過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)(復(fù)習(xí)) (1)考試復(fù)習(xí)二民院

1、過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)課程復(fù)習(xí)概要北方民族大學(xué)化工學(xué)院2015年6月o 說(shuō)明：o 過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)屬于專(zhuān)業(yè)主干課，通過(guò)考試檢驗(yàn)同學(xué)們的學(xué)習(xí)效果。o 通過(guò)期末系統(tǒng)復(fù)習(xí)把有關(guān)內(nèi)容消化，為今后畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。o 以下只是學(xué)完該課程后需要同學(xué)們應(yīng)該掌握的重點(diǎn)部分，如果有精力，盡量系統(tǒng)復(fù)習(xí)。第一章 、壓力容器導(dǎo)言：o （一）、基本概念（一）、基本概念o 1、過(guò)程設(shè)備的特點(diǎn)：過(guò)程設(shè)備的特點(diǎn)：o （1 1）功能原理多種多樣；）功能原理多種多樣；o （2 2）化機(jī)電一體化）化機(jī)電一體化o （3 3）外殼一般為壓力容器）外殼一般為壓力容器o 2、過(guò)程設(shè)備的要求：過(guò)程設(shè)備的要求：安全可靠安全可靠；滿(mǎn)足過(guò)程要求（主要指功能要求

2、和壽命要求）滿(mǎn)足過(guò)程要求（主要指功能要求和壽命要求）；綜合經(jīng)濟(jì)性好；綜合經(jīng)濟(jì)性好；易于操作、維護(hù)和控制o 3、 過(guò)程設(shè)備更新?lián)Q代的途徑：o （1）改變工作原理；o （2）改進(jìn)制造工藝、結(jié)構(gòu)和材料以提高其綜合技術(shù)性能；o （3）加強(qiáng)輔助功能使其更適應(yīng)使用者o 4、過(guò)程裝備的內(nèi)涵：o 單元過(guò)程設(shè)備和單元過(guò)程機(jī)器二者統(tǒng)稱(chēng)為過(guò)程裝備。o 5、壓力容器的基本組成：o 壓力容器通常是由板、殼組成的焊接結(jié)構(gòu)。過(guò)程過(guò)程設(shè)備設(shè)備=內(nèi)件內(nèi)件+外殼，外殼， 外殼一般包括外殼一般包括筒體、封頭、筒體、封頭、密封裝置、開(kāi)孔接管、支座和安全附件密封裝置、開(kāi)孔接管、支座和安全附件，其功能，其功能是提供能承受一定溫度和壓力的

3、密閉空間是提供能承受一定溫度和壓力的密閉空間o 6、壓力容器的焊接接頭型式有哪些？o 對(duì)接、搭接、角接o 7、壓力容器按照承壓高低分為四個(gè)等級(jí):o 低壓低壓(代號(hào)代號(hào)L)容器容器 0.1 MPap1.6 MPa;o 中壓中壓(代號(hào)代號(hào)M)容器容器 1.6 MPap10.0 MPa;o 高壓高壓(代號(hào)代號(hào)H)容器容器 10 MPap100 MPa;o 超高壓超高壓(代號(hào)代號(hào)U)容器容器 p100MPa。o 8、固定式壓力容器應(yīng)具備的條件：、固定式壓力容器應(yīng)具備的條件：o （1）最高工作壓力大于或者等于）最高工作壓力大于或者等于0.1MPa（不含液體靜（不含液體靜壓力）；壓力）；o （2）工作壓力

4、與容積的乘積大于或者等于）工作壓力與容積的乘積大于或者等于2.5MPa.L；o （3）盛裝介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于等）盛裝介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體o （二）判斷題o 1、判斷下列容器屬一、二、三類(lèi)容器的哪判斷下列容器屬一、二、三類(lèi)容器的哪一類(lèi)？一類(lèi)？1 1）2000mm2000mm長(zhǎng)度為長(zhǎng)度為6000mm6000mm的液氨儲(chǔ)罐的液氨儲(chǔ)罐; ;2 2）p p為為4MPa4MPa的劇毒介質(zhì)容器的劇毒介質(zhì)容器; ;3 3）p p為為10MPa10MPa，V V為為800L800L的乙烯儲(chǔ)罐。的乙烯儲(chǔ)罐。4 4） 公路上汽油罐車(chē)公路上汽油罐

5、車(chē)5 5）設(shè)計(jì)壓力為）設(shè)計(jì)壓力為2.5Mpa2.5Mpa的空氣儲(chǔ)罐。的空氣儲(chǔ)罐。6 6）設(shè)計(jì)壓力為）設(shè)計(jì)壓力為1.5 Mpa1.5 Mpa的二氧化硫吸收塔。的二氧化硫吸收塔。第一章 、壓力容器導(dǎo)言：第一章 、壓力容器導(dǎo)言：o 2、按承載方式分類(lèi)，壓力容器可分為：按承載方式分類(lèi)，壓力容器可分為：（）A.A.內(nèi)壓容器內(nèi)壓容器B.B.外壓容器外壓容器C.C.反應(yīng)壓力容器反應(yīng)壓力容器D.D.真空容器真空容器第一章 、壓力容器導(dǎo)言：o 3、介質(zhì)危害性有多種，其中影響壓力容器介質(zhì)危害性有多種，其中影響壓力容器分類(lèi)的是：（分類(lèi)的是：（）A.A.毒性毒性B.B.腐蝕性腐蝕性C.C.氧化性氧化性D.D.易燃性易

6、燃性第二章 壓力容器應(yīng)力分析o （一）、基本概念o 1、薄壁圓柱殼或薄壁圓筒劃分：薄壁圓柱殼或薄壁圓筒劃分：o 外直徑與內(nèi)直徑的比外直徑與內(nèi)直徑的比(D(Do o/D/Di i) )maxmax1.11.11.21.2；外直徑與內(nèi)直徑的比值外直徑與內(nèi)直徑的比值(D(Do o /D/Di i) )maxmax1.11.11.2 1.2 。o 2 2、無(wú)力距理論的適用條件假設(shè)：、無(wú)力距理論的適用條件假設(shè)：o 殼體材料連續(xù)、均勻、各向同性；殼體材料連續(xù)、均勻、各向同性；o 受載后的變形是彈性小變形；受載后的變形是彈性小變形；o 殼壁各層纖維在變形后互不擠壓；殼壁各層纖維在變形后互不擠壓；o 3、內(nèi)壓

7、作用下的薄壁容器其筒體上任一點(diǎn)的應(yīng)力情況：o 第二章 壓力容器應(yīng)力分析內(nèi)壓內(nèi)壓pB點(diǎn)點(diǎn)軸向：經(jīng)向應(yīng)力或軸向應(yīng)力軸向：經(jīng)向應(yīng)力或軸向應(yīng)力圓周的切線方向：周向應(yīng)力或環(huán)向應(yīng)力圓周的切線方向：周向應(yīng)力或環(huán)向應(yīng)力壁厚方向：徑向應(yīng)力壁厚方向：徑向應(yīng)力r r三向應(yīng)力狀態(tài)三向應(yīng)力狀態(tài)、二向應(yīng)力狀態(tài)二向應(yīng)力狀態(tài)ro 4、不連續(xù)應(yīng)力（邊緣應(yīng)力）的特點(diǎn);o 局部性、自限性o 5、厚壁圓筒熱應(yīng)力的特點(diǎn)：o 第二章 壓力容器應(yīng)力分析a.熱應(yīng)力隨約束程度的增大而增大熱應(yīng)力隨約束程度的增大而增大b.熱應(yīng)力與零外載相平衡，是自平衡應(yīng)力熱應(yīng)力與零外載相平衡，是自平衡應(yīng)力c.熱應(yīng)力具有自限性，屈服流動(dòng)或高溫蠕變熱應(yīng)力具有自限性，

8、屈服流動(dòng)或高溫蠕變可使熱應(yīng)力降低可使熱應(yīng)力降低d.熱應(yīng)力在構(gòu)件內(nèi)是變化的熱應(yīng)力在構(gòu)件內(nèi)是變化的o 6、第二章 壓力容器應(yīng)力分析減小熱應(yīng)力的措施減小熱應(yīng)力的措施1 1、控制設(shè)備的加熱和冷卻速度、控制設(shè)備的加熱和冷卻速度2 2、控制和減小構(gòu)件的熱變形約束、控制和減小構(gòu)件的熱變形約束( (見(jiàn)圖）見(jiàn)圖）3 3、設(shè)置膨脹節(jié)、設(shè)置膨脹節(jié)4 4、采用良好的保溫層、采用良好的保溫層第二章 壓力容器應(yīng)力分析7、降低局部應(yīng)力的措施、降低局部應(yīng)力的措施8、外壓的短圓筒，失穩(wěn)時(shí)，出現(xiàn)的波形個(gè)數(shù)為：、外壓的短圓筒，失穩(wěn)時(shí)，出現(xiàn)的波形個(gè)數(shù)為：（） A.A.兩個(gè)兩個(gè) B.B.四個(gè)四個(gè) C.C.大于兩個(gè)大于兩個(gè) D.D.大于

9、四個(gè)大于四個(gè)第二章 壓力容器應(yīng)力分析第二章 壓力容器應(yīng)力分析（二）分析題：1 1、分析：、分析：?jiǎn)栴}：鋼板卷制圓筒形容器，縱問(wèn)題：鋼板卷制圓筒形容器，縱焊縫與環(huán)焊縫哪個(gè)易裂？焊縫與環(huán)焊縫哪個(gè)易裂？2/24/pDpD筒體縱向焊縫受力大于環(huán)向焊縫，筒體縱向焊縫受力大于環(huán)向焊縫，故縱焊縫易裂，施焊時(shí)應(yīng)予以注故縱焊縫易裂，施焊時(shí)應(yīng)予以注意。意。第二章 壓力容器應(yīng)力分析（二）分析題：2 2、分析：、分析：?jiǎn)栴}問(wèn)題1 1：錐形封頭為什么不適合：錐形封頭為什么不適合做壓力容器封頭？做壓力容器封頭？問(wèn)題問(wèn)題2:2:橢圓形封頭的應(yīng)力分布橢圓形封頭的應(yīng)力分布有什么特點(diǎn)？有什么特點(diǎn)？問(wèn)題問(wèn)題3:3:橢圓形封頭為什么

10、要設(shè)橢圓形封頭為什么要設(shè)置直邊段？置直邊段？第二章 壓力容器應(yīng)力分析（三）計(jì)算題：1、用應(yīng)力計(jì)算說(shuō)明在同樣內(nèi)壓力的作用下球形容器比圓筒型容器壁厚薄的理由。2、不同安裝方式下，充裝液體的內(nèi)壓容器應(yīng)力計(jì)算：p0第二章 壓力容器應(yīng)力分析p0第三章第三章 壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性能壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性能的影響的影響o 1、化工設(shè)備選材的重要性和復(fù)雜性、化工設(shè)備選材的重要性和復(fù)雜性o .操作條件的限制操作條件的限制o .制造條件的限制制造條件的限制o .材料自身性能的限制材料自身性能的限制o 2、選材要遵循、選材要遵循o 適用、安全和經(jīng)濟(jì)的原則。適用、安全和經(jīng)濟(jì)的原則。3、怎樣區(qū)分冷熱加

11、工？、怎樣區(qū)分冷熱加工？從金屬學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)區(qū)分，冷、熱加工的分界線是從金屬學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)區(qū)分，冷、熱加工的分界線是金屬的再金屬的再結(jié)晶溫度結(jié)晶溫度。第三章第三章 壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性能壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性能的影響的影響4、焊接接頭組成？、焊接接頭組成？焊接接頭組成焊接接頭組成焊縫焊縫熔合區(qū)熔合區(qū)熱影響區(qū)熱影響區(qū)5、減少焊接應(yīng)力和變形的措施、減少焊接應(yīng)力和變形的措施如：如：盡量減少焊接接頭數(shù)量盡量減少焊接接頭數(shù)量相鄰焊縫間應(yīng)保持足夠的間距相鄰焊縫間應(yīng)保持足夠的間距盡可能避免交叉，避免出現(xiàn)十字焊縫盡可能避免交叉，避免出現(xiàn)十字焊縫焊縫不要布置在高應(yīng)力區(qū)焊縫不要布置在高應(yīng)力區(qū)焊前預(yù)熱等等

12、焊前預(yù)熱等等當(dāng)焊接造成的殘余應(yīng)力會(huì)影響結(jié)構(gòu)安全運(yùn)行時(shí)，還需設(shè)法消除焊接殘當(dāng)焊接造成的殘余應(yīng)力會(huì)影響結(jié)構(gòu)安全運(yùn)行時(shí)，還需設(shè)法消除焊接殘余應(yīng)力。余應(yīng)力。設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)焊接工藝焊接工藝第三章第三章 壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性能的影響壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性能的影響o 6、材料的力學(xué)性能指標(biāo)：、材料的力學(xué)性能指標(biāo)：o 衡量衡量材料力學(xué)性能的指標(biāo)材料力學(xué)性能的指標(biāo)有有強(qiáng)度強(qiáng)度、硬度硬度、彈彈性性、塑性塑性、韌性韌性等。等。o 7、材料的加工工藝性能：材料的加工工藝性能：o 加工工藝性能包括加工工藝性能包括鑄造性鑄造性、鍛造性鍛造性、焊接性焊接性和和切削加工性切削加工性等。這些性能直接影響等。這些性能

13、直接影響化工設(shè)備和零部件的制造工藝方法和質(zhì)量，化工設(shè)備和零部件的制造工藝方法和質(zhì)量，因此加工工藝性能是化工設(shè)備選材時(shí)必須考因此加工工藝性能是化工設(shè)備選材時(shí)必須考慮的因素。慮的因素。第三章第三章 壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性能的影響能的影響o 5、鐵碳合金應(yīng)如何劃分歸類(lèi)？鐵碳合金應(yīng)如何劃分歸類(lèi)？o 含碳量在含碳量在0.022的稱(chēng)為鋼；大于的稱(chēng)為鋼；大于2的稱(chēng)為為鑄的稱(chēng)為為鑄鐵鐵，小于小于0.02時(shí)，稱(chēng)為工業(yè)純鐵時(shí)，稱(chēng)為工業(yè)純鐵。純鐵和含碳量大。純鐵和含碳量大于于4.3的鑄鐵在工程上很少應(yīng)用。的鑄鐵在工程上很少應(yīng)用。o 6、金屬材料的熱處理的方法：、金屬材料的熱處理

14、的方法：o 熱處理熱處理表面表面熱處理熱處理普通普通熱處理熱處理表面表面淬火淬火化學(xué)熱化學(xué)熱處理處理退火退火正火正火淬火淬火回火回火第三章第三章 壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性能的影響能的影響o 7、正火與退火的主要區(qū)別：、正火與退火的主要區(qū)別：o 正火與退火的主要區(qū)別正火與退火的主要區(qū)別在于在于冷卻速度不同冷卻速度不同。正火的冷卻速度比退火快，奧氏體轉(zhuǎn)變溫度正火的冷卻速度比退火快，奧氏體轉(zhuǎn)變溫度較低，組織中珠光體量增多，且珠光體比較較低，組織中珠光體量增多，且珠光體比較細(xì)，因此，強(qiáng)度和硬度提高。細(xì)，因此，強(qiáng)度和硬度提高。鑄、鍛件切削加工前一般進(jìn)行退火或正火。鑄、

15、鍛件切削加工前一般進(jìn)行退火或正火。第三章第三章 壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性能的影響能的影響o 8、普通碳素鋼中含有的雜質(zhì)元素：o 除含碳以外，碳鋼中的雜質(zhì)元素有除含碳以外，碳鋼中的雜質(zhì)元素有Mn、Si、S、P、O、N、H等。這些雜質(zhì)等。這些雜質(zhì)是由礦石及冶煉過(guò)程中帶入的，對(duì)鋼材性能是由礦石及冶煉過(guò)程中帶入的，對(duì)鋼材性能有一定影響：有一定影響：o S引起引起“熱脆熱脆”、 P引起引起“冷脆冷脆”、 O降降低鋼的強(qiáng)度、塑性。低鋼的強(qiáng)度、塑性。有害元素有害元素。 Mn使鋼的使鋼的強(qiáng)度提高、強(qiáng)度提高、Si有助于脫氧，有助于脫氧，有益元素有益元素。第三章第三章 壓力容器

16、材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性能的影響能的影響o 9、新國(guó)標(biāo)對(duì)常見(jiàn)鋼的牌號(hào)表示方法及符號(hào)新國(guó)標(biāo)對(duì)常見(jiàn)鋼的牌號(hào)表示方法及符號(hào)的規(guī)定：的規(guī)定：o Q235-AF中各字母、數(shù)字的意義：中各字母、數(shù)字的意義：Q：鋼材屈服點(diǎn)：鋼材屈服點(diǎn)“屈屈”字漢語(yǔ)拼音首位字母；字漢語(yǔ)拼音首位字母；235：此鋼的屈服極限為：此鋼的屈服極限為235MPa；A：質(zhì)量等級(jí)。共有：質(zhì)量等級(jí)。共有A、B、C、D四個(gè)等級(jí)；四個(gè)等級(jí)；其中其中Q195和和Q275不分等級(jí)，不分等級(jí)，Q215和和Q255分分A、B兩個(gè)等級(jí)，兩個(gè)等級(jí)，Q235分四分四個(gè)等級(jí)個(gè)等級(jí)第三章第三章 壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性壓力容器材

17、料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性能的影響能的影響o 0Cr13 含碳量小于0.08%，含鉻13%o 0Cr18Ni9：含碳量小于0.08%，含鉻18%，含鎳9%o 15CrMoR00Cr19Ni1009MnNiD20MnMoo 10、金屬材料在焊接厚板時(shí)必須在焊接接頭處開(kāi)適當(dāng)?shù)?、金屬材料在焊接厚板時(shí)必須在焊接接頭處開(kāi)適當(dāng)?shù)钠驴冢驴诘闹饕饔檬鞘裁?？坡口，坡口的主要作用是什么？o 第三章第三章 壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性能的影響能的影響o 11、 對(duì)焊接接頭進(jìn)行必要的檢驗(yàn)是保證焊對(duì)焊接接頭進(jìn)行必要的檢驗(yàn)是保證焊接質(zhì)量的重要措施，常用的焊接的檢驗(yàn)方法接質(zhì)量的重要措施，常用的

18、焊接的檢驗(yàn)方法有哪些？有哪些？ o 外觀檢查、無(wú)損探傷、水壓試驗(yàn)和氣壓試驗(yàn)、外觀檢查、無(wú)損探傷、水壓試驗(yàn)和氣壓試驗(yàn)、o 焊接接頭的力學(xué)性能試驗(yàn)焊接接頭的力學(xué)性能試驗(yàn)o 12、焊縫的內(nèi)部缺陷：、焊縫的內(nèi)部缺陷：o 未焊透、夾渣、氣孔、裂紋、未焊透、夾渣、氣孔、裂紋、第三章第三章 壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性能的影響能的影響o 13、在鋼材焊縫邊緣開(kāi)坡口的目的。o 14、壓力容器焊縫的接頭型式有哪些第三章第三章 壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性能的影響能的影響o 1、壓力容器按照設(shè)計(jì)壓力劃分等級(jí)、壓力容器按照設(shè)計(jì)壓力劃分等級(jí)第四章第四章

19、壓力容器設(shè)計(jì)壓力容器設(shè)計(jì)容器分類(lèi)容器分類(lèi)設(shè)計(jì)壓力設(shè)計(jì)壓力 p （MPa）低壓容器低壓容器0.1p1.6中壓容器中壓容器1.6p10高壓容器高壓容器10p100超高壓容器超高壓容器p100一、概念部分一、概念部分o 2、壓力容器按照管理等級(jí)可以分為三、壓力容器按照管理等級(jí)可以分為三類(lèi)：類(lèi)：o 會(huì)判斷容器類(lèi)別：會(huì)判斷容器類(lèi)別：o 1 1）壓力為）壓力為0.8MPa0.8MPa的低溫液氨儲(chǔ)罐的低溫液氨儲(chǔ)罐; ;o 2 2）p p為為4MPa4MPa的氰化鈉介質(zhì)儲(chǔ)存容器的氰化鈉介質(zhì)儲(chǔ)存容器; ;o 3 3）p p為為1.65MPa1.65MPa的管殼式余熱鍋爐。的管殼式余熱鍋爐。o 4 4） 工作壓力

20、為工作壓力為23.5Mpa的尿素合成塔的尿素合成塔第四章第四章 壓力容器設(shè)計(jì)壓力容器設(shè)計(jì)o 3、壓力容器失效形式：壓力容器失效形式：o 按照失效原因，壓力容器失效形式可以分為強(qiáng)度按照失效原因，壓力容器失效形式可以分為強(qiáng)度失效、剛度失效、失穩(wěn)失效、泄露失效。失效、剛度失效、失穩(wěn)失效、泄露失效。o 4 4、薄壁圓筒受內(nèi)壓環(huán)向應(yīng)力與軸向應(yīng)力的大小比、薄壁圓筒受內(nèi)壓環(huán)向應(yīng)力與軸向應(yīng)力的大小比較：較：o 筒體上開(kāi)橢圓孔，如何開(kāi)孔？筒體上開(kāi)橢圓孔，如何開(kāi)孔？o 5 5、什么是壓力容器常規(guī)設(shè)計(jì)？什么是壓力容器常規(guī)設(shè)計(jì)？o 常規(guī)設(shè)計(jì)稱(chēng)為常規(guī)設(shè)計(jì)稱(chēng)為“按規(guī)則設(shè)計(jì)按規(guī)則設(shè)計(jì)”，只考慮單一的最，只考慮單一的最大載荷

21、工況，大載荷工況，按一次施加的靜力載荷處理，不考慮交變載荷，也不按一次施加的靜力載荷處理，不考慮交變載荷，也不區(qū)分短期載荷和永久載荷，因而不涉及容器的疲勞區(qū)分短期載荷和永久載荷，因而不涉及容器的疲勞壽命問(wèn)題。壽命問(wèn)題。第四章第四章 壓力容器設(shè)計(jì)壓力容器設(shè)計(jì)o 6、對(duì)于薄壁壓力容器，會(huì)用應(yīng)力公式（中經(jīng)公式推導(dǎo)壁厚計(jì)算公式。o 7、厚壁壓力容器圓筒組合形式有那些 ？o 多層包扎式、熱套式、繞板式、整體多層包扎式、繞帶式o 8、壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)主要參數(shù)有哪些？o 設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、厚度及其附加量、焊接接頭系數(shù)、許用應(yīng)力等第四章第四章 壓力容器設(shè)計(jì)壓力容器設(shè)計(jì)o 9、壓力容器立式容器和臥式容器支座型

22、式：o 臥式：鞍座、圈座、支腿臥式：鞍座、圈座、支腿o 立式：耳式支座、支承式支座、裙式支座立式：耳式支座、支承式支座、裙式支座o 10 10、各支座在校核載荷時(shí)如何確定數(shù)量？各支座在校核載荷時(shí)如何確定數(shù)量？o 夾套反應(yīng)器四個(gè)耳座、臥式換熱器兩個(gè)鞍座o 11、分清楚容器設(shè)計(jì)的幾種厚度，并搞清楚它們之間的關(guān)系：o 計(jì)算厚度、設(shè)計(jì)厚度、名義厚度、有效厚度，第四章第四章 壓力容器設(shè)計(jì)壓力容器設(shè)計(jì)o 12、壓力容器設(shè)計(jì)過(guò)程中，各種參數(shù)的選?。簅 焊縫系數(shù)、壁厚負(fù)偏差、腐蝕裕度、設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、許用應(yīng)力o 13、外壓容器設(shè)計(jì)兩種基本方法：o 公式法、圖算法o 需要設(shè)定壁厚，反復(fù)試算，直到合適為止。o

23、 外壓容器為什么要設(shè)置加強(qiáng)圈？第四章第四章 壓力容器設(shè)計(jì)壓力容器設(shè)計(jì)o 14、壓力容器封頭類(lèi)型：、壓力容器封頭類(lèi)型：o 球形封頭與橢圓形封頭的內(nèi)應(yīng)力分布特點(diǎn)球形封頭與橢圓形封頭的內(nèi)應(yīng)力分布特點(diǎn)對(duì)比對(duì)比第四章第四章 壓力容器設(shè)計(jì)壓力容器設(shè)計(jì)o 15、受內(nèi)壓的錐形封頭與球形封頭 其內(nèi)應(yīng)力分布特點(diǎn)？o 16、為什么壓力容器很少采用平板封頭？o 17、壓力容器局部開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)形式有哪些？o 補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)、厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)、整鍛件補(bǔ)強(qiáng)o 18、開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：o 等面積補(bǔ)強(qiáng)法、壓力面積補(bǔ)強(qiáng)法、極限載荷補(bǔ)強(qiáng)法第四章第四章 壓力容器設(shè)計(jì)壓力容器設(shè)計(jì)o 19、 影響法蘭密封的因素主要有哪些影響法蘭密封的因素主要有

24、哪些: o 螺栓預(yù)緊力；螺栓預(yù)緊力；o 壓緊面質(zhì)量（密封面特征）；壓緊面質(zhì)量（密封面特征）；o 墊片性能；墊片性能；o 法蘭剛度和螺栓剛度；法蘭剛度和螺栓剛度； 操作條件的影響。操作條件的影響。第四章第四章 壓力容器設(shè)計(jì)壓力容器設(shè)計(jì)o 20、壓力容器和管道中常用的法蘭密封面壓力容器和管道中常用的法蘭密封面型式：型式：o 突面、突面、凹凸面、榫槽面（各適用場(chǎng)合）凹凸面、榫槽面（各適用場(chǎng)合）o 21、根據(jù)工作條件選取標(biāo)準(zhǔn)法蘭：、根據(jù)工作條件選取標(biāo)準(zhǔn)法蘭：o 法蘭公稱(chēng)壓力：法蘭公稱(chēng)壓力：與最大操作壓力、操作溫與最大操作壓力、操作溫度以及材料有關(guān)。見(jiàn)下面法蘭標(biāo)準(zhǔn)局部：度以及材料有關(guān)。見(jiàn)下面法蘭標(biāo)準(zhǔn)局部

25、：第四章第四章 壓力容器設(shè)計(jì)壓力容器設(shè)計(jì)給定法蘭的工作溫度、工作壓力根據(jù)下表會(huì)選用法蘭。如工作溫度給定法蘭的工作溫度、工作壓力根據(jù)下表會(huì)選用法蘭。如工作溫度280，工作，工作壓力為壓力為0.9MPa,應(yīng)選用那種法蘭？應(yīng)選用那種法蘭？第四章第四章 壓力容器設(shè)計(jì)壓力容器設(shè)計(jì)o 22、壓力容器耐壓試驗(yàn):o 23、壓力容器泄漏試驗(yàn)：o 24、壓力容器安全泄放裝置有哪些？o 25、壓力容器焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 第四章第四章 壓力容器設(shè)計(jì)壓力容器設(shè)計(jì)o 二、計(jì)算題二、計(jì)算題o 1、內(nèi)壓容器計(jì)算：、內(nèi)壓容器計(jì)算：o 例題例題1-1：某化工廠欲設(shè)計(jì)一臺(tái)石油氣分離工程中：某化工廠欲設(shè)計(jì)一臺(tái)石油氣分離工程中的乙烯精餾塔

26、。工藝要求為塔體內(nèi)徑的乙烯精餾塔。工藝要求為塔體內(nèi)徑Di=600mm；設(shè)計(jì)壓力；設(shè)計(jì)壓力p2.2MPa；工作溫度；工作溫度t-3-20。試選擇塔體材料并確定塔體厚度。試選擇塔體材料并確定塔體厚度。o 解析：由于石油氣對(duì)鋼材腐蝕不大，溫度在解析：由于石油氣對(duì)鋼材腐蝕不大，溫度在-20以上，承受一定的壓力，故選用以上，承受一定的壓力，故選用16MnR。 根據(jù)根據(jù)式式(10-12)第四章第四章 壓力容器設(shè)計(jì)壓力容器設(shè)計(jì)o d為設(shè)計(jì)厚度為設(shè)計(jì)厚度22CppDtid式中式中p2.2MPa；Di=600mm； 170MPa =0.8(已知已知)； C2=1.0 mm 得：得：第四章第四章 壓力容器設(shè)計(jì)壓力

27、容器設(shè)計(jì)mmd89. 50 . 12 . 28 . 017026002 . 2考慮鋼板厚度負(fù)偏差考慮鋼板厚度負(fù)偏差C C1 10.6mm0.6mm圓正取圓正取 n n=7mm=7mm水壓試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力水壓試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力 校核： 第四章第四章 壓力容器設(shè)計(jì)壓力容器設(shè)計(jì)16MnR的屈服限的屈服限s=345MPa（附錄表（附錄表6）sT9 .0o 2、外壓容器計(jì)算：、外壓容器計(jì)算：o 例題：有一臺(tái)聚乙烯聚合釜，外徑例題：有一臺(tái)聚乙烯聚合釜，外徑1580mm，高高7060mm，壁厚，壁厚llmm，材質(zhì)為，材質(zhì)為0Crl8Ni9，試確定釜體的最大允許外壓力。試確定釜體的最大允許外壓力。(設(shè)計(jì)溫度為設(shè)計(jì)溫度為

28、200。) o 解：首先判斷外壓圓筒的臨界長(zhǎng)度解：首先判斷外壓圓筒的臨界長(zhǎng)度Lcr, Lcr=1.17DoDo/e/Do=1580mm, o e=11-0.8=10.2(mm).o Lcr=1.17*15801580/10.2=23007.6mm,Lcr大于筒體高度，所以屬于短圓筒。大于筒體高度，所以屬于短圓筒。第四章第四章 壓力容器設(shè)計(jì)壓力容器設(shè)計(jì)o 根據(jù)短圓筒臨界壓力計(jì)算公式得：o Pcr=2.59Et(e/ Do)2.5 /（L/Do） Et=1.84*105Mpa,帶入上式得：o Pcr=2.59*1.84*105（10.2/15802.5/(7060/1580) Pcr =0.36M

29、pa。o 取安全系數(shù)為m=3,則【P】=Pcr/m=0.119 Mpa. 聚合釜的最大允許外壓力為0.119MPa30)(20.2DEpetcr)/()/(59.205.20DLDEpecr第四章第四章 壓力容器設(shè)計(jì)壓力容器設(shè)計(jì)第五章第五章 儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備o 基本概念：o 1、設(shè)計(jì)雙鞍座臥式容器時(shí)，支座位置應(yīng)按照那些、設(shè)計(jì)雙鞍座臥式容器時(shí)，支座位置應(yīng)按照那些原則確定？試說(shuō)明理由原則確定？試說(shuō)明理由o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(zhǎng)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(zhǎng)度度A為梁的全長(zhǎng)為梁的全長(zhǎng)L的的0.207倍時(shí)，跨間的最大彎矩與支倍時(shí)，跨間的最大彎矩與支座截面處的

30、彎矩座截面處的彎矩(絕對(duì)值絕對(duì)值)相等，若外伸加長(zhǎng)，支座截相等，若外伸加長(zhǎng)，支座截面處的應(yīng)力加大。因而，臥式容器通常要求面處的應(yīng)力加大。因而，臥式容器通常要求A0.2L。o此外，由于封頭的剛性大于圓筒體的剛性，封頭對(duì)于圓此外，由于封頭的剛性大于圓筒體的剛性，封頭對(duì)于圓筒體有加強(qiáng)作用，若支座鄰近封頭，即筒體有加強(qiáng)作用，若支座鄰近封頭，即A0.5D0（D0為圓筒平均外徑），則可充分利用封頭的加強(qiáng)效應(yīng)。因?yàn)閳A筒平均外徑），則可充分利用封頭的加強(qiáng)效應(yīng)。因此在滿(mǎn)足此在滿(mǎn)足A0.2L時(shí)，尚應(yīng)盡量滿(mǎn)足時(shí)，尚應(yīng)盡量滿(mǎn)足A0.5D0。第五章第五章 儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備o 和立式容器一樣，臥式容器的支座也應(yīng)固定在基礎(chǔ)

31、上。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，環(huán)境和物料溫度的變化會(huì)使臥式容器的圓筒體產(chǎn)但是，環(huán)境和物料溫度的變化會(huì)使臥式容器的圓筒體產(chǎn)生伸縮，若因支座固定而不允許圓筒體伸縮，圓筒體內(nèi)生伸縮，若因支座固定而不允許圓筒體伸縮，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，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，另一支座的地腳螺栓孔開(kāi)成長(zhǎng)圓孔，允許滑動(dòng)。另一支座的地腳螺栓孔開(kāi)成長(zhǎng)圓孔，允許滑動(dòng)。o 2 2、雙鞍座臥式容器設(shè)計(jì)中應(yīng)計(jì)算那些應(yīng)力？試分析這、雙鞍座臥式容器設(shè)計(jì)中應(yīng)計(jì)算那些應(yīng)力？試分析這些應(yīng)力是如何產(chǎn)生的？些應(yīng)力是如何產(chǎn)生的？o 圓筒軸向應(yīng)力圓筒軸向應(yīng)力計(jì)

32、算及校核：主要包括兩支座跨中截面處計(jì)算及校核：主要包括兩支座跨中截面處筒體的軸向應(yīng)力和支座截面處圓筒的軸向應(yīng)力。筒體的軸向應(yīng)力和支座截面處圓筒的軸向應(yīng)力。o這些軸向應(yīng)力是由于內(nèi)壓與筒體的重力載荷引起的。這些軸向應(yīng)力是由于內(nèi)壓與筒體的重力載荷引起的。o 圓筒和封頭切應(yīng)力圓筒和封頭切應(yīng)力的計(jì)算及校核：的計(jì)算及校核：o 分三種情況，支座截面處有加強(qiáng)圈、無(wú)加強(qiáng)圈等。分三種情況，支座截面處有加強(qiáng)圈、無(wú)加強(qiáng)圈等。o 支座截面處的環(huán)向應(yīng)力支座截面處的環(huán)向應(yīng)力計(jì)算：計(jì)算：o 由支座反力產(chǎn)生的切應(yīng)力會(huì)對(duì)圓筒徑向產(chǎn)生環(huán)向彎矩由支座反力產(chǎn)生的切應(yīng)力會(huì)對(duì)圓筒徑向產(chǎn)生環(huán)向彎矩1122cieiePRMR23212ciei

33、ePRMKR24222cieiePRMKR（1）軸向彎矩（軸向彎矩（M M1-M-M2 ）的計(jì)算）的計(jì)算（2 2）軸向應(yīng)力（）軸向應(yīng)力（1-4 ）的校核）的校核（跨中）)(11ALCFM（支座處）)1(2322CARCLACFAMi1222cieiePRMR1：跨中截面最低點(diǎn)（壓應(yīng)力），：跨中截面最低點(diǎn)（壓應(yīng)力），2：跨中截面最高點(diǎn)（拉應(yīng)力），：跨中截面最高點(diǎn)（拉應(yīng)力），3：支座截面最低點(diǎn)（壓應(yīng)力），：支座截面最低點(diǎn)（壓應(yīng)力），4：支座截面最高點(diǎn)（拉應(yīng)力），：支座截面最高點(diǎn)（拉應(yīng)力），K1、K2為系數(shù)為系數(shù)第五章第五章 儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備o 3、儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)裝填系數(shù)的確定：o 一般對(duì)液化氣體有充裝系

34、數(shù)的說(shuō)法，確定充裝系數(shù)是為了確一般對(duì)液化氣體有充裝系數(shù)的說(shuō)法，確定充裝系數(shù)是為了確保液化氣體在升溫時(shí)，儲(chǔ)罐內(nèi)能保留一定的氣相安全空間，保液化氣體在升溫時(shí)，儲(chǔ)罐內(nèi)能保留一定的氣相安全空間，不至于液化氣體體積膨脹，引起儲(chǔ)罐的壓力劇增。因此首先不至于液化氣體體積膨脹，引起儲(chǔ)罐的壓力劇增。因此首先確定儲(chǔ)罐的安全系數(shù)。再用液化氣體的飽和密度乘以有效容確定儲(chǔ)罐的安全系數(shù)。再用液化氣體的飽和密度乘以有效容積系數(shù)。積系數(shù)。o 一般設(shè)計(jì)容積大于裝填容積，裝填容積大于實(shí)際容積。例如一般設(shè)計(jì)容積大于裝填容積，裝填容積大于實(shí)際容積。例如液化儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)容積就是儲(chǔ)罐的具體容積，裝填容積就是因?yàn)橐夯瘍?chǔ)罐設(shè)計(jì)容積就是儲(chǔ)罐的具體

35、容積，裝填容積就是因?yàn)榘凑帐⒀b介質(zhì)的理化性質(zhì)，需要在里面安裝溫度、壓力等容按照盛裝介質(zhì)的理化性質(zhì)，需要在里面安裝溫度、壓力等容器，所以需要富裕一定的空間。液化石油氣在一定條件下易器，所以需要富裕一定的空間。液化石油氣在一定條件下易氣化，所以實(shí)際重裝的液化氣不易裝滿(mǎn)，一般充裝系數(shù)為氣化，所以實(shí)際重裝的液化氣不易裝滿(mǎn)，一般充裝系數(shù)為0.85.0.85.o 根據(jù)根據(jù)GB18442GB18442低溫絕熱壓力容器低溫絕熱壓力容器6.3.2.16.3.2.1的規(guī)定的規(guī)定“有效容有效容積不得超過(guò)幾何容積的積不得超過(guò)幾何容積的95%”95%”，所以充裝系數(shù)都在，所以充裝系數(shù)都在0.950.95以下，以下，現(xiàn)在

36、大部分低溫壓力容器生產(chǎn)廠家取的都在現(xiàn)在大部分低溫壓力容器生產(chǎn)廠家取的都在0.90.9到到0.950.95之間，之間，充裝系數(shù)越低，氣相空間越大，相對(duì)而言稍微安全點(diǎn)，但要充裝系數(shù)越低，氣相空間越大，相對(duì)而言稍微安全點(diǎn)，但要達(dá)到固定的有效容積，幾何容積就會(huì)做的越大，材料消耗稍達(dá)到固定的有效容積，幾何容積就會(huì)做的越大，材料消耗稍微多一點(diǎn)點(diǎn)。微多一點(diǎn)點(diǎn)。第五章第五章 儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備第五章第五章 儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備o 4、球罐一般開(kāi)設(shè)幾個(gè)人孔？怎樣布局？球罐一般開(kāi)設(shè)幾個(gè)人孔？怎樣布局？o 人孔是球罐便于檢修人員進(jìn)入其內(nèi)部進(jìn)行檢驗(yàn)和檢修的通道。球罐人孔是球罐便于檢修人員進(jìn)入其內(nèi)部進(jìn)行檢驗(yàn)和檢修的通道。球罐

37、在施工過(guò)程中，罐內(nèi)的通風(fēng)、煙塵的排除以及腳手架、工器具至內(nèi)在施工過(guò)程中，罐內(nèi)的通風(fēng)、煙塵的排除以及腳手架、工器具至內(nèi)件的組裝也是需要通過(guò)人孔來(lái)完成。件的組裝也是需要通過(guò)人孔來(lái)完成。o 根據(jù)工作需要，球罐一般需要開(kāi)設(shè)兩個(gè)人孔，分別設(shè)置在上下極板根據(jù)工作需要，球罐一般需要開(kāi)設(shè)兩個(gè)人孔，分別設(shè)置在上下極板上，球罐必須進(jìn)行焊后整體熱處理，則人孔應(yīng)設(shè)置在上下極板的中上，球罐必須進(jìn)行焊后整體熱處理，則人孔應(yīng)設(shè)置在上下極板的中心。球罐人孔直徑以心。球罐人孔直徑以DN500DN500為主。為主。o 5 5、設(shè)計(jì)球形儲(chǔ)罐應(yīng)考慮那些載荷？各種罐體形式有何特點(diǎn)？、設(shè)計(jì)球形儲(chǔ)罐應(yīng)考慮那些載荷？各種罐體形式有何特點(diǎn)？o 第六章第六章 換熱設(shè)備換熱設(shè)備一、基本概念：1、換熱器按照傳熱方式如何劃分？第六章第六章 換熱設(shè)備換熱設(shè)備換熱設(shè)備的設(shè)計(jì)內(nèi)容換熱設(shè)備的設(shè)計(jì)內(nèi)容工藝尺寸的工藝尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算整體結(jié)構(gòu)及整體結(jié)構(gòu)及零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、基本概念：2、換熱器設(shè)計(jì)包括那些內(nèi)容？第六章第六章 換熱設(shè)備換熱設(shè)備3、換熱設(shè)備應(yīng)滿(mǎn)足的基本要求、換熱設(shè)備應(yīng)滿(mǎn)足的基本要求：（1）滿(mǎn)足工藝要求（工藝過(guò)程所要求的溫）滿(mǎn)足工藝要求（工藝過(guò)程