壓力容器設計人員培訓教程

1、壓力容器設計人員培訓教程第一章 壓力容器設計管理與資格證1-1壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程的適用與不適用范圍是什么？答：適用范圍：(同時具備以下條件)1.最高工作壓力(pw)大于等于0.1mpa(不含液體靜壓力)的容器；2.內直徑(非圓形截面指斷面最大尺寸)大于等于0.15m，且容積(v)大于等于0.025m3的容器；3.盛裝介質為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于等于標準沸點的液休的容器；4.其他適用范圍詳見壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程(99版)。不適用范圍：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

2、作的壓力容器(不含夾套壓力容器)、各項鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程適用范圍內的直接受火焰加熱的設備(如煙道式余熱鍋爐等)。5.正常運行最高工作壓力小于0.1mpa的壓力容器(包括在進料或出料過程中需要瞬時承受壓力大于等于 0.1mpa 的壓力容器，不包括消毒、冷卻等工藝過程中需要短時承受壓力大于等于0.1mpa 的壓力容器)； 6.機器上非獨立的承壓部件(如壓縮機、發(fā)電機、泵、柴油機的承壓殼或氣缸，但不含造紙、紡織機械的烘缸、壓縮機的輔助壓力容器)； 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。1-2 哪此單位必須執(zhí)行壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程答：壓力容器的設計、制造(組焊)、安裝、使

3、用、檢驗、修理和改造，均應嚴格執(zhí)行本規(guī)程的規(guī)定。1-3 壓力容器壓力管道設計單位資格許可與管理規(guī)程中壓力容器設計類別、級別的劃分？答：壓力容器設計類別、級別的劃分：(一) a類1.a1級 系統(tǒng)指超高壓容器、高壓容器(結構形式主要包括單層、無縫、鍛焊、多層包扎、繞帶、熱套、繞板等)；2.a2級 系指第三類低、中壓容器；3.a3級 系指球形儲罐4.a4級 系指非金屬壓力容器。(二) c類1.c1級 系指鐵路罐車；2.c2級 系指汽車罐車或長管拖車；3.c3級 系指罐式集裝箱。(三) d類 1.d1級 系指第一類壓力容器； 2.d2級 系指第二類低、中壓容器。 (四) sad類型 系指壓力容器分析設

4、計。壓力容器設計類別、級別、品種范圍劃分表級別代號稱品種范圍備注a1a2a3a4c1c2c3d1d2sad超高壓容器、高壓容器第三類低、中壓容器球形儲罐非金屬壓力容器鐵路罐車汽車罐車或長管拖車罐式集裝箱第一類壓力容器第二類低、中壓容器壓力容器分析設計注明結構形式；單層、鍛焊、多層包扎、繞帶、熱套、繞板、無縫等1-4 壓力容器壓力管道設計單位資格許可與管理規(guī)則中設計單位人員必須具備的條件？答：設計單位的人員必須具備下列條件之一：1.設計a類、c類、sad類壓力容器的單位，專職設計人員總數(shù)一般不得少于10名，其中，審批人員不得少于3名；2.設計d類壓力容器的單位，專職設計人員總數(shù)一般不得少于7名，

5、審批人員不得少于2名。1-5 根據(jù)壓力容器壓力管道設計單位資格許可與管理規(guī)則壓力容器設計單位質量保證體系文件(質保手冊)應包括什么內容：答：質保手冊包括下面各項內容：1.質量方針；2.質量體系；(1)設計組織機構；(2)設計、校核、審核、審定、技術負責人的職、責、權；(3)各級設計人員名單和任命書3.設計質量控制：(1)設計類別、級別、品種范圍；(2)設計工作質量控制程序；(3)材料代用原則；(4)設計審核修改原則(校審提綱)。4.各級設計人員的培訓、獎懲；5.設計管理制度(十三項)；1-6 根據(jù)壓力容器壓力管道設計單位資格許可與管理規(guī)則壓力容器設計單位必須具備的“十三項”設計管理制度？答：壓

6、力容器設計單位必須建立健全下列設計管理制度：1.壓力容器各級設計人員的條件；2. 壓力容器各級設計人員的業(yè)務考核；3. 壓力容器各級設計人員崗位責任制；4. 壓力容器設計工作程序；5. 壓力容器設計條件的編制與審核；6. 壓力容器設計文件的簽署；7. 壓力容器設計標準化管理；8. 壓力容器設計文件的質量評定；9. 壓力容器設計文件的管理；10. 壓力容器設計文件的的更改；11. 壓力容器設計文件的復用；12. 壓力容器設計條件圖編制規(guī)定；13. 壓力容器設計資格印章的使用與管理。1-7 容規(guī)與條例及標準有何關系？答：國務院發(fā)布的特種設備安全監(jiān)察條例（以下簡稱條例），履行政法規(guī)，是我國鍋爐、壓力

7、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)和準則。依據(jù)條例制訂的容規(guī)也履行政法規(guī)，是從安全角度，對壓力容器安全監(jiān)督提出最基本的要求。國家標準、行業(yè)標準，是設計、制造壓力容器產品的技術依據(jù)。容規(guī)是壓力容器安全技術監(jiān)督和管理的依據(jù)。由于安全技術監(jiān)督的內容同標準的任務、性質、工作進度和角度不同，有些與標準一致，有些可能不一致，這是正常的，并不矛盾。二者無大小之分，作業(yè)產品的設計和制造單位，遵守容規(guī)和執(zhí)行標準是一致的，二者不協(xié)調時，宜按高的要求執(zhí)行。但作為壓力容器安全監(jiān)察部門，只要產品符合容規(guī)要求即可。1-8 容規(guī)和gb150-1998對壓力容器的范圍如何劃定？答：1.壓力容器與外

8、部管道、裝置連接的；容器接管與外管道連接的第一道環(huán)向焊縫、螺紋連接的第一個螺紋接頭、法蘭連接的第一個法蘭密封面、專用連接件或管件連接的第一個密封面；2.壓力容器開孔部分的承壓蓋及其堅固件；3.非受壓元件與受壓元件的焊接接頭1-9 如何劃分壓力容器的壓力等級？答：按壓力容器的設計壓力（p）分為低壓、中壓、高壓、超高壓四個等級，具體劃分如下：1.低壓（代號l）0.1mpap1.6 mpa2. 中壓（代號m）1.6mpap10 mpa3. 高壓（代號h）10mpap100 mpa4. 超高壓（代號u）p100 mpa1-10 壓力容器的品種主要劃分為哪幾種？答：按容器在生產工藝過程中的作用原理，分為

9、反應壓力容器、換熱壓力容器、分離壓力容器、儲存壓力容器。具體劃分如下；1.反應壓力容器（代號r）；主要是用于完成介質的物理、化學反應的壓力容器。如反應器、反應釜、分解鍋、分解塔、聚合釜、合成塔、變換爐、煤氣發(fā)生爐等；2.換熱壓力容器（代號e）；主要是用于完成介質的熱量變換的壓力容器。如管殼式余熱鍋爐、熱交換器、冷卻器、冷凝器等；3.分離壓力容器（代號s）；主要是用于完成介質的流體壓力平衡和氣體凈化分離等壓力容器。如分離器、過慮器、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；4.儲存壓力容器（代號c，其中球罐代號b）；主要是用于盛裝生產用的原料氣體、液體、液化氣體

10、等的壓力容器，如各種型式的儲罐。2-11 壓力容器分為三類，其劃分的原則是什么？分類的目的是什么？答：為有利于安全技術監(jiān)督和管理，將 容規(guī)適用范圍內的壓力容器劃分為三類；1.低壓容器（除本條第2、3款規(guī)定的除外）為第一類壓力容器。2.下列情況之一為第二類壓力容器 （本條第3款規(guī)定的除外）；（1）中壓容器；（2）易燃介質或毒性程度為中度危害介質的低壓反應容器和儲存容器；（3）毒性程度為極度和高度危害介質的低壓容器；（4）低壓管殼式余熱鍋爐；（5）低壓搪玻璃壓力容器；3.下列情況之一為第三類壓力容器；（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）；（3）中壓儲存容器（僅限易燃或毒

11、性程度為中度危害介質，且pv乘積大于等于10mpa.m3）;（4）中壓反應容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質，且pv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，且pv乘積大于等于0.2mpa.m3）;（6）高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；（7）中壓搪玻璃壓力容器；（8）使用強度級別較高（指相應標準中抗拉強度值下限大于等于540mpa）的材料制造的容器（9）移動壓力容器，包括鐵路罐車（介質為液化氣體、低溫液體）、罐式汽車液化氣體運輸（半掛）車、低溫液體運輸（半掛）車、永久氣體運輸（半掛）車和罐式集裝箱（介質為液化氣體、低溫液體）等；（10）球形儲罐（容積大于

12、等于50m3）；（11）低溫液體儲存容器（容積大于等于5m3）。1-12 gb150-1998鋼制壓力容器的適用與不適用范圍是什么 ？答：適用范圍：1.設計壓力不大于35mpa的鋼制造壓力容器；2.設計溫度范圍根據(jù)鋼材允許的使用溫度確定。不適用范圍：1.直接火焰加熱的容器；2.核能裝置中的容器3.經(jīng)常搬運的容器；4.諸如泵、壓縮機、渦輪機或液壓缸等旋轉式或往復式機械設備中自成整體或作為部件的受壓器室；5.設計壓力低于0.1mpa的容器；6.真空度低于0.02mpa的容器；7.內直徑小于150mm的容器；8.要求作疲勞分析的容器；9.已有其他行業(yè)標準管轄的壓力容器，如制冷、制糖、造紙、飲料等行業(yè)

13、中某些專用壓力容器和搪玻璃容器。1-13 中石化集團公司系統(tǒng)內具有壓力容器設計資格的單位必須遵守的法規(guī)和文件？答：中石化集團公司的設計單位必須遵守下列法規(guī)文件：1. 壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程（國家質量技術監(jiān)督局頒發(fā)）2.壓力容器壓力管道設計單位資格許可與管理規(guī)則（國家質量監(jiān)督檢驗疫總局頒發(fā)）；3.壓力容器壓力管道設計單位資格許可與管理規(guī)則實施細則（試行）（中國石油化工集團公司頒發(fā)）。 第二章 材料2-1 碳素鋼沸騰鋼板q235-af的適用范圍是什么？ 答：gb150-1998第1號修改單已取消該鋼號，不得用于壓力容器受壓元件。2-2 碳素鋼鎮(zhèn)靜鋼q235鋼號a級、b級、c級等三個等級的區(qū)別是什

14、么？它們的適用范圍是什么？ 答：它們的主要區(qū)別為沖擊試驗溫度不同：q235a級不做沖擊試驗；q235b級做常溫20v型沖擊試驗；q235c級做0v型沖擊試驗。 它們的適用范圍是：1、 q235a級：不得用于壓力容器受壓元件。2、 q235b級：容器設計壓力p1.6mpa，鋼板使用溫度為0350，用于容器殼體時，鋼板厚度不大于20mm，不得用于毒性為高度或極度危害介質的壓力容器。3、 q235c級：容器設計壓力p2.5mpa，鋼板使用溫度為0400，用于容器殼體時，鋼板厚度不大于30mm。2-3 碳素鋼和碳錳鋼在高于425溫度下長期使用時，應注意什么問題？ 答：gb1501998規(guī)定，碳素鋼和碳

15、錳鋼在高于425溫度下長期使用時，應考慮鋼中碳化物相的石墨化傾向。因為碳素鋼和碳錳鋼在上述情況下，鋼中的滲碳體會產生分解，fe3c3fe+c(石墨)，而這一分解及石墨化最終會使鋼中的珠光體部分或全部消失，使材料的強度及塑性均下降，而沖擊值下降尤甚，鋼材明顯變脆，美國asme規(guī)范對此也有同樣規(guī)定。2-4 奧氏體鋼的使用溫度高于525時，應注意什么問題？ 答：gb150-1998規(guī)定，奧氏體的使用溫度高于525時，鋼中含碳量應不小于0.04%，這是因為奧氏體鋼在使用溫度高于500550時，若含碳量太低，強度及抗氧化性會顯著下降。因此，一般規(guī)定超低碳（c0.03%）奧氏體不銹鋼的使用范圍，18-9型

16、材料用到400左右，18-12-2型材料用到450左右，使用溫度超過650時，國外對于304、316型材料一般要求用h級，即含碳量要稍高一些，主要也是考慮耐蝕，而且耐熱及有熱強性。2-5 不銹鋼復合鋼板的使用溫度范圍是什么？ 答：復合鋼板的使用范圍應同時符合基材和復材使用范圍的規(guī)定。2-6 壓力容器用碳素鋼和低合金鋼，當達到何種厚度時應在正火狀態(tài)下使用？為什么？ 答：殼體大于30mm的20r和16mnr；其它受壓元件（法蘭、管板、平蓋等）厚度大于50mm的20r和16mnr，以及厚度大于16mm的15mnvr，應在正火狀態(tài)下使用。這主要是考慮國內軋制設備條件限制，較厚板軋制比小，鋼板內部致密度

17、及中心組織質量稍差；另外對鋼板正火處理可細化晶粒及改善組織，使鋼板有較好的韌性、塑性以及較好的綜合機械性能。2-7 調質狀態(tài)和用于多層包扎容器內筒的碳素鋼和低合金鋼鋼板為何應逐張進行拉力試驗和夏比（v型）常溫或低溫沖擊試驗？ 答：低合金鋼經(jīng)調質處理后，屈服點大大提高了，但沖擊韌性不夠穩(wěn)定，為了正確判斷綜合力學性能，所以要逐張進行拉力和沖擊試驗來驗證。 多層包扎容器內筒是一種承受較高壓力的設備內筒，其設計壓力為10100mpa；同時高壓容器往往還需要承受較高的溫度和各種介質的腐蝕，操作條件苛刻，故高壓容器的材料驗收、制造與檢驗要求都比較高，這樣才能保證高壓容器的安全使用。2-8 當設計溫度小于0

18、時，名義厚度n大于25mm的20r和n大于38mm的16mnr、15mnvr或任何厚度的18mnmonbr。和13mnnimonbr為何要以批進行夏比（v型）低溫沖擊試驗？試樣為何橫向取樣？低溫沖擊的指標是什么？ 答：因為國產鋼材20r、16mnr、15mnvr，當厚度達到一定限度時，或18mnmonbr。和13mnnimonbr強度級別較高的任何厚度鋼板，無延性轉變溫度可能就在-19.990之間，非常危險，但又未按低溫材料對待，為避免這個問題，就要求在上述溫度區(qū)間做母材和試板v型沖擊以驗證能否滿足設計要求。 由于澆鑄鋼錠時形成化學成份不均勻（金相上稱為偏析）或含有雜質，則在熱軋變形后不均勻部

19、分和雜質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），這時金屬力學性能就表現(xiàn)出各向異性，即平行于流線方向（縱向）的力學性能要高于垂直于流線方向（橫向）的力學性能，尤其塑性和韌性更為突出，所以制造容器鋼板標準中取力學性能低的橫向作為沖擊值標準，以提高材料安全使用可靠性。 低溫沖擊功的指標為：20r的akv18j；16mnr、15mnvr的akv20j；18mnmonbr。和13mnnimonbr的akv27j。2-9 用于容器殼體的碳素鋼和低合金鋼鋼板，什么情況下要逐張做超聲波檢驗？ 答：凡符合下列條件之一的，應逐張進行超聲波檢測：1、 盛裝介質毒性程度為極度、高度危害

20、的壓力容器；2、 盛裝介質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10mpa的壓力容器；4、 gb150第2章和附錄c、gb151管殼式換熱器、gb12337鋼制球形儲罐及其他國家標準和行業(yè)標準中規(guī)定應逐張進行超聲檢測的鋼板（詳見各標準）；5、 移動式壓力容器。2-10 低合金鋼鋼板使用溫度等于或低于-20時，其使用狀態(tài)及最低沖擊試驗溫度應符合什么要求？ 答：其使用狀態(tài)及最低沖擊試驗溫度應符合下列要求： 16mnr 熱軋狀態(tài)，厚度625mm，最低沖擊試驗溫度為-20 正火狀態(tài)，厚度6120mm，最低沖擊試驗溫度為-20 16mndr 正火狀態(tài)，厚度636

21、mm，最低沖擊試驗溫度為-40 厚度36100mm，最低沖擊試驗溫度為-30 9mnnidr 正火，正火加回火狀態(tài)，厚度6100mm，最低沖擊試驗溫度為-70 15mnnidr 正火，正火加回火狀態(tài)，厚度660mm，最低沖擊試驗溫度為-452-11 什么是奧氏體不銹鋼的敏化范圍？ 答：奧氏體不銹鋼在400850范圍內緩慢冷卻時，保持足夠的時間在晶界上有高鉻的碳化物cr23c6析出并沉積，造成碳化物鄰近部分貧鉻在腐蝕介質中，引起晶間腐蝕傾向，這一溫度范圍稱為敏化范圍。2-12 何為固溶處理？它對奧氏體不銹鋼性能有何作用？ 答：將合金加熱到高溫單相區(qū)恒溫保持，使過剩相充分溶解到固溶體中后快速冷卻，

22、以得到飽和固溶體的工藝稱固溶熱處理。通過固溶處理鉻鎳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，以改善鉻鎳不銹鋼的耐腐蝕性。此外，它還能提高鉻鎳不銹鋼的塑性和韌性。2-13 目前防止晶間腐蝕的措施大致有哪幾種？ 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。2-14 什么是應力腐蝕破裂？奧氏體不銹鋼在哪些介質中易產生應力腐蝕破裂？ 答：應力腐蝕破裂是金屬在應力（拉應力）和腐蝕的共同作用下（并有一定的溫度條件）所引起的破裂。應力腐蝕現(xiàn)象較為復雜，當應力不存在時，腐蝕甚微；當有應力后，金屬會在腐蝕并不嚴重的情況下發(fā)生破裂，由于破裂是脆性的，沒有明

23、顯預兆，容易造成災難性事故?？僧a生應力腐蝕破壞的金屬材料與環(huán)境的組合主要有以下幾種：1、 碳鋼及低合金鋼：介質為堿液、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、 含鉬奧氏體不銹鋼：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。2-15奧氏體不銹鋼焊縫能否采用超聲波檢測，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未能在這種不銹鋼焊縫中得到廣泛的采用。2-16

24、 選用新研制的鋼材設計壓力容器時，應滿足什么要求？ 答：選用新研制的鋼材制造壓力容器時，必須具有完整的技術評定文件，該文件應經(jīng)全國壓力容器標準化技術委員會審定合格。2-17 用gb713-86鍋爐用碳素鋼和低合金鋼板中的20g鋼板可代用什么容器用鋼板？ 答：gb713-86鍋爐用碳素鋼和低合金鋼板中的20g鋼板可代用q235-c鋼板。2-18 用gb712-88船體用結構鋼中的b級鋼板代用q235-c鋼板時，應符合什么要求？ 答：gb712-88船體用結構鋼中的b級鋼板可代用q235-c鋼板，但鋼廠必須按標準進行沖擊試驗。對經(jīng)船檢部門同意鋼廠未進行沖擊試驗的b級鋼板，只能代用q235-b鋼板。

25、2-19 碳素鋼和低合金鋼管，當使用溫度-20時，其使用狀態(tài)及最低沖擊試驗溫度應符合什么要求？ 答：碳素鋼和低合金鋼鋼管使用溫度低于或等于-20時，其使用狀態(tài)及最低沖擊試驗溫度按下表的規(guī)定。鋼 號使用狀態(tài)壁厚，mm最低沖擊試驗溫度，10正火16-3020g正火16-2016mn正火20-4009mnd正火16-50因尺寸限制無法制備5mm10mm55mm小尺寸沖擊試樣的鋼管，免做沖擊試驗，各鋼號鋼管的最低使用溫度按附錄c（標準的附錄）的規(guī)定。2-20 鍛件的級別如何確定？對于公稱厚度大于300mm的碳素鋼和低合金鋼鍛件應選用什么級？ 答：鍛件級別按jb4726壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鍛件的規(guī)

26、定選用。對于公稱厚度大于300mm的碳素鋼和低合金鋼鍛件應選用級或級。2-21 16mnd鋼鍛件，當使用溫度等于或低于-20時，其熱處理狀態(tài)及最低沖擊試驗溫度是什么？答：應符合下表的規(guī)定： 鋼號熱處理狀態(tài)公稱厚度，mm最低沖擊試驗溫度，16mnd調質300-402-22 低合金鋼螺栓，當使用溫度等于或低于-20時，其使用狀態(tài)及最低沖擊試驗溫度是什么？答：應符合下表規(guī)定： 鋼號使用狀態(tài)規(guī)格（mm）最低沖擊試驗溫度akv（j）30crmoa調質m56-1002735crmoa調質m56-10027m60m80-702-23 壓力容器受壓元件采用國外鋼材應符合些什么要求？ 答：選用國外鋼材時，應是國

27、外相應壓力容器最新標準所允許使用的鋼材，其使用范圍一般不應超出該標準的規(guī)定，且不應超出gb1501998第4章材料部分中相近成分和技術要求的鋼材的規(guī)定。并應符合容規(guī)第22條的規(guī)定。2-24 鋁和鋁合金用于壓力容器受壓元件應符合什么要求？ 答：1、設計壓力不應大于8mpa，設計溫度為-269200； 2、設計溫度大于65時，一般不選用含鎂量大于3%的鋁合金。2-25 鈦和鈦合金用于壓力容器受壓元件應符合什么使用條件？ 答：1、設計壓力不大于35mpa； 2、設計溫度：工業(yè)純鈦和鈦合金不應高于300；鈦復合板不應高于350； 3、用于制造壓力容器殼體的鈦材應在退火狀態(tài)下使用。2-26 銅及銅合金用

28、于壓力容器受壓元件應為什么狀態(tài)？答：一般應為退火狀態(tài)第三章 鋼制壓力容器3-1 什么叫設計壓力？什么叫計算壓力？如何確定？ 答：設計壓力指設定的容器頂部的最高壓力，與相應的設計溫度一起作為設計載荷條件，其值不低于工作壓力。 確定設計壓力時，應考慮： 容器上裝有超壓泄放裝置時，應按附錄b（標準的附錄）的規(guī)定確定設計壓力。 對于盛裝液化氣體的容器，在規(guī)定的充裝系數(shù)范圍內，設計壓力應根據(jù)工作條件下可能達到的金屬溫度確定。 確定真空容器的殼體厚度時，設計壓力按承受外壓考慮。當裝有安全控制裝置（如真空泄放閥）時，設計壓力取1.25倍最大內外壓力差或0.1mpa兩者中的低值；當無安全控制裝置時，取0.1m

29、pa。計算壓力指在相應設計溫度下，用以確定元件厚度的壓力，其中包括液柱靜壓力。當元件所承受的液柱靜壓力小于5設計壓力時，可忽略不計。確定外壓容器的計算壓力時，應考慮在正常工作情況下可能出現(xiàn)的最大內外壓力差。由兩室或兩個以上壓力室組成的容器，如夾套容器，確定計算壓力時，應考慮各室之間的最大壓差。3-2 固定式液化氣體容器設計中，如何確定設計壓力？ 答：盛裝臨界溫度大于等于50的液化氣體的壓力容器，如設計有可靠的保冷設施，其設計壓力應為所盛裝液化氣體在可能達到的最高工作溫度下的飽和蒸汽壓力；如無保冷設施，其設計壓力不得低于該液化氣體在50時飽和蒸汽壓力。 盛裝臨界溫度小于50的液化氣體壓力容器，如

30、設計有可靠的保冷設施，并能確保低溫儲存的，其設計壓力不得低于試驗實測的最高溫度下的飽和蒸汽壓力；沒有實測數(shù)據(jù)或沒有保冷設施的壓力容器，其設計壓力不得低于所裝液化氣體在規(guī)定的最大充裝量時，溫度為50時的氣體壓力。3-3 gb150-1998標準對壓力容器設計應考慮的載荷有那些？ 答：1.內壓、外壓或最大壓差； 2.液體靜壓力；必要時，還應考慮以下載荷： 3.容器的自重（包括內件和填料等）以及正常操作條件下或試驗狀態(tài)下內裝物料的重量； 4.附屬設備及隔熱材料、襯里、管道、扶梯、平臺等的重力載荷； 5.風載荷和地震載荷； 6.支座的作用反力； 7.連接管道和其他部件引起的作用力； 8.溫度梯度、熱膨

31、脹量不同而引起的作用力； 9.包括壓力急劇波動的沖擊載荷； 10.沖擊反力，如由流體沖擊引起的反力等； 11.容器在運輸或吊裝時承受的作用力。3-4 gb150-1998標準除了規(guī)定的常規(guī)設計方法以外還允許采用什么方法進行設計？ 答：允許用以下方法設計，但需經(jīng)全國壓力容器標準化技術委員會評定認可。 1.以應力分析為基礎的設計（包括有限單元法分析）； 2.驗證性試驗分析（如應力測定、驗證性水壓試驗）； 3.用可比的已投入使用的結構進行對比的的經(jīng)驗設計。3-5 什么叫計算厚度、設計厚度、名義厚度、有效厚度？答：計算厚度系指按有關公式計算得到的厚度。需要時，尚應計入其他載荷所需厚度，不包括厚度附加量

32、；設計厚度系指計算厚度與腐蝕裕量之和；名義厚度是將設計厚度加上鋼材厚度負偏差后向上圓整至鋼材標準規(guī)格的厚度，即是圖樣上標注的厚度，對于容器殼體，在任何情況下其名義厚度不得小于最小厚度與腐蝕裕量之和；有效厚度系指名義厚度減去厚度附加量。3-6 什么叫最小厚度？如何確定？答：為了滿足制造工藝要求，根據(jù)工程實踐經(jīng)驗對殼體元件規(guī)定了不包括腐蝕裕量的最小厚度。加工成形后圓筒的最小厚度mim。按下列確定： 1.對碳素鋼和低合金鋼容器：mim3mm； 2.對高合金鋼容器，mim2mm；3-7 厚度附加量c由哪兩部分組成？答：厚度附加量c按下式確定 c=c1+c2 mm式中c1為鋼板或鋼管的厚度負偏差，按相應

33、鋼板或鋼管標準選取，mm；c2為腐蝕裕量，mm；3-8 對于鋼材各種強度性能如何選取其安全系數(shù)？螺栓的安全系數(shù)選用較高，為什么？答：如下表強度性能安全系數(shù)鋼材常溫下最低抗強度b常溫或設計溫度下的屈服點設計溫度下經(jīng)10萬小時斷裂的持久強度設計溫度下經(jīng)10萬小時蠕變率為1的蠕變極限nnbnsndns碳素鋼、低合金、鐵素體高合金鋼3.01.61.51.0奧氏體高合金鋼3.01.51）1.51.0 注：1）當部件的設計溫度不到蠕變溫度范圍，且允許有微量的永久變形，可適當提高許用應力，但不超過0.9st。此規(guī)定不適用于法蘭或其他有微量永久變形就產生泄漏或事故的場合。 螺栓的安全系數(shù)在選取時應考慮： 1.

34、使在旋緊螺栓時的初始應力大于設計值，以保證密封； 2.壓力試驗時因試驗壓力高于工作壓力，因而螺栓可能伸長，墊片松弛，必須再次擰緊螺栓； 3.法蘭與螺栓的溫度差，以及兩者材料的線脹系數(shù)不同所引起的熱應力。因而螺栓的安全系數(shù)較高，見下表 材料螺栓直徑 mm熱處理狀態(tài)設計溫度下屈服點st的ns設計溫度下經(jīng)10萬小時斷裂的持久強度dt的平均值的nd碳素鋼m22m24m48熱軋正火2.72.51.5低合金鋼馬氏體高合金鋼m22m24m48m52調質3.53.02.7奧氏體高合金鋼m22m24m48固溶1.61.53-9 不銹復合鋼板在設計中如需計入復層材料的強度時，設計溫度下的許用應力如何計算？答：對于

35、復層與基層結合率達到jb4733-96的b2級以上的復合鋼板，在設計計算中需計入復層材料的強度時，設計溫度下的許用應力按下式確定： mpa式中:1為基層鋼板的名義厚度，mm； 2 為復層材料的厚度，不計腐蝕裕量，mm； 1 為設計溫度下基層材料的許用應力，mpa； 2 為設計溫度下復層材料的許用應力，mpa；3-10 對容器直徑不超過800mm，不能檢測的單面焊，如何處理？ 答：對容器直徑不超過800mm的圓筒與封頭的最后一道環(huán)向封閉焊縫，當采用不帶墊板的單面焊對接接頭，且無法進行射線或超聲檢測時，允許不進行檢測，但需采用氣體保護焊打底。3-11 鋼制壓力容器液壓試驗的壓力如何確定？答：1.內

36、壓容器液壓試驗壓力pt按下式確定：pt =1.25p/t式中：p設計壓力，mpa； 試驗溫度下的材料許用應力，mpa； t設計溫度下的材料許用應力，kpa； 2.外壓容器和真空容器按內壓容器進行液壓試驗，試驗壓力pt按下式確定：pt =1.25p mpa式中：p設計壓力，mpa；3.夾套容器應在圖樣上分別注明內筒和夾套的試驗壓力。a.內筒：內筒的試驗壓力按上述1與2款確定；b.夾套：夾套內的試驗壓力按上述1款確定，但必須校核內筒在試驗外壓作用下的穩(wěn)定性。如不能滿足穩(wěn)定性要求，則應規(guī)定在作夾套的液壓試驗時，必須同時在內筒內保持一定壓力。以使整個試驗過程（包括升壓、保壓和卸壓）中的任一時間內，夾套

37、和內筒的壓力差不超過設計壓差。3-12 液壓試驗中，對試驗液體有什么要求？ 答：試驗液體一般采用水，需要時也可采用不會導致發(fā)生危險的其他液體。試驗時液體的溫度應低于其閃點或沸點。奧氏體不銹鋼制容器用水進行液壓試驗后應將水漬去除干凈。當無法達到這一要求時，應控制水的氯離子含量不超過25mg/l。 試驗溫度： 1.碳素鋼、16mnr和正火15mnvr鋼制容器液壓試驗時，液體溫度不得低于5；其他低合金鋼制容器，液壓試驗時液體溫度不得低于15。如果由于板厚等因素造成材料無延性轉變溫度升高，則需相應提高試驗液體溫度。 2.其他鋼種制容器液壓試驗溫度按圖樣規(guī)定。3-13 何種情況下方可進行氣壓試驗？如何進

38、行？ 答：1、容器容積過大，無法承受水的重量； 2、結構復雜，水壓試驗不足以充分檢驗各部位的試壓要求； 3、由于設計結構的原因，用水不適合的（如不允許容器內殘留試驗液體）； 4、其它難以克服的困難，諸如大型容器供水困難者。 氣壓試驗時應有安全措施。該安全措施需經(jīng)試驗單位技術負責人批準，并經(jīng)本單位安全部門檢查監(jiān)督。試驗所用氣體應為干燥、潔凈的空氣、氮氣或其它惰性氣體。碳素鋼和低合金鋼容器，氣壓試驗時介質溫度不得低于15，其它鋼種制容器氣壓試驗溫度按圖樣規(guī)定。 試驗時壓力應緩慢上升，至規(guī)定試驗壓力的10，保壓510分鐘，然后對所有焊縫和連接部位進行初次泄漏檢查，如有泄漏，修補后重新試驗。初次泄漏檢

39、查合格后，再繼續(xù)緩慢升壓至規(guī)定試驗壓力的50，其后按每級為規(guī)定試驗壓力的10的級差逐級增至規(guī)定的試驗壓力。保壓30分鐘后將壓力降至規(guī)定試驗壓力的87，并保持足夠長的時間后再次進行泄漏檢查。如有泄漏，修補后再按上述規(guī)定重新試驗。檢查無漏氣、無可見異常變形即為合格。不得采用連續(xù)加壓耒維持試驗壓力不變。氣壓試驗過程中嚴禁帶壓緊固螺栓。3-14 何種情況下要做氣密性試驗？如何進行？答：1、介質毒性程度為極度、高度危害或設計上不允許有微量泄漏的壓力容器，必須進行氣密性試驗；2、氣密性試驗應在液壓試驗合格后進行。對設計圖樣要求作氣壓試驗的壓力容器，是否需再做氣密性試驗，應在設計圖樣上規(guī)定；3、碳素鋼和低合

40、金鋼制壓力容器，其試驗用氣體的溫度應不低于5，其他材料制壓力容器按設計圖樣規(guī)定；4、壓力容器進行氣密性試驗時，安全附件應安裝齊全；5、氣密性試驗所用的氣體應為干燥、潔凈的空氣、氮氣或其他惰性氣體；6、氣密性試驗壓力應在圖樣上注明。試驗壓力應緩慢上升，達到規(guī)定試驗壓力后保壓30分鐘，對所用焊縫和連接部位進行泄漏檢查，小型容器亦可浸入水中檢查。如有泄漏，修補后重新進行液壓試驗和氣密性試驗。經(jīng)檢查無泄漏即為合格。3-15 第一、三、四強度理論涵義是什么？ 答：第一強度理論即最大主應力理論，其當量應力強度s=1。它認為引起材料斷裂破壞的主要因素是最大主應力。亦即不論材料處于何種應力狀態(tài)，只要最大應力達

41、到材料單向拉伸斷裂時的最大應力值，材料即發(fā)生斷裂破壞。 第三強度理論即最大剪應力理論，其當量應力強度s=1-3。它認為引起材料發(fā)生屈服破壞的主要因素是最大剪應力。亦即不論材料處于何種應力狀態(tài)，只要最大剪應力達到材料屈服時的最大剪應力值，材料即發(fā)生屈服破壞。 第四強度理論亦稱最大應變能理論，其當量應力強度為： s=（1/） 它認為引起材料發(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力狀態(tài)，只要其內部積累的變形能達到材料單向拉伸屈服時的變形能，材料即發(fā)生屈服破壞。我國gb1501998標準是計算式主要以第一強度理論為基礎的。我國分析設計標準jb4732鋼制壓力容器分析設計標準中

42、應力強度計算均采用第三強度理論。3-16 gb150-1998鋼制壓力容器標準中的圓筒計算公式采用了哪種強度理論，涵義是什么？答：圓筒計算應采用lame公式，該式對應于四種強度理論又派生出四個應力計算式。gb150-1998中的圓筒計算公式是由殼體薄膜理論的環(huán)向應力表達式演變而來，即平均直徑處的薄膜應力公式（中徑公式）；這個公式當外徑與內徑比值k1.5時經(jīng)推演可證明它與lame公式的第一強度理論表達式近似相等。因此，在工程上就將中徑式視為第一強度理論式，亦可用于厚壁容器（k1.5）時的計算。3-17 gb150-1998鋼制壓力容器標準中，內壓圓筒強度計算的基本公式和適用范圍是什么？答：基本公

43、式：適用范圍為do/di1.5或pc0.4t3-18 gb150-1998鋼制壓力容器標準中，內壓球殼強度計算的基本公式及適用范圍？答：基本公式：適用范圍為pc0.6t3-19 內壓圓筒與球殼厚度計算公式中的焊縫接頭系數(shù)指的是何焊縫接頭系數(shù)？ 答：圓筒公式中的焊縫系數(shù)為縱焊縫（即a類焊縫）的焊縫系數(shù)。球殼公式中的焊縫系數(shù)為球殼上各焊縫的最小焊縫系數(shù)，其中包括球殼與圓筒相連接的環(huán)焊縫（即a類焊縫）的焊縫系數(shù)。3-20 外壓容器破壞形式有哪兩種？外壓容器的設計應包括哪兩方面的內容？ 答：外壓容器破壞主要有強度不足引起的破壞和失穩(wěn)破壞兩種。設計應包括強度計算和穩(wěn)定性校核。因失穩(wěn)往往在強度破壞前發(fā)生，

44、所以穩(wěn)定性計算是外壓容器設計中主要考慮的問題。3-21 gb150-1998鋼制壓力容器標準中，外壓圓筒（do/e20）的有效厚度如何計算？ 答：1、假設n令e=n-c，定出l/do和do/e； 2、在圖中利用l/do、do/e，查出相應系數(shù)a； 3、由a和材料的彈性模量e查圖得b值，用下式計算出許用外壓力p； 或 4、p應大于或等于pc，否則須再假設名義厚度n，重復上述計算步驟，直至p大于且接近于pc為止。3-22 常見的容器封頭有哪幾種？各有何優(yōu)缺點？ 答：常見的容器封頭有半球形、碟形、橢圓形、無折過球面、錐形、平蓋等。 從受力情況看，依次為：半球形、橢圓形、碟形、錐形、平蓋最差。 從制造

45、上看，平蓋最易，其次為錐形、碟形、橢圓形、球形。 錐形封頭受力不佳，但有利于流體均勻分布和排料，使用也較多。3-23 蝶形封頭球面部分的內半徑和封頭轉角內半徑有何要求？ 答：蝶形封頭球面部分的內半徑應取不大于封頭的內直徑，通常取0.9倍的封頭內直徑，封頭轉角內半徑應不小于封頭內直徑的10，且不得小于3倍名義n。3-24 受內壓的碟形封頭和橢圓形封頭的形狀系數(shù)是什么？答：蝶形封頭的形狀系數(shù)m按下式計算： 式中ri為球面部分的內半徑，r為轉角內半徑。橢圓形封頭的形狀系數(shù)k按下式計算：式中di為封頭內直徑，hi為封頭不包括直邊部分的高度。標準橢圓形封頭k=1。3-25 受內壓碟形封頭厚度的計算公式是

46、什么？答：計算厚度 式中m為封頭形狀系數(shù)。3-26 gb150-1998對碟形封頭的有效厚度有何限制？答：對于ri=0.9di，r=0.17di的碟形封頭，其有效厚度應不小于封頭內直徑的0.15，其它碟形封頭的有效厚度應不小于封頭內直徑的0.3，但當確定封頭厚度時已考慮了內壓下的彈性失穩(wěn)問題，或是按分析法進行設計者，可不受此限制。 3-27 受內壓橢圓形封頭計算厚度的計算公式是什么？答：計算厚度 式中k為形狀系數(shù)。3-28 gb150-1998對橢圓形封頭的有效厚度有何限制？答：標準橢圓形封頭(k=1)的有效厚度應不小于封頭內直徑的0.15，其他橢圓形封頭的有效厚度應不小于0.3。但當確定封頭

47、厚度時已考慮了內壓下的彈性失穩(wěn)問題，或是按分析法進行設計者，可不受此限制。3-29 受內壓（凹面受壓）無折邊球面端封頭的計算厚度公式是什么？答：封頭的計算厚度按下式確定：式中q系數(shù)，可查圖取得。3-30受外壓（凸面受壓）無折邊球面端封頭的計算厚度如何確定？答：封頭的計算厚度按下列兩種方法確定，取其較大值：1. 外壓球殼所需的有效厚度按以下步驟確定：a. 假設n，令e=n-c，定出ri/e；b. 按下式計算系數(shù)a c. 根據(jù)所用材料從有關圖中找到系數(shù)b ,并按下式計算許用外壓力p： 或 d.p應大于或等于pc，否則再假設名義厚度n,重復上述計算，直到p大于且接近pc為止。2.按下式計算封頭的計算

48、厚度 式中q系數(shù)，由圖查取。3-31 兩側受壓的無折邊球面中間封頭的厚度如何計算？答：當不能保證在任何情況下封頭兩側的壓力都同時作用時，應分別按下列兩種情況計算，取較大值：1. 只考慮封頭凹面?zhèn)仁軌?，計算厚度按下式計?其中q值按gb150-1998鋼制壓力容器的圖7-6查??；2. 只考慮封頭凸面?zhèn)仁軌?，計算厚度的公式同上，但其中q值按gb150-1998鋼制壓力容器的圖7-7查取。此外，還應不小于按gb150-1998中第6.2.2條確定的有效厚度。 當能夠保證在任何情況下封頭兩側的壓力同時作用時，可以按封頭兩側的壓力差進行設計；當封頭一側為正壓，另一側為負壓時，則必須按兩側的壓力差值進行設

49、計：a. 當壓力差的作用時使封頭凹面?zhèn)仁軌簳r，計算厚度的公式同上，式中q值按gb150-1998鋼制壓力容器的圖7-6查取；b. 當壓力差的作用時使封頭凸面?zhèn)仁軌簳r，封頭計算厚度仍按上式確定，但式中q值由圖7-7查取。此外，尚不應小于按gb150-1998鋼制壓力容器中第6.2.2條確定的有效厚度。 3-32 gb150-1998對錐形封頭的設計范圍有何限制？對其幾何形狀有何要求？答：對錐形封頭規(guī)定只適用于軸對稱的無折邊或折邊錐形封頭，且其錐殼半頂角應60。 對其幾何形狀有如下要求：1. 錐殼大端，當錐殼半頂角30時，可以用無折邊結構；當30時應采用折邊結構，否則應按應力分析方法進行設計。2.

50、 大端折邊錐形封頭的過渡段轉角半徑r應不小于封頭大端內徑di的10，且不應小于該過渡厚度的3倍。3. 錐殼小端，錐殼半頂角45時，可以采用無折邊結構，45時應采用折邊結構。4. 小端折邊錐形封頭的過渡段轉角半徑rs應不小于小端內徑dis的5，且不小于該過渡段厚度的3倍。5. 錐殼與圓筒的連接應采用全焊透結構。3-33 當錐形封頭的錐殼半頂角60時，應如何設計？答：當錐殼半頂角60時，錐形封頭的厚度可按平蓋計算。也可以用應力分析（包括有限元）法確定。3-34 錐形封頭的錐殼，其厚度如何計算？dc的含義為何？答：錐殼厚度的計算式為： 式中dc的含義是：gb150-1998允許錐殼由同一半頂角的幾個

51、不同厚度的錐殼段組成，錐殼段的直徑是逐段變化的，因此，錐殼的厚度也是逐段變化的。各錐殼段的厚度均按此式計算，式中的dc分別為各錐殼段大端內直徑。3-35 受內壓無折邊錐形封頭大小端如需補強時，對加強段有何要求？加強段厚度如何計算？有何限制？答：若需要增加厚度予以加強時，錐殼加強段與圓筒加強段應具有相同的厚度。受內壓無折邊錐形封頭大端加強段的厚度按下式計算： 式中的q值由gb150-1998的圖7-12查取。受內壓無折邊錐形封頭小端加強段的厚度按下式計算：式中的q值由gb150-1998的圖7-14查取。 加強段的限制：在任何情況下，加強段的厚度不得小于連接處錐殼的計算厚度。錐殼加強段的長度，對

52、于大端，應不小于2；對于小端，應不小于。圓筒加強段的長度，對于大端，應不小于2；對于小端，應不小于。3-36 受內壓折邊錐形封頭大端的厚度，在gb150-1998中是如何確定的？答：受內壓折邊錐形封頭大端厚度的確定，在gb150-1998中，是以過渡段與錐殼相連接處的過渡段厚度與錐殼厚度相比較，取其大者。將過渡段視作碟形封頭的過渡區(qū)，因而按碟形封頭計算其厚度。與之相連的錐殼，由于此處的直徑巳小于過渡區(qū)前的圓筒體直徑，此處直徑可根據(jù)其過渡區(qū)半徑和錐殼半頂角值計算得出，而后用錐殼厚度計算式計算。gb150-1998中的折邊錐形封頭大端的過渡段厚度計算式 和與過渡區(qū)相接處的錐殼厚度計算式 均系按此機

53、理推導得出，其中的系數(shù)k值和值分別由gb150-1998中的表7-4和表7-5查取。3-37 壓力容器失效形式有哪幾種？答：壓力容器因機械載荷或溫度載荷過高而喪失正常工作能力，稱為失效。其形式有三種：1.強度失效：容器在載荷作用下發(fā)生過量塑性變形或破裂。2.剛度失效：容器發(fā)生過量彈性變形，導致運輸、安裝困難或喪失正常工作能力。3.穩(wěn)定失效：容器在載荷作用下形狀突然發(fā)生改變導致喪失工作能力。壓力容器的設計必須及上述三種失效可能，予以全面考慮，以確保設備的正常使用。3-38 壓力容器的常規(guī)設計法與分析設計法有何主要區(qū)別？ 答：目前壓力容器的主要設計方法有常規(guī)設計法與分析設計法兩種。常規(guī)設計法，是以彈性失效為準則，以薄膜應力為基礎，來計算元件的厚度。限定最大應力不超過一定的許用值（通常為1倍許用應力）。對容器中存在的較大的邊緣應力等局部應力以應力增強系數(shù)等形式加以體現(xiàn)，并對計及局部應力后的最大應力取與薄膜應力相同的強度許用值。 gb150中的內壓圓筒、球殼的厚度即是針對元件中的薄膜應力（一次總體薄膜應力），并控制在1倍許用應力水平進行計算的。而對橢圓封頭、碟形