壓力容器設(shè)計(jì)200問答

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壓力容器設(shè)計(jì)制造200問答

第一章規(guī)程與標(biāo)準(zhǔn)

i-i壓力容器設(shè)計(jì)必須遵循哪些主要法規(guī)和規(guī)程？

答：1.國發(fā)[1982]22號(hào)：《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例》（簡(jiǎn)稱《條例》）；

2.勞人鍋[1982]6號(hào)：《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例》實(shí)施細(xì)則；

3.勞部發(fā)[1995]264號(hào)：關(guān)于修改《〈鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例〉實(shí)施細(xì)則》

“壓力容器部分”有關(guān)條款的通知；

4.質(zhì)技監(jiān)局鍋發(fā)[1999]154號(hào)：《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（簡(jiǎn)稱《容規(guī)》八

5.勞部發(fā)[1993]370號(hào)：《超高壓容器安全監(jiān)察規(guī)程》；

6.勞部發(fā)[1998]51號(hào)：《壓力容器設(shè)計(jì)單位資格管理與監(jiān)督規(guī)則》；

7.勞部發(fā)[1995]145號(hào)：關(guān)于壓力容器設(shè)計(jì)單位實(shí)施《鋼制壓力容器一分析設(shè)計(jì)標(biāo)

準(zhǔn)》的規(guī)定；

8.勞部發(fā)[1994]262號(hào)：《液化氣體汽車罐車安全監(jiān)察規(guī)程》；

9.化生字[1987]1174號(hào)：《液化氣體鐵路槽車安全管理規(guī)定》；

10.質(zhì)技監(jiān)局鍋發(fā)[1999]218號(hào)：《醫(yī)用氧艙安全管理規(guī)定》。

1-2壓力容器設(shè)計(jì)單位的職責(zé)是什么？

答：1.設(shè)計(jì)單位應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)文件的正確性和完整性負(fù)責(zé)；

2.容器的設(shè)計(jì)文件至少應(yīng)包括設(shè)計(jì)計(jì)算書和設(shè)計(jì)圖樣；

3.容器設(shè)計(jì)總圖應(yīng)蓋有壓力容器設(shè)計(jì)單位批準(zhǔn)書標(biāo)志。

1-3GB150-1998《鋼制壓力容器》的適用與不適用范圍是什么？

答：適用范圍：

1.設(shè)計(jì)壓力不大于35MPa的鋼制容器；

2.設(shè)計(jì)溫度范圍按鋼材允許的使用溫度確定。

不適用范圍：

1.直接用火焰加熱的容器；

2.核能裝置中的容器；

3.旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械設(shè)備（如泵、壓縮機(jī)、渦輪機(jī)、液壓缸等）中自成整體或

作為部件的受壓器室；

4.經(jīng)常搬運(yùn)的容器；

5.設(shè)計(jì)壓力低于0.IMPa的容器；

6.真空度低于0.02MPa的容器；

7.內(nèi)直徑（對(duì)非圓形截面，指寬度、高度或?qū)蔷€，如矩形為對(duì)角線、橢圓為長軸）

小于150mm的容器；

8.要求作廢勞分析的容器；

9.已有其他行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的容器，諸如制冷、制糖、造紙、飲料等行業(yè)中的某些專用容

器和搪玻璃容器。

1-4《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的適用與不適用范圍是什么？

答:適用于同時(shí)具備下列3個(gè)條件的壓力容器（第2條第2款中特指的除外）:

1.最高工作壓力3大于等于O.IMPa（不含液體靜壓力）；

2.內(nèi)直徑（非圓形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m,且容積（V）大

于等于0.025m：'；

3.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。

不適用于下列壓力容器：

1.超高壓容器；

2.各類氣瓶；

3.非金屬材料制造的壓力容器；

4.核壓力容器、船舶和鐵路機(jī)車上的附屬壓力容器、國防或軍事裝備用的

壓力容器、真空下工作的壓力容器（不含夾套壓力容器）、各項(xiàng)鍋爐安全技術(shù)監(jiān)

察規(guī)程適用范圍內(nèi)的直接受火焰加熱的設(shè)備（如煙道式余熱鍋爐等）；

5.正常運(yùn)行最高工作壓力小于O.IMpa的壓力容器（包括在進(jìn)料或出料過

程中需要瞬時(shí)承受壓力大于等于O.IMPa的壓力容器，不包括消毒、冷卻等工藝

過程中需要短時(shí)承受壓力大于等于O.IMPa的壓力容器）；

6.機(jī)器上非獨(dú)立的承壓部件（包括壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)、泵、柴油機(jī)的氣缸或

承壓殼體等，不包括造紙、紡織機(jī)械的烘缸、壓縮機(jī)的輔助壓力容器）；

7.無殼體的套管換熱器、波紋板換熱器、空冷式換熱器、冷卻排管。

1-5《容規(guī)》和GB150-1998對(duì)壓力容器的范圍如何劃定？

答：除壓力容器本體外還應(yīng)包括：

1.壓力容器與外部管道或裝置焊接連接的第一道環(huán)向焊縫的焊接坡口、螺

紋連接的第一個(gè)螺紋接頭、法蘭連接的第一個(gè)法蘭密封面、專用連接或管件連接

的第一個(gè)密封面；

2.壓力容器開孔部分的承壓蓋及其緊固件；

3.非受壓元件與壓力容器本體連接的焊接接頭。

1-6什么是爆炸極限？

答：可燃?xì)怏w、可燃液體的蒸氣或可燃粉塵和空氣混合達(dá)到一定濃度時(shí)，遇

到火源就會(huì)發(fā)生爆炸。達(dá)到爆炸的空氣混合物的濃度范圍，稱之為爆炸極限。爆

炸極限通常以可燃?xì)怏w、蒸氣或粉塵在空氣中的體積百分?jǐn)?shù)來表示。其最低濃度

稱為“爆炸下限”，最高濃度稱為“爆炸上限”。當(dāng)濃度低于爆炸下限或高于爆

炸上限時(shí)，都不會(huì)發(fā)生爆炸。

1-7什么是燃點(diǎn)和閃點(diǎn)？

答：燃點(diǎn)是指可燃物質(zhì)加溫受熱，并點(diǎn)燃后，所放出的燃燒熱，能使該物質(zhì)

揮發(fā)出足夠量的可燃蒸氣來維持燃燒的繼續(xù)。此時(shí)加溫該物質(zhì)所需的最低溫度，

即為該物質(zhì)的“燃點(diǎn)”，也稱為著火點(diǎn)。物質(zhì)的燃點(diǎn)越低，越容易燃燒。

閃點(diǎn)是指可燃液體揮發(fā)出來的蒸氣與空氣形成混合物，遇火源能夠發(fā)生閃燃

的最低溫度。閃點(diǎn)與燃點(diǎn)不同，閃點(diǎn)略低于燃點(diǎn)。

1-8易燃與可燃液體是如何分類的？

答：一般分為四級(jí)二類：

第一級(jí)閃點(diǎn)＜28℃

第二級(jí)閃點(diǎn)228c至W45c

第三級(jí)閃點(diǎn)＞45℃至W120C

第四級(jí)閃點(diǎn)＞120℃

第一、二級(jí)的液體稱為易燃液體類；第三、四級(jí)的液體稱為可燃液體類。

1-9什么叫化學(xué)危險(xiǎn)物質(zhì)?

答：凡是具有各種不同程度的燃燒、爆炸、毒害、腐蝕、放射性等危險(xiǎn)特性

的物質(zhì)，受到摩擦、撞擊、震動(dòng)、接觸火源、日光曝曬、遇水受潮、溫度變化或

遇到性能有抵觸的其它物質(zhì)等外界因素的影響，因而引起燃燒、爆炸、中毒、灼

傷等等人身傷亡或使財(cái)產(chǎn)損壞的物質(zhì)，都屬化學(xué)危險(xiǎn)物質(zhì)。

1-10何謂易燃介質(zhì)？

答：易燃介質(zhì)是指與空氣混合的爆炸下限V10%或爆炸上限與下限之差220

%的氣體，以及閃點(diǎn)W45%的液體。

1-11壓力容器的介質(zhì)毒性程度和易燃介質(zhì)如何劃分?

答：（一）壓力容器中化學(xué)介質(zhì)毒性程度和易燃介質(zhì)的劃分參照HG20660《壓

力容器中化學(xué)介質(zhì)毒性危害和爆炸危險(xiǎn)程度分類》的規(guī)定。無規(guī)定時(shí)，按下述原

則確定毒性程度:

1.極度危害（I級(jí)）最高容許濃度＜0.Img/m*

2.高度危害（II級(jí)）最高容許濃度0.1?Vl.Omg/m，

3.中度危害（III級(jí)）最高容許濃度1.0?VlOmg/n?；

4.輕度危害（IV級(jí)）最高容許濃度BlOmg/m：

（二）壓力容器中介質(zhì)為混合物質(zhì)時(shí)，應(yīng)以介質(zhì)的組分并按上述毒性程度或

易燃介質(zhì)的劃分原則，由設(shè)計(jì)單位的工藝設(shè)計(jì)或使用單位的生產(chǎn)技術(shù)部門提供介

質(zhì)毒性程度或是否屬于易燃介質(zhì)的依據(jù)，無法提供依據(jù)時(shí)，按毒性危害程度或爆

炸危險(xiǎn)程度最高的介質(zhì)確定。

1-12如何劃分壓力容器的壓力等級(jí)？

答：按壓力容器的設(shè)計(jì)壓力（0）分為低壓、中壓、高壓、超高壓四個(gè)壓力

等級(jí)，具體劃分如下：

1.低壓（代號(hào)L）0.lMPa^p<l,6MPa

2.中壓（代號(hào)M）1.6MPa<p<10MPa

3.高壓（代號(hào)H）10MPa^p<100MPa

4.超高壓（代號(hào)U）p>lOOMPa

1-13壓力容器的品種主要?jiǎng)澐譃槟膸追N？

答：按壓力容器在生產(chǎn)工藝過程中的作用原理，分為反應(yīng)壓力容器、換熱壓

力容器、分離壓力容器、儲(chǔ)存壓力容器。具體劃分如下：

（一）反應(yīng)壓力容器（代號(hào)R）：主要是用于完成介質(zhì)的物理、化學(xué)反應(yīng)的

壓力容器，如反應(yīng)器、反應(yīng)釜、分解鍋、硫化罐、分解塔、聚合釜、高壓釜、超

高壓釜、合成塔、變換爐、蒸煮鍋、蒸球、蒸壓釜、煤氣發(fā)生爐等；

（二）換熱壓力容器（代號(hào)E）：主要是用于完成介質(zhì)的熱量交換的壓力容

器，如管殼式余熱鍋爐、熱交換器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器、加熱器、消毒鍋、

染色器、烘缸、蒸炒鍋、預(yù)熱鍋、溶劑預(yù)熱器、蒸鍋、蒸脫機(jī)、電熱蒸汽發(fā)生器、

煤氣發(fā)生爐水夾套等；

（三）分離壓力容器（代號(hào)S）：主要是用于完成介質(zhì)的流體壓力平衡緩沖

和氣體凈化分離的壓力容器，如分離器、過濾器、集油器、緩沖器、洗滌器、吸

收塔、銅洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等；

（四）儲(chǔ)存壓力容器（代號(hào)C,其中球罐代號(hào)B）：主要是用于儲(chǔ)存、盛裝

氣體、液體、液化氣體等介質(zhì)的壓力容器，如各種型式的儲(chǔ)罐。

1-14《容規(guī)》對(duì)容積是怎樣定義的？對(duì)于管殼式換熱器殼程和管程、夾套容器

中夾套內(nèi)的容積如何計(jì)算？

答：容積是指壓力容器的幾何容積，即由設(shè)計(jì)圖樣標(biāo)注的尺寸計(jì)算（不考慮

制造公差）并圓整，且不扣除內(nèi)件體積的容積。

對(duì)于管殼式換熱器，殼程容積為不扣除殼程內(nèi)換熱管等內(nèi)件體積的殼程幾何

容積，管程容積為管箱兒何容積與換熱管內(nèi)容積之和。對(duì)于夾套容器，夾套內(nèi)的

容積為扣除內(nèi)容器所占體積的夾套幾何容積。

1-15《容規(guī)》將壓力容器分為三類的目的是什么？其劃分的原則是什么？

答：為有利用于安全技術(shù)監(jiān)督和管理，將《容規(guī)》適用范圍內(nèi)的壓力容器劃

分為三類，劃分的原則為：

1.下列情況之一的，為第三類壓力容器：

（1）高壓容器；

（2）中壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）；

（3）中壓儲(chǔ)存容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且0，乘積大于

等于lOMPa,m3）；

（4）中壓反應(yīng)容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且o,乘積大于

等于0.5MPa-m3）；

（5）低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)，且夕修乘積大于等于

0.2MPa?m!）；

（6）高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；

（7）中壓搪玻璃壓力容器；

（8）使用強(qiáng)度級(jí)別較高（指相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中抗拉強(qiáng)度規(guī)定值下限大于等于

540Mpa）的材料制造的壓力容器；

（9）移動(dòng)式壓力容器，包括鐵路罐車（介質(zhì)為液化氣體、低溫液體）、罐

式汽車［液化氣體運(yùn)輸（半掛）車、低溫液體運(yùn)輸（半掛）車、永久氣體運(yùn)輸（半

掛）車］和罐式集裝箱（介質(zhì)為液化氣體、低溫液體）等；

（10）球形儲(chǔ)罐（容積大于等于50m：'）；

（11）低溫液體儲(chǔ)存容器（容積大于5mD。

2.下列情況之一的，為第二類壓力容器（本條第1款規(guī)定的除外）：

（1）中壓容器；

（2）低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）；

（3）低壓反應(yīng)容器和低壓儲(chǔ)存容器（僅限易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害

介質(zhì)）；

（4）低壓管殼式余熱鍋爐；

（5）低壓搪玻璃壓力容器。

3.低壓容器為第--類壓力容器（本條第1款、第2款規(guī)定的除外）。

1-16多腔壓力容器的類別如何劃分？

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）按類別高的壓力腔的類別作為該多腔容器的類別，但應(yīng)按每個(gè)壓力腔

各自的類別分別提出設(shè)計(jì)、制造技術(shù)要求。對(duì)各腔進(jìn)行類別劃定時(shí)，應(yīng)根據(jù)各自

腔內(nèi)的設(shè)計(jì)壓力、介質(zhì)特性、幾何容積、材料及各腔的品種分別確定各自的類別,

不能將兩個(gè)及其以上腔體的參數(shù)組合起來劃分類別。如：有一帶夾套的容器，容

器內(nèi)工作壓力小于0.IMPa,介質(zhì)毒性程度為高度危害；夾套內(nèi)為120℃的低壓飽

和蒸汽，該容器應(yīng)劃為第一類壓力容器，而不是劃為第二類或第三類壓力容器。

1-17《容規(guī)》與《條例》及標(biāo)準(zhǔn)有何關(guān)系？

答：國務(wù)院發(fā)布的《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例》（以下簡(jiǎn)稱《條例》），

屬行政法規(guī)，是我國鍋爐、壓力容器安全監(jiān)察工作的基本法規(guī)，是鍋爐、壓力容

器安全監(jiān)察工作的依據(jù)和準(zhǔn)則。依據(jù)《條例》制訂的《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)

程》（以下簡(jiǎn)稱《容規(guī)》）也屬行政法規(guī)，是從安全角度對(duì)壓力容器安全監(jiān)督提

出最基本的要求。

國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)屬民事訴訟范疇，是設(shè)計(jì)、制造壓力容器產(chǎn)品的依據(jù)。

《容規(guī)》是壓力容器安全技術(shù)監(jiān)督和管理的依據(jù)。由于安全技術(shù)監(jiān)督的內(nèi)容同標(biāo)

準(zhǔn)的任務(wù)、性質(zhì)、工作進(jìn)度和角度不同，有些與標(biāo)準(zhǔn)一致，有些可能不一致，這

是正常的，并不矛盾。二者無大小之分，作為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造單位，遵守《容

規(guī)》和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)是一致的，二者不協(xié)調(diào)時(shí)，宜按高的要求執(zhí)行。但作為壓力容器

安全監(jiān)察部門，只要產(chǎn)品符合《容規(guī)》要求即可。

第二章材料

2-1如何選擇壓力容器用鋼？

答：選擇壓力容器用鋼應(yīng)考慮容器的使用條件（如設(shè)計(jì)溫度、設(shè)計(jì)壓力、介

質(zhì)特性和操作特點(diǎn)等）、材料的焊接性能、容器的制造工藝以及經(jīng)濟(jì)合理性。一

般情況下，按下述原則進(jìn)行選材：

（1）所需鋼板厚度小于8mm時(shí)，在碳素鋼與低合金高強(qiáng)度鋼之間，應(yīng)盡量

采用碳素鋼鋼板（多層容器用材除外）；

（2）在剛度或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為主的場(chǎng)合，應(yīng)盡量選用普通碳素鋼。在強(qiáng)度設(shè)計(jì)

為主的場(chǎng)合，應(yīng)根據(jù)壓力、溫度、介質(zhì)等使用限制，依次選用Q235-A、Q235-B.

Q235-C、20R、16MnR等鋼板;

（3）所需不銹鋼厚大于12mm時(shí)，應(yīng)盡量采用襯里、復(fù)合、堆焊等結(jié)構(gòu)形式;

（4）不銹鋼應(yīng)盡量不用作設(shè)計(jì)溫度小于等于500c的耐熱用鋼；

（5）珠光體耐熱鋼應(yīng)盡量不用作設(shè)計(jì)溫度小于等于350℃的耐熱用鋼。在

必須使用珠光體耐熱鋼作耐熱或抗氫用途時(shí)，應(yīng)盡量減少、合并鋼材的品種、規(guī)

格；

（6）碳素鋼用于介質(zhì)腐蝕性不強(qiáng)的常壓、低壓容器，壁厚不大的中壓容器,

鍛件、承壓鋼管、非受壓元件以及其它由剛性或結(jié)構(gòu)因素決定壁厚的場(chǎng)合；

（7）低合金高強(qiáng)度鋼用于介質(zhì)腐蝕性不強(qiáng)、壁厚較大（28mm）的受壓容器;

（8）珠光體耐熱鋼用作抗高溫氫或硫化氫腐蝕，或設(shè)計(jì)溫度350?650℃的

壓力容器用耐熱鋼；

（9）不銹鋼用于介質(zhì)腐蝕性較高（電化學(xué)腐蝕、化學(xué)腐蝕）、防鐵離子污

染或設(shè)計(jì)溫度大于500℃或設(shè)計(jì)溫度小于-100℃的耐熱或低溫用鋼；

（10）不含穩(wěn)定化學(xué)元素且含碳量大于0.03%的奧氏體不銹鋼需經(jīng)焊接或400℃

以上熱加工時(shí)，不應(yīng)使用于可能引起不銹鋼晶間腐蝕的環(huán)境。

2-2碳素鋼鎮(zhèn)靜鋼Q235鋼號(hào)A級(jí)、B級(jí)、C級(jí)三個(gè)等級(jí)的區(qū)別是什么？

答：它們的主要區(qū)別為沖擊試驗(yàn)溫度不同：Q235A級(jí)不做沖擊試驗(yàn)；Q235B

級(jí)做常溫20℃V型沖擊試驗(yàn)；Q235c級(jí)做0℃V型沖擊試驗(yàn)。

2-3碳對(duì)鋼的焊接性能有何影響？其他合金元素又有何影響？

答：鋼材焊接時(shí)，焊縫熱影響區(qū)被加熱到Ac3以上，快速冷卻后會(huì)被淬硬。

鋼材含碳量愈高，熱影響區(qū)的硬化與脆化傾向愈大，在焊接應(yīng)力作用下容易產(chǎn)生

裂紋。鋼的化學(xué)成分對(duì)鋼淬硬性的影響通常折算成碳當(dāng)量，用CE表示。一般認(rèn)

為鋼可焊性好壞的臨界碳當(dāng)量為0.45%o國際焊接協(xié)會(huì)推薦的碳素鋼和低合金鋼

常用碳當(dāng)量計(jì)算公式為：

焊接時(shí)，焊縫區(qū)域由于高溫作用會(huì)引起晶粒長大，從而增加焊后開裂的傾

向；鋼中加入細(xì)化晶粒和阻礙晶粒長大的元素，如Mo、Ti、V,且以Al脫氧時(shí),

有利于改善焊接性能，而C、Ni、Mn則會(huì)增加開裂的危險(xiǎn)。

2-4碳素鋼沸騰鋼板Q235-A-F的適用范圍是什么？

答：容器設(shè)計(jì)壓力pWO.6MPa；

鋼板使用溫度為0?250C；

用于殼體時(shí)，鋼板厚度不大于12mm；

不得用于易燃介質(zhì)以及毒性程度為中度、高度或極度危害介質(zhì)的壓力容器；

不得用于制造直接受火焰加熱的壓力容器。

2-5碳素鋼鎮(zhèn)靜鋼板Q235-A、B、C的適用范圍是什么？

答：它們的適用范圍是：

a）Q235-A鋼板:

容器設(shè)計(jì)壓力夕Wl.OMPa；

鋼板使用溫度為0?350℃；

用于殼體時(shí)，鋼板厚度不大于16mm；

不得用于液化石油氣介質(zhì)以及毒性程度為高度或極度危害介質(zhì)的壓力容器；

不得用于制造直接受火焰加熱的壓力容器。

b）Q235-B鋼板：

容器設(shè)計(jì)壓力0W1.6MPa；

鋼板使用溫度為0?350C；

用于殼體時(shí)，鋼板厚度不大于20mm；

不得用于毒性程度為高度或極度危害介質(zhì)的壓力容器。

c）Q235-C鋼板:

容器設(shè)計(jì)壓力pW2.5MPa；

鋼板使用溫度為0?400℃；

用于殼體時(shí)，鋼板厚度不大于30mm。

2-6碳素鋼和碳鎰鋼在高于425℃溫度下長期使用時(shí)，應(yīng)注意什么問題？為什

么？

答：GB150T998規(guī)定，碳素鋼和碳鎰鋼在高于425℃溫度下長期使用時(shí)，應(yīng)

考慮鋼中碳化物相的石墨化傾向。因?yàn)樘妓劁摵吞兼勪撛谏鲜銮闆r下，鋼中的滲

碳體會(huì)產(chǎn)生分解，F(xiàn)e3c-3Fe+C（石墨），而這一分解及石墨化最終會(huì)使鋼中的

珠光體部分或全部消失，使材料的強(qiáng)度及塑性均下降，而沖擊值下降尤甚，鋼材

明顯變脆，美國ASME規(guī)范對(duì)此也有同樣規(guī)定。

2-7奧氏體鋼的使用溫度高于525℃時(shí)，應(yīng)注意什么問題？為什么？

答：GB150T998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氏體鋼在使用溫度高于500?550C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（CW0.03%）奧氏體不銹

鋼的使用范圍，18-9型材料用到400c左右，18-12-2型材料用到450C左右，

使用溫度超過650℃時(shí)，國外對(duì)于304、316型材料一般要求用H級(jí)，即含碳量

要稍高一些（C=0.04?0.1%）,主要也是考慮耐蝕，而且耐熱及有熱強(qiáng)性。

2-8不銹鋼復(fù)合鋼板的使用范圍如何確定？

答：不銹鋼復(fù)合鋼板的使用范圍應(yīng)同時(shí)符合基材和復(fù)材使用范圍的規(guī)定。

2-9何種碳素鋼和低合金鋼鋼板，應(yīng)在正火狀態(tài)下使用？為什么？

答：用于殼體厚度大于30mm的20R和16MnR、用于其它受壓元件（法蘭、

管板、平蓋等）的厚度大于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(duì)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。

2-10調(diào)質(zhì)狀態(tài)供貨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)行拉伸試驗(yàn)和夏比（V型缺口）沖擊（常溫或低溫）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)行拉伸和沖擊試驗(yàn)來驗(yàn)證。

多層包扎容器內(nèi)筒是一種承受高壓力的設(shè)備內(nèi)筒，其設(shè)計(jì)壓力為10~

lOOMPa；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、制造檢驗(yàn)要求都比較高，這樣才能保證高壓容器

的安全使用。

2-11使用溫度小于0C時(shí)，用于殼體的厚度大于25mm的20R,厚度大于38mm

的16MnR、15MnVR、15MnVNR及任何厚度的18MnMoNbR、13MnNiMoNbR鋼板為何

要以批進(jìn)行夏比（V型缺口）低溫沖擊試驗(yàn)？試樣為何橫向取樣？低溫沖擊功的

指標(biāo)是多少？

答：因?yàn)楹穸冗_(dá)到一定限度的20R、16MnR、15MnVR、15MnVNR及任何厚度的

18MnMoNbR>13MnNiMoNbR鋼板，無延性轉(zhuǎn)變溫度可能就在T9.99℃?0C之間，

非常危險(xiǎn)，但又未按低溫材料對(duì)待，為避免這個(gè)問題，就要求在上述溫度區(qū)間進(jìn)

行夏比（V型缺口）低溫沖擊試驗(yàn)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)就順著金屬伸長方向延伸，形成所謂“流線”或纖維

狀組織（金相稱帶狀組織），這時(shí)金屬力學(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，尤其塑

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)，以提高材料安全使用可靠性。

低溫沖擊功的指標(biāo)為：20R的AB18J；16MnR、15MnVR的AKV^20J；15MnVNR、

18MnMoNbR、13MnNiMoNbR的AKV227J。

2-12用于制造壓力容器殼體的碳素鋼和低合金鋼鋼板，什么條件下應(yīng)逐張進(jìn)行

超聲檢測(cè)？其合格等級(jí)應(yīng)不低于JB4730規(guī)定中的幾級(jí)？

答：符合下列條件之一的，應(yīng)逐張進(jìn)行超聲檢測(cè)：

1.盛裝介質(zhì)毒性程度為極度、高度危害的壓力容器。

2.盛裝介質(zhì)為液化石油氣且硫化氫含量大于100mg/L的壓力容器。

3.最高工作壓力大于等于lOMPa的壓力容器。

4.GB150第4章和附錄C、GB151《管殼式換熱器》、GB12337《鋼制球形儲(chǔ)

罐》及其他國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定應(yīng)逐張進(jìn)行超聲檢測(cè)的鋼板。

5.移動(dòng)式壓力容器。

用于上述第1、第2、第5款所述容器的鋼板的合格等級(jí)應(yīng)不低于JB4730

規(guī)定中的H級(jí)；用于上述第3款所述容器的鋼板的合格等級(jí)應(yīng)不低于用4730規(guī)

定中的III級(jí)；用于上述第4款所述容器的鋼板的合格等級(jí)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

2-13低合金鋼鋼板使用溫度等于或低于-20C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：低合金鋼鋼板使用溫度等于或低于-20C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)厚度，mm最低沖擊試驗(yàn)溫度，℃

熱軋6-25

16MnR-20

正火6-120

07MnCrMoVR調(diào)質(zhì)16-50-20

6-36-40

16MnDR正火

>36-100-30

07MnNiCrMoVDR調(diào)質(zhì)16-50-40

15MnNiDR正火，正火加回火6~60-45

09Mn2VDR正火，正火加回火6-36-50

09MnNiDR正火，正火加回火6~60-70

2-14什么是奧氏體不銹鋼的敏化范圍？

答：奧氏體不銹鋼在427?870C范圍內(nèi)緩慢冷卻時(shí)，在晶界上有高格的碳

化物Cr23c6析出，造成碳化物鄰近部分貧銘，引起晶間腐蝕傾向，這一溫度范圍

稱為敏化范圍。

2-15何謂固溶熱處理？它對(duì)奧氏體不銹鋼性能有何作用？

答：將合金加熱至高溫單相區(qū)恒溫保持，使過剩相充分溶解到固溶體中后快

速冷卻，以得到飽和固溶體的工藝稱固溶熱處理。通過固溶處理格銀不銹鋼將高

溫組織在室溫下固定下來獲得被碳過飽和的奧氏體，以改善格保不銹鋼的耐腐蝕

性。此外，它還能提高銘銀不銹鋼的塑性和韌性。

2-16目前防止奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的措施大致有哪幾種？什么是可能引起

晶間腐蝕的環(huán)境？

答：大致有三種：①固溶化處理；②降低鋼中的含碳量；③添加穩(wěn)定碳化物

的元素。

可能引起晶間腐蝕的環(huán)境是指存在電解質(zhì)的電化學(xué)腐蝕環(huán)境?？赡芤饖W氏

體不銹鋼晶間腐蝕的電解質(zhì)主要是酸性介質(zhì)，如工業(yè)醋酸、甲酸、格酸、乳酸、

硝酸（常溫稀硝酸除外）、草酸、磷酸、鹽酸、硫酸、亞硫酸、尿素反應(yīng)介質(zhì)等。

化學(xué)純醋酸、醇類、醛類、酮類、酚類、烷類、汽油等溶液及其氣相介質(zhì)對(duì)奧氏

體不銹鋼不會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕，因此，對(duì)接觸這些介質(zhì)的奧氏體不銹鋼設(shè)備，不必

做晶間腐蝕傾向性試驗(yàn)。此外，對(duì)于以防止鐵離子污染為目的的奧氏體不銹鋼設(shè)

備，也不需要進(jìn)行晶間腐蝕傾向性試驗(yàn)。

2-17什么是應(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（并有一定

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)在腐蝕并不嚴(yán)重的情況下發(fā)生破裂，由于破裂是脆性的，

沒有明顯預(yù)兆，容易造成災(zāi)難性事故?？僧a(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破壞的金屬材料與環(huán)境的

組合主要有以下兒種：

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、醋

酸等；

2.奧氏體不銹鋼：氯離子、氯化物+蒸汽、濕硫化氫、堿液等；

3.含鋁奧氏體不銹鋼：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。

2-18奧氏體不銹鋼焊接接頭能否采用超聲波檢測(cè)？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(cè)未能在這種不銹鋼中得到廣泛的采用。

2-19用GB713-1997《鍋爐用碳素鋼和低合金鋼鋼板》中的20g鋼板可代用什么

容器用鋼板？

答:GB713T997《鍋爐用碳素鋼和低合金鋼鋼板》中的20g鋼板可代用Q235-C

鋼板。

2-20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，°C

10正火W16-30

20G正火W16-20

16Mn正火W20-40

09MnD正火〈16-50

因尺寸限制無法制備5mmX10mmX55mm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GB150附錄C（標(biāo)準(zhǔn)的附錄）表C1的規(guī)定。

2-21碳素鋼10號(hào)鋼無縫鋼管使用溫度W-20C時(shí)，應(yīng)選用哪個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的鋼管？

答：低溫用碳鋼無縫鋼管的材料一般為10號(hào)鋼，現(xiàn)在10號(hào)鋼無縫鋼管有3

個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：

GB6479-2000《化肥設(shè)備用高壓無縫鋼管》，在此標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定10號(hào)鋼鋼管的

供貨狀態(tài)是正火，并保證-20℃時(shí)的沖擊值。經(jīng)供需雙方協(xié)議，10號(hào)鋼鋼管可做

-30℃夏比（V型缺口）沖擊試驗(yàn)。

GB8163-1999《輸送流體用無縫鋼管》，在此標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定10號(hào)鋼鋼管的供貨

狀態(tài)是熱軋狀態(tài)或熱處理狀態(tài)交貨，無沖擊試驗(yàn)要求。

GB9948-88《石油裂化用無縫鋼管》，在此標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定10號(hào)鋼鋼管的供貨狀

態(tài)是熱軋管終軋、冷拔管正火，無低溫沖擊試驗(yàn)要求。

因此10號(hào)鋼無縫鋼管用于W-20C的場(chǎng)合時(shí)，應(yīng)選用GB6479-2000《化肥設(shè)

備用高壓無縫鋼管》標(biāo)準(zhǔn)的鋼管，并應(yīng)提出正火狀態(tài)供貨及低溫沖擊試驗(yàn)要求。

2-22壓力容器用鋼鍛件分為幾級(jí)？其選用級(jí)別根據(jù)什么確定？

答：壓力容器用碳素鋼、低合金鋼及不銹鋼鍛件分為I、II、III、IV四個(gè)級(jí)

別，低溫壓力容器用低合金鋼鍛件分為II、III、IV三個(gè)級(jí)別。

鍛件的選用級(jí)別由設(shè)計(jì)者根據(jù)其形狀、使用條件及尺寸、重量大小確定，并

應(yīng)在圖樣上注明（在鋼號(hào)后附上級(jí)別符號(hào)，如16MnII）。

2-2316MnD鋼鍛件使用溫度等于或低于-20C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，℃

<200-40

16MnD正火加回火，調(diào)質(zhì)

>200-300-30

2-24低溫用螺柱的鋼號(hào)及熱處理狀態(tài)、沖擊試驗(yàn)要求是如何規(guī)定的？

答：應(yīng)符合下表的規(guī)定：

鋼號(hào)熱處理狀態(tài)規(guī)格，mm最低沖擊試驗(yàn)溫度，°CAKV，J

30CrMoA調(diào)質(zhì)WM56-100227

WM56-100

35CrMoA調(diào)質(zhì)227

M60-M80-70

M52-M80-70

40CrNiMoA調(diào)質(zhì)231

M85-M140-50

2-25壓力容器受壓元件采用國外材料應(yīng)符合那些要求?

答：1.應(yīng)選用國外壓力容器規(guī)范允許使用且已有使用實(shí)例的材料，其使用

范圍應(yīng)符合材料生產(chǎn)國相應(yīng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并有該材料的質(zhì)量證明書。

2.制造單位首次使用前，應(yīng)進(jìn)行焊接工藝評(píng)定和焊工考試，并對(duì)化學(xué)成分、

力學(xué)性能進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，滿足使用要求后，才能投料制造。

3.技術(shù)要求一般不得低于國內(nèi)相應(yīng)材料的技術(shù)指標(biāo)。

4.國內(nèi)首次使用且標(biāo)準(zhǔn)中抗拉強(qiáng)度規(guī)定值下限大于等于540Mpa的材料，應(yīng)

按《容規(guī)》第7條規(guī)定辦理批準(zhǔn)手續(xù)。

國內(nèi)材料生產(chǎn)單位生產(chǎn)國外牌號(hào)的材料時(shí)，應(yīng)完全按照該牌號(hào)的國外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)

定的冶煉方法進(jìn)行生產(chǎn)，力學(xué)性能和彎曲性能試驗(yàn)的試樣型式、尺寸、加工要求、

試驗(yàn)方法等驗(yàn)收要求也應(yīng)執(zhí)行國外標(biāo)準(zhǔn)，批量生產(chǎn)前應(yīng)通過產(chǎn)品鑒定并經(jīng)國家安

全監(jiān)察機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，可按上述的國外鋼材對(duì)待。

2-26采用新研制的材料或未列入GB150等標(biāo)準(zhǔn)的材料制造壓力容器時(shí)，應(yīng)滿足

什么要求？

答：應(yīng)將該材料的試驗(yàn)驗(yàn)證資料和第三方的檢測(cè)報(bào)告提交全國壓力容器標(biāo)準(zhǔn)

化技術(shù)委員會(huì)進(jìn)行技術(shù)評(píng)審并獲得該委員會(huì)出具的準(zhǔn)許試用的證明文件（應(yīng)注明

使用條件），并按《容規(guī)》第7條規(guī)定辦理批準(zhǔn)手續(xù)。

2-27鋁和鋁合金用于壓力容器受壓元件應(yīng)符合什么要求？

答：應(yīng)符合下列要求：

1.設(shè)計(jì)壓力不應(yīng)大于8MPa,設(shè)計(jì)溫度范圍為-269?200℃。

2.設(shè)計(jì)溫度大于75℃時(shí)，一般不選用含鎂量大于等于3%的鋁合金。

2-28鈦和鈦合金用于壓力容器受壓元件應(yīng)符合什么要求？

答：應(yīng)符合下列要求：

1.設(shè)計(jì)溫度：工業(yè)純鈦不應(yīng)高于230C,鈦合金不應(yīng)高于300℃,鈦復(fù)合板

不應(yīng)高于350℃0

2.用于制造壓力容器殼件的鈦材應(yīng)在退火狀態(tài)下使用。

3.鈦材壓力容器封頭成形應(yīng)采用熱成形或冷成形后熱校形。對(duì)成形的鈦鋼

復(fù)合板封頭，應(yīng)做超聲檢測(cè)。

4.鈦材壓力容器一般不要求進(jìn)行熱處理，對(duì)在應(yīng)力腐蝕環(huán)境中使用的鈦容

器或使用中厚板制造的鈦容器，焊后或熱加工后應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力退火。鈦鋼復(fù)合

板爆炸復(fù)合后，應(yīng)做消除應(yīng)力退火處理。

5.鈦材壓力容器的下列焊縫應(yīng)進(jìn)行滲透檢測(cè)：

（1）接管、法蘭、補(bǔ)強(qiáng)圈與殼體或封頭連接的角焊縫；

（2）換熱器管板與管子連接的焊縫；

（3）鈦鋼復(fù)合板的復(fù)層焊縫及鑲條蓋板與復(fù)合板復(fù)層的搭接焊縫。

2-29銅及銅合金用于壓力容器受壓元件應(yīng)為什么狀態(tài)？

答：一般應(yīng)為退火狀態(tài)。

第三章鋼制焊接壓力容器

3-1什么叫工作壓力？什么叫設(shè)計(jì)壓力？什么叫計(jì)算壓力？

答：工作壓力指在正常工作情況下，容器頂部可能達(dá)到的最高壓力。

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)溫度一起作為設(shè)計(jì)載

荷條件，其值不低于工作壓力。

計(jì)算壓力指在相應(yīng)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)。

3-2設(shè)計(jì)壓力與計(jì)算壓力有何不同，如何確定？

答：設(shè)計(jì)壓力是對(duì)容器的各個(gè)腔體而言的，是容器選擇材料、劃分類別、提

出制造和檢驗(yàn)要求、確定試驗(yàn)壓力等的依據(jù)，也是確定容器各個(gè)受壓元件計(jì)算壓

力的依據(jù)。容器各個(gè)腔體的設(shè)計(jì)壓力是根據(jù)其工作壓力、安全閥的開啟壓力或爆

破片的爆破壓力等確定的。設(shè)計(jì)壓力不得低于工作壓力，裝有安全泄放裝置時(shí)，

不得低于安全閥的開啟壓力或爆破片的爆破壓力。

計(jì)算壓力是對(duì)容器的各個(gè)受壓元件而言的，僅用于確定容器各個(gè)受壓元件滿

足強(qiáng)度、穩(wěn)定和剛度要求的厚度。容器各個(gè)受壓元件的計(jì)算壓力是根據(jù)容器各個(gè)

腔體的設(shè)計(jì)壓力加液柱靜壓力對(duì)它單獨(dú)和共同作用的情況確定的。對(duì)于單腔容

器，介質(zhì)全為氣體時(shí)，容器上各個(gè)受壓元件的計(jì)算壓力均為該容器的設(shè)計(jì)壓力；

介質(zhì)中有液體時(shí)，受液柱靜壓力作用的受壓元件的計(jì)算壓力為容器的設(shè)計(jì)壓力加

上液柱靜壓力。對(duì)于多腔容器中受多腔壓力作用的受壓元件，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)操作中

可能出現(xiàn)的情況確定其計(jì)算壓力，如：確定換熱器管板的計(jì)算壓力時(shí)，要考慮殼

程壓力單獨(dú)作用、管程壓力單獨(dú)作用和它們共同作用的情況；確定帶夾套的容器

中內(nèi)容器上被夾套包圍的受壓元件的計(jì)算壓力時(shí)，要考慮內(nèi)容器壓力單獨(dú)作用、

夾套壓力單獨(dú)作用和它們共同作用的情況，同時(shí)還要考慮其在夾套試驗(yàn)壓力下的

穩(wěn)定性。

3-3何謂臨界狀態(tài)、臨界溫度、臨界壓力？

答：臨界狀態(tài)是物質(zhì)氣液態(tài)平衡共存時(shí)的邊緣狀態(tài)。在此狀態(tài)下，液體密度

和飽和蒸氣密度相同，因而它們的界面消失。這種狀態(tài)只能在臨界溫度和臨界壓

力下實(shí)現(xiàn)，可用臨界點(diǎn)表示。

臨界溫度是物質(zhì)處于臨界狀態(tài)時(shí)的溫度。是當(dāng)采用加壓的方法使氣體液化時(shí)

所允許的最高溫度。在這個(gè)溫度以上，物質(zhì)只能處于氣體狀態(tài)，不能單用壓縮方

法使之液化。

臨界壓力是物質(zhì)處于臨界狀態(tài)時(shí)的壓力。是在臨界溫度時(shí)使氣體液化所需的

最小壓力，也就是液體在臨界溫度時(shí)的飽和蒸氣壓。

3-4在固定式液化氣體壓力容器設(shè)計(jì)中，如何確定設(shè)計(jì)壓力？

答：L盛裝液化氣體的固定式壓力容器的設(shè)計(jì)壓力按下述規(guī)定確定：

a）盛裝臨界溫度大于等于50℃液化氣體的固定式壓力容器，設(shè)計(jì)有可靠的

保冷設(shè)施時(shí)，其設(shè)計(jì)壓力不得低于所盛裝液化氣體在可能達(dá)到的最高工作溫度下

的飽和蒸氣壓力；無保冷設(shè)施時(shí);其設(shè)計(jì)壓力不得低于所盛裝液化氣體在50℃

時(shí)的飽和蒸氣壓力。

b）盛裝臨界溫度小于50℃液化氣體的固定式壓力容器，設(shè)計(jì)有可靠的保冷

設(shè)施，并有試驗(yàn)實(shí)測(cè)最高工作溫度且能保證低于臨界溫度時(shí)，其設(shè)計(jì)壓力不得低

于所盛裝液化氣體在試驗(yàn)實(shí)測(cè)最高工作溫度下的飽和蒸氣壓力；無試驗(yàn)實(shí)測(cè)溫度

或無保冷設(shè)施時(shí)，其設(shè)計(jì)壓力不得低于所盛裝液化氣體在設(shè)計(jì)所規(guī)定的最大充裝

量時(shí)，溫度為50℃的氣體壓力。

2.固定式液化石油氣儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)按不低于50℃時(shí)混合液化石油氣組

分的實(shí)際飽和蒸氣壓來確定，設(shè)計(jì)單位應(yīng)在圖樣上注明限定的組分和對(duì)應(yīng)的壓

力。若無實(shí)際組分?jǐn)?shù)據(jù)或不做組分分析，其設(shè)計(jì)壓力按下述規(guī)定確定：

a）混合液化石油氣50℃飽和蒸氣壓力小于等于異丁烷50℃飽和蒸氣壓力，

設(shè)計(jì)有可靠的保冷設(shè)施時(shí)，其設(shè)計(jì)壓力不得低于可能達(dá)到的最高工作溫度下異丁

烷的飽和蒸氣壓力；無保冷設(shè)施時(shí)，其設(shè)計(jì)壓力不得低于50℃異丁烷的飽和蒸

氣壓力。

b）混合液化石油氣50°。飽和蒸氣壓力大于異丁烷50℃飽和蒸氣壓力且小于

等于丙烷50℃飽和蒸氣壓力，設(shè)計(jì)有可靠的保冷設(shè)施時(shí)，其設(shè)計(jì)壓力不得低于

可能達(dá)到的最高工作溫度下丙烷的飽和蒸氣壓力；無保冷設(shè)施時(shí)，其設(shè)計(jì)壓力不

得低于50℃丙烷的飽和蒸氣壓力。

c）混合液化石油氣50c飽和蒸氣壓力大于丙烷50C飽和蒸氣壓力，設(shè)計(jì)有

可靠的保冷設(shè)施時(shí)，其設(shè)計(jì)壓力不得低于可能達(dá)到的最高工作溫度下丙烯的飽和

蒸氣壓力；無保冷設(shè)施時(shí)，其設(shè)計(jì)壓力不得低于50C丙烯的飽和蒸氣壓力。

［注］液化石油氣指國家標(biāo)準(zhǔn)GB11174規(guī)定的混合液化石油氣；異丁烷、丙

烷、丙烯50℃的飽和蒸氣壓力應(yīng)按相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定確定。

3-5GB150-1998標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對(duì)壓力容器設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的載荷有哪些？

答：L內(nèi)壓、外壓或最大壓差；

2.液體靜壓力；

需要時(shí)，還應(yīng)考慮下列載荷：

3.容器的自重（包括內(nèi)件和填料等），以及正常工作條件下或壓力試驗(yàn)狀

態(tài)下內(nèi)裝物料的重力載荷；

4.附屬設(shè)備及隔熱材料、襯里、管道、扶梯、平臺(tái)等的重力載荷；

5.風(fēng)載荷、地震力、雪載荷。

6.支座、底座圈、支耳及其他型式支撐件的反作用力；

7.連接管道和其他部件的作用力；

8.溫度梯度或熱膨脹量不同而引起的作用力；

9.包括壓力急劇波動(dòng)的沖擊載荷；

10.沖擊反力，如由流體沖擊引起的反力等。

11.運(yùn)輸或吊裝時(shí)的作用力。

3-6GB150-1998標(biāo)準(zhǔn)除了規(guī)定的常規(guī)設(shè)計(jì)方法以外還允許采用什么方法進(jìn)行設(shè)

計(jì)？

答：還允許用以下方法設(shè)計(jì)，但需經(jīng)全國壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)評(píng)定、認(rèn)可。

——包括有限元法在內(nèi)的應(yīng)力分析；

——驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)分析（如實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析、驗(yàn)證性液壓試驗(yàn)）；

——用可比的已投入使用的結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

3-7什么叫計(jì)算厚度、設(shè)計(jì)厚度、名義厚度、有效厚度？

答：計(jì)算厚度指按有關(guān)公式計(jì)算得到的厚度。需要時(shí)，尚應(yīng)計(jì)入其他載荷所

需厚度。

設(shè)計(jì)厚度指計(jì)算厚度與腐蝕裕量之和。

名義厚度指設(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。

有效厚度指名義厚度減去腐蝕裕量和鋼材厚度負(fù)偏差。

3-8鋼制壓力容器圓筒加工成形后不包括腐蝕裕量的最小厚度是多少？

答：1.對(duì)碳素鋼、低合金鋼制容器，不小于3mm；

2.對(duì)高合金鋼制容器，不小于2mm；

3.對(duì)鋼制管殼式換熱器，按GB151的規(guī)定；

4.對(duì)鋼制塔式容器，按JB4710的規(guī)定。

3-9厚度附加量由哪兩部分組成？

答：厚度附加量按下式確定：

C=Ci+C2

式中：C——厚度附加量，mm；

C,——鋼材厚度負(fù)偏差，mm；

C2---腐蝕裕量，mm。

3-10鋼材厚度負(fù)偏差如何確定？

答：鋼板或鋼管的厚度負(fù)偏差按鋼材標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。當(dāng)鋼材的厚度負(fù)偏差不大

于0.25mm,且不超過名義厚度的6%時(shí)，負(fù)偏差可忽略不計(jì)。

3-11為什么要考慮腐蝕裕量？具體規(guī)定如何？

答：為防止容器元件由于腐蝕、機(jī)械磨損而導(dǎo)致厚度削弱減薄，應(yīng)考慮腐蝕

裕量。具體規(guī)定如下：

a）對(duì)有腐蝕或磨損的元件，應(yīng)根據(jù)預(yù)期的容器壽命和介質(zhì)對(duì)金屬材料的腐

蝕速率確定腐蝕裕量；

b）容器各元件受到的腐蝕程度不同時(shí)，可采用不同的腐蝕裕量；

c）介質(zhì)為壓縮空氣、水蒸汽或水的碳素鋼或低合金鋼制容器，腐蝕裕量不

小于1mm。除此以外的其他情況可參照下表選?。?/p>

腐蝕程度不腐蝕輕微腐蝕腐蝕重腐蝕

腐蝕速率（mm/年）<0.050.05-0.130.13-0.25>0.25

腐蝕裕量（mm）0卻2223

注：①表中的腐蝕裕量系指均勻腐蝕。

②最大腐蝕裕量不應(yīng)大于6mm,否則應(yīng)采取防腐措施。

3-12GB150-1998中確定材料許用應(yīng)力的依據(jù)是什么？為什么螺栓材料的許用應(yīng)

力選取的較低？

答：鋼材（除螺栓材料外）的許用應(yīng)力按下表確定：

許用應(yīng)力，MPa

材料

（取下列各值中的最小值）

碳素鋼、低合金鋼

高合金鋼

1）對(duì)奧氏體高合金鋼制受壓元件，當(dāng)設(shè)計(jì)溫度低于蠕變范圍，且允許有微量的永久變形時(shí)，可

適當(dāng)提高許用應(yīng)力至，但不超過。此規(guī)定不適用于法蘭或其他有微量永久變形就產(chǎn)生泄漏或故障的場(chǎng)

上口。

螺栓材料的許用應(yīng)力按下表確定:

螺栓直徑許用應(yīng)力，MPa

材料熱處理狀態(tài)

mm（取下列各值中的最小值）

WM22

碳素鋼熱軋、正火

M24?M48

低合金鋼WM22

M24-M48調(diào)質(zhì)

馬氏體高合金鋼訓(xùn)52

WM22

奧氏體高合金鋼固溶

M24-M48

表中：——鋼材標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值，MPa；

——鋼材標(biāo)準(zhǔn)常溫屈服點(diǎn)（或0.2%屈服強(qiáng)度），MPa；

——鋼材在設(shè)計(jì)溫度下的屈服點(diǎn)（或0.2%屈服強(qiáng)度）,MPa；

——鋼材在設(shè)計(jì)溫度下經(jīng)10萬小時(shí)斷裂的持久強(qiáng)度的平均值，MPa；

——鋼材在設(shè)計(jì)溫度下經(jīng)10萬小時(shí)蠕變率為1%的蠕變極限，MPa。

螺栓材料的許用應(yīng)力選取的較低，是因?yàn)椋?/p>

第一，由于螺栓在工作過程中絕不允許出現(xiàn)塑性變形，否則將會(huì)引起法蘭密

封的失效，所以螺栓只需對(duì)材料在設(shè)計(jì)溫度下的屈服點(diǎn)和持久強(qiáng)度取安全系數(shù)，

而未規(guī)定對(duì)強(qiáng)度限和蠕變限的安全系數(shù)。

第二，螺栓在工作時(shí)的受力狀態(tài)比較復(fù)雜，它在承受軸向拉力為主的同時(shí)，

還要承受彎矩和扭矩，在擰緊時(shí)尚需克服摩擦阻力矩，而在上述強(qiáng)度計(jì)算中均把

受力狀態(tài)簡(jiǎn)化為只受軸向拉力，因此，應(yīng)降低其許用應(yīng)力，也即其安全系數(shù)應(yīng)比

其他元件的安全系數(shù)為大。

第三，螺栓的安全系數(shù)按螺栓規(guī)格的大小分檔，這是因?yàn)樾≈睆铰菟ㄔ诎惭b

使用過程中出現(xiàn)超載的可能性大，因此，小直徑螺栓的安全系數(shù)較大直徑螺栓的

安全系數(shù)大。

第四，螺栓的安全系數(shù)隨螺栓的熱處理狀態(tài)不同而不同，這是因?yàn)椴牧贤ㄟ^

調(diào)質(zhì)處理后，屈服點(diǎn)提高較多，而強(qiáng)度限提高較少，致使材料的屈強(qiáng)比提高，降

低了抗塑性變形的能力，因此調(diào)質(zhì)狀態(tài)螺栓的安全系數(shù)高于熱軋和正火狀態(tài)螺栓

的安全系數(shù)。

3-13不銹鋼復(fù)合鋼板在設(shè)計(jì)計(jì)算中如需計(jì)入復(fù)層材料的強(qiáng)度時(shí)，其設(shè)計(jì)溫度下

的許用應(yīng)力如何確定？

答：對(duì)于復(fù)層與基層結(jié)合率達(dá)到JB4733-1996標(biāo)準(zhǔn)中B2級(jí)板以上的復(fù)合鋼

板，在設(shè)計(jì)計(jì)算中如需計(jì)入復(fù)層材料的強(qiáng)度時(shí)，設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力按下式確

定：

式中：——設(shè)計(jì)溫度下復(fù)合鋼板的許用應(yīng)力，MPa；

——設(shè)計(jì)溫度下基層鋼板的許用應(yīng)力，MPa；

——設(shè)計(jì)溫度下復(fù)層材料的許用應(yīng)力，MPa；

基層鋼板的名義厚度，mm；

——復(fù)層材料的厚度，不計(jì)入腐蝕裕量，mm。

3-14計(jì)算成形封頭厚度時(shí)，選取許用應(yīng)力應(yīng)注意什么問題？

答：由于成形封頭在圖紙上標(biāo)注的厚度是名義厚度，它不包括封頭成形減薄

量，即沖制封頭時(shí)用的鋼板的厚度一般均厚于封頭的名義厚度。因此，當(dāng)用封頭

名義厚度選取許用應(yīng)力時(shí)，可能導(dǎo)致許用應(yīng)力偏高，造成安全隱患。例如，設(shè)計(jì)

溫度為200℃的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，選材為16MnR板，通過計(jì)算取名義厚度為16nm1,

剛好能滿足強(qiáng)度要求，這時(shí)16mm厚的16MnR鋼板的許用應(yīng)力按GB150-1998表

4T選取為170MPa。但是，考慮到封頭成形減薄量，沖制封頭的板厚會(huì)是18mm,

這時(shí)按GB150T998表4-1,板材的許用應(yīng)力是159MPa。再按159MPa計(jì)算原封頭，

16mm的厚度就會(huì)滿足不了要求。因此，在計(jì)算成形封頭厚度時(shí)，當(dāng)封頭名義厚

度恰好是許用應(yīng)力表中分擋板厚的上限時(shí)，特別要注意許用應(yīng)力的修正。

3-15內(nèi)壓容器試驗(yàn)壓力如何確定？

答：內(nèi)壓容器液壓試驗(yàn)壓力的最低值按下式確定：

內(nèi)壓容器氣壓試驗(yàn)壓力的最低值按下式確定：

式中：A----試驗(yàn)壓力，MPa；

P----設(shè)計(jì)壓力，MPa；

—容器元件材料在試驗(yàn)溫度下的許用應(yīng)力，MPa；

——容器元件材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力，MPa。

注：容器各元件（圓筒、封頭、接管、法蘭及緊固件等）所用材料不同時(shí)，

應(yīng)取各元件材料的［。］/［。了比值中的最小者。

376真空容器如何進(jìn)行壓力試驗(yàn)？其試驗(yàn)壓力如何確定？

答：真空容器以內(nèi)壓進(jìn)行壓力試驗(yàn)。

真空容器液壓試驗(yàn)壓力的最低值按下式確定：

A=1.25/?

真空容器氣壓試驗(yàn)壓力的最低值按下式確定：

A=1.15P

式中：P\----試驗(yàn)壓力，MPa；

P----設(shè)計(jì)壓力，MPa。

3-17對(duì)于由兩個(gè)（或兩個(gè)以上）壓力室組成的容器，確定試驗(yàn)壓力時(shí)有何要求？

答：對(duì)于由兩個(gè)（或兩個(gè)以上）壓力室組成的容器，應(yīng)在圖樣上分別注明各

個(gè)壓力室的試驗(yàn)壓力，并校核相鄰殼壁在試驗(yàn)壓力下的穩(wěn)定性。如果不能滿足穩(wěn)

定要求，則應(yīng)規(guī)定在作壓力試驗(yàn)時(shí)，相鄰壓力室內(nèi)必須保持一定壓力，以使整個(gè)

試驗(yàn)過程（包括升壓、保壓和卸壓）中的任一時(shí)間內(nèi)，各壓力室的壓力差不超過

允許壓差，圖樣上應(yīng)注明這一要求和允許壓差值。

3-18容器進(jìn)行液壓試驗(yàn)時(shí)，對(duì)試驗(yàn)液體有什么要求？

答：試驗(yàn)液體一般采用水，需要時(shí)也可采用不會(huì)導(dǎo)致發(fā)生危險(xiǎn)的其它液體。

試驗(yàn)時(shí)液體的溫度應(yīng)低于其閃點(diǎn)或沸點(diǎn)。

奧氏體不銹鋼制容器用水進(jìn)行液壓試驗(yàn)后應(yīng)將水漬清除干凈。當(dāng)無法達(dá)到這

一要求時(shí)，應(yīng)控制水的氯離子含量不超過25mg/L。

試驗(yàn)溫度：

a）碳素鋼、16MnR和正火15MnVR鋼容器液壓試驗(yàn)時(shí),液體溫度不得低于5℃；

其他低合金鋼容器，液壓試驗(yàn)時(shí)液體溫度不得低于15℃。如果由于板厚等因素

造成材料無延性轉(zhuǎn)變溫度升高，則需相應(yīng)提高試驗(yàn)液體溫度；

b）其他鋼種容器液壓試驗(yàn)溫度按圖樣規(guī)定。

3-19何種情況下方可采用氣壓試驗(yàn)？對(duì)試驗(yàn)的安全和試驗(yàn)用氣體有何要求？

答：下列情況下方可采用氣壓試驗(yàn)：

1.容器容積過大，無法承受液體的重量；

2.結(jié)構(gòu)復(fù)雜，液壓試驗(yàn)不足以充分檢驗(yàn)各個(gè)部位的試壓要求；

3.由于結(jié)構(gòu)原因用液體不適合的，如容器內(nèi)不允許有微量殘留液體而無法

排凈或不能充滿液體的容器；

4.其它難以克服的困難，諸如大型容器供水困難者。

氣壓試驗(yàn)應(yīng)有安全措施。該安全措施需經(jīng)試驗(yàn)單位技術(shù)總負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，并經(jīng)

本單位安全部門檢查監(jiān)督。試驗(yàn)所用氣體應(yīng)為干燥、潔凈的空氣、氮?dú)饣蚱渌?/p>

性氣體。碳素鋼和低合金鋼容器，氣壓試驗(yàn)時(shí)介質(zhì)溫度不得低于15℃；其他鋼

種容器氣壓試驗(yàn)溫度按圖樣規(guī)定。

3-20何種情況下的壓力容器應(yīng)進(jìn)行氣密性試驗(yàn)？

答：符合下列情況時(shí)，壓力容器應(yīng)進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。

（1）介質(zhì)為易燃、易爆；

（2）介質(zhì)為極度危害或高度危害時(shí)；

（3）對(duì)真空度有較嚴(yán)格要求時(shí)；

（4）如有泄漏將危及容器的安全（如襯里等）和正常操作者。

3-21試述第一、三、四強(qiáng)度理論？

答：第一強(qiáng)度理論即最大主應(yīng)力理論，其當(dāng)量應(yīng)力強(qiáng)度S=。”它認(rèn)為引起

材料斷裂破壞的主要因素是最大主應(yīng)力。亦即不論材料處于何種應(yīng)力狀態(tài)，只要

最大主應(yīng)力達(dá)到材料單向拉伸斷裂時(shí)的最大應(yīng)力值，材料即發(fā)生斷裂破壞。

第三強(qiáng)度理論即最大剪應(yīng)力理論，其當(dāng)量應(yīng)力強(qiáng)度它認(rèn)為引起

材料發(fā)生屈服破壞的主要因素是最大剪應(yīng)力。亦即不論材料處于何種應(yīng)力狀態(tài)，

只要最大剪應(yīng)力達(dá)到材料屈服時(shí)的最大剪應(yīng)力值，材料即發(fā)生屈服破壞。

第四強(qiáng)度理論亦稱最大應(yīng)變能理論，其當(dāng)量力強(qiáng)度為

它認(rèn)為引起材料發(fā)生屈服破壞的主要因素是材料的最大變形能，亦即不論材

料處于何種應(yīng)力狀態(tài)，只要其內(nèi)部積累的變形能達(dá)到材料單向拉伸屈服時(shí)的變形

能，材料即發(fā)生屈服破壞。

我國標(biāo)準(zhǔn)GB150T998《鋼制壓力容器》中強(qiáng)度計(jì)算主要是以第一強(qiáng)度理論

為基礎(chǔ)的。

我國標(biāo)準(zhǔn)JB4732T995《鋼制壓力容器——分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中應(yīng)力強(qiáng)度計(jì)算

采用的是第三強(qiáng)度理論。

3-22GB150T998中內(nèi)壓圓筒強(qiáng)度計(jì)算的基本公式和適用范圍是什么？

答：基本公式：

適用范圍為Do/DWL5或RWO.4[o6。

3-23GB150-1998中內(nèi)壓球殼強(qiáng)度計(jì)算的基本公式及適用范圍是什么？

答：基本公式：

適用范圍為"WO.6[o]1o

3-24內(nèi)壓圓筒厚度計(jì)算公式中的焊接接頭系數(shù)指的是何類焊接接頭系數(shù)？具

體說明。

答：指的是A類焊接接頭系數(shù)，具體就是指的圓筒縱向焊接接頭系數(shù)。

3-25外壓元件破壞形式有哪兩種？外壓元件的設(shè)計(jì)應(yīng)包括哪兩方面的內(nèi)容？

答：外壓元件破壞主要有強(qiáng)度不足引起的破壞和失穩(wěn)破壞兩種。設(shè)計(jì)應(yīng)包括

強(qiáng)度計(jì)算和穩(wěn)定性校核。因失穩(wěn)往往在強(qiáng)度破壞前發(fā)生，所以穩(wěn)定性計(jì)算是外壓

元件設(shè)計(jì)中主要考慮的問題。

3-26GB150-1998對(duì)外壓圓筒（Do/6e^20）有效厚度的計(jì)算是如何規(guī)定的？

答:a）假設(shè)令8=8-C,定出L/D。和D/6e；

b）在GB150T998中圖6-2的左方找到L/D。值，過此點(diǎn)沿水平方向右移與

D/限線相交（遇中間值用內(nèi)插法），若L/D。值大于50,則用L/D0=50查圖，若

L/D。值小于0.05,則用L/Do=0.05查圖；

c）過此交點(diǎn)沿垂直方向下移，在圖的下方得到系數(shù)A（也可用表6-1查?。?；

d）按所用材料選用GB150T998中圖6-3?6T0,在圖的下方找到系數(shù)A；

若A值落在設(shè)計(jì)溫度下材料線的右方，則過此點(diǎn)垂直上移，與設(shè)計(jì)溫度下的

材料線相交（遇中間溫度值用內(nèi)插法），再過此交點(diǎn)水平方向右移，在圖的右方

得到系數(shù)B,