過程設(shè)備設(shè)計(jì)

1、1. 壓力容器主要由哪幾部分構(gòu)成？各有什么作用？答：（1）筒體。提供工藝所需的承壓空間，是壓力容器最主要的受壓元件之一。（2）封頭。當(dāng)容器組裝后不需要開啟時(shí)，封頭可直接與筒體焊在一起，從而有效地保證密封、節(jié)省材料和減少加工制造的工作量。（3）密封裝置。對于需要多次開啟的容器，封頭和筒體之間需要一個(gè)密封裝置，防止物料泄露。（4）開孔與接管。在容器上開孔的目的是為了便于檢修（人孔和手孔），或是為了安裝各種安全附件、或是為了滿足工藝的要求。（5）加強(qiáng)圈。開孔會(huì)引發(fā)開孔區(qū)域產(chǎn)生過大的應(yīng)力，為安全計(jì)，需要補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)（6）支座。壓力容器靠支座支承并固定在基礎(chǔ)上。（7）安全附件。安裝各種安全泄放裝置和各種壓

2、力表、測溫儀表、液位計(jì)等保證壓力容器的使用安全和工藝過程的正常進(jìn)行。2. 壓力容器分類的理由？答：壓力容器潛在的危害程度不同。 壓力容器發(fā)生事故所造成的危害程度差別很大，而決定危害程度的因素又很多，有壓力、溫度、物料的相態(tài)、物料的毒性、易燃易爆性、規(guī)模、使用場所等。3. 壓力容器的分類？（1） 按設(shè)計(jì)壓力大小分：低壓容器（L） 0.1MPap<1.6MPa中壓容器（M） 1.6MPap<10MPa高壓容器（H） 10MPap<100MPa超高壓容器（U） p>100Mpa（2）按用途分：反應(yīng)器、換熱器、分離器和儲(chǔ)罐。（3）按安裝方式分：固定式和移動(dòng)式。（4）按安全管理分

3、（按容規(guī)分類）分為三類： a.具有下列情況之一的，為第三類壓力容器：高壓容器中壓容器且介質(zhì)為極度毒性和高度危害中壓貯存容器且介質(zhì)為易燃或中等毒性、 pv10MPa. m³中壓反應(yīng)容器且介質(zhì)為易燃或中等毒性、pv0.5MPa. m³低壓容器且介質(zhì)為極度毒性和高度危害、 pv0.2MPa. m³高壓、中壓管殼式余熱鍋爐中壓搪玻璃壓力容器使用強(qiáng)度級(jí)別較高的材料制造的壓力容器(抗拉強(qiáng)度540MPa)移動(dòng)式壓力容器容積大于50m³的球形容器容積大于5m³的低溫貯存容器b.具有下列情況之一的，為第二類壓力容器：中壓容器低壓容器且介質(zhì)為極度毒性和高度危害低壓

4、反應(yīng)器和低壓貯存容器，介質(zhì)易燃或毒性中等低壓管殼式余熱鍋爐低壓搪玻璃壓力容器除上述規(guī)定以外的低壓容器為第一類壓力容器。（4）如何看待壓力容器的規(guī)范？在容器分類中，為什么不僅要考慮壓力的高低，還要考慮pv的大??？答：為確保壓力容器在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)，安全可靠地運(yùn)行，需制定一系列壓力容器規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，給出材料、設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、合格評(píng)估等方面的基本要求。壓力容器的危害性與其設(shè)計(jì)壓力p和全容積V的乘積有關(guān)，pV值越大，則容器破裂時(shí)爆炸能量越大，危害性也越大，對容器的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、使用和管理的要求也就越高。（5）解決不連續(xù)問題的方法?a.有力矩理論。b.采用塑性好的材料.如銅、鋁、鈦的合金，或低碳鋼。c.合

5、理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（6）如何降低局部應(yīng)力？答：a.合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) :減少兩連接部件的剛度差別；盡量采用圓弧過渡。b. 減少附件傳遞的局部載荷。c.盡量減少結(jié)構(gòu)中的缺陷。d.局部補(bǔ)強(qiáng)。e.選擇合理的開孔位置。（7）壓力容器用鋼的基本要求？ 答：a. 較高的強(qiáng)度。b.良好的塑性。c.韌性。d.制造性。e.與介質(zhì)的相容性 ，介質(zhì)使材料脆化、腐蝕。f.經(jīng)濟(jì)性。（8）壓力容器鋼材的選擇需考慮的因素？答：a.壓力容器的使用條件。b.制造工藝的特點(diǎn)。c.材料的使用經(jīng)驗(yàn)（尤其是工業(yè)經(jīng)驗(yàn)）。d.經(jīng)濟(jì)性能。e.相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。（9）容器焊縫分類？答：A類焊縫：容器縱焊縫、凸形封頭拚接焊縫。B類焊縫：容器環(huán)向焊縫。C類

6、焊縫：法蘭、平封頭、管板等與殼體的連接焊縫。D類焊縫：接管、人孔等與殼體或封頭處的焊縫。注意：A、B類焊縫必須為對接焊縫。焊縫分類是為了便于管理。（10）應(yīng)力分類及限制？答：應(yīng)力分類按照應(yīng)力產(chǎn)生的原因和應(yīng)力的分布特點(diǎn)。a.一次應(yīng)力載荷引起的應(yīng)力，無“自限性”，作用范圍大，危害大。b.二次應(yīng)力不同部件間的相互約束造成的應(yīng)力，作用范圍為局部，危害比一次應(yīng)力小。c.峰值應(yīng)力局部不連續(xù)造成的應(yīng)力，高度局部性，危害小。（11）換熱器的分類？答：a.按用途分預(yù)熱器（或加熱器）、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器。b.按材料分金屬的、陶瓷的、石墨的等。c.按熱量傳遞方式分間壁式、混合式、蓄熱式、中間載熱體式。最常用的換

7、熱器為：金屬制間壁式換熱器。陶瓷或石墨制換熱器主要用于溫度較高或介質(zhì)腐蝕性很強(qiáng)的場合。熱管主要用于小傳熱溫差、或要求傳熱量大而體積很小的場合（如計(jì)算機(jī)芯片的冷卻）。（12）塔體上承受哪些載荷？答：a.壓力（內(nèi)壓或外壓）b.自重c.風(fēng)載荷d.地震載荷（13）填料塔中填料的功能是什么？在結(jié)構(gòu)上有什么特點(diǎn)？成功開發(fā)出規(guī)整填料的意義是什么？答：填料是填料塔的核心內(nèi)件，它為氣-液兩相接觸進(jìn)行傳質(zhì)和換熱提供了表面，與塔的其他內(nèi)件共同決定了填料塔的性能。共同特點(diǎn)：都是具有一定外形結(jié)構(gòu)的顆粒體。意義：規(guī)整填料是一種在塔內(nèi)按均勻的幾何圖形規(guī)則，整齊地堆砌的材料，這種填料人為地規(guī)定了填料層中氣液的流路，減少了溝流

8、和壁流的現(xiàn)象，大大降低了壓降，提高了傳熱傳質(zhì)的效果。1、產(chǎn)生不連續(xù)應(yīng)力的根本原因是總體結(jié)構(gòu)不連續(xù)。 它的兩個(gè)重要特點(diǎn)分別是局部性和 自限性。2、ASME的中文意思是 美國機(jī)械工程師學(xué)會(huì) ；GB1501998標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)名稱是GB1501998 鋼制壓力容器。3、在壓力容器分類中，D0/Di小于 1.11.2的是薄壁容器，采用無力矩理論進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。4、壓力容器的不連續(xù)應(yīng)力有局部性和自限性兩個(gè)特點(diǎn)。5、外壓容器的失效形式為壓縮屈服失穩(wěn)和失穩(wěn)破壞。6、外壓容器的失效形式主要是失穩(wěn)破壞，內(nèi)壓容器的失效形式主要是 。7、薄壁容器的設(shè)計(jì)采用常規(guī)設(shè)計(jì)方法，厚壁容器采用分析設(shè)計(jì)方法。8、焊接操作會(huì)造成焊縫金屬

9、晶體顆粒一次結(jié)晶。1、一中壓容器，介質(zhì)為空氣，該容器屬于（A）類容器。 A一類容器； B.二類容器； C.三類容器； D.無法確定2、在薄壁容器的應(yīng)力分析中，無力矩理論適用于(A)A.封頭與筒體； B.封頭與筒體的連接處； C.無不連續(xù)效應(yīng)的地方3、一外壓圓柱形容器，兩端均采用標(biāo)準(zhǔn)半橢球封頭，封頭與筒體的有效厚度均為10mm，公稱直徑為1000mm，筒體加封頭直邊段長共10000mm，中間無剛性構(gòu)件。此外壓容器屬于(B)。(1.17公式)A.長圓筒； B.短圓筒； C.無法確定1、在其它參數(shù)相同的前提下，（B）的應(yīng)力最小。A.半球形封頭； B.標(biāo)準(zhǔn)半橢球封頭； C.半錐角等于45°的

10、無折邊錐封頭； D. 半錐角等于45°的有折邊錐封頭2、一般情況下，壓力容器用材料的含碳量為(B) (壓力容器所用的碳素鋼，其含碳量為0.02%2.11%，一般低于1.35%) 。A.<0.02；B. <0.2； C. 0.20.6； D. > 2.063、厚壁內(nèi)壓圓柱形容器，在內(nèi)加熱的情況下，最大環(huán)向應(yīng)力發(fā)生在（A）(書P42表2-1)。A.內(nèi)壁； B.外壁； C.中面； D；不確定4、在容器的強(qiáng)度理論中，最符合真實(shí)情況的是（C）。(書P108圖4-1) A.最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則； B. 最大剪應(yīng)力準(zhǔn)則； C. 形狀改變比能準(zhǔn)則D. 中徑公式5、一低壓容器，介質(zhì)為CO2

11、，該容器屬于（A）類容器。A一類容器； B.二類容器； C.三類容器； D.無法確定1、容器開孔會(huì)造成容器強(qiáng)度的削弱，在設(shè)計(jì)中如何處理？答：盡量減少開孔的數(shù)量，尤其要避免開大孔，對容器上已開設(shè)的孔，還應(yīng)進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)，以確保所需的強(qiáng)度。2、為什么厚壁容器只能采用有力矩理論進(jìn)行設(shè)計(jì)？答：與薄壁圓筒相比，承受壓力和溫度載荷時(shí)，厚壁圓筒所產(chǎn)生的應(yīng)力不僅有經(jīng)向應(yīng)力和周向應(yīng)力，還應(yīng)考慮徑向應(yīng)力。厚壁容器的抗彎剛度大，彎曲內(nèi)力大，不能省略，因此只能采用有力矩理論進(jìn)行設(shè)計(jì)。3、壓力容器設(shè)計(jì)中，分析設(shè)計(jì)和常規(guī)設(shè)計(jì)的區(qū)別是什么？適用對象各是什么？答：區(qū)別：a.常規(guī)設(shè)計(jì)將容器承受的“最大載荷”按一次施加的靜載荷

12、處理，不涉及容器的疲勞壽命問題，不考慮熱應(yīng)力。b.常規(guī)設(shè)計(jì)以材料力學(xué)和彈性力學(xué)中的簡化模型為基礎(chǔ)，確定筒體與部件中平均應(yīng)力的大小，只要此值限制在以彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則所確定的許用范圍內(nèi)，則認(rèn)為通體和部件安全。c.常規(guī)設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定了具體的容器結(jié)構(gòu)形式，無法應(yīng)用于規(guī)范以外的其他容器結(jié)構(gòu)和載荷形式，不利于新型設(shè)備的開發(fā)和使用。 適用對象：常規(guī)設(shè)計(jì)適用于規(guī)范內(nèi)的低中參數(shù)壓力容器。分析設(shè)計(jì)適用于常規(guī)設(shè)計(jì)適用范圍以外的壓力容器，如受變動(dòng)載荷作用的壓力容器、結(jié)構(gòu)或者載荷特殊的壓力容器，以及壓力高、直徑大的高參數(shù)壓力容器和超過常規(guī)設(shè)計(jì)制造允差的例外情況。4、為什么要對壓力容器的應(yīng)力進(jìn)行分類？如何分？答：原因：壓

13、力容器潛在的危害程度不同。 壓力容器發(fā)生事故所造成的危害程度差別很大，而決定危害程度的因素又很多，有壓力、溫度、物料的相態(tài)、物料的毒性、易燃易爆性、規(guī)模、使用場所等。分類：（1）按設(shè)計(jì)壓力大小分：低壓容器（L） 0.1MPap<1.6MPa中壓容器（M） 1.6MPap<10MPa高壓容器（H） 10MPap<100MPa超高壓容器（U） p>100Mpa（2）按用途分：反應(yīng)器、換熱器、分離器和儲(chǔ)罐。（3）按安裝方式分：固定式和移動(dòng)式。（4）按安全管理分（按容規(guī)分類）分為三類： a.具有下列情況之一的，為第三類壓力容器：高壓容器中壓容器且介質(zhì)為極度毒性和高度危害中壓貯存

14、容器且介質(zhì)為易燃或中等毒性、 pv10MPa. m³中壓反應(yīng)容器且介質(zhì)為易燃或中等毒性、pv0.5MPa. m³低壓容器且介質(zhì)為極度毒性和高度危害、 pv0.2MPa. m³高壓、中壓管殼式余熱鍋爐中壓搪玻璃壓力容器使用強(qiáng)度級(jí)別較高的材料制造的壓力容器(抗拉強(qiáng)度540MPa)移動(dòng)式壓力容器容積大于50m³的球形容器容積大于5m³的低溫貯存容器b.具有下列情況之一的，為第二類壓力容器：中壓容器低壓容器且介質(zhì)為極度毒性和高度危害低壓反應(yīng)器和低壓貯存容器，介質(zhì)易燃或毒性中等低壓管殼式余熱鍋爐低壓搪玻璃壓力容器除上述規(guī)定以外的低壓容器為第一類壓力容器。 5、請分別說明溫度和焊接操作對壓力容器用鋼材的性能的影響。答：溫度：金屬在常溫或者低溫下發(fā)生應(yīng)變強(qiáng)化現(xiàn)象，采用應(yīng)變強(qiáng)化技術(shù)，可以顯著提高奧氏體不銹鋼的許用應(yīng)力，降低容器重量。同時(shí)經(jīng)冷加工塑性變形的碳素鋼、低合金鋼出現(xiàn)應(yīng)變時(shí)效，沖擊功大幅度下降，表現(xiàn)出常溫下的脆化。焊接：焊接接頭的焊縫金屬溫度高，溫差大，偏析嚴(yán)重，組織差別大，焊接接頭區(qū)域產(chǎn)生裂紋、夾渣、氣孔等缺陷，影響鋼材的力學(xué)性能