壓力容器設(shè)計(jì)人員綜合考試題及答案

2013年壓力容器設(shè)計(jì)人員綜合考試題姓名：得分 一、填空（本題共20分，每題2分） 1、當(dāng)載荷作用時(shí)，在截面突變的附近某些局部小范圍內(nèi)，應(yīng)力數(shù)值急劇增加，而離開這個(gè)區(qū)域稍遠(yuǎn)時(shí)應(yīng)力即大為降低，趨于均勻，這種現(xiàn)象稱為—應(yīng)力集中。 點(diǎn)評(píng)：這是彈性力學(xué)的基本概念。常見于壓力容器的受壓元件。 2、在正常應(yīng)力水平的情況下，Q245R鋼板的使用溫度下限為-20°C。 點(diǎn)評(píng)：該題出自GB150.2，表4,考查設(shè)計(jì)人員對(duì)材料溫度使用范圍的掌握。 3、對(duì)于同時(shí)承受兩個(gè)室壓力作用的受壓元件,其設(shè)計(jì)參數(shù)中的 計(jì)算壓力應(yīng)考慮兩室間可能出現(xiàn)的最大壓力差。點(diǎn)評(píng)：考查設(shè)計(jì)壓力與計(jì)算壓力的概念，GB150.14.3.3規(guī)定。 4、焊接接頭系數(shù)的取值取決于焊接接頭型式—和無損檢測(cè)長(zhǎng)度比例。 點(diǎn)評(píng)：考查設(shè)計(jì)人員對(duì)焊接接頭系數(shù)選取的理解。 5、整體補(bǔ)強(qiáng)的型式有：a.增加殼體的厚度,b.厚壁管，c.整體補(bǔ)強(qiáng)鍛件—。 點(diǎn)評(píng)：GB150.36.322的規(guī)定 6、橢圓封頭在過渡區(qū)開孔時(shí)，所需補(bǔ)強(qiáng)面積A的計(jì)算中，殼體的計(jì)算厚度是指橢圓封頭的_ 計(jì)算_厚度。 點(diǎn)評(píng)：明確開孔部位不同，開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算所用的厚度不同，見公式5-1（P116），開孔位于。 7、奧氏體不銹鋼制壓力容器用水進(jìn)行液壓試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制水中的氯離子含量不超過25mg/L。試驗(yàn)合格后，應(yīng)立即將水漬去除干凈。 點(diǎn)評(píng)：見GB150.411.4.9.1 8、壓力容器的對(duì)接焊接接頭的無損檢測(cè)比例，一般分為全部（100%）和局部（大于等20%）兩 種。對(duì)碳鋼和低合金鋼制低溫容器，局部無損檢測(cè)的比例應(yīng)大于等于50%。 點(diǎn)評(píng)：《固容規(guī)》第4.5.3.2.1條。 9、換熱器設(shè)計(jì)中強(qiáng)度脹中開槽是為了增加管板與換熱管之間的拉脫力而對(duì)管孔的粗糙度要求 是為了密封。 點(diǎn)評(píng)：考察設(shè)計(jì)者對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的理解和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的目的。 10、壓力容器專用鋼中的碳素鋼和低合金鋼鋼材的PW、SW% 二、選擇（本題共20分，每題2分，以下答案中有一個(gè)或幾個(gè)正確，少選按比例得分，選 錯(cuò)一個(gè)不得分） 1、設(shè)計(jì)溫度為600C的壓力容器，其殼體材料可選用的鋼板牌號(hào)有a、b. a.S30408,b.S31608,c.S31603 點(diǎn)評(píng)：奧氏體不銹鋼當(dāng)溫度超過525C時(shí)，含碳量應(yīng)不小于0.04%，超低碳不銹鋼不能適用，因熱強(qiáng)性下降，此題是考查此概念。 2、外壓球殼的許用外壓力與下述參數(shù)有關(guān)b，d。 a. 腐蝕裕量b.球殼外直徑c.材料抗拉強(qiáng)度d.彈性模量 點(diǎn)評(píng)：本題為基本概念試題，考查影響許用外壓力的的有關(guān)因素 3、外壓計(jì)算圖表中，系數(shù)A是（a，c，d）。 a.無量綱參數(shù)b.應(yīng)力c.應(yīng)變d應(yīng)力與彈性模量的比值 4、以下哪些元件是受壓元件a,b,c。 a.殼體錐形封頭；b.人孔平蓋；c.加強(qiáng)圈；d支座墊板 點(diǎn)評(píng)：本題為壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ),必須掌握的內(nèi)容。見GB150.11.6及GB/T26929壓力容器術(shù)語的定義。 5、Q低于-2OCo的碳素鋼及低合金鋼制低溫壓力容器稱之為低溫容器. a操作溫度b鋼材的使用溫度環(huán)境溫度c設(shè)計(jì)溫度d大氣極端溫度. 點(diǎn)評(píng)：本題為基本壓力容器設(shè)計(jì)概念，見GB150.3附錄E 6、法蘭設(shè)計(jì)壓力較高時(shí)，一般應(yīng)選用m和y—c—的墊片。當(dāng)墊片的預(yù)緊載荷遠(yuǎn)大于操作載荷時(shí),宜改選__ab___較小的墊片。 a.mb.yc.較大d.較小 點(diǎn)評(píng)：本題為法蘭設(shè)計(jì)基本概念。很多設(shè)計(jì)者由于計(jì)算軟件的應(yīng)用，不再重視各種參數(shù)的意義，針對(duì)計(jì)算的結(jié)果，應(yīng)準(zhǔn)確判斷出參數(shù)選擇的是否合理，法蘭的設(shè)計(jì)是由何種因素來控制，從而選擇更加合理的結(jié)構(gòu)。壓力容器設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，不僅是安全性，還有結(jié)構(gòu)的合理性。 7、管殼式換熱器雙管板結(jié)構(gòu)型式適用于_b—的場(chǎng)合. a管程設(shè)計(jì)壓力比殼程高b管殼程介質(zhì)嚴(yán)禁混合C管殼程溫差大點(diǎn)評(píng)：不同的換熱器類型適合不同的場(chǎng)合。很多人沒有設(shè)計(jì)過雙管板的結(jié)構(gòu)，但是作為壓力容器設(shè)計(jì)者，應(yīng)該對(duì)不同的類型有最基本的了解。 8、H/D大于5中的D對(duì)于不等直徑的塔式容器是指_d_ a各塔段中最小直徑； b各塔段中最大直徑； c各塔段直徑的算術(shù)平均值； d各塔段直徑的加權(quán)平均值。 點(diǎn)評(píng)：掌握標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)不等直徑塔的處理方法JB47101 9、下列有關(guān)壓力容器耐壓試驗(yàn)的要求，哪些是不正確的？ac a. 一臺(tái)壓力容器制造完畢后是進(jìn)行液壓試驗(yàn)，還是氣壓試驗(yàn)，由設(shè)計(jì)者任意選擇； b. 氣壓試驗(yàn)所用氣體不能任意選擇； c. 碳素鋼和低合金鋼制壓力容器的試驗(yàn)用氣體溫度不得低于5°C； d. 氣壓試驗(yàn)合格的要求是，試驗(yàn)過程中，壓力容器無異常響聲，經(jīng)檢漏，無漏氣，無可見的變形。 10、多腔壓力容器（如換熱器、夾套容器等）按照類別高的壓力腔來作為該容 器類別，其設(shè)計(jì)制造技術(shù)要求按c。 a、較低類別b、較高類別c、每個(gè)壓力腔各自類別 點(diǎn)評(píng)：見《固容規(guī)》A1.3.2 三、是非題（本題共10分，每題0.5分） 1、設(shè)計(jì)溫度為-25C的壓力容器，其殼體用鋼板可選用Q345R.（X）點(diǎn)評(píng)：材料是有使用溫度下限的，見GB150.2，我們并不要求設(shè)計(jì)者記住所有材料的溫度范圍，但是對(duì)最基本的材料的使用范圍應(yīng)該有一個(gè)清醒的概念。 2、凡需經(jīng)熱處理達(dá)到材料力學(xué)性能要求的壓力容器，應(yīng)制備母材熱處理試件。（V）點(diǎn)評(píng)：GB150.49.2.1 3、主要受壓元件系指壓力容器中主要承受總體一次薄膜應(yīng)力的元件。（X） 點(diǎn)評(píng)：還有承受一次彎曲應(yīng)力的元件如平蓋，受力件如M36以上的設(shè)備主螺栓等。 4、某夾套容器，內(nèi)容器操作條件為真空，夾套內(nèi)為0.25MPa加熱蒸汽，現(xiàn)設(shè)定內(nèi)容器設(shè)計(jì)壓 力為一0.4MPa（外壓）夾套設(shè)計(jì)壓力為0.3MPa。（X） 點(diǎn)評(píng)：GB150參數(shù)確定的基本概念。設(shè)計(jì)壓力和計(jì)算壓力是不同的概念。 5、強(qiáng)度焊適用于換熱器承受振動(dòng)或疲勞的場(chǎng)合。（X） 點(diǎn)評(píng)：審核人應(yīng)當(dāng)掌握結(jié)構(gòu)的適用性。 6、厚60mm的Q345R制碟形封頭與多層包扎筒節(jié)相焊的B類接頭應(yīng)作焊后熱處理（X）點(diǎn)評(píng)：制造知識(shí)應(yīng)用。多層包扎容器的特殊性，見GB150.412.3 7、容器受壓元件之間的焊接接頭分為A、B、C、D、E五類。（X） 8、開孔補(bǔ)強(qiáng)材料宜與殼體材料相同。若補(bǔ)強(qiáng)材料作用許用應(yīng)力大于殼體材料許用應(yīng)力，則所需補(bǔ)強(qiáng)面積可以減少。（X） 9、壓力容器制造單位對(duì)主要受壓元件的材料代用，應(yīng)當(dāng)事先取得原設(shè)計(jì)單位的書面批準(zhǔn)，并且在竣工圖上做詳細(xì)記錄。（V） 10、鐵磁性材料制的壓力容器焊接接頭表面檢測(cè)應(yīng)優(yōu)先采用滲透檢測(cè)。（X） 四、問答（本題共40分，每題105分） 5 、“大開孔”為什么不能應(yīng)用等面積補(bǔ)強(qiáng)法?應(yīng)采用什么辦法解決? 答：等面積補(bǔ)強(qiáng)法是基于開孔大平板的薄膜應(yīng)力狀態(tài)假設(shè)。大開孔的孔邊會(huì)存在較大的彎曲應(yīng)力，受力狀況偏離薄膜狀態(tài)過大，故不能適用。應(yīng)采用分析法或應(yīng)力分析方法計(jì)算，如有限元分析等。 點(diǎn)評(píng)：該題為理論基礎(chǔ)問題。對(duì)該題的掌握有助于設(shè)計(jì)者對(duì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的理解和對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算方法的選用的正確性。只有明確了基本的概念，才可以在設(shè)計(jì)中靈活運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)中所提供的各種計(jì)算方法，從而設(shè)計(jì)選用合理更適合工藝條件的結(jié)構(gòu)，同時(shí)也澄清“大開孔”結(jié)構(gòu)應(yīng)選用應(yīng)力分析方法計(jì)算的概念。 6 、有一只需局部射線或超聲檢測(cè)的大直徑低壓容器，其封頭為先拼焊后成形的碟形封頭，成形 后經(jīng)100%射線檢測(cè)合格，由于運(yùn)輸困難封頭被切割成兩半，運(yùn)抵使用現(xiàn)場(chǎng)后再焊成一體，問最后這道焊縫的無損檢測(cè)長(zhǎng)度是多少？為什么？ 答：只需局部檢測(cè)，最后這道焊縫與封頭其他拼接焊縫不同，焊后不再經(jīng)受大的彎曲變形，因此其無損檢測(cè)長(zhǎng)度和容器其他A、B類焊縫一致即可。 點(diǎn)評(píng)：該題為實(shí)際工程設(shè)計(jì)中所涉及的制造問題，考察設(shè)計(jì)者對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的理解程度和正確的掌握。 7 、如果想改變塔式容器的自振周期，應(yīng)該采取什么辦法？為什么？ 答：改變自振周期的辦法，可以用改變塔式容器的抗彎剛度（例如壁厚，H/D值）和質(zhì)量來達(dá)到目的。原因是自振周期T=2n,其中的m為質(zhì)量，y為頂端位移（撓度），從公式可以看出，其中y值與塔式容器抗彎剛度有關(guān)。 點(diǎn)評(píng)：該題為塔式容器計(jì)算的題目，該題的提出是針對(duì)設(shè)計(jì)者目前廣泛采用設(shè)計(jì)計(jì)算軟件計(jì)算后，不在對(duì)計(jì)算的基本原理進(jìn)行深入的了解，因此在設(shè)計(jì)中如果出現(xiàn)計(jì)算不通過的現(xiàn)象，無從下手調(diào)整參數(shù)，或調(diào)整的參數(shù)不合理造成工程的浪費(fèi)。在計(jì)算軟件高速發(fā)展的今天，我們并不要求設(shè)計(jì)者能夠完全的手工計(jì)算復(fù)雜的工程計(jì)算，但是對(duì)基本的計(jì)算原理應(yīng)該牢牢的掌握，這樣才能設(shè)計(jì)出合理、安全、 經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)產(chǎn)品。 8、固定管板換熱器在什么組合載荷下，可能無法滿足強(qiáng)度條件，而不得不采用其他型式的換熱器（如U型管式）？答：在很高的管程壓力和很大的管殼程溫差載荷聯(lián)合作用下，可使固定管板換熱器，無法滿足強(qiáng)度要求。因?yàn)橐档秃艽蟮臏夭顟?yīng)力就要設(shè)置膨脹節(jié)，但這樣又會(huì)使管子和管板在很高的管程壓力作用下引起極大的應(yīng)力，使其無法滿足強(qiáng)度條件，因而選用其它換熱器型式。 點(diǎn)評(píng)：該題為換熱設(shè)備的選型問題，該題為換熱器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)選型的基本情況，掌握了固定管板換熱器的基本受力原理，該問題迎刃而解