,如原有材料确认标记被裁掉或材料分成几块,应于材料切 前完成标志移植。2 0Cr18Ni9钢板使用温度上限为: 700 。3 16MnR钢板
7、金相组织为 珠光体 和 铁素体 。4 20R钢板金相组织为 珠光体 和 铁素体 。5 用于壳体厚度大于 30mm 16MnR钢板,应在正火状态下使用。6用于壳体厚度大于 30mm 16MnR钢板,应逐张进行超声波检测,质量等级应不低于 级。7 压力容器锻件质量级分为 、 、 、 四个级别。8 00Cr17Ni14Mo2钢板应在 固熔 状态下使用。9 奥氏体不锈钢使用温度高于525时,钢中碳含量不应小于0.04。10 正常应力水平下,20R钢板使用温度下限为 20 。11 15CrMoR钢板化学成分中,钼含量名义成分为 0.5 。12 焊制压力容器用碳素钢和低合金结构钢碳含量一般应当不超过 0.
8、25 。13 00Cr17Ni14Mo2钢板应在 固熔 状态下使用。14 选择压力容器用钢焊接材料时,碳素钢、碳锰低合金钢焊缝金属应保证 力学性能 ,且不超过母材标准规定 抗拉强度 上限值加30Mpa。15 容器用钢在与温度 200 以上氢介质接触时,应考虑氢腐蚀问题。16 铝容器最高设计压力为 8 Mpa;钛容器最高设计压力为 35 Mpa。17 钛容器主要用于耐蚀容器,应用最多腐蚀性介质为 含氯介质 。18 在正常应力水平下,20R钢板使用温度下线为 20 。19 16MnR在热轧状态下金相组织为 铁素体珠光体 。20 容器用金属材料中, 钛、铝 材及其容器不应在空气中接触明火,以免易产生
9、金属燃烧。21碳素钢和碳锰钢在高于425温度下长期使用时,应考虑钢中碳化物相石墨化倾向倾向;奥氏体钢使用温度高于525时钢中含碳量应不小于 0.04% 。(不能用超低碳不锈钢) GB150 4.1.6 条88.Q235-B 钢板适用于设计压力 P1.6MPa ;使用温度 0-350 ;用于壳体时,钢板厚度不大于 20 mm ;不得用于 毒性程度为极度或高度危害介质压力容器。22 钢材使用温度低于或等于-200C 时应按规定作夏比(V 型缺口)低温冲击试验,奥氏体不锈钢使用温度-1960C 时可免做冲击试验23 目前提高奥氏体不锈钢抗晶间腐蚀能力措施大致有 固溶化处理 、 降低钢中含碳量 、 添
10、加稳定碳化物元素 三种方法。24 我国现行材料标准中,对应于有色金属屈服规定相应强度指标铝材为 非比例伸 应力,符号是 D0.2。25 钢、铝、钛、铜、锆相对密度由低到高排序为: 铝、钛、锆、钢、铜 。选择1 16MnR钢板使用温度下限为(c) a) 0 b) 10 c) 202 设计温度为30压力容器,其材料可选用(c)钢板。 a) 20R b) 16MnR c) 16MnDR3 容规规定,下列材料应在退火状态下使用(b、c、d) a) 铝及铝合金 b) 钛及太合金 c) 铜及铜合金 d) 镍及镍合金4 下列哪些材料应在正火加回火状态下使用(c、d) a) 16MnR b) 15MnNbR
11、c) 18MnMoNbR d) 13MnNiMoNiR5 下列哪些材料为奥氏体钢(c、d) a) 0Cr13 b) 0Cr13A1 c) 0Cr18Ni9 d) 00Cr17Ni14Mo26 下列哪些锻件应选用即锻件(c) a) 换热器管板锻件 b) 设计压力1.6P10MPa锻件 c) 设计压力P10MPa锻件7 奥氏体不锈钢容器热处理一般是指(a、 c)a) 1100故溶化处理 b) 625消应力处理 c) 1100875稳定化处理 d) 850正火处理8 设计温度为600压力容器,其壳体钢板可选用材料有(a 、b)a) 0Cr18Ni9 b) 0Cr17Ni12Mo2 c) 00Cr17
12、Ni14Mo29 按钢板标准,16mm厚Q235B钢板在20时一组冲击功(J)数值为(c)是合格。 a) 17. 30. 32 b) 17. 40. 50 c) 28. 30. 3110对有晶间腐蚀要求奥氏体不锈钢筒体,经热加工后应进行( d )热处理。a) 退火 b) 正火加回火 c) 稳定化 d) 固溶化 e)固溶化加稳定化判断1 GB150规定,在任何情况下元件金属表面温度不得超过钢材允许使用温度。()2 35CrMoA螺栓用钢可在正火加回火状态下使用。()【调质】3 16MnR钢板可在正火状态下使用。()【小于等于30mm可在热轧状态下使用】4 设计单位应在图样上注明锻件材料牌号和级别
13、。()5 18MnMoNbR钢板应在正火加回火状态下使用。()6 20R钢板金相组织为珠光体加铁素体。()7 用于压力容器壳体厚度30mm16MnR钢板,可在热轧状态下使用。()8 对于钢材标准抗拉强度下限b540Mpa钢材,含P量应不大于0.020,含S量不应大于0.015。()9 GB150规定当选用JB47004707标准时,可免除螺栓法兰设计计算。()10 GB150规定法兰设计应力校核时所有尺寸均包括腐蚀附加量。()11 椭圆形封头或碟形封头过渡区部分开孔时,其孔中心线宜垂直封头表面。()12 设计温度为50压力容器,其壳体用钢板可选用09MnNiDR。()13 用于压力容器壳体厚度
14、为30mm16MnR钢板,可在热轧状态下使用。()14 钛材切削加工时如冷却润滑不好,切削易燃烧。()15 奥氏体钢使用温度高于525时,钢中含碳量应0.04%。( )16 碳素钢和碳锰钢在温度高于425下长期使用,应考虑钢中碳化物相石墨化倾向。 ( )17多层包扎压力容器内筒钢板,其质量等级应不低于JB/T4730.3-2005规定II 级。 ( )18当碳素钢和低合金钢锻件公称厚度大于等于300mm 时,锻件级别不应低于JB4726 规定级。 ( )19目前防止不锈钢产生晶间腐蚀主要措施有:采用固溶处理;降低钢中含碳量或添加稳定碳化物元素。 ( )20在钢材拉伸试验中,无论用5 或10 试
15、样,其试验结果是一样。( )第三部分 设计填空1水压试验时其排气孔应设在容器 顶 部。2 厚壁筒体三个应力中, 环向应力 、 径向应力 是非均匀分布。3内压作用下标准椭圆封头经向应力最大值在 顶点 上。4 GB150规定仅适用于锥壳半锥角 60轴对称无折边锥壳或折边锥壳。5 等面积补强计算对象是 薄膜 应力。6等面积补强壳体有效补强范围意义是受 均匀 拉伸开小圆孔平板,孔边局部应力衰减范围。 7 内压锥壳壁厚计算是将锥壳作为当量圆筒处理,其中圆筒内径Di以 DcCOS 代替,Dc为锥壳 大 端直径。8 外压计算中,只有当加强圈有足够大 惯性矩 时,才能改变圆筒外压计算长度。9 压力容器法兰分为
16、 窄 面法兰和 宽 面法兰两大类。10 法兰连接设计分为三部分 垫片设计 、 螺栓设计 、和 法兰本体 设计。11 GB150规定凸形封头或球壳开孔最大直径d0.5Di 。12 垫片起有效密封作用宽度位于垫片 外径 侧。13 垫片基本密封宽度b0是指法兰预紧后,法兰产生变形情况下,垫片仍被 压紧 宽度。14按GB1511999规定换热器管板锻件级别为 级。15 椭圆封头在内压作用下变形特征是 趋圆 。16 GB150规定锥壳与筒体连接应采用 全焊透 结构。17 GB150规定壳体上开孔应为圆形、椭圆形和 长圆形 。18 GB150规定若条件许可推荐以 厚壁管 代替补强圈补强。19 壳体受内压开
17、孔补强采用 等面积 补强。20 设置加强圈是为了减小筒体 计算长度 ,以提高筒体承受外压能力。21 法兰密封面主要有平形、 凹凸 、 榫槽 三种,其中后两种密封性能 优 于平面。22 采用补强圈补强时,补强材料一般需与壳体材料 相同 。23 壳体圆形开孔时,开孔直径是指接管内径加 2 倍厚度附加量。24 已知某点应力状态ly ,该点应力强度为 480 Mpa 。lj =25 在A、B两类焊接接头中,受力最大是 A 类接头。26 内压锥壳上存在两个方向薄膜应力,其中环向薄膜应力是经向薄膜应力2倍。27 内压筒体壁厚计算公式适用于单层、 多层 、 热套筒体 计算。28 锥壳小端加强段长度是按圆柱壳
18、在边缘力作用下环向 薄膜 应力衰减长度来考虑。29 圆平板在周边均布弯矩作用下,板中弯曲应力是 均匀 分布,且周向应力与径向应力相等。30 圆筒上切向接管,接管与筒体内壁相贯线是非圆形,长轴直径为a、短轴直径为b。其开孔补强计算中,开孔补强直径d取 b 加两倍壁厚附加量。31 当法兰径向应力R超过许用值时,宜增大法兰 厚度 进行调节,而增加 锥颈 厚度,相反会使R增大。32 垫片基本密封宽度b0是指法兰在预紧后,法兰产生变形情况下,垫片仍被 压紧 宽度。35 较软垫片一般m较小y 较小 。36 法兰计算中最大径向应力R发生部位在法兰环与 锥颈 连接面 内 径处。37 椭圆封头在外压下稳定是针对
19、封头 球面部分 考虑,按 当量球壳 计算,对标准椭圆封头其当量球壳外半径,等于0.9 倍封头外直径。38 法兰计算中轴向应力H发生部位在锥颈两端,当系数f1时,表示在 小 端;当f1时,表示在 大 端 。39 焊接接头系数应根据受压元件 焊接接头形式 和 无损检测长度比例 确定。40 GB150中10.4.2.7款要求立式容器地脚螺栓通孔应跨中布置,这主要是考虑 风 载荷影响。41 整体补强型式有 增加壳体厚度 、 厚壁管 、 整体锻件 。42 壳体圆形开孔时,开孔直径是指接管内径加 2 倍厚度 附加量 。43 当螺栓中心圆直径Db受法兰径向结构要求控制时,为紧缩Db宜选直径较 小 螺栓。44
20、 垫片系数是针对法兰在操作状态下,为确保密封面具有足够大流体阻力,而需要作用在垫片单位 密封 面积压紧力与流体 压力 比值。垫片越硬,m值越 大 。45 最大允许工作压力是根据容器壳体 有效厚度 计算所得,其取各受压元件 最小值 。46 外压及真空容器圆度要求严于内压容器主要为了防止 失稳 。47 设计锥形封头时,封头大端当锥壳半锥角 30时,采用折边锥形封头,否则采用分析设计方法进行设计。48气密性试验压力为压力容器设计压力 。容规第101 条49压力容器筒体,封头,人孔盖 , 人孔法兰 ,膨胀节,开孔补强圈,设备法兰,球罐球壳板,换热器管板和换热管,M36 以上设备主螺栓,公称直径250m
21、m 接管和法兰等均作为主要受压元件。容规第25 条50只设置一个安全阀压力容器,根据压力高低依次排列:设计压力、工作压力、最高工作压力、开启压力、试验压力:HG20580 2(2)条(1)试验压力(2)设计压力(3)开启压力(4)最高工作压力(5)工作压力51两个不同垫片,他们形状和尺寸均相同且都能满足密封要求,则选用m(垫片系数)值较小垫片较好。(资料)52对于压力容器锥壳:小端,锥体半顶角45 时,可采用 无折边结构当锥体半顶角45时,应采用带过渡段折边结构。GB150 7.2 条53 GB150 标准管辖容器,其范围是指 壳体 及 与其连为整体 受压零部件。GB150 3.3 条54 低
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