過程設(shè)備設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)題及答案

1、化工過程設(shè)備設(shè)計(jì)?期末復(fù)習(xí)題及答案一、名詞解釋1外壓容器 內(nèi)外的壓力差小于零的壓力容器叫外壓容器。2邊緣應(yīng)力 由于容器的結(jié)構(gòu)不連續(xù)等因素造成其變形不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的附加應(yīng)力為邊緣應(yīng)力。 3根本風(fēng)壓值以一般空曠平坦的地面、離地面 10 米高處，統(tǒng)計(jì)得到的 30 年一遇 10 分鐘平均最大風(fēng) 速為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算而得的值叫根本風(fēng)壓值。4計(jì)算厚度由計(jì)算公式而得的壁厚叫計(jì)算壁厚。5低壓容器對(duì)內(nèi)壓容器當(dāng)其設(shè)計(jì)壓力為 0.1MPa P 1.6MPa 時(shí)為低壓容器。 6等面積補(bǔ)強(qiáng)法 在有效的補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)，開孔接管處的有效補(bǔ)強(qiáng)金屬面積應(yīng)大于或等于開孔時(shí)減小的金 屬面積。7回轉(zhuǎn)殼體 一平面曲線繞同一平面的軸旋轉(zhuǎn)一周形成的殼體

2、為回轉(zhuǎn)殼體。8公稱壓力 將壓力容器所受到的壓力分成假設(shè)干個(gè)等級(jí)，這個(gè)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)就是公稱壓力。9計(jì)算壓力 在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下，用以確定容器壁厚的壓力為計(jì)算壓力。10 20R20 表示含碳量為 0.2%，R 表示容器用鋼。11設(shè)計(jì)壓力 設(shè)定在容器頂部的最高壓力，與相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度一起作為設(shè)計(jì)載荷，其值不低于工作 壓力。12強(qiáng)制式密封 完全依靠螺栓力壓緊墊片使之密封為強(qiáng)制式密封。13強(qiáng)度 構(gòu)件在外力作用下不至發(fā)生過大變形或斷裂的能力。14臨界壓力導(dǎo)致外壓圓筒失穩(wěn)的外壓為臨界壓力。15主應(yīng)力在單元體的三對(duì)相互垂直的平面上只作用有正應(yīng)力而無剪應(yīng)力，這樣的平面為主平面。 在主平面上作用的正應(yīng)力為主應(yīng)力。1

3、6內(nèi)壓容器 內(nèi)外壓力差大于零的壓力容器叫內(nèi)壓容器。17強(qiáng)度 構(gòu)件抵抗外力作用不致發(fā)生過大變形或斷裂的能力。18無力矩理論 因?yàn)槿萜鞯谋诒?，所以可以不考慮彎矩的影響，近似的求得薄殼的應(yīng)力，這種計(jì)算應(yīng) 力的理論為無力矩理論。19壓力容器內(nèi)部含有壓力流體的容器為壓力容器。20. 薄膜應(yīng)力 由無力矩理論求得的應(yīng)力為薄膜應(yīng)力。二、判斷是非題正確的劃，錯(cuò)誤劃X1 內(nèi)壓圓筒開橢圓孔時(shí)，其長(zhǎng)軸應(yīng)與軸線平行。X2 .設(shè)計(jì)壓力為4MPa的容器為高壓容器。X3容器的名義厚度與計(jì)算厚度的差值是壁厚附加量。X4. 受內(nèi)壓作用的容器必須按強(qiáng)度計(jì)算進(jìn)行壁厚設(shè)計(jì)。5. 一常壓塔最大壓應(yīng)力應(yīng)發(fā)生在安裝檢修時(shí)的設(shè)備迎風(fēng)側(cè)。X6

4、.在補(bǔ)強(qiáng)圈上開有一個(gè) M10的小螺紋孔。V7. 壓力容器無論制造完畢后或檢修完畢后，必須進(jìn)行壓力試驗(yàn)。8. 邊緣應(yīng)力具有自限性和局限性。9. 當(dāng)焊縫系數(shù)一定時(shí)，探傷比例隨焊縫系數(shù)的增加而減小。X10. 容器的強(qiáng)度反映了外壓容器抵抗失穩(wěn)的能力。X11. 壓力容器的設(shè)計(jì)壽命是從腐蝕裕量中表達(dá)出來12. 法蘭密封中，法蘭的剛度與強(qiáng)度具有同等重要的意義。X13當(dāng)材質(zhì)與壓力一定時(shí)，壁厚大的容器的應(yīng)力總是比壁厚小的容器應(yīng)力小X14. 塔的最大質(zhì)量出現(xiàn)在其水壓試驗(yàn)時(shí)15. 塔的穩(wěn)定性計(jì)算也可用計(jì)算法進(jìn)行計(jì)算。X16. 從管理角度出發(fā)，低壓容器一定是一類容器。X17. 內(nèi)、外壓容器的壁厚設(shè)計(jì)均是按強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法

5、進(jìn)行設(shè)計(jì)。X18. 以無縫鋼管制成的壓力容器其公稱直徑為鋼管的內(nèi)徑。X19. 按無力矩理論求得的應(yīng)力為薄膜應(yīng)力，薄膜應(yīng)力是沿壁厚均勻分布的。20. 法蘭聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)中，墊片是一個(gè)不可缺少的元件之一。三、填空題1、 彈塑性材料從拉伸到斷裂所經(jīng)歷的四個(gè)階段是彈性變形階段屈服階段強(qiáng)化階段縮頸斷裂階段。2、 一鋼管由無縫鋼管而成，那么鋼管的公稱直徑是指它們的名義直徑。3、 邊緣應(yīng)力特征為自限性 局限性。4、 中壓容器是指其設(shè)計(jì)壓力為 1.6MPa P 10Mpa。5、 受外壓作用的長(zhǎng)圓筒發(fā)生的是穩(wěn)定性破壞，而不是 強(qiáng)度破壞。6、 設(shè)計(jì)溫度在壁厚設(shè)計(jì)時(shí)與的選擇材料 有關(guān)。7 鋼材中含有雜質(zhì)硫會(huì)造成鋼材的熱脆

6、 性增加，含有雜質(zhì)磷會(huì)造成冷脆 性增加。_8 壓力容器按其用途可分為換熱設(shè)備, 反響設(shè)備,別離設(shè)備,儲(chǔ)存設(shè)備 等四類。9 壓力容器邊緣應(yīng)力具有局限性 和 自限性 兩個(gè)特點(diǎn)。10 直立設(shè)備塔除承受工作介質(zhì)壓力作用外，一般還承受地震載荷，風(fēng)載荷 ，質(zhì)量載荷的作用。四、簡(jiǎn)答題1 設(shè)置加強(qiáng)圈目的是什么？答：設(shè)置加強(qiáng)圈的目的是減小計(jì)算長(zhǎng)度，提高容器抗失穩(wěn)的能力。2 壓力容器計(jì)算中壁厚名稱有幾種？答：有計(jì)算厚度，設(shè)計(jì)厚度，名義厚度，有效厚度。3 為何要限定水壓試驗(yàn)時(shí)的試驗(yàn)溫度？答：限定水壓試驗(yàn)的試驗(yàn)溫度是為了使水溫高于材料的轉(zhuǎn)脆溫度而低于水的沸點(diǎn)溫度, 確保水壓試驗(yàn)正常進(jìn)行。4 為何在薄壁容器的壁厚設(shè)計(jì)公

7、式中引入焊縫系數(shù)？答：為了補(bǔ)償焊接應(yīng)力或焊接缺陷等因素對(duì)容器強(qiáng)度的削弱，所以引入焊縫系數(shù)。5 設(shè)計(jì)某一鋼制外壓短圓筒時(shí)，發(fā)現(xiàn)20g鋼板算得的臨界壓力比設(shè)計(jì)要求低10%能 否改用屈服限比20g高35%勺16MnR鋼板來滿足設(shè)計(jì)要求? 答：不能。因?yàn)榕R界壓力與材料的強(qiáng)度無關(guān)。6 一管法蘭為碳鋼。操作溫度為300C，操作壓力為1.5MPa，試選擇法蘭型式及公稱 壓力？答：選平焊法蘭，其公稱壓力為2.5MPa。7 一外壓鋼制圓筒， 其臨界壓力為 1.2MPa,試問當(dāng)外壓為 0.6MPa,內(nèi)壓為O.IMPa 時(shí)能否使用該圓筒？1 20.5Per答：不能。因?yàn)?Pcr=0.4MPa , P0Pi0.6 0

8、.13.0所以，不能滿足穩(wěn)定性要求。8 管法蘭按聯(lián)接方式分有哪些類型？答：管法蘭按聯(lián)接方式分有整體法蘭、螺紋法蘭、和活套法蘭三種。9 .指出球殼上任意一點(diǎn)的第一與第二曲率半徑。設(shè)球的半徑為R？答：球殼上任意點(diǎn)的第一與第二曲率半徑均為Ro10 塔在水壓試驗(yàn)時(shí)，其合成應(yīng)力的計(jì)算為何不考慮地震載荷的作用？答：因?yàn)槿藗儾粫?huì)在地震時(shí)進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)，也就是說，水壓試驗(yàn)時(shí)沒有地震載荷, 因此其合成應(yīng)力的計(jì)算可以不考慮地震載荷的作用。11 法蘭聯(lián)結(jié)中，影響法蘭密封的因素有哪些？答：影響法蘭密封的因素有： 螺栓預(yù)緊力 密封面型式 法蘭剛度 墊片性能操作條件 。12標(biāo)準(zhǔn)法蘭公稱壓力如何選??？ 答：法蘭公稱壓力確實(shí)

9、定與法蘭的最大操作壓力和操作溫度以及法蘭材料三大因素有 關(guān)。當(dāng)法蘭材料一定時(shí)，法蘭公稱壓力的選取滿足法蘭在最高操作溫度下的最高 允許壓力大于等于法蘭的最大操作壓力。13等面積不強(qiáng)法的補(bǔ)強(qiáng)原那么是什么？ 答：局部補(bǔ)強(qiáng)的金屬截面積必須等于或大于開孔所減去的殼體截面積。14為何橢圓形封頭一般帶有一段直邊？ 答：使橢圓形封頭與筒體焊接時(shí)光滑連接，減小此焊縫處的邊緣應(yīng)力。15外壓容器的臨界壓力與那些因素有關(guān)？答：容器的長(zhǎng)徑比、厚徑比有關(guān) 與容器所用材料的的彈性模量、泊松比有關(guān) 與容器的橢圓度有關(guān)。16. Q235-B 屬于哪一類鋼？并解釋各符號(hào)的含義？ 答：屬于乙類普通碳素鋼。Q表示屈服限；235表示屈

10、服限為 235MPa；B 表示乙類碳素鋼；17. 水壓試驗(yàn)的目的是什么？為什么水壓試驗(yàn)時(shí)必須限制其環(huán)境溫度？ 答：目的：降低開孔接管處的應(yīng)力峰值，使這個(gè)應(yīng)力峰值限定在一定許可范圍內(nèi)。水壓試驗(yàn)時(shí)必須限制環(huán)境溫度，使環(huán)境溫度小于水沸點(diǎn)溫度以防止水轉(zhuǎn)化為氣體， 高于材料的轉(zhuǎn)脆溫度以防止材料發(fā)生脆性破壞影響試驗(yàn)結(jié)果。18. 內(nèi)壓容器強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)為什么要引入焊縫系數(shù)？ 答：為了補(bǔ)償由于焊接工藝造成的對(duì)容器強(qiáng)度、塑性及韌性的破壞，所以引入一小于等于 1.0 的焊縫系數(shù)。19. 何謂計(jì)算厚度 ？何謂名義厚度 n ?何謂有效厚度 e ？ 答：計(jì)算厚度：有公式計(jì)算而得的厚度；名義厚度 : 計(jì)算厚度加上壁厚附加量再

11、向上圓整至標(biāo)準(zhǔn)值； 有效厚度：名義厚度減去壁厚附加量。20工程中常用的補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)有哪些？補(bǔ)強(qiáng)圈上一M10孔的作用是什么？答：工程中常用的補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)有：貼板補(bǔ)強(qiáng)，接管補(bǔ)強(qiáng)和整體補(bǔ)強(qiáng)。貼板補(bǔ)強(qiáng)上一 M10螺栓孔的作用是檢查孔，以便焊后通壓縮空氣檢查焊縫有無不 緊密之處21 什么叫壓力容器的最小厚度？規(guī)定壓力容器最小厚度的目的是什么？ 答：為滿足運(yùn)輸、制造和安裝的剛度要求而規(guī)定的不包括腐蝕余量在內(nèi)的厚度。 規(guī)定壓力容器最小厚度的目的是在薄壁容器設(shè)計(jì)中滿足運(yùn)輸、制造和安裝的剛度 要求。22壓力容器何時(shí)要進(jìn)行壓力試驗(yàn)？為何要限制水壓試驗(yàn)時(shí)的環(huán)境溫度？ 答：容器制造完畢后或檢修、安裝完畢后投入使用之前，進(jìn)行水

12、壓試驗(yàn)。原因是防止水變?yōu)闅怏w，同時(shí)確保在水壓試驗(yàn)時(shí)不會(huì)發(fā)生材料突然變脆而造成強(qiáng)度破壞的現(xiàn)象，使水壓試驗(yàn)?zāi)茼樌M(jìn)行，到達(dá)通過水壓試驗(yàn)檢驗(yàn)容器強(qiáng)度及有無滲透現(xiàn)象的目的。23. 20R屬于何類型鋼？解釋其中各符號(hào)的含義。答：20R屬于優(yōu)質(zhì)碳素鋼。20表示含碳量為0.2%, R表示為容器鋼。25. 無力矩理論應(yīng)用范圍是什么？答：壓力容器幾何形狀應(yīng)該是旋轉(zhuǎn)體壓力容器的壁厚與直徑的比值小于等于1.2忽略薄壁殼體中的彎矩。26. 試述承受均布外壓的回轉(zhuǎn)殼破壞的形式，并與承受均布內(nèi)壓的回轉(zhuǎn)殼相比有何異同？答：承受均布外壓的回轉(zhuǎn)殼的破壞形式主要是失穩(wěn)，當(dāng)殼體壁厚較大時(shí)也有可能出現(xiàn) 強(qiáng)度失效；承受均布內(nèi)壓的回轉(zhuǎn)殼

13、的破壞形式主要是強(qiáng)度失效，某些回轉(zhuǎn)殼體，如橢 圓形殼體和碟形殼體，在其深度較小，出現(xiàn)在赤道上有較大壓應(yīng)力時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn) 失效。27. 影響材料設(shè)計(jì)系數(shù)的主要因素有哪些？ 答：影響材料設(shè)計(jì)系數(shù)的主要因素有：應(yīng)力計(jì)算的準(zhǔn)確性、材料性能的均勻必、載荷 確實(shí)切程度、制造工藝和使用管理的先進(jìn)性以及檢驗(yàn)水平等因素。28. 螺栓法蘭連接密封中，墊片的性能參數(shù)有哪些？它們各自的物理意義是什么？答：O1有墊片比壓力y和墊片系數(shù)m兩個(gè)。O 2墊片比壓力y的物理意義為形成初始 密封條件時(shí)墊片單位面積上所受的最小壓緊力；墊片系數(shù)m的物理意義為保證在操作狀態(tài)時(shí)法蘭的密封性能而必須施加在墊片上的壓應(yīng)力。29. 什么是材料設(shè)計(jì)系？影響材料設(shè)計(jì)系數(shù)的主要因素有哪些？ 答：影響材料設(shè)計(jì)系數(shù)的主要因素有：應(yīng)力計(jì)算的準(zhǔn)確性、材料性能的均勻必、載荷 確實(shí)切程度、制造工藝和使用管理的先進(jìn)性以及檢驗(yàn)水平等因素。3.現(xiàn)設(shè)計(jì)一內(nèi)壓圓筒形容器，設(shè)計(jì)壓力P 1.2MPa,設(shè)計(jì)溫度為200C，圓筒體t的內(nèi)Di 2000mm材料選用20R,123MPa s 245Mpa，壁厚附加量C=2mm要求采用雙面對(duì)接焊縫，局部探傷。確定該容器筒體壁厚，進(jìn)行水壓試驗(yàn) 強(qiáng)度校核。解：因?yàn)椴捎秒p面對(duì)接焊縫，局部探傷：