发布时间 : 星期三 文章压力容器各类考试试题压力容器设计人员考核试题集及答案word版更新完毕开始阅读83019ab3ee06eff9aff80749
去除余高使焊缝与母材表面平滑过渡，对消除形状突变与表面缺陷，改善容器应力状态，提高抗脆断与疲劳断裂有益。
4.55 盛装液化石油气的容器为什么必须按设计储存量充装液化石油气？
答：盛装液化石油气的容器，当按规定进行充装时，即使温度达到设计温度(50℃)时，容器内还剩有5%的气相空间，此时，温度升高1℃，容器内的饱和蒸汽压升高0.02~0.03MPa。当超量充装后，由于液化石油气的体积膨胀系数大，约为水的10~16倍，温度升高时就会使容器内液化石油气体的液体充满整个容器，此时温度再升高，容器就要承受液体膨胀的压力。当温度每升高1℃时容器内的压力就升高2~3MPa，与饱和蒸汽压相比几乎是100倍，对一台充满液体的容器，当温度再升高3~5℃时，就接近或超过了容器的爆破压力，容器就会自行爆破。因此，液化石油气容器是严禁超装的。 4.56 咬边对压力容器的安全有哪些危害？
答：咬边属于形状突变，造成局部应力集中，在长期使用中易扩展；咬边是开口缺陷，形成介质死区,在长期使用中由于介质浓缩引起腐蚀，因此，咬边的存在对压力容器的强度、应力腐蚀、疲劳等均会造成不良的结果。
4.57 什么是应力腐蚀破裂？奥氏体不锈钢在哪些介质中易产生应力腐蚀破裂？
答：应力腐蚀破裂是金属在应力(拉应力)和腐蚀的共同作用下(并有特定的温度条件)所引起的破裂。应力腐蚀现象较为复杂，当应力不存在时，腐蚀甚微；当有应力后，金属会在腐蚀并应力腐蚀破坏的金属材料与环境的组合主要有以下几种：
⒈ 碳钢及低合金钢、介质为碱液、硝酸盐溶液、无水液氨、湿硫化氢等； ⒉ 奥氏体不锈钢：氯离子、氯化物+蒸汽、湿硫化氢、碱液等；
⒊ 含钼奥氏体不锈钢：碱液、氯化物水溶液、硫酸+硫酸铜的水溶液等； ⒋ 黄铜：氨气及溶液、氯化铁、湿二氧化硫等； ⒌ 钛：含盐酸的甲醇或乙醇、熔融氯化钠等； ⒍ 铝：湿硫化氢、含氢硫化氢、海水等。
4.58 奥氏体不锈钢焊缝能否采用超声波检测，为什么？
答：由于奥氏体不锈钢中存在的双晶晶界等显著影响超声波的衰减及传播，因此目前超声波检测未能在这种不锈钢中等到广泛的采用。
4.59 碳素钢和低合金钢钢管，当使用温度≤-20℃时，其使用状态及最低冲击试验温度应符合什么要求？
答：碳素钢和低合金钢钢管使用温度低于或等于-20℃时，其使用状态及最低冲击试验温度按下表的规定。 钢号 10 20G 16Mn 09MnD 使用状态 正火 正火 正火 正火 壁厚 mm ≤16 ≤16 ≤20 ≤16 最低冲击试验温度℃ -30 -20 -40 -50 因尺寸限制无法制备5mm310mm355mm小尺寸冲击试样的钢管，免做冲击试验，各钢号钢管的最低使用温度按附录C(标准的附录)的规定。
4.60 锻件的级别如何确定？对于公称厚度大于300 mm的碳素钢和低合金钢锻件应选用什么级？ 答：锻件级别按JB4726《压力容器锻件技术条件》的规定选用。对于公称厚度大于300 mm的碳素钢和低合金钢锻件应选用Ⅲ级或Ⅳ级。
4.61 16MnD钢锻件，当使用温度等于或低于-20℃时，其热处理状态及最低冲击试验温度是什么？ 答：应符合下表的规定： 钢号 16MnD 热处理状态 正火加回火，调质 公称厚度mm ≤200 ＞200~300 最低冲击试验温度℃ -40 -30 4.62 低合金钢螺栓，当使用温度等于或低于-20℃时，其使用状态及最低试验温度是什么？
答：应符合下表的规定： 钢号 30CrMoA 35CrMoA 规格 mm ≤M56 ≤M56 M60~M80 使用状态 最低冲击试验温度℃ -100 -100 -70 AKV(J) ≥27 ≥27 4.63 铝和铝合金用于压力受压元件应符合什么要求？
答：⒈ 设计压力不应大于8MPa，设计温度为-269~200℃；
⒉ 设计温度大于65℃时，一般不选用含镁量大于等于3%的铝合金。 4.64 钛和钛合金用于压力容器受压元件应符合什么使用条件？
答：⒈ 设计温度；工业纯钛不应高于230℃；钛合金不应高于300℃；钛复合板不应高于250℃。
⒉ 用于制造压力容器壳体的钛材应在退火状态下使用。 4.65 铜及铜合金用于压力容器受压元件应为什么热处理状态？ 答：一般应为退火状态。
4.66 什么叫设计压力？什么叫计算压力？如何确定？
答：设计压力指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为载荷条件，其值不低于工作压力。
确定设计压力时，应考虑：
容器上装有超压泄放装置时，应按GB150-1998附录B(标准的附录)的规定确定设计压力。
对于盛装液化气体的容器，在规定的充装系数范围内，设计压力应根据工作条件下可能达到的最高金属温度确定。
确定外压容器的设计压力时，应考虑到在正常工作情况下可能出现的最大内外压力差。
确定真空容器的壳体厚度时，设计压力按承受外压考虑。当装有安全控制装置(如真空泄放阀)时，设计压力取1.25倍最大内外压力差或0.1MPa两者的低值；当无安全控制装置时，取0.1MPa。
由两室或两个以上压力室组成的容器，如夹套容器，确定设计压力时，应考虑各室之间的最大压力差。
计算压力指在相应的设计温度下，用以确定元件厚度的压力，其中包括液柱静压力。当元件所承受的液柱静压力小于5%设计压力时，可忽略不计。
4.67 固定式液化气体容器设计时，如何确定设计压力？
答： 盛装临界温度大于等于50℃的液化气体的压力容器，如设计有可靠保冷设施，其设计压力应为所盛装液化气体在可能达到的最高工作温度下的饱和蒸汽压力；如无保冷设施，其设计压力不得低于该液化气体在50℃时的饱和蒸汽压力。
盛装临界温度小于50℃的液化气体压力容器，如设计有可靠的保冷设施，并且能确保低温储存的，其设计压力不得低于试验实测的最高温度下的饱和蒸汽压力；没有实测数据或没有保冷设施的压力容器，其设计压力不得低于所装液化气体在规定的最大充装量时，温度为50℃时的气体压力。 4.68 什么叫计算厚度、设计厚度、名义厚度、有效厚度？
答：计算厚度：系指按公式计算得到的厚度，需要时，尚应计入其它载荷所需厚度，不包括厚度附加量；
设计厚度：系指计算厚度与腐蚀裕量之和；
名义厚度：系指设计厚度加上钢材厚度负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度，即标注在图样上的厚度，对于容器壳体，在任何情况下其名义厚度不得小于最小厚度与腐蚀裕量之和；
有效厚度：系指名义厚度减去腐蚀裕量和钢材厚度负偏差。 4.69 什么叫最小厚度？如何确定？
答：为满足制造工艺要求，根据工程实践经验对壳体加工成形后规定了不包括腐蚀裕量的最小厚度。圆筒的最小厚度δmin按下列确定：
⒈ 对碳素钢和低合金钢容器：δmin≥3mm； ⒉ 对高合金钢容器：δmin≥2mm。
4.70 GB150-1998中法兰按其整体性程度分为几种型式？各型式的特点是什么？ 答：分为三种型式：
⒈ 松式法兰：法兰未能有效地与容器或接管连接成一整体，不具有整体式连接的同等结构强度。计算中认为容器或接管不与法兰共同承受法兰力矩的作用。
⒉ 整体法兰：法兰、法兰颈部及容器或接管三者能有效地连接成一整体结构，共同承受法兰力矩的作用。
⒊ 任意式法兰：是一些焊接法兰［见GB150-1998中图(9-1)(h)、(i)、(k)］，其计算按整体法兰。但为简便起见，当满足下列条件时也可按活套法兰计算：
δn?15mm,Di?0?300,Pc?2MPa
操作温度小于或等于370℃。
4.71 反向法兰的结构特点是什么？
答：反向法兰是指与圆筒相接的平盖开有d＞1/2Di的大孔。对于开有d≤1/2D孔的平盖可以用开孔补强或加厚平盖厚度来进行设计。对于开有d＞1/2D大孔，这些设计方法已不能适用，宜将开有大孔的平盖和与之相连接的圆筒体视为反向法兰，用法兰的原则进行设计。
4.72 平面法兰、凹凸面法兰与榫槽面法兰三类密封面各有什么公优缺点？
答：平面法兰密封面具有结构简单，加工方便，且便于进行防腐衬里等的优点，由于这种密封面和垫片的接触面积较大，如预紧不当，垫片易被挤出密封面。不易上紧，密封性能较差，适用于压力不高的场合，一般使用在PN≤2.5MPa的压力下。
凹凸面法兰密封面相配的两个法兰接合面一个是凸面，一个是凹面。安装时便于对中，能有效地防止垫片被挤出密封面，密封性能比平面密封面为好。
榫槽面法兰密封面由一个榫面一个槽面相配而成，因此，密封面更窄。由于受槽面的阻挡，垫片不会被挤压紧面，且少受介质的冲刷和腐蚀。安装时便于对中，垫片受力均匀，密封可靠，适用于易燃、和有毒介质的运用。但是由于垫片很窄，更换时较为困难。 4.73 卧式容器的双支座与多支座各有什么优缺点？
答：卧式容器的力学模型和梁相似。多支点梁由于支点间的间距小、各支点分摊的重量小，梁中的弯矩就小，应力也小。但要求各支点在同一水平上。这对于大型卧式容器较难做到。由于地基的不均匀沉降，使多支点的支反力不能均匀分配。
双支座不存在支反力不能均匀分配的问题。但是跨间的弯矩大，支座截面上的弯矩也大，容器壁内的应力就大。
4.74 双支座卧式容器设计中对支座的位置及固定型式按什么原则确定？
答：根据均布载荷的外伸梁的力学分析可知，当外伸梁的长度A为梁的长L的0.207倍时，跨间的最大弯矩与支座截面处的弯矩(绝对值)相等，若外伸加长，支座截面处的应力加大。因而，卧式容器通常要求 A≤0.2L。
此外，由于封头的刚性大于圆筒体的刚性，封头对于圆筒体有加强作用，若支座邻近封头，则可充分利用封头的加强效应。因此在满足A≤0.2L时，应满足A≤0.5Rm(圆筒平均半径)。
和立式容器一样，卧式容器的支座也应固定在基础上，但是由于卧式容器因各种热膨胀的原因使圆筒体伸长，若因支座固定而不允许圆筒体伸长，圆筒体内部将增加附加应力。因此卧式容器只允许一个支座固定，另一个支座的地脚螺栓孔开成长圆孔，允许滑动。 4.75 低温压力容器焊接有什么要求？
答：⒈ 低温容器施焊前应按JB4708进行焊接工艺评定试验，包括焊缝和热影响区的低温夏比(V形缺口)冲击试验。冲击试验的取样方法和合格指标，按C2.1.中母材的要求确定。
⒉ 当焊缝两侧母材具有不同冲击试验要求时，焊缝金属的冲击试验温度应低于或等于两侧母材中的较高者。低温冲击功按两侧母材抗拉强度的较低值符合表C3的要求。热影响区按相应母材要求确定。接头的拉伸和弯曲性能按两侧母材中较低要求。
⒊ 按照JB4708进行焊接工艺评定，由不同级别号的母材组成焊接接头时，其焊接接头的低温冲击试验需重新评定。
⒋ 应严格控制焊接线能量。在焊接工艺评定所确认的范围内，选用较小的焊接线能量，以多道施焊为宜。
⒌ 焊接区域内，包括对接接头和角接接头的表面，不得有裂纹、气孔和咬边等缺陷。不应有急剧的形状变化，呈圆滑过渡工。
4.76 什么叫“低温低应力工况”？低温低应力工况的容器是否应按低温压力容器考虑？ 答：“低温低应力工况”系指容器或其受压元件的设计虽然低于或等于-20℃，但其拉伸薄膜应力小于或等于钢材标准常温屈服点六分之一，且不大于500MPa时的工况。
当容器或其受压元件使用在“低温低应力工况”下，若其设计温度加50℃后，高于-20℃时，不必遵循低温压力容器的规定。
4.77 波形膨胀节的选材原则是什么？ 答：⒈ 碳钢或低合金钢制波形膨胀节只适用于t≤375℃；奥氏体不锈钢制波形膨胀节适用于t≤500℃。
⒉ 用碳钢或低合金钢制波形膨胀节，其腐蚀裕量不得超过1mm，否则宜采用奥氏体不锈钢材料。 ⒊ 对有氯化物、硫化物、酸、碱等易产生腐蚀的介质或工作温度较高(超过550℃)时，应选用耐蚀合金或高温合金来制造膨胀节，如国产材料FN-2、NS111及B-315或Incoloy800、825等。 4.78 奥氏体不锈钢制造的膨胀节，当σR＞2σst外时需进行何种校核？ 答：需进行疲劳寿命校核：
?12820? N=????370??
?R?⒈ 疲劳破坏时的循环次数计算：
⒉ 许用循环次数的确定： ［N］=
3.4N nf?15 nf4.79 从设计的角度来看，压力容器的失效准则有几种？它们各自的观点是什么？ 答：这里所说的失效是一种设计网点，一种共认的准则。主要是：
⒈ 弹性失效-----这种失效观点认为：容器内壁金属达到材料的实际屈服点就丧失了纯弹性状态而进入塑性，容器则已失效。该观点认为材料出现塑性变形会使金属品质发生变化，易引起腐蚀，故限制容器在弹性状态下工作而不允许出现塑性变形。
⒉ 塑性失效-----该观点认为：容器内表面材料出现塑性变形后，由于外边弹性层的约束，变形被限制在较小范围内，容器并未达到危险状态。仅当塑性变形由壁扩展到外壁时，容器体积有较大膨胀，出现不稳定现象，此时才达到承载极限，该观点将器壁整体屈服作为容器失效准则。
⒊ 弹塑性失效-----该准则适用于反复加载的情况，认为：容器不同部位的应力对导致容器破坏所起的作用不同，如在器壁应力远低于材料屈服点的情况下，筒体和封头或接管相连处的局部区域可能已达到屈服点而出现塑性变形，但由于相邻地区仍处于弹性，在反复载荷的作用下局部塑性变形并不一定会导致容器破坏，只有当超过“安定”界限后，才会出现损伤的积累过程，但非立即破坏。
⒋ 爆破失效-----对理想塑性材料，当容器整体屈服，即使压力不再升高，塑性变形仍会不断扩大，壁厚不断减薄，最终导致容器破坏。爆破失效观点认为：材料并非是理想塑性的，由于存在应变硬化，若压力不断继续升高，容器并不会破坏，只有当压力升到某一水平后，容器才会发生爆破而失效；设计中以工作压力对爆破压力取安全系数。这个准则一般在超高压容器的设计中采用。
除以上四种失效准则外，尚有蠕变失效、断裂失效等。
4.80 多层高压容器尢其是多层包扎容器对接深槽焊环缝常易出现的缺陷是什么？如何克服？
答：多层环焊缝较容易出现焊接缺陷是在多层交界处易产生咬边或夹渣。为了克服此缺陷，可采用预先堆焊端面的方法。
4.81 多层高压容器在筒节上一般设有排气孔，为什么？