2/2機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造專業(yè)50道壓力容器、壓力管道設(shè)計(jì)考試題（問答題、分析題）1、奧氏體不銹鋼制造的膨脹節(jié)，當(dāng)σR＞2σst外時(shí)需進(jìn)行何種校核？答：需進(jìn)行疲勞壽命校核：N=①、疲勞破壞時(shí)的循環(huán)次數(shù)計(jì)算：②、許用循環(huán)次數(shù)的確定：［N］=；。2、從設(shè)計(jì)的角度來看，壓力容器的失效準(zhǔn)則有幾種？它們各自的觀點(diǎn)是什么？答：這里所說的失效是一種設(shè)計(jì)網(wǎng)點(diǎn)，一種共認(rèn)的準(zhǔn)則。主要是：⑴、彈性失效這種失效觀點(diǎn)認(rèn)為：容器內(nèi)壁金屬達(dá)到材料的實(shí)際屈服點(diǎn)就喪失了純彈性狀態(tài)而進(jìn)入塑性，容器則已失效。該觀點(diǎn)認(rèn)為材料出現(xiàn)塑性變形會(huì)使金屬品質(zhì)發(fā)生變化，易引起腐蝕，故限制容器在彈性狀態(tài)下工作而不允許出現(xiàn)塑性變形。⑵、塑性失效該觀點(diǎn)認(rèn)為：容器內(nèi)表面材料出現(xiàn)塑性變形后，由于外邊彈性層的約束，變形被限制在較小范圍內(nèi)，容器并未達(dá)到危險(xiǎn)狀態(tài)。僅當(dāng)塑性變形由壁擴(kuò)展到外壁時(shí)，容器體積有較大膨脹，出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，此時(shí)才達(dá)到承載極限，該觀點(diǎn)將器壁整體屈服作為容器失效準(zhǔn)則。⑶、彈塑性失效該準(zhǔn)則適用于反復(fù)加載的情況，認(rèn)為：容器不同部位的應(yīng)力對導(dǎo)致容器破壞所起的作用不同，如在器壁應(yīng)力遠(yuǎn)低于材料屈服點(diǎn)的情況下，筒體和封頭或接管相連處的局部區(qū)域可能已達(dá)到屈服點(diǎn)而出現(xiàn)塑性變形，但由于相鄰地區(qū)仍處于彈性，在反復(fù)載荷的作用下局部塑性變形并不一定會(huì)導(dǎo)致容器破壞，只有當(dāng)超過“安定”界限后，才會(huì)出現(xiàn)損傷的積累過程，但非立即破壞。⑷、爆破失效對理想塑性材料，當(dāng)容器整體屈服，即使壓力不再升高，塑性變形仍會(huì)不斷擴(kuò)大，壁厚不斷減薄，最終導(dǎo)致容器破壞。爆破失效觀點(diǎn)認(rèn)為：材料并非是理想塑性的，由于存在應(yīng)變硬化，若壓力不斷繼續(xù)升高，容器并不會(huì)破壞，只有當(dāng)壓力升到某一水平后，容器才會(huì)發(fā)生爆破而失效；設(shè)計(jì)中以工作壓力對爆破壓力取安全系數(shù)。這個(gè)準(zhǔn)則一般在超高壓容器的設(shè)計(jì)中采用。除以上四種失效準(zhǔn)則外，尚有蠕變失效、斷裂失效等。3、多層高壓容器尢其是多層包扎容器對接深槽焊環(huán)縫常易出現(xiàn)的缺陷是什么？如何克服？答：多層環(huán)焊縫較容易出現(xiàn)焊接缺陷是在多層交界處易產(chǎn)生咬邊或夾渣。為了克服此缺陷，可采用預(yù)先堆焊端面的方法。4、多層高壓容器在筒節(jié)上一般設(shè)有排氣孔，為什么？答：開排氣孔的目的和作用如下：⑴、環(huán)縫焊接時(shí)，層間氣體能自由逸出，有利于提高焊接質(zhì)量；⑵、操作及升降溫時(shí)，夾層中氣體能自由膨脹，可減少間隙帶來的不良影響；⑶、能起報(bào)警作用，一旦內(nèi)筒發(fā)生泄漏，泄漏物能較快排出設(shè)備外被人察覺，及時(shí)進(jìn)行處理；⑷、在有氫介質(zhì)的高壓容器中，如果氫擴(kuò)散在全筒體內(nèi)，就可通過排氣孔排出，防止氫的積聚。5、壓力容器失效形式有哪幾種？答：壓力容器因機(jī)械載荷或溫度載荷過高而喪失正常工作能力，稱為失效。其形式有三種：⑴、強(qiáng)度失效：容器在載荷作用下發(fā)生過量塑性變形或破裂。⑵、剛度失效：容器屬于過量彈性變形，導(dǎo)致運(yùn)輸、安裝困難或喪失正常工作能力。⑶、穩(wěn)定失效：容器在載荷作用下形狀突然發(fā)生改變導(dǎo)致喪失工作能力。壓力容器的設(shè)計(jì)必須計(jì)及上述三種失效可能，予以全面考慮，以確保設(shè)備正常使用。6、奧氏體鋼的使用溫度高于525℃時(shí)，應(yīng)注意什么問題？答：規(guī)定奧氏體鋼的使用溫度高于525℃時(shí)，鋼中含碳量應(yīng)不小于0.04%，這是因?yàn)閵W氏體鋼的使用溫度高于500~550℃時(shí)，若含碳量太低，強(qiáng)度及抗氧化性會(huì)顯著下降；因此，一般規(guī)定超低碳(C≤0.03%)奧氏體不銹鋼使用范圍，18-9型材料用到400℃左右，18-12-2型材料用到450℃左右，使用溫度超過650℃時(shí)，國外對于304、316材料一般要求用H級(jí)，即含碳量要稍高于一些，主要也是考慮耐蝕，而且耐熱即有熱強(qiáng)性。7、壓力容器用碳素鋼和低合金鋼，當(dāng)達(dá)到何種厚度時(shí)應(yīng)在正火狀態(tài)下使用，為什么？答：殼體厚度大于30mm的20R和16Mn；其它受壓元件(法蘭、管板、平蓋等)厚度大于50mm的20R和16MnR，以及厚度大于16mm的15MnVR，應(yīng)在正火狀態(tài)下使用。這主要是考慮國內(nèi)軋制設(shè)備條件限制，較厚板軋制比小，鋼板內(nèi)部致密度及中心組織質(zhì)量稍差；另外對鋼板正火處理可細(xì)化晶粒及改善組織，使鋼板有較好的韌性、塑性以及較好的綜合機(jī)械性能。8、調(diào)質(zhì)狀態(tài)和用于多層包扎容器內(nèi)筒的碳素鋼和低合金鋼鋼板為何應(yīng)逐張進(jìn)行拉力試驗(yàn)和(V型)常溫或低溫沖擊試驗(yàn)？答：低合金鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，屈服點(diǎn)大大提高了，但沖擊韌性不夠穩(wěn)定。為了正確判斷綜合力學(xué)性能，所以要逐張進(jìn)行拉力和沖擊試驗(yàn)來驗(yàn)證。多層包扎容器內(nèi)筒一種承受較高壓力的設(shè)備內(nèi)筒，其設(shè)計(jì)壓力為10~100MPa;同時(shí)高壓容器往往還需要承受較高的溫度和各種介質(zhì)的腐蝕，操作條件苛刻，故高壓容器的材料驗(yàn)收、制造與檢驗(yàn)要求都比較高，這樣才能保證高壓容器的安全使用。9、當(dāng)設(shè)計(jì)溫度小于0℃時(shí)，名義厚度δn大于25mm的20R和δn大于38mm16MnR、15MnVR、15MnVNR或任何厚度的18MnMoNbR和13MnNiMoNbR為何要以批進(jìn)行(V型)低溫沖擊試驗(yàn)？試樣為何橫向取樣？低溫沖擊功的指標(biāo)是什么？答：因?yàn)殇摬?0R、16MnR、15MnVR、15MnVNR，當(dāng)厚度達(dá)到一定限度時(shí)，或18MnMoNbR和13MnNiMoNbR強(qiáng)度級(jí)別較高的任何厚度鋼板，無延性轉(zhuǎn)變溫度可能就在-19.99℃~0℃之間，非常危險(xiǎn)，但又未按低溫材料對待，為避免這個(gè)問題，就要求在上述溫度區(qū)間做母材和試板V型沖擊以驗(yàn)證能否滿足設(shè)計(jì)要求。由于澆鑄鋼錠時(shí)形成化學(xué)成份不均勻(金相上稱偏析)或含有雜質(zhì)，則在熱軋變形后不均勻部分和雜質(zhì)就順差金屬伸長方向延伸，形成所謂“流線”或纖維狀組織(金相稱帶狀組織)，這時(shí)金屬軟科學(xué)性能就表現(xiàn)出各向異性，即平行于流線方向(縱向)的力學(xué)性能要高于垂直于流線方向(橫向)的力學(xué)性能，其中塑性和韌性更為突出，所以制造容器鋼板標(biāo)準(zhǔn)中取力學(xué)性能低的橫向作為沖擊值標(biāo)準(zhǔn)，以提高安全使用可靠性。低溫沖擊功的指標(biāo)為：20R的AKV≥18J；16MnR、15MnVR的AKV≥20J；15MnVNR、18MnMoNbR、13MnNiMoNbR的AKV≥27J。10、《鋼制壓力容器》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定內(nèi)壓圓筒的強(qiáng)度計(jì)算公式是什么？它的理論依據(jù)和范圍是什么？并簡述這一公式被廣泛使用的道理。答：公式：δ=+C理論依據(jù)：第一強(qiáng)度理論計(jì)算周向應(yīng)力的中徑公式，并考慮圓筒焊接接頭對強(qiáng)度的削弱及腐蝕的影響。適用范圍：P≤0.4［σ］ｔΦ。廣泛采用的道理：因這一理論所用時(shí)間最長，在長期的生產(chǎn)實(shí)踐中積累了豐富的使用經(jīng)驗(yàn)，形式簡單，只要配以合適的安全系數(shù)就與第四強(qiáng)度理論公式得到相近的結(jié)果。11、多腔壓力容器如何劃類和處理？一帶夾套設(shè)備，夾套內(nèi)介質(zhì)為蒸汽，設(shè)計(jì)壓力0.5MPａ，內(nèi)筒為真空(無真空泄放閥)材料均為Q235-A，設(shè)計(jì)溫度150℃。試確定夾套、內(nèi)筒的水壓試驗(yàn)壓力，并簡述試驗(yàn)步驟？答：多腔壓力容器，如換熱器的管程和殼程，余熱鍋爐的汽包和換熱室夾套容器等只劃一個(gè)類別，即應(yīng)以類別高的腔作為該容器的類別并按其進(jìn)行管理，多腔壓力容器應(yīng)在一張裝配圖上表示其結(jié)構(gòu)。多腔壓力容器的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)要求可按各腔的壓力、介質(zhì)、容積的不同，區(qū)別對待。內(nèi)筒：PT=1.25×0.1=0.125MPa(說明：當(dāng)有真空泄放閥Pτ=1.25×最大內(nèi)外壓差或0.1MPa兩者中低值)。夾套：PT=1.25×0.5=0.625MPa。然后校核相鄰殼壁在試驗(yàn)壓力下的穩(wěn)定性，應(yīng)滿足穩(wěn)定要求。用校核圓筒壓力：σT=滿足σΤ≤0.9Φσｓ(σ0.2)如不滿足，圖樣上應(yīng)注明允許壓差值。試壓步驟：先用0.125MPa壓力試內(nèi)筒，合格后焊夾套，再用0.625MPa壓力試夾套。12、橢圓形封頭、碟形封頭為什么要設(shè)計(jì)直邊？半球形封頭為什么沒有直邊？半球形封頭受力狀態(tài)最好，但一般中、低壓容器中很少采用，而多數(shù)采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，為什么？平板在壓力容器中受力較差，壓力容器中哪些受壓元件卻經(jīng)常使用？為什么？答：⑴減少附加彎曲應(yīng)力；便于筒體連接，遇不等厚時(shí)便于削薄處理。⑵半球形封頭是等曲率半徑，筒體本身就是直邊。⑶半球形封頭加工比橢圓或碟形封頭難，且用料多，常用于壓力較高的容器。⑷平板易于加工，且易與管子連接為管板。常用于：人孔蓋板、換熱器、或廢熱鍋爐的管板等。13、何謂晶間腐蝕？如何解決？答：在室溫下碳只能小量地溶解于奧氏體固溶體中。溫度升高時(shí)，碳在固溶體中的溶解度增大，再將鋼由高溫緩慢冷卻，在敏化溫度范圍(400~850℃)時(shí)奧氏體中飽和的碳和鉻化合成Cr23C6沿晶界沉淀析出，由于鉻的擴(kuò)散速度較慢，這樣生成Cr23C6所需鉻必然要從晶界附近獲得，造成晶界附近區(qū)域鉻含量降低而產(chǎn)生晶間腐蝕。解決方法：降低含碳量，添加穩(wěn)定化元素，固溶處理，穩(wěn)定化處理，固溶加穩(wěn)定化處理。14、焊縫余高的作用是什么？超過標(biāo)準(zhǔn)的余高是否必須去除？設(shè)計(jì)者可否要求把焊縫余高去除到與母材高齊平？為什么？答：壓力容器一般是多道焊，下一焊道對上一焊道起保溫和緩冷作用，對消除焊接應(yīng)力、改善組織性能有益，因此焊縫余高相當(dāng)于對最后一層強(qiáng)度焊道發(fā)揮了上述回火焊道作用。但焊縫余高相當(dāng)于局部形狀突變，引起應(yīng)力集中，有可能是從余高邊緣發(fā)生疲勞或脆性斷裂的根源，因此超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的余高必須去除。標(biāo)準(zhǔn)是產(chǎn)品質(zhì)量的最低要求，設(shè)計(jì)者可以根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量重要性、安全性、封頭成形加工等要求把余高去除到與母材齊平，否則需降低焊縫系數(shù)。去除余高使焊縫與母材表面平滑過渡，對消除形狀突變與表面缺陷，改善容器應(yīng)力狀態(tài)，提高抗脆斷與疲勞斷裂有益。15、盛裝液化石油氣的容器為什么必須按設(shè)計(jì)儲(chǔ)存量充裝液化石油氣？答：盛裝液化石油氣的容器，當(dāng)按規(guī)定進(jìn)行充裝時(shí)，即使溫度達(dá)到設(shè)計(jì)溫度(50℃)時(shí)，容器內(nèi)還剩有5%的氣相空間，此時(shí)，溫度升高1℃，容器內(nèi)的飽和蒸汽壓升高0.02~0.03MPa。當(dāng)超量充裝后，由于液化石油氣的體積膨脹系數(shù)大，約為水的10~16倍，溫度升高時(shí)就會(huì)使容器內(nèi)液化石油氣體的液體充滿整個(gè)容器，此時(shí)溫度再升高，容器就要承受液體膨脹的壓力。當(dāng)溫度每升高1℃時(shí)容器內(nèi)的壓力就升高2~3MPa，與飽和蒸汽壓相比幾乎是100倍，對一臺(tái)充滿液體的容器，當(dāng)溫度再升高3~5℃時(shí)，就接近或超過了容器的爆破壓力，容器就會(huì)自行爆破。因此，液化石油氣容器是嚴(yán)禁超裝的。16、咬邊對壓力容器的安全有哪些危害？答：咬邊屬于形狀突變，造成局部應(yīng)力集中，在長期使用中易擴(kuò)展；咬邊是開口缺陷，形成介質(zhì)死區(qū),在長期使用中由于介質(zhì)濃縮引起腐蝕，因此，咬邊的存在對壓力容器的強(qiáng)度、應(yīng)力腐蝕、疲勞等均會(huì)造成不良的結(jié)果。17、什么是應(yīng)力腐蝕破裂？奧氏體不銹鋼在哪些介質(zhì)中易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂？答：應(yīng)力腐蝕破裂是金屬在應(yīng)力(拉應(yīng)力)和腐蝕的共同作用下(并有特定的溫度條件)所引起的破裂。應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象較為復(fù)雜，當(dāng)應(yīng)力不存在時(shí)，腐蝕甚微；當(dāng)有應(yīng)力后，金屬會(huì)在腐蝕并應(yīng)力腐蝕破壞的金屬材料與環(huán)境的組合主要有以下幾種：①、碳鋼及低合金鋼、介質(zhì)為堿液、硝酸鹽溶液、無水液氨、濕硫化氫等；②、奧氏體不銹鋼：氯離子、氯化物+蒸汽、濕硫化氫、堿液等；③、含鉬奧氏體不銹鋼：堿液、氯化物水溶液、硫酸+硫酸銅的水溶液等；④、黃銅：氨氣及溶液、氯化鐵、濕二氧化硫等；⑤、鈦：含鹽酸的甲醇或乙醇、熔融氯化鈉等；⑥、鋁：濕硫化氫、含氫硫化氫、海水等。18、奧氏體不銹鋼焊縫能否采用超聲波檢測，為什么？答：由于奧氏體不銹鋼中存在的雙晶晶界等顯著影響超聲波的衰減及傳播，因此目前超聲波檢測未能在這種不銹鋼中等到廣泛的采用。19、碳素鋼和低合金鋼鋼管，當(dāng)使用溫度≤-20℃時(shí)，其使用狀態(tài)及最低沖擊試驗(yàn)溫度應(yīng)符合什么要求？答：碳素鋼和低合金鋼鋼管使用溫度低于或等于-20℃時(shí)，其使用狀態(tài)及最低沖擊試驗(yàn)溫度按下表的規(guī)定。鋼號(hào)使用狀態(tài)壁厚mm最低沖擊試驗(yàn)溫度℃10正火≤16-3020G正火≤16-2016Mn正火≤20-4009MnD正火≤16-50因尺寸限制無法制備5mm×10mm×55mm小尺寸沖擊試樣的鋼管，免做沖擊試驗(yàn)，各鋼號(hào)鋼管的最低使用溫度按附錄C(標(biāo)準(zhǔn)的附錄)的規(guī)定。20、鍛件的級(jí)別如何確定？對于公稱厚度大于300mm的碳素鋼和低合金鋼鍛件應(yīng)選用什么級(jí)？答：鍛件級(jí)別按JB4726《壓力容器鍛件技術(shù)條件》的規(guī)定選用。對于公稱厚度大于300mm的碳素鋼和低合金鋼鍛件應(yīng)選用Ⅲ級(jí)或Ⅳ級(jí)。21、鋼鍛件16MnD，當(dāng)使用溫度等于或低于-20℃時(shí)，其熱處理狀態(tài)及最低沖擊試驗(yàn)溫度是什么？答：應(yīng)符合下表的規(guī)定：鋼號(hào)熱處理狀態(tài)公稱厚度mm最低沖擊試驗(yàn)溫度℃16MnD正火加回火，調(diào)質(zhì)≤200-40＞200~300-3022、低合金鋼螺栓，當(dāng)使用溫度等于或低于-20℃時(shí)，其使用狀態(tài)及最低試驗(yàn)溫度是什么？答：應(yīng)符合下表的規(guī)定：鋼號(hào)規(guī)格mm使用狀態(tài)最低沖擊試驗(yàn)溫度℃AKV(J)30CrMoA≤M56

-100≥2735CrMoA≤M56

-100≥27M60~M80

-7023、鋁和鋁合金用于壓力受壓元件應(yīng)符合什么要求？答：⑴.設(shè)計(jì)壓力不應(yīng)大于8MPa，設(shè)計(jì)溫度為-269~200℃；⑵.設(shè)計(jì)溫度大于65℃時(shí)，一般不選用含鎂量大于等于3%的鋁合金。24、鈦和鈦合金用于壓力容器受壓元件應(yīng)符合什么使用條件？答：①.設(shè)計(jì)溫度；工業(yè)純鈦不應(yīng)高于230℃；鈦合金不應(yīng)高于300℃；鈦復(fù)合板不應(yīng)高于250℃。②.用于制造壓力容器殼體的鈦材應(yīng)在退火狀態(tài)下使用。25、銅及銅合金用于壓力容器受壓元件應(yīng)為什么熱處理狀態(tài)？答：一般應(yīng)為退火狀態(tài)。26、什么叫設(shè)計(jì)壓力？什么叫計(jì)算壓力？如何確定？答：設(shè)計(jì)壓力指設(shè)定的容器頂部的最高壓力，與相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度一起作為載荷條件，其值不低于工作壓力。確定設(shè)計(jì)壓力時(shí)，應(yīng)考慮：容器上裝有超壓泄放裝置時(shí)，應(yīng)按附錄B(標(biāo)準(zhǔn)的附錄)的規(guī)定確定設(shè)計(jì)壓力。對于盛裝液化氣體的容器，在規(guī)定的充裝系數(shù)范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)壓力應(yīng)根據(jù)工作條件下可能達(dá)到的最高金屬溫度確定。確定外壓容器的設(shè)計(jì)壓力時(shí)，應(yīng)考慮到在正常工作情況下可能出現(xiàn)的最大內(nèi)外壓力差。確定真空容器的殼體厚度時(shí)，設(shè)計(jì)壓力按承受外壓考慮。當(dāng)裝有安全控制裝置(如真空泄放閥)時(shí)，設(shè)計(jì)壓力取1.25倍最大內(nèi)外壓力差或0.1MPa兩者的低值；當(dāng)無安全控制裝置時(shí)，取0.1MPa。由兩室或兩個(gè)以上壓力室組成的容器，如夾套容器，確定設(shè)計(jì)壓力時(shí)，應(yīng)考慮各室之間的最大壓力差。計(jì)算壓力指在相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度下，用以確定元件厚度的壓力，其中包括液柱靜壓力。當(dāng)元件所承受的液柱靜壓力小于5%設(shè)計(jì)壓力時(shí)，可忽略不計(jì)。27、固定式液化氣體容器設(shè)計(jì)時(shí)，如何確定設(shè)計(jì)壓力？答：盛裝臨界溫度大于等于50℃的液化氣體的壓力容器，如設(shè)計(jì)有可靠保冷設(shè)施，其設(shè)計(jì)壓力應(yīng)為所盛裝液化氣體在可能達(dá)到的最高工作溫度下的飽和蒸汽壓力；如無保冷設(shè)施，其設(shè)計(jì)壓力不得低于該液化氣體在50℃時(shí)的飽和蒸汽壓力。盛裝臨界溫度小于50℃的液化氣體壓力容器，如設(shè)計(jì)有可靠的保冷設(shè)施，并且能確保低溫儲(chǔ)存的，其設(shè)計(jì)壓力不得低于試驗(yàn)實(shí)測的最高溫度下的飽和蒸汽壓力；沒有實(shí)測數(shù)據(jù)或沒有保冷設(shè)施的壓力容器，其設(shè)計(jì)壓力不得低于所裝液化氣體在規(guī)定的最大充裝量時(shí)，溫度為50℃時(shí)的氣體壓力。28、什么叫計(jì)算厚度、設(shè)計(jì)厚度、名義厚度、有效厚度？答：計(jì)算厚度：系指按公式計(jì)算得到的厚度，需要時(shí)，尚應(yīng)計(jì)入其它載荷所需厚度，不包括厚度附加量；設(shè)計(jì)厚度：系指計(jì)算厚度與腐蝕裕量之和；名義厚度：系指設(shè)計(jì)厚度加上鋼材厚度負(fù)偏差后向上圓整至鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的厚度，即標(biāo)注在圖樣上的厚度，對于容器殼體，在任何情況下其名義厚度不得小于最小厚度與腐蝕裕量之和；有效厚度：系指名義厚度減去腐蝕裕量和鋼材厚度負(fù)偏差。29、什么叫最小厚度？如何確定？答：為滿足制造工藝要求，根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對殼體加工成形后規(guī)定了不包括腐蝕裕量的最小厚度。圓筒的最小厚度δmin按下列確定：①、對碳素鋼和低合金鋼容器：δmin≥3mm；②、對高合金鋼容器：δmin≥2mm。30、中法蘭按其整體性程度分為幾種型式？各型式的特點(diǎn)是什么？答：分為三種型式：①、松式法蘭：法蘭未能有效地與容器或接管連接成一整體，不具有整體式連接的同等結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。計(jì)算中認(rèn)為容器或接管不與法蘭共同承受法蘭力矩的作用。②、整體法蘭：法蘭、法蘭頸部及容器或接管三者能有效地連接成一整體結(jié)構(gòu)，共同承受法蘭力矩的作用。③、任意式法蘭：是一些焊接法蘭［見中圖(9-1)(h)、(i)、(k)］，其計(jì)算按整體法蘭。但為簡便起見，當(dāng)滿足下列條件時(shí)也可按活套法蘭計(jì)算：δn操作溫度小于或等于370℃。31、反向法蘭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？答：反向法蘭是指與圓筒相接的平蓋開有d＞1/2Di的大孔。對于開有d≤1/2D孔的平蓋可以用開孔補(bǔ)強(qiáng)或加厚平蓋厚度來進(jìn)行設(shè)計(jì)。對于開有d＞1/2D大孔，這些設(shè)計(jì)方法已不能適用，宜將開有大孔的平蓋和與之相連接的圓筒體視為反向法蘭，用法蘭的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。32、平面法蘭、凹凸面法蘭與榫槽面法蘭三類密封面各有什么公優(yōu)缺點(diǎn)？答：平面法蘭密封面具有結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，且便于進(jìn)行防腐襯里等的優(yōu)點(diǎn)，由于這種密封面和墊片的接觸面積較大，如預(yù)緊不當(dāng)，墊片易被擠出密封面。不易上緊，密封性能較差，適用于壓力不高的場合，一般使用在PN≤2.5MPa的壓力下。凹凸面法蘭密封面相配的兩個(gè)法蘭接合面一個(gè)是凸面，一個(gè)是凹面。安裝時(shí)便于對中，能有效地防止墊片被擠出密封面，密封性能比平面密封面為好。榫槽面法蘭密封面由一個(gè)榫面一個(gè)槽面相配而成，因此，密封面更窄。由于受槽面的阻擋，墊片不會(huì)被擠壓緊面，且少受介質(zhì)的沖刷和腐蝕。安裝時(shí)便于對中，墊片受力均勻，密封可靠，適用于易燃、和有毒介質(zhì)的運(yùn)用。但是由于墊片很窄，更換時(shí)較為困難。33、臥式容器的雙支座與多支座各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：臥式容器的力學(xué)模型和梁相似。多支點(diǎn)梁由于支點(diǎn)間的間距小、各支點(diǎn)分?jǐn)偟闹亓啃?，梁中的彎矩就小，?yīng)力也小。但要求各支點(diǎn)在同一水平上。這對于大型臥式容器較難做到。由于地基的不均勻沉降，使多支點(diǎn)的支反力不能均勻分配。雙支座不存在支反力不能均勻分配的問題。但是跨間的彎矩大，支座截面上的彎矩也大，容器壁內(nèi)的應(yīng)力就大。34、雙支座臥式容器設(shè)計(jì)中對支座的位置及固定型式按什么原則確定？答：根據(jù)均布載荷的外伸梁的力學(xué)分析可知，當(dāng)外伸梁的長度A為梁的長L的0.207倍時(shí)，跨間的最大彎矩與支座截面處的彎矩(絕對值)相等，若外伸加長，支座截面處的應(yīng)力加大。因而，臥式容器通常要求A≤0.2L。此外，由于封頭的剛性大于圓筒體的剛性，封頭對于圓筒體有加強(qiáng)作用，若支座鄰近封頭，則可充分利用封頭的加強(qiáng)效應(yīng)。因此在滿足A≤0.2L時(shí)，應(yīng)滿足A≤0.5Rm(圓筒平均半徑)。和立式容器一樣，臥式容器的支座也應(yīng)固定在基礎(chǔ)上，但是由于臥式容器因各種熱膨脹的原因使圓筒體伸長，若因支座固定而不允許圓筒體伸長，圓筒體內(nèi)部將增加附加應(yīng)力。因此臥式容器只允許一個(gè)支座固定，另一個(gè)支座的地腳螺栓孔開成長圓孔，允許滑動(dòng)。35、低溫壓力容器焊接有什么要求？答：①、低溫容器施焊前應(yīng)按JB4708進(jìn)行焊接工藝評定試驗(yàn)，包括焊縫和熱影響區(qū)的低溫(V形缺口)沖擊試驗(yàn)。沖擊試驗(yàn)的取樣方法和合格指標(biāo)，按C2.1.中母材的要求確定。②、當(dāng)焊縫兩側(cè)母材具有不同沖擊試驗(yàn)要求時(shí)，焊縫金屬的沖擊試驗(yàn)溫度應(yīng)低于或等于兩側(cè)母材中的較高者。低溫沖擊功按兩側(cè)母材抗拉強(qiáng)度的較低值符合表C3的要求。熱影響區(qū)按相應(yīng)母材要求確定。接頭的拉伸和彎曲性能按兩側(cè)母材中較低要求。③、按照J(rèn)B4708進(jìn)行焊接工藝評定，由不同級(jí)別號(hào)的母材組成焊接接頭時(shí)，其焊接接頭的低溫沖擊試驗(yàn)需重新評定。④、應(yīng)嚴(yán)格控制焊接線能量。在焊接工藝評定所確認(rèn)的范圍內(nèi)，選用較小的焊接線能量，以多道施焊為宜。⑤、焊接區(qū)域內(nèi)，包括對接接頭和角接接頭的表面，不得有裂紋、氣孔和咬邊等缺陷。不應(yīng)有急劇的形狀變化，呈圓滑過渡工。36、什么叫“低溫低應(yīng)力工況”？低溫低應(yīng)力工況的容器是否應(yīng)按低溫壓力容器考慮？答：“低溫低應(yīng)力工況”系指容器或其受壓元件的設(shè)計(jì)雖然低于或等于-20℃，但其拉伸薄膜應(yīng)力小于或等于鋼材標(biāo)準(zhǔn)常溫屈服點(diǎn)六分之一，且不大于500MPa時(shí)的工況。當(dāng)容器或其受壓元件使用在“低溫低應(yīng)力工況”下，若其設(shè)計(jì)溫度加50℃后，高于-20℃時(shí)，不必遵循低溫壓力容器的規(guī)定。37、波形膨脹節(jié)的選材原則是什么？答：①、碳鋼或低合金鋼制波形膨脹節(jié)只適用于t≤375℃；奧氏體不銹鋼制波形膨脹節(jié)適用于t≤500℃。②、用碳鋼或低合金鋼制波形膨脹節(jié)，其腐蝕裕量不得超過1mm，否則宜采用奧氏體不銹鋼材料。③、對有氯化物、硫化物、酸、堿等易產(chǎn)生腐蝕的介質(zhì)或工作溫度較高(超過550℃)時(shí)，應(yīng)選用耐蝕合金或高溫合金來制造膨脹節(jié)，如國產(chǎn)材料FN-2、NS111及B-315或Incoloy800、825等。38、《超高壓容器安全監(jiān)察規(guī)程》所指的超高壓容器：的高溫條件是什么？答：系指設(shè)計(jì)溫度大于250℃的條件。39、《超高壓容器安全監(jiān)察規(guī)程》對超高壓容器采用國外材料制造時(shí)，提出了哪些要求？答：⑴所選用的材料應(yīng)是超高壓容器用鋼，其使用范圍及各項(xiàng)性能應(yīng)不低于《超高壓容器安全監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定且應(yīng)符合國外相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，同時(shí)應(yīng)附有質(zhì)量證明書，并向國家鍋爐壓力容器安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)備案。⑵制造單位首次使用前，應(yīng)進(jìn)行有關(guān)試驗(yàn)和復(fù)驗(yàn)，滿足設(shè)計(jì)和使用要求后，方能投料制造。40、《液化氣體汽車罐車安全監(jiān)察規(guī)程》中“低溫型汽車罐車”的定義是什么？答：低溫型汽車罐車：指運(yùn)輸液氧、液氮、液氬、液態(tài)二氧化碳等介質(zhì)，罐體為鋼制且其外部有絕的熱層和受壓外套的汽車罐車。41、《液化氣體汽車罐車安全監(jiān)察規(guī)程》中對“汽車罐車”的定義是什么？答：汽車罐車：指罐體和底盤兩部分的組合。42、《液化氣體汽車罐車安全監(jiān)察規(guī)程》對汽車罐車的汽車底盤選用有什么規(guī)定？答：汽車罐車應(yīng)選用中國汽車工業(yè)總公司和公安部聯(lián)合發(fā)布的汽車產(chǎn)品目錄中的汽車底盤和進(jìn)口汽車底盤。43、《液化氣體汽車罐車安全監(jiān)察規(guī)程》對低溫型汽車罐車設(shè)置的爆破片裝置提出了哪些要求？答：低溫型汽車罐車設(shè)置的爆破片應(yīng)滿足：⑴罐體設(shè)置的爆破片裝置和連接罐體管路上的爆破片裝置的標(biāo)定爆破壓力應(yīng)高于罐體的安全閥開啟壓力而小于罐體的設(shè)計(jì)壓力，外套的爆破片標(biāo)定爆破壓力為0.07~0.1Mpa。爆破片裝置的材料應(yīng)與低溫液體介質(zhì)相容，在低溫下有良好的力學(xué)性能和沖擊韌性。液氫、液氧汽車罐車爆破片的材料，應(yīng)選用爆破后不產(chǎn)生火花和金屬碎化片的材料；⑵爆破片材料的截面積，應(yīng)保證爆破片爆破時(shí)能迅速釋放出罐體或外套內(nèi)產(chǎn)生的氣體；⑶標(biāo)記、質(zhì)量證明書以及檢驗(yàn)要求等應(yīng)符合GB567《拱形金屬爆破片技術(shù)條件》的有關(guān)規(guī)定。44、按《壓力容器壓力管道設(shè)計(jì)單位資格許可與管理規(guī)則》的要求，設(shè)計(jì)單位應(yīng)具備哪些基本條件？答：⑴有企業(yè)法人營業(yè)執(zhí)照或事業(yè)單位法人證書；⑵有中華人民共和國組織機(jī)構(gòu)代碼證；⑶有健全的質(zhì)量保證體系和切實(shí)可行的設(shè)計(jì)管理制度；⑷有與設(shè)計(jì)級(jí)別相適應(yīng)的技術(shù)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)；⑸有專門的設(shè)計(jì)工作機(jī)構(gòu)和場所；⑹有必要的設(shè)計(jì)裝備和設(shè)計(jì)手段，具備利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖的能力，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)出圖率應(yīng)達(dá)到100%，具備在互聯(lián)網(wǎng)上傳遞圖樣和文字電子郵件所需的軟件和硬件；對D類壓力容器設(shè)計(jì)單位計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)出圖率應(yīng)達(dá)到80%。⑺具有規(guī)定數(shù)量持有《設(shè)計(jì)審批員資格證書》的設(shè)計(jì)審批人員；⑻具有一定的壓力容器或壓力管道設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，具有獨(dú)立承擔(dān)設(shè)計(jì)的能力。45、按《壓力容器壓力管道設(shè)計(jì)單位資格許可與管理規(guī)則》的要求，設(shè)計(jì)資格印章應(yīng)有哪些內(nèi)容？答：⑴壓力容器設(shè)計(jì)資格印章字樣；⑵設(shè)計(jì)單位技術(shù)總負(fù)責(zé)人姓名；⑶設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)許可證編號(hào)；⑷設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)許可證批準(zhǔn)日期；⑸設(shè)計(jì)單位全稱。46、壓力容器壓力管道設(shè)計(jì)單位的《設(shè)計(jì)許可證》由誰批準(zhǔn)、頒發(fā)？具體審查、設(shè)計(jì)審批人員的培訓(xùn)考核工作由誰承擔(dān)？答：質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門負(fù)責(zé)《設(shè)計(jì)許可證》的批準(zhǔn)、頒發(fā)。設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)資格許可的具體審查工作、設(shè)計(jì)審批人員的培訓(xùn)考核工作，由國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督管理部門和省級(jí)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門委托經(jīng)備案的審查機(jī)構(gòu)承擔(dān)。47、按《壓力容器壓力管道設(shè)計(jì)單位資格許可與管理規(guī)則》的規(guī)定，產(chǎn)品設(shè)計(jì)總圖上出現(xiàn)哪些問題，屬違規(guī)情況，應(yīng)由有關(guān)部門對設(shè)計(jì)單位作出相應(yīng)的處理？答：產(chǎn)品設(shè)計(jì)總圖上有下列情況之一者：⑴無設(shè)計(jì)資格印章；⑵加蓋的設(shè)計(jì)資格印章已作廢或?yàn)閺?fù)印型式；⑶在標(biāo)題欄為外單位的圖樣上簽字或加蓋設(shè)計(jì)資格印章，或者本單位設(shè)計(jì)范圍之外的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，由外單位人員簽字或加蓋設(shè)計(jì)資格印章；⑷標(biāo)題欄內(nèi)未按有關(guān)規(guī)定履行簽字手續(xù)。48、申請?jiān)O(shè)計(jì)資格的單位，必須具備的條件是什么？答：⑴有企業(yè)法人營業(yè)執(zhí)照或事業(yè)單位法人證書；⑵有組織機(jī)構(gòu)代碼證；⑶有健全的質(zhì)量保證體系和切實(shí)可行的設(shè)計(jì)管理制度；⑷有與設(shè)計(jì)級(jí)別相適應(yīng)的技術(shù)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)；⑸有專門的設(shè)計(jì)工作機(jī)構(gòu)和場所；⑹有必要的設(shè)計(jì)裝備和設(shè)計(jì)手段，具備利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖的能力，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)出圖率應(yīng)達(dá)到100%，具備在互聯(lián)網(wǎng)上傳遞圖樣和文字電子郵件所需的軟件和硬件；對D類壓力容器設(shè)計(jì)單位計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)出圖率應(yīng)達(dá)到80%。⑺具有規(guī)定數(shù)量持有《設(shè)計(jì)審批員資格證書》的設(shè)計(jì)審批人員。⑻具有一定的壓力容器或壓力管道設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，具有獨(dú)立承擔(dān)設(shè)計(jì)的能力。48、壓力容器分為三類