了得網工業技術_壓力容器技術問答

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《壓力容器技術問答》內容包含過程設備設計常用的法律法規、規章規範、標準和管理制度以及壓力容器基礎理論知識、設備基本設計知識，過程設備設計、制造、檢驗與驗收、安裝和使用、安全技術管理等。《壓力容器技術問答》可作為石油、化工等行業從事過程設備設計、制造、安裝和管理等工程技術人員的指導性資料，也可作為壓力容器設計校核人員的培訓教材，亦可供中高職、高等院校師生教學過程設備的應用和參考。

內容簡介

本書以問答的形式對壓力容器的知識和技術做了繫統介紹。前三章介紹了壓力容器常用的條例和規程、壓力容器基礎理論知識和設備設計知識以及壓力容器的材料知識。在此基礎上介紹了一般容器、高壓容器、低溫容器、鋼制管殼式換熱器、鋼制球形儲罐、鋼制塔式容器、鈦制壓力容器、鋁制焊接容器、鋼制管殼式廢熱鍋爐等各類壓力容器的設計、制造、檢驗、安裝、使用和維護、設計管理和安全防護等內容。

本書可作為石化、化工等行業從事過程設備設計、制造、安裝和管理的工程技術人員的指導性資料，也可作為壓力容器設計校核人員的培訓教材，亦可供中高職、高等院校過程裝備與控制工程專業師生的教學參考書。

第一章條例和規程
1.《特種設備安全監察條例》(以下簡稱《條例》)的適用範圍是什麼？
2.我國特種設備安全監察機構是如何設置的？
3.特種設備安全監督管理部門主要職權是什麼？
4.監察員有哪些權限？
5.壓力容器法規標準體繫由幾個層次構成？
6.編制《固定式壓力容器安全技術監察規程》(以下簡稱
《固容規》)的目的和依據是什麼？
7.《固容規》對壓力容器的哪七個環節進行監督？
8.《固容規》適用於具備哪些條件的壓力容器？
9.《固容規》不適用於哪些壓力容器？
10.壓力容器的容積含義是什麼？
11.壓力容器按設計壓力分為哪四個壓力等級？怎樣具體劃分？
12.壓力容器的介質分為哪兩組？第一章條例和規程

1.《特種設備安全監察條例》(以下簡稱《條例》)的適用範圍是什麼？

2.我國特種設備安全監察機構是如何設置的？

3.特種設備安全監督管理部門主要職權是什麼？

4.監察員有哪些權限？

5.壓力容器法規標準體繫由幾個層次構成？

6.編制《固定式壓力容器安全技術監察規程》(以下簡稱

《固容規》)的目的和依據是什麼？

7.《固容規》對壓力容器的哪七個環節進行監督？

8.《固容規》適用於具備哪些條件的壓力容器？

9.《固容規》不適用於哪些壓力容器？

10.壓力容器的容積含義是什麼？

11.壓力容器按設計壓力分為哪四個壓力等級？怎樣具體劃分？

12.壓力容器的介質分為哪兩組？

13.適用於《固容規》範圍內的壓力容器分為哪三類？

14.《固容規》將壓力容器分類、分品種、分壓力等級的目的是什麼？

15.按壓力容器在生產工藝過程中的作用原理容器分哪幾種？代號是什麼？

16.什麼是反應壓力容器？舉例說明。

17.什麼是換熱壓力容器？舉例說明。

18.什麼是分離壓力容器？舉例說明。

19.什麼是儲存壓力容器？舉例說明。

20.《固容規》對壓力容器用鑄鐵材料有哪些要求？

21.鑄鐵制壓力容器的強度設計許用應力如何確定？

22.《固容規》指出的壓力容器本體中的主件有哪些？

23.壓力容器出廠時的通用要求有哪些？

24.《固容規》對鑄鐵制壓力容器有哪些要求？

25.《固容規》對無損檢測人員有什麼要求？

26.壓力容器投入使用前應辦理什麼手續？

27.在壓力容器定期檢驗中，使用單位、檢驗機構和技術監督

部門各自的責任是什麼？

28.壓力容器定期檢驗周期如何？

29.壓力容器定期檢驗的內容有哪些？

30.壓力容器定期檢驗有幾種情況？

31.壓力容器定期檢驗的項目包括哪些？

32.定期檢驗在什麼情況下應當進行耐壓試驗？

第二章基本理論知識

1.什麼是壓力容器的失效？其表現形式有哪幾種？

2.什麼是壓力容器的常規設計法和分析設計法？

3.什麼是極限分析法？

4.什麼是安定性？

5.什麼是一次應力、二次應力和峰值應力？其特征各如何？

6.應力分類設計方法中對各類應力是如何限制的？

7.什麼是金屬的蠕變？其影響因素有哪些？

8.壓力容器在什麼情況下需考慮蠕變問題？如何進行蠕變設計？

9.金屬構件高溫下應力松弛與蠕變有何異同？

10.什麼是法？在壓力容器設計中有何意義？

11.薄壁容器和厚壁容器如何劃分？其強度設計的理論基礎是什麼？有何區別？

12.為什麼圓筒中徑公式可以適用到徑比K≤1.5？

13.什麼是無力矩理論？其適用範圍有何限制？

14.在僅受氣壓時，圓錐殼與圓筒殼中的薄膜應力有何異同？為什麼半頂角不宜大於60°？

15.圓筒殼、圓錐殼和球殼在僅受液壓時或僅受氣壓時的薄膜應力分布及大小有何區別？

16.在均布內壓作用下，碟形殼、橢圓殼和球殼中的薄膜應力各有何特點？

17.什麼是薄殼的"不連續效應"或"邊緣效應"？解決邊緣問題的理論基礎是什麼？

18.邊緣應力有何特點？GB 150中如何對待？

19.降低局部應力的措施有哪些？

20.橢圓封頭和碟形封頭的結構尺寸有何限制規定？

21.在什麼情況下兩種殼的連接邊緣會產生橫推力？有何危害？如何控制或防止？

22.在GB 150中，為什麼規定當半頂角α≤30°時，錐形封頭大端可用無折邊結構？而α>30°時要采用帶過渡段的折邊結構？

23.設計內壓無折邊錐形封頭時，大端和小端主要控制應力的性質及其強度限制條件有何區別？對大端的連接結構有何要求？

24.內壓無折邊球面封頭與半球形封頭的結構和應力有何區別？

25.橢圓和碟形等封頭，為什麼均帶有直邊？

26.高壓容器是否一定是厚壁容器？

27.厚壁筒體的應力狀況與薄壁筒體有何不同？其沿壁厚方向的應力分布有什麼特征？

28.關於厚壁容器有哪幾種失效觀點？基於這些失效準則的強度設計有何異同？

29.什麼是米賽斯(Mises)屈服準則？

30.對於內壓內加熱的圓筒體，為什麼要求校核其外壁的組合應力？而內壓外加熱時，則要求校核其內壁的組合應力？

31.超高壓容器是否可以采用彈性失效準則確定壁厚？

32.什麼是厚壁筒體的"自增強"？

33.熱套式筒體的"最佳過盈量"是根據什麼原則取定的？

34.承受均布載荷薄圓平板的應力分布有什麼特點？為什麼平板蓋比相同條件下的凸形封頭的厚度要大得多？

35.對於厚平板蓋為什麼要校核其危險環斷面的組合應力？

36.受均載矩形平板的應力是如何分布的？

37.什麼是外壓容器的穩定性和臨界壓力？內壓容器是否存在穩定性問題？

38.容器失穩有哪些類型？各有何特點？

39.什麼是彈性失穩和非彈性失穩？用高強度鋼代替低強度鋼可否提高容器的彈性穩定性？

40.外壓長圓筒和外壓短圓筒有何區別？在設計外壓圓筒時，為什麼廣泛采用加強圈結構？

41.外壓圓筒設計為什麼要用圖算法？說明GB 150外壓算圖中A和B的意義及算圖的由來和應用範圍。

42. GB 150中，為什麼在外壓圓筒設計計算時將Do/δe≥20與Do/δe<20兩種情況區別對待？

43. GB 150中，對於Do/δe<20的圓筒，為什麼對其中Do/δe<4.0者又區別對待？

44.僅受軸向壓縮或彎曲的圓筒與僅受徑向外壓的圓筒和復合載荷同時作用的圓筒殼，其穩定性有何區別？設計時有何要求？

45.為什麼外壓凸形封頭均規定按外壓球殼進行穩定性設計？

46. GB 150中，對外壓圓筒和球殼等進行穩定性設計時，為什麼要取不同的安全繫數？

47.容器開孔後，為什麼需要補強？

48.容器開孔接管處的應力集中繫數有哪些影響因素？

49.容器開孔接管處的應力集中有何特點？對補強有什麼要求？

50.容器大開孔與小開孔有何異同？

51.為什麼各國規範對容器上不作另行補強的最大孔徑均有限制？

52.在GB 150的等面積補強法中，為什麼外壓容器和平板的開孔補強面積公式中均需乘以0.5繫數，而將補強面積減半？

53.法蘭的設計分析方法所依據的理論基礎有哪幾類？GB 150中的法蘭設計方法采用哪一類？

54.根據Waters法說明高頸法蘭中作用的應力及其許用應力的差異。

55.設計整體法蘭時，若強度不能滿足要求，應如何調整？

56.墊片性能參數y和m是如何定義的？其物理意義是什麼？

57.什麼是墊片的有效密封寬度和基本密封寬度？

58.雙錐環的密封壓緊力由哪兩部分組成？

59.在雙錐密封設計中，其端蓋的支承圓柱面與雙錐環內圓柱面之間為什麼要控制一定的徑向間隙？此間隙大小的控制依據是什麼？

60.高壓筒體端部受到哪些力的作用？為什麼要校核其直徑斷面的彎曲應力？

61.法蘭連接用雙頭螺栓的中部光杆為什麼往往取略小於螺紋根徑的細光杆？

62.法蘭螺栓許用應力的安全繫數為什麼取得比容器的大？

第三章材料401.壓力容器用鋼的基本要求有哪些？選擇鋼材應遵循哪些原則？

2.壓力容器用材的質量、規格、質量證明書及標記有什麼規定？

3. 《固容規》對鋼板超聲檢測的要求是如何規定的？

4.《固容規》對壓力容器主件材料的復驗有哪些要求？

5.碳素鋼和碳錳鋼在高於425℃溫度下長期使用時，或奧氏體鋼的使用溫度高於525℃時，應注意什麼問題？

6.用境外材料制壓力容器有什麼要求？

7. GB 150-2011附錄A對已列入第2章，但尚未列入材料標準的哪些鋼材提出了補充要求？

8.鑄鐵制造壓力容器有什麼要求和限制？目前用於壓力容器的鑄鐵牌號主要有哪些？

9.對壓力容器用有色金屬有什麼要求？

10.壓力容器用中溫用鋼一般指哪些鋼號？作為抗氫鋼使用時，應如何選取？

11.高合金鋼主要有哪幾類？各有什麼特點？

12.低溫壓力容器用材料主要有哪些？

13.什麼是低碳、超低碳奧氏體不鏽鋼？

14.現行的衝擊試驗國家標準有哪幾種？

15.什麼是衝擊功？什麼是衝擊韌性？

16.碳素結構鋼的鋼號是怎樣表示的？

17.碳素結構鋼板Q235B和Q235C用於壓力容器有哪些規定或限制？

18. GB 150-2011對壓力容器用碳鋼和低合金鋼鋼板的使用狀態有什麼要求？為什麼？

19. GB 3531和GB 713對16MnDR和Q345R在化學成分、低溫衝擊試驗和超聲波探傷方面的要求有什麼差別？

20. GB 150-2011對高合金鋼板用於壓力容器，規定按哪些標準選用？並注意什麼問題？

21.不鏽鋼鋼復合鋼板的使用溫度範圍是什麼？

22.鋼板低溫衝擊試驗的試樣為什麼要取橫向？

23.對用於制造壓力容器圓筒體的無縫鋼管有什麼要求？

24. GB 150-2011規定哪些情況下壓力容器用鋼鍛件選用Ⅲ級或Ⅳ級？

25.對於壓力容器用大型鍛件的質量主要應注意什麼問題?

26. NB/T 47008-2010中，Ⅲ級以上鍛件的檢驗與Ⅰ、Ⅱ級鍛件有什麼不同？

27. NB/T 47008-2010中，鍛件交貨時質量證明書的內容有什麼規定？

28. JB/T 4730.3-2005對奧氏體不鏽鋼鍛件的超聲波檢測有哪些要求？

29.鍛件的熱處理狀態主要取決於什麼？

30. HG/T 20581-2011對鑄鋼件的衝擊試驗、水壓試驗、射線探傷及鑄造質量繫數有什麼要求？

31.螺栓、螺母選用時，從組合上應考慮什麼要求？

32. HG/T 20581-2011對高壓容器主螺栓的無損檢測提出什麼要求？

33. HG/T 20581-2011對受壓零部件用商品緊固件的機械性能等級、相應的使用壓力範圍和配用螺母的機械性能等級是怎樣規定的？

34.《固容規》對壓力容器用焊接材料有什麼要求？

35. HG/T 20581-2011對奧氏體鋼之間的焊接材料選用提出了什麼要求？

36.金屬的機械性能有哪些主要指標？

37.鐵碳合金狀態圖有什麼用途？鐵碳合金有哪三種主要的晶體相？

38.什麼是沸騰鋼？什麼是鎮靜鋼？

39.鋼的熱處理方法主要有哪幾種？正火與退火有什麼不同？

40.鋼材有哪些常見缺陷？

41.鋼中的氣體夾雜有什麼壞處？

42.影響鋼材韌性主要有哪幾種情況？

43.碳對鋼的焊接性能有什麼影響？某素對低合金鋼的焊接性能有什麼影響？

44.什麼是金屬的腐蝕？它如何分類？

45.不鏽鋼晶間腐蝕試驗方法主要有哪幾種？怎樣選擇？

46.固溶處理對奧氏體不鏽鋼的性能有什麼作用？什麼是穩定化處理？

47.什麼是應力腐蝕破裂？哪些介質可引起金屬的應力腐蝕破裂？

第四章壓力容器611.《壓力容器》GB 150-2011的適用範圍是什麼？

2. 《壓力容器》GB 150-2011的管轄範圍是什麼？

3.《壓力容器》GB 150-2011不適用於哪些容器？

4.《壓力容器》GB 150-2011還允許采用哪些方法設計？

5.壓力、最大工作壓力、設計壓力是怎樣定義和確定的？

6.容器的金屬溫度、設計溫度、試驗溫度是怎樣定義和確定的？

7.設計時應考慮哪些載荷？

8.計算厚度、設計厚度、名義厚度、有效厚度是怎樣定義和確定的？

9.厚度附加量指什麼？如何選取？

10.為什麼要規定最小厚度？在設計中是如何確定的？

11.不鏽復合鋼板的許用應力如何確定？

12.圓筒和管子的許用軸向壓縮應力如何確定？

13.焊縫繫數如何選取？

14.壓力試驗時圓筒應力校核如何進行？有哪些特殊要求？

15.確定容器直徑時需考慮哪些因素？

16. GB 150-2011《壓力容器》標準中，內壓圓筒強度計算的基本公式及理論基礎和適用範圍是什麼？

17.試述外壓圓筒的計算步驟。

18.容器的封頭有哪幾種形式？各有何優缺點？

19.試述球殼厚度的計算公式及適用範圍。

20.試述內壓（凹面受壓）橢圓形封頭厚度的計算公式及設計要求。

21.試述內壓（凹面受壓）碟形封頭的計算公式及設計要求。

22. GB 150-2011《壓力容器》對錐形封頭的設計範圍有何限制？對其幾何形狀有何要求？

23.錐殼大小端與圓筒連接處表面應力狀況如何？應力強度限制值是多少？

24.無折邊球面封頭設計時應注意些什麼？

25.碟形封頭與法蘭連接時應注意些什麼？

26.試述圓形平蓋厚度的計算公式和理論依據。

27.容器法蘭和接管法蘭有哪幾種形式？各有何特點？

28.容器法蘭密封面有哪幾種形式？各有何特點？各適用哪些場合？

29.選擇容器法蘭的壓力等級時應考慮哪些因素？

30.試述墊片的種類和形式？選擇墊片的材料和類型時應考慮哪些因素？

31.什麼情況下不允許采用石棉墊或石棉橡膠墊？

32.選擇接管法蘭壓力等級時應考慮哪些因素？

33.螺栓法蘭連接設計包括哪些內容？

34.用於制造整體帶頸法蘭的材料有哪些要求？

35.法蘭的應力校核計算包括哪些方面的內容？其控制要求是什麼？

36.壓力容器開孔有些什麼規定？

37. GB 150-2011對不需另行補強的最大開孔直徑有何規定？

38. GB 150-2011對容器開孔的範圍有何規定？

39.壓力容器開孔補強有哪幾種設計方法？各有何特點?GB 150-2011采用什麼設計方法？

40.壓力容器大開孔采用壓力面積法進行補強設計時應注意哪些問題？

41.什麼情況下應采用整體補強結構？

42.整體補強結構有哪幾種形式？

43. HG/T 20582-2011對非徑向接管的開孔補強適用範圍有哪些規定？

44. HG/T 20582-2011對非徑向接管的接管頸部的厚度有哪些規定？

45.采用補強圈補強時有些什麼規定？

46.開孔補強形式有哪幾種？試比較其優缺點。

47.試述補強圈搭焊結構的優缺點？

48.在應用等面積補強中，為什麼要限制d/D之比和長圓形孔的長短軸之比？

49.《固容規》對檢查孔有何要求？

50.《固容規》對不設置檢查孔的壓力容器有什麼要求？

51.試述化工容器的人孔、手孔、檢查孔的設置原則。

52.化工容器的人孔、手孔、檢查孔設置的位置有什麼要求？

53.選用人（手）孔結構時應考慮哪些因素？

54.人孔、手孔和檢查孔的尺寸如何決定？

55.選擇接管法蘭壓力等級時應考慮哪些因素？

56.對容器接管材料有什麼規定？

57.確定接管的伸出長度時應考慮哪些因素？

58.接管與容器壁的連接形式有哪些？各使用在何種場合？

59.確定接管的壁厚時應考慮哪些因素？

60.在立式設備的設計中如何確定支座的形式和數量？

61.如何選用標準型懸掛式支座？

62.支座與筒體連接什麼情況下應設置墊板？對設置的墊板有何要求？

63.設計支承式支腳時應注意些什麼？

64.在什麼情況下選用帶剛性環的耳式支座？

65.臥式容器的支座設計時應注意些什麼？

66.試述雙支座與多支座的優缺點。

67.臥式容器采用三支座設計時應注意些什麼？

68.在雙支座臥式容器設計中，為什麼要取A≤0.2L，並盡可能滿足A≤0.5Ri?

69.臥式容器設計時應考慮哪些載荷?GB 150-2011中考慮了哪些載荷？

70.試述GB 150-2011臥式容器設計計算的理論依據和適用範圍。

71.試畫出雙鞍座支承臥式容器的載荷、支座反力、剪力及彎矩圖。

72.雙鞍座臥式容器有哪些應力需要校核？其危險斷面各位於何處？

73.鞍座處筒體周向壓應力不滿足校核條件要求時，應如何進行結構參數調整？

74.什麼情況下容器進口接管處須設緩衝板？

75.什麼情況下容器出口接管應設防渦流擋板？

76.怎樣選擇液面計？

77.設計(選用)視鏡時應注意些什麼？

78.我國《固容規》規定什麼範圍內的容器屬於高壓容器？

79.多層高壓容器受內壓筒體壁厚的計算公式是什麼？該公式有何限制？

第五章熱交換器

第六章球形儲罐

第七章鋼制塔式容器

第八章鋼制壓力容器制造、檢驗和驗收

第九章鈦制壓力容器

第十章鋁制焊接容器

第十一章鋼制管殼式餘熱鍋爐

第十二章設計管理

第十三章安全防護

參考文獻

在線試讀

目前關於厚壁容器的強度計算主要存在3種不同的失效觀點。

（1）彈性失效觀點它將容器的應力限制在彈性範圍，認為簡體內壁面出現屈服時即為承載的最大極限。

（2）塑性失效觀點它將容器的應力限制在塑性範圍，認為容器內壁面出現屈服而外層金屬仍處於彈性狀態時，並不會導致容器發生破壞，隻有當容器內外壁面全屈服時纔為承載的最大極限。

（3）爆破失效觀點它認為容器由韌性鋼材制成，有明顯的應變硬化現像，即便是容器整體屈服後仍有一定的承載潛力，隻有達到爆破時纔是容器承載的最大極限。

屈服準則亦稱屈服條件或塑性條件。它是指在三向應力狀態下材料發生塑性屈服時應力所滿足的條件。米賽斯屈服條件認為材料承載時的最大剪應力等於RL時，材料開始進入塑性狀態。

由內壓引起的危險環向應力在內壁高，外壁低，且均為拉應力。由溫度引起的熱應力，當內加熱時，內壁為壓應力，外壁為拉應力。溫度應力與壓力應力疊加後，內壁組合應力降低，外壁組合應力增加，因而需要校核外壁組合應力。而當外加熱時，內壁溫度應力為拉應力，外壁的溫度應力為壓應力，溫度應力與壓力應力疊加後，外壁的應力得到改善，而內壁的應力更加惡化，因而需要校核內壁的組合應力。

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