壓力容器設(shè)計(jì)基本知識(shí)問(wèn)答

1、 何為壓力容器？如何對(duì)其分類(lèi)？

答：容器按所承受的壓力分為常壓容器和壓力容器兩大類(lèi)。最高工作壓力PW≥0.1MPa(不包括液體靜壓力)的稱(chēng)為壓力容器。

分類(lèi)見(jiàn)《容規(guī)》P75，具體如下：

（1） 設(shè)計(jì)壓力P分為低壓、中壓、高壓各超高壓四類(lèi)；

壓力等級(jí) 壓力等級(jí)代號(hào) 設(shè)計(jì)壓力范圍（MPa）

低壓 L 0.1≤P＜1.6MPa

中壓 M 1.6≤P＜10MPa

高壓 H 10≤P＜100MPa

超高壓 U P≥100MPa

（2）按壓力容器在生產(chǎn)工藝過(guò)程中的作用原理分：反應(yīng)壓力容器（R）、換熱壓力容器（E）、分離壓力容器（S）、儲(chǔ)存壓力容器（C）四種。

2、 壓力容器主要由哪幾部分構(gòu)成？

答：壓力容器一般構(gòu)造有：筒體、封頭、法蘭、密封元件、開(kāi)孔與接管以及支座六大部分構(gòu)成外殼，對(duì)于貯存容器，外殼即是容器；而反應(yīng)、換熱、分離等容器，還需裝入工藝所需內(nèi)件，才能構(gòu)成完整的容器。

3、 什么叫應(yīng)力？

答：在物體單位截面上承受的壓力，叫應(yīng)力。

4、 什么叫應(yīng)力集中？

答：對(duì)于等截面構(gòu)件在簡(jiǎn)單拉伸或壓縮過(guò)程中橫截面上的應(yīng)力可以認(rèn)為是均勻分布的，但是在工程上常有好些零件因有切口、螺紋、開(kāi)孔等以致截面急劇改變，或者由于溫度不均，構(gòu)件承受彎曲應(yīng)力等，在構(gòu)件的某些小范圍內(nèi)，應(yīng)力數(shù)值較高，離開(kāi)此區(qū)域稍遠(yuǎn)，應(yīng)力即大為降低，這種現(xiàn)象叫應(yīng)力集中。

5、 什么是金屬材料的機(jī)械性能？它與哪些因素有關(guān)？

答：金屬受外力作用所表現(xiàn)的性能叫金屬材料的機(jī)械性能。它與強(qiáng)度、硬度、彈性、塑性、韌性有關(guān)。

6、 什么是鋼？什么是鐵？它們含的主要元素是什么？

答：含碳量小于2%的鐵碳合金，叫作鋼；

含碳量大于2%的鐵碳合金，叫作鐵；

它們的主要元素是：C、Si、Mn、S、P。

7、 什么是碳當(dāng)量？其適用范圍是什么？

答：在鋼材中，除碳以外，把其它合金元素的作用折合成若干碳的作用。適用于碳素鋼和低合金鋼的可焊性估計(jì)。

8、 試述碳元素對(duì)碳鋼可焊性和機(jī)械性能的影響。

答：含碳量越高，可焊性越低；含碳量增加，強(qiáng)度、硬度增高，塑性、韌性降低。

9、 鋼材中常見(jiàn)的缺陷有哪些？

答：鋼材中常見(jiàn)的缺陷有：疏松、偏心（析）、白點(diǎn)（微裂紋）、裂紋、白斑、分層。

10、什么叫熱處理？

答：熱處理是將金屬材料通過(guò)加熱、保溫、冷卻，使其內(nèi)部組織發(fā)生變化，從而獲得所需性能的一種工藝手段。

11、常見(jiàn)的熱處理方法有哪幾種？

答：常見(jiàn)的熱處理方法有：退火、正火、淬火、回火。

12、什么叫退火？其目的是什么？

答：退火是將工件緩慢加熱到一定溫度，保溫一定的時(shí)間，緩慢冷卻。

目的：（1）降低硬度，改善切削加工性能。

（2）消除應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸。

（3）作為淬火前的熱處理工序。

（4）消除一些缺陷，改善組織。

13、什么叫正火？其目的是什么？

答：正火是將工件緩慢加熱到臨界溫度（AC3+30～50℃），保溫一定時(shí)間后在空氣中冷卻下來(lái)的一種熱處理工藝。

目的：（1）消除工件內(nèi)部應(yīng)力。

（2）細(xì)化晶粒、均勻組織。

（3）改善組織、提高性能、消除組織缺陷。

（4）能夠獲得一定的機(jī)械性能。

14、什么叫氬弧焊？

答：氬弧焊是用氬氣在焊接區(qū)造成保護(hù)氣流，使熔化金屬不與空氣接觸的一種氣電聯(lián)合電弧焊。

15、某些鋼材在焊接后為什么要進(jìn)行熱處理？

答：為了（1）消除焊接應(yīng)力。

（2）改善焊縫及熱影響區(qū)組織，提高接頭的塑性和韌性。

（3）使焊縫中氫氣很快溢出來(lái)。

（4）穩(wěn)定結(jié)構(gòu)尺寸。

16、什么叫冷裂紋？

答：冷裂紋是指焊縫在較低溫度下產(chǎn)生的裂紋。＜200℃～300℃。

17、從焊縫工藝角度，如何防止冷裂紋的產(chǎn)生？18、請(qǐng)問(wèn)熱裂紋和冷裂紋如何區(qū)分，具體有何不同呢？又是如何形成的？該怎樣解決？（1）熱裂紋的特征：熱裂紋常發(fā)生在焊縫區(qū)，在焊縫結(jié)晶過(guò)程中產(chǎn)生的叫結(jié)晶裂紋，也有發(fā)生在熱影響區(qū)中，在加熱到過(guò)熱溫度時(shí)，晶間低熔點(diǎn)雜質(zhì)發(fā)生熔化，產(chǎn)生裂紋，叫液化裂紋。特征：沿晶界開(kāi)裂（故又稱(chēng)晶間裂紋），斷口表面有氧化色。（2）熱裂紋產(chǎn)生原因：①晶間存在液態(tài)間層焊縫：存在低熔點(diǎn)雜質(zhì)偏析}形成液態(tài)間層熱影響區(qū)：過(guò)熱區(qū)晶界存在低熔點(diǎn)雜質(zhì)②存在焊接拉應(yīng)力（3）熱裂紋的防止措施：冶金因素}熱裂紋拉應(yīng)力限制鋼材和焊材的低熔點(diǎn)雜質(zhì)，如S、P含量。②控制焊接規(guī)范，適當(dāng)提高焊縫成形系數(shù)（即焊道的寬度與計(jì)算厚度之比）棗焊縫成形系數(shù)太小，易形成中心線偏析，易產(chǎn)生熱裂紋。③調(diào)整焊縫化學(xué)成分，避免低熔點(diǎn)共晶物；縮小結(jié)晶溫度范圍，改善焊縫組織，細(xì)化焊縫晶粒，提高塑性，減少偏析。④減少焊接拉應(yīng)力⑤操作上填滿(mǎn)弧坑冷裂紋（1）冷裂紋的形態(tài)和特征焊縫區(qū)和熱影響區(qū)都可能產(chǎn)生冷裂紋，常見(jiàn)冷裂紋形態(tài)有三種，如圖6-2-17冷裂紋形態(tài){焊道下裂紋：在焊道下的熱影響區(qū)內(nèi)形成的焊接冷裂紋，常平行于熔合線發(fā)展焊指裂紋：沿應(yīng)力集中的焊址處形成的冷裂紋，在熱影響內(nèi)擴(kuò)展焊根裂紋：沿應(yīng)力集中的焊縫根部所形成的冷裂紋，向焊縫或熱影響發(fā)展圖5-2-17焊接冷裂紋a-焊道下裂紋；b-焊趾裂紋；c-焊根裂紋特征：無(wú)分支、穿晶開(kāi)裂、斷口表面無(wú)氧化色。最主要、最常見(jiàn)的冷裂紋為延遲裂紋（即在焊后延遲一段時(shí)間才發(fā)生的裂紋-------因?yàn)闅涫亲罨钴S的誘發(fā)因素，而氫在金屬中擴(kuò)散、聚集和誘發(fā)裂紋需要一定的時(shí)間）。（2）延遲裂紋的產(chǎn)生原因①焊接接頭存在淬硬組織，性能脆化。②擴(kuò)散氫含量較高，使接頭性能脆化，并聚集在焊接缺陷處形成大量氫分子，造成非常大的局部壓力。（氫是誘發(fā)延遲裂紋的最活躍因素，故有人將延遲裂紋又稱(chēng)氫致裂紋）③存在較大的焊接拉應(yīng)力（3）防止延遲裂紋的措施①選用堿性焊條，減少焊縫金屬中氫含量、提高焊縫金屬塑性②