压力容器设计复习题文档格式.docx
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()。
A、=B、<
C、>
D、
8.由边缘力和弯矩产生的边缘应力,影响的范围为()
A)Rt;
(B)2Rt;
(C)2Rt;
(D)Rt
9.受均布横向载荷作用的周边简支圆形薄平板,最大径向弯曲应力在:
(A)中央;
(B)周边;
(C)12半径处;
D.3/8半径处。
10.受均布横向载荷作用的周边固支圆形薄平板,板上最大应力为周边径向弯曲应力,当载荷一定时,降低最大应力的方法有:
(A)增加厚度;
(B)采用高强钢;
(C)加固周边支撑;
(D)增大圆板直径。
11.容器下封头采用圆平板,由于封头与筒体和裙座全部焊牢,其受力状态近似于固支,工作时,板上最大应力和挠度变形为:
()(A)最大应力为径向应力r,位于封头中心,最大挠度变形位于封头周边;
(B)最大应力为周向应力,位于封头中心,最大挠度变形位于封头周边;
(C)最大应力为径向应力r,位于封头周边,最大挠度变形位于封头中心;
(D)最大应力为周向应力,位于封头周边,最大挠度变形位于封头中心;
12.工程上,当壳体的厚度与中面最小曲率半径R的比值t/R,≤(),则视为薄壳,反之,视为厚壳。
A、1/5;
B、1/10;
C、1/20D、1/30
13.受均匀内压作用的薄壁圆筒,其中部筒体上的周向薄膜应力为轴向薄膜应力的:
(A)2倍;
(B)1倍;
(C)1.5倍;
(D)12倍。
14.钢制椭圆形封头受超工作内压(静载荷时),可能导致最终的失效形式为()。
A、韧性破坏B、失稳破坏
C、
韧性破坏或失稳破坏
15.液压试验的压力为设计压力的:
()
(A)1.05倍;
(B)1.10倍;
(C)1.15
倍;
(D)1.25
倍
16.气压试验的压力为设计压力的:
17.受均匀内压的椭圆形封头,在赤道处周向薄膜应力出现压应力,a/b为()
A、>√2B、≤√2C、=√2
18.有一直径为D的圆柱形容器,两端分别采用球形封头和标准椭圆形,筒体与封头厚度全部为t,当承受内压P时,容器上最大应力点在()
(A)圆柱形筒体中部;
(B)椭圆形封头顶点;
(C)筒体与椭圆形封头连接处;
(D)筒体与球形封头连接处。
最大应力比与球形封头连接的圆筒大10%左右。
19.按照GB150设计一直径Di=1200mm总,高度H=42m的塔器,已知工作过程中塔器充满
密度=1.32g/ml的介质,最高压力1.2MPa,最高工作温度150℃,试回答下列问题:
若忽略风载荷与地震载荷,其设计压力P的合理取值为:
(A)1.2MPa;
(B)2.0MPa;
(C)2.5MPa;
(D)3.0MPa。
20.若容器采用16MnR板材制造,已知16MnR板材的许用应力[]=[]t=170MP,a焊缝系数为0.9,进行水压试验,试验压力PT应为:
(A)1.2MPa;
(C)2.5MPa;
21.取介质的腐蚀裕量C=1.5mm,则容器的合理厚度(名义厚度)为:
(A)6mm;
(B)8mm;
(C)10mm;
(D)12mm。
22.承受内压的厚壁容器,当内壁温度高于外壁时,筒体壁上应力状况改善较大是()
A.筒体内壁;
B.筒体外壁;
C.筒体中层;
D.筒体内壁和外壁。
23.液压试验时,容器内产生的最大薄膜应力应不超过()。
A.[σ];
B.[σ];
C.0.9σs;
D.0.8σs.
24.气压试验时,容器内产生的最大薄膜应力应不超过()。
25.对于碳素钢制容器,液压试验时液体温度不得低于()。
A、0oCB、5oCC、15oCD、20oC
26.对于低合金钢制容器,液压试验时液体温度不得低于()。
27.受压容器进行耐压试验时,要求试验压力下容器中的最大薄膜应力为()。
A、≤0.9yB、≤0.8yC、≤y
28.在制造压力容器时,应尽可能避免的焊缝结构是:
(A)对接焊;
(B)搭接焊;
(C)丁字焊;
(D)角接焊29.当在受均匀内压作用的竖直放置的薄壁圆筒上开孔时,孔周边的的最大应力出现在:
(A)孔周边任一点;
(B)孔周边与水平线成45夹角处;
(C)孔周边与水平线成60夹角处;
(D)孔周边与水平线成90夹角处;
()30.为了使跨中截面弯矩与与支座截面弯矩数值上相近,对卧式容器鞍座的位置宜取
A、A≤0.2LB、A≤0.5RC、A≥0.2LD.A=L/3
31.对于支承在双鞍座上正压操作的卧式容器,器壁中出现最大轴向拉伸应力的工况是:
()。
(A)装满物料而未升压;
(B)装满物料同时升压;
(C)未装物料而升压。
32.卧式容器筒体上的最大周向压缩应力发生在()
(A)跨中截面最高处;
(B)跨中截面最低处;
(C)支座截面最高处;
(D)支座截面最低处;
33.现需设计一个在常温下操作的夹套冷却容器,内筒为真空,无安全控制装置,夹套
内为0.8MPa(表压)冷却水,则校核内筒稳定性时的设计压力应取()
(A)0.1MPa(B)0.8MPa(C)0.9MPa(D)1.0MPa
34.现设计一不锈钢制真空精馏塔,经稳定性校核发现其壁厚不够,合理的处理办法是:
(A)减小直径(保持容器体积不变);
(B)增加壁厚;
(C)改用强度高的材料;
(D)设置加强圈。
35.均匀内压作用的厚壁圆筒中,径向应力r和周向应力沿壁厚的分布为()。
A、均匀分布B、线性分布C、非线性分布
36.厚壁圆筒的内壁温度较外壁温度低,在外壁产生的周向温度应力为()。
A、拉伸应力B、压缩应力C、弯曲应力
37.高压容器由于操作压力高,因此为了增加泄漏阻力,平垫密封的垫片应选用()。
A、宽面B、窄面C、螺栓园内外都有的全平面
38.对于一按弹性准则设计的厚度一定的高压容器,为了提高其承压能力,在生产加工
过程中合理的做法是()(A)减小直径;
(B)采用高强钢;
(C)减少开孔;
(D)自增强处理。
39.内压与温差同时作用的厚壁圆筒的内壁周向应力∑бθ出现最大值的工况是:
()(A)外部加热;
(B)内部加热;
(C)内外均不加热。
40.按应力分类观点,仅受内压的圆筒与封头连接处的应力有()。
A、PL+QB、PM+QC、Q
41.按照GB150进行压力容器设计时,对于由于局部结构不连续引起的高应力,合理的处理办法是()(A)不予考虑;
(B)增加总体容器壁厚以降低应力;
(C)进行详细的应力分析并分类,然后按应力性质分别加以限制;
(D)不进行详细的应力分析,按照标准规定对结构加以改进。
二、填空题1.对压力容器用钢的综合要求是足够的、良好的、优良的、以及良
好的。
2.我国压力容器设计规范名称是。
3.压力容器按压力大小分为四个等级。
即、、
和。
4.按设计压力大小,容器分为四个等级:
(1)低压容器:
≤p<
;
(2)中压容器:
(3)高压容器:
(4)超高压容器:
p≥;
5.工程上,当壳体的厚度与中面最小曲率半径R的比值,则视为薄壳,反
之,视为厚壳。
6.薄壁圆筒形壳体的周向应力为的两倍,在筒体上开长园形人孔,则其短
轴必须放在圆筒的方向。
7.由边缘力和弯矩产生的边缘应力具有和两个基本特性。
8.当薄壁球形容器与薄壁圆筒形容器的压力和厚度相同时,球形容器中的应力只有圆
筒形容器的周向应力的。
9.法兰密封常用的压紧面型式有:
、、、。
10.一次应力可以分为:
一次总体薄膜应力、和。
11.工程上把t/Rmin≤的壳体称为薄壳,反之为厚壳,而把t/D≤的称
为园形薄板,否则为厚板。
12.华脱尔斯计算螺栓载荷时分为和两种工况,而在校核法兰强
度时其应力要同时满足Z≤[]ft、、、和
条件。
13.承压容器材料的许用应力取b/nb、或、、或
三者中最小值。
14.安全系数的选取方法,用抗拉强度b时,为;
用屈服强度y时,为;
用蠕变强度tn时,为;
用持久强度tD时,为;
16.液压试验用水应控制氯离子≤
17.按照我国压力容器标准,最小壁厚,对于碳钢和低合金钢容器不小于mm,对
高合金钢容器不小于mm。
18.高压容器筒体中应力分布具有,和
,的特点,进行强度计算时可以采用、或三个失效准则。
19.外压容器的破坏形式有两种:
,。
20.容器开孔后,局部补强结构形式有:
、、。
21.二次应力是由于容器部件的或而产生的正应力
或剪应力。
22.在厚壁圆筒中,应力和应力沿壁厚的不均匀分布,
应力沿壁厚均应分布。
23.由边缘力和弯矩产生的边缘应力具有和两个基本特性。
24.容器的壁厚附加量包括:
、和成型加工工程中的壁厚减薄量。
25.焊接接头系数是:
的比值。
26.圆筒形容器承受内压时,在筒体与封头连接处,除由内压引起的应力外,
还存在满足条件而产生的应力,后者具有和
的特性。
27.受轴对称横向均布载荷的圆形薄板,当周边固定时,最大弯曲应力在处,
最大挠度在处。
当周边简支时,最大弯曲应力在处,最大挠度
在处。
28.应力集中系数是指和的比值。
应力容器开孔接管后,除了有
再加上,又由于等_因素的综合作用,其附近就成为压力容器的破坏源。
29.一次应力可以分为:
一次总体薄膜应力、和。
30.当高压容器承受内压后,厚壁圆筒中将产生三个应力分量,即:
、
和。
31.我国钢制压力容器设计规范《GB150-89》采用的强度理论为:
。
32.制造压力容器时尽可能避免的焊缝结构是:
33.圆筒形容器承受内压时,在筒体与封头连接处,除由内压引起的应力之
外,还存在满足条件而产生的应力,后者具有和
34.若容器装有液体,应计入该部位的设计压力内,即取和
之和。
35.在压力容器设计中采用理论。
36.压力容器的设计压力通常取最高工作压力的倍。
37.设有安全阀的容器,设计压力不应低于。
38.装有爆破片时,容器的设计压力则取的上限。
39.容器的厚径比大于时,属于容器;
容器的厚径比小于或等于
时,属于容器;
40.按照应力分类的概念,压力容器中的应力可以分为:
、、和
41.工程上把的壳体归为薄壳,反之为厚壳
42.实际许用应力取下列三者中之最小者:
43.不连续应力具有性、性、和性。
44.卧式容器鞍座跨中截面上筒体的最大轴向应力发生在和。
45.卧式容器鞍座支座截面上筒体的最大轴向应力发生在和。
46.真空容器的设计压力:
当装有安全控制装置时,取,或;
当无安全装置时,取。
带夹套的真空容器,则按加上。
47.应力分类将应力分为一次应力、和三类。
其中一次应力还可以
再分为:
、和。
48.法兰密封常用的压紧面型式有:
,,,
49.容器开孔后,局部补强结构形式有:
判断题
1.Q235钢可以作为压力容器钢使用。
2.Q235-B和Q235-C容许用于制造低参数的压力容器。
3.-20oC以下的容器中国标准定义为低温容器。
5.设计压力容器用钢时,不应片面追求采用高强度材料。
()6.容器的峰值应力就是最大点的应力。
7.毒性程度为极度和高度危害介质的中压容器和pV大于等于0.25MPa·
M3的低压容
器为三类容器。
()
8.按照既考虑压力与容积,又考虑介质危险程度以及在生产中重要性的综合分类方法,把压力容器分为三类,其中一类容器级别最高,三类容器级别最低。
()9.在壳体理论中,第一曲率半径总是比第二曲率半径要大。
()10.周边固支的圆板,在板中心转角为零,在板边缘,转角最大。
()11.周边简支的圆板,在板边缘,弯矩为零,转角也为零。
()12.在法兰垫片密封结构中,压力越高,应该加宽垫片的承载面积。
()13.在没有温差应力时,厚壁容器沿壁厚的应力分布呈线性分布。
()14.温差应力和内压同时作用时,厚壁圆筒内的应力分布在外加热时,外壁的综合应力恶化,内壁得到改善。
而内加热时,内壁的综合应力恶化,外壁得到改善。
()15.根据安定性原理,当容器内的最大应力超过屈服强度1.5倍,即丧失安定性。
()16.卧式容器支座应尽量靠近容器封头以利用封头的增强作用。
()17.压力容器上开孔补强的面积应该大于等于开孔削弱的面积。
()18.应力指数与应力强度系数的区别是:
应力指数是指具有最大应力分量的点,只有一个,而应力集中系数是指所考虑点的应力分量与薄膜应力之比,在不同部位有不同的值。
()19.在不同的容器上开孔的应力集中系数,是不同的。
()20.外压容器经稳定性校核后壁厚不够,可改用强度级别较高的材料。
三、简答题(3×
10=30分)1.压力容器用钢与其他用钢有什么区别?
请从化学成分、力学性能、热处理、可焊性等四个方面说明。
2.什么叫无力矩理论?
什么叫有力矩理论?
3.无力矩理论使用的条件是什么?
4.螺栓-垫片法兰连接的密封原理是什么?
5.比较图示两种补强结构的优缺点和适用场合
6.在进行压力容器压力试验时,需要考虑哪些问题?
为什么?
7.在设计中低压容器时,要确定哪些设计参数?
如何确定?
8.请简述自增强原理。
采用热套法生产的厚壁容器是否有自增强?
9.对压力容器用钢的基本要求是什么?
10.什么叫材料的韧性?
11.请概述一、二、三类压力容器的分类方法12.保证法兰连接紧密不漏的两个条件是什么?
13.压力容器开孔接管后对应力分布和强度带来什么影响?
14.外压容器中,长圆筒和短圆筒的分界线是什么?
15.对压力容器进行压力试验的要求是什么?
16.压力封头和筒体连接处,为什么需要有直边段?
17.怎样把角焊缝变成对接焊缝?
18.焊缝可以分为几类?
19.怎样区分长圆筒和短圆筒?
它们的临界长度为20.请简述安定性准则。
四、计算题
1.承受内压的薄壁筒体形容器,设计工作压力1.0MPa,最高温度280oC,筒身由18MnMoNbR钢板热卷双面对接焊接而成,焊缝进行局部无损探伤,半球形底封头及椭圆形顶盖的材料与筒身相同,都为拼焊结构容器内径Di=1850mm,筒体长度L=12m,椭圆形顶盖的Di/2h=2,分别计算筒身、顶盖和底封头的名义壁厚。
已知:
(1)容器内的介质为气体;
(2)18MnMoNbR板材在常温时s=440MPa;
(3)18MnMoNbR板材在常温时[]=197MPa;
(4)18MnMoNbR板材在450oC时[]t=177MPa;
(5)壁厚附加量C2=2mm;
(6)局部探伤的焊缝系数=0.85(10分)
2.一卧式圆筒形储罐,内装99%的液氨,筒体内径Di=2200mm,筒长L=3200mm,两端采用标准椭圆形封头,最高操作温度不超过50oC,具有可靠保冷措施,罐顶有安全阀,请计算容器及封头的壁厚,并进行水压试验校核。
(氨作为液化气,在50oC时的饱和蒸汽压为1.973MPa,材料选用16MnR钢板。
[]50oC=163MPa,筒体纵焊缝采用全焊透双面对焊,100%无损探伤,钢板负偏差C1=0.8mm,屈服点y=325MPa,卧置静压)
3.一卧式圆筒形储罐,内装99%的液氨,筒体内径Di=2200mm,筒长L=3200mm,两端采用标准椭圆形封头,夏季最高操作温度不超过50oC,具有可靠保冷措施,罐
顶有安全阀,请设计其壁厚并进行水压试验校核。
(y=325MPa)
设计参数及材料:
(1)因有可靠保冷措施,最高操作温度T=50oC,
(2)设计压力:
液氨在50oC时的饱和蒸汽压为1.973MPa,安全阀开启压力为1.1*1.973=2.17MPa,取p=2.2MPa,
(3)材料选用16MnR,[]=163MPa,(4)腐蚀裕量:
腐蚀速率K=0.1mm/年,设计寿命为15年,(5)焊缝系数:
焊缝采用全焊透双面对焊,100%无损探伤,=1
(6)钢板负偏差:
C1=0.8mm
4.一卧式圆筒形储罐,内装99%的液氨,筒体内径Di=2200mm,筒长L=3200mm,两端采用标准椭圆形封头,最高操作温度不超过50oC,具有可靠保冷措施,罐顶有安全阀,请计算容器及封头的壁厚,并进行水压试验校核。
5.下图为一内径为Di,厚度为t的厚壁高压容器的局部结构图。
试分析该容器在同时承受内压p与温差△T(内加热)作用时,圆柱形筒体和球形封头上A、B、C、D四点上作用哪些应力,对这些应力进行分类,并分别赋以限制条件(不考虑疲劳)。
已知:
材料的基本许用应力强度为Sm,许用应力幅为Sa。