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压力容器复习题

第五篇压力容器复习题

第一章基础知识

一、《压力容器安全技术监察规程》安全监察管理的压力容器应同时具备哪些条件？

答：

1、最高工作压力（pw）大于等于（不含液体静压力，下同）;

2、内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m，且容积（V）大于等于0.025m3;

3、盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。

”

二、简答按在生产工艺过程中按作用原理压力容器应分为：

答：

a、反应压力容器（代号R）；b、换热压力容器（代号E）；c、分离压力容器（代号S）；d、储存压力容器（代号C，其中球罐代号B）。

三、按压力容器的设计压力分类分几类？

内容如何？

答：

分四类；具体为：

1、低压（代号L）≤p＜

2、中压（代号M）≤p＜10MPa

3、高压（代号H）10MPa≤p＜100MPa

4、超高压（代号U）p≥100MP

四、什么叫设计压力？

答：

设计压力指设定的容积顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力。

五、什么叫设计厚度？

答：

设计厚度指计算厚度与腐蚀裕量之和。

六、什么叫名义厚度？

答：

名义厚度指设计厚度加上钢材厚度负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度。

即标注在图样上的厚度。

七、各腔容器的压力、容积、介质如何确定？

答：

原则上按各自情况分别考虑，在确定容积时，腔内其他构件所占的体积一般不予扣除。

八、什么样的压力容器在《特种设备安全监察条例》监察范围内？

答：

盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于·L的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或等于MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或等于MPa·L气体、液化气体和标准沸点等于或着低于60℃液化的气瓶；氧舱等。

第二章压力容器强度计算

一、写出内压圆筒强度计算公式：

公式内各符号的含义是什么？

单位符号是什么？

δ=PDi/2［σ］tφ-P

δ—圆筒或球壳的计算厚度,mm;P—设计压力，MPa;Di—圆筒或球壳的内直径，mm;［σ］t—设计温度下材料的许用应力，MPa;φ—焊缝系数;

二、有什么情况之一的，应当进行强度校核？

答：

1、腐蚀深度超过腐蚀裕量；

2、设计参数与实际情况不符；

3、名义厚度不明；

4、结构不合理，并且已发现严重缺陷；

5、检验人员对强度有怀疑。

三、腐蚀裕量如何确定？

答：

1、对有腐蚀或磨损的元件，应根据预期的容器寿命和介质对金属材料的腐蚀速率确定腐蚀裕量；

2、容器各元件受到的腐蚀程度不同时，可采用不同的腐蚀裕量；

3、介质为压缩空气、水蒸气或水的碳素钢或低合金钢制容器，腐蚀裕量不小于1mm。

四、根据下述参数，按GB150—1989标准计算内压薄壁筒状容器的计算厚度、设计厚度和名义厚度。

已知条件：

设计压力，设计温度为常温，筒体内直径1500mm，筒体材料16MnR,设计温度下材料的许用应力[σ]t为170MPa，筒体双面焊，

100%射线检测，焊缝系数φ为1，腐蚀裕量为2mm。

解：

根据内压薄壁筒的计算公式

δ=P·Di/2［σ］tφ-P

式中δ为计算公厚度，P为设计厚度，Di为筒体内直径，［σ］t为材料设计温度下的许用应力，φ为焊缝系数。

计算厚度：

将已知条件代入公式得

δ=2×1500/2×1700×1-2＝8.8mm

计算厚度+腐蚀裕量为设计厚度，故设计厚度为

＋2=10.9mm

设计厚度向上圆整至钢板标准规格的厚度12mm为名义厚度。

五、1995年投用的卧式液氨储罐，2000年开罐检查时，用超声波测厚仪测出筒体最小壁厚为11.4mm。

根据下述条件，校核该筒体是否可满足继续使用的要求。

已知条件：

按GB150—1989标准设计，设计压力，最高工作压力，设计温度50℃；容器实测最大内径1200mm；筒体材质，20R，材料设计温度下的许用应力133MPa，筒体名义壁厚12mm；焊接方式：

双面焊，检测比例：

100%射线检测。

解：

根据壁厚校核公式

δ=PDi/2［σ］tφ-P＋C

式中P一般为最高工作压力,但对液化气体为设计压力,Di为容器筒体实测最大内径,［σ］t为材料设计温度下的许用应力,C为到下一个检验周期（设定为5年）两倍的腐蚀量等于1.2mm（因该容器运行5年、减薄0.6mm,每年减薄0.12mm,故C=×5×2=1.2mm）。

代入公式得δ校=×1200/2×133×＋×5×2=10.3mm

校核所需壁厚为10.3mm，而实测最小壁厚为11.4mm.因此,这台液氨储罐可以继续使用。

六、1994年投用的液化石油气球罐，2000年开罐检查时用超声波测厚仪测出的球壳板的最小壁厚为21.4mm，根据下述已知条件，在不考虑附加载荷的条件下，校核该球罐的最高允许工作压力？

已知条件：

按GB12337—1900标准设计，设计压力MPa；最高工作压力；设计温度50℃；容积200m³，球罐实测最大内径7100；球壳板材质16MnR，壁厚22mm，材料设计温度下的许用应力163MPa；焊接方式：

双面焊；检测比例：

100%射线检测。

解：

根据球形储罐的最高允许工作压力的校核公式

Pmax=4［σ］t（δ-C）φ/Di＋（δ-C）

式中［σ］t为设计温度下材料的许用应力，δ为球壳板实测的最小壁厚，C为到下一个检验周期（预定为6年）的两倍腐蚀量等于1.2mm（因该容器运行6年、减薄0.6mm，每年减薄0.1mm，故C=×6×2=1.2mm），Di为球罐实测最大内径，φ为焊缝系数，按GB12337—1990标准φ取1。

代入公式得Pmax=4×163（）×1/7100＋（）=

即该球罐的最高允许工作压力为。

七、1994年投用的卧式空气储罐，2000年开罐检查时用超声波测厚仪测出标准椭圆形封头的最小壁厚为7.6mm。

根据下述已知条件，校核该封头壁厚是否可满足继续使用的要求？

已知条件：

按GB150—1989标准设计，设计压力MPa，最高工作压力；设计温度：

常温；封头材质Q235—A，封头名义厚度8mm；材料设计温度下的许用应力133MPa；储罐实测最大内径为1000mm；焊接方式：

双面焊；检测比例：

20%射线检测。

解：

根据壁厚校核公式

δ校=PwDi/2［σ］tφ＋C

式中Pw为最高工作压力，Di为实测最大内径，［σ］t为材料设计温度下的许用应力，φ为焊缝系数，按GB150—1989标准φ取为到下一个检验周期的两倍腐蚀量等于0.8mm（该容器运行6年、减薄0.4mm，每年减薄0.067mm，故c=×6×2=0.8mm）

代入公式得δ校=×10002×113×5.0mm校核所需壁厚为5mm，而实测最小壁厚为7.6mm。

因此这台空气储罐可以继续使用至下一个检查周期（至2006年）。

八、1985年投用的液化石油气球罐，投用后进行过两次开罐检查（最后一次为1994年），2000年开罐检查时，用超声波测厚仪测量球壳板时，实测的最小壁厚为22mm。

在不考虑附加载荷的条件下，根据下述已知条件校核壁厚是否可满足继续使用的要求？

已知条件：

按JB1127—1982标准设计，设计压力，最高工作压力；设计温度50℃；容积200m³，球罐实测最大内径φ为7100mm；球壳板材质16MnR，名义壁厚24mm,材料设计温度下的许用应力163MPa;焊接方式：

双面焊；检测比例：

100%射线检测。

解：

根据壁厚校核公式

δ校=PDi/4［σ］tφ-Pw＋C

式中P一般为最高工作压力，但对液化气体为原设计压力，Di为球罐实测最大内径，［σ］t为材料设计温度下的许用应力，φ为焊缝系数，按JB1127—1982标准φ取1。

C为到下一个检验周期（设定为6年）的两倍腐蚀量等于1.44mm（该容器每年的减薄量为0.12mm，故C=×6×2=1.44mm）。

代入公式得δ校=×7100/4×163×＋×12=20.76mm

校核所需壁厚为20.76mm，而实测最小壁厚为22.2mm，因此，这台球罐还可使用。

九、1992年投用的卧式空气储罐，1998年开罐检查时测定筒体的最小壁厚为7.2mm，根据下述已知条件，校核该储罐的最高允许工作压力是多少？

已知条件：

按GB150—1989标准设计，设计压力，最高工作压力；设计温度常温；筒体实测最大内径1200mm；筒体材料16MnR；筒体名义壁厚8mm；材料设计温度下的许用应力170MPa；焊接方式为双面焊；100%射线检测。

解：

筒体最高允许工作压力校核公式

Pmax=2［σ］t（δ-C）φ/Di＋（δ-C）

式中［σ］t为16MnR材料设计温度下的许用应力，δ为筒体实测最小壁厚，C为到下一个检验周期（设定为6年）的两倍腐蚀量等于1.6mm（该容器运行6年，减薄0.8mm，每年减薄量为0.133mm，故C=×6×2=1.6mm）。

Di为筒体实测最大内径。

代入公式得Pmax=2×170=MPa

即该储罐的最高允许工作压力为。

第四章、压力容器缺陷及处理

一、什么叫压力容器焊接缺陷？

答：

1、外部缺陷

外部缺陷，存在于焊缝表面，用肉眼或借助于低倍放大镜可直接观察，如焊缝尺寸超标、咬边、焊瘤、表面气孔、表面裂纹、弧坑等。

2、内部缺陷

内部缺隐，

存在于焊缝内部，如气孔、夹渣、未溶合、未焊透、裂纹、层状撕裂等。

二、《检规》对腐蚀的检查与处理如何要求？

对内、外表面的腐蚀情况应作详细的检查测量和记录；对分散的点腐蚀，如同时符合下述条件的，可以不作处理：

（1）腐蚀深度不超过壁厚（扣除腐蚀裕量）的1/5；

（2）在直径为200mm的范围内，点蚀面积不超过40cm2；

（3）在直径为200mm的范围内，沿任一直径的点腐蚀长度之和不超过40mm。

对于均匀性面腐蚀，如按剩余最小壁厚（扣除到下一次检验期腐蚀量的2倍）符合强度要求，可不做处理。

三、简答压力容器制造易出现怎样的结构缺陷？

答：

1、圆筒与壳体纵缝（A类）、环缝（B类）焊接接头对口错边量；

2、焊接接头环向形成棱角；

3、承受内压的容器壳体同一断面上最大直径与最小直径之差；

4、开孔及补强是否按现行标准进行，开孔不当等；

5、应采用全焊透结构的角焊缝或接管角焊缝，而没有采用全焊透结构的主要受压元件。

6、封头与筒体的连接，如果采用单面焊对接结构，而且存在未焊透；

7、焊缝布置不合理：

现行标准对焊缝型式、焊缝间距都有具体规定，但不同时期的规定又不完全一致，如以前允许采用“十”字焊缝，而现行规定是不允许的。

四、压力容器使用过程中常见的缺陷是什么？

答：

是腐蚀和磨损

五、根据金属腐蚀的形式，容器的腐蚀可以分成几类？

各类中又包含什么？

答：

全面腐蚀（均匀腐蚀）和局部腐蚀（非均匀腐蚀）两大类。

后者包括区域腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀及腐蚀疲劳等。

六、腐蚀缺陷的处理方法有哪些？

答：

1、焊补或堆焊部位应略高于母材表面，焊后大磨至母材平齐（衬里焊补或堆焊部位除外，但最后收弧处应打磨），24小时后进行磁粉或着色检测，检查表面、超声波或射线检测检查内部缺陷。

2、带衬里的高压容器碳钢壳体局部腐蚀后，一般不宜进行焊补修理，仅用填充物将腐蚀部位填平。

3、如果局部打磨深度超过衬里层板厚度的20%时，应予以焊补或更换衬里。

一、压力容器制造检验包含哪些内容？

答：

1、设计图样的审查2、原材料的检验3、施工中的检验4、施工中停止点的设立5、制造单位对产品的最终检验6、检验流转卡的提供7、需提供资料及铭牌8、应有比较完整的产品质量检验档案9、压力容器上必须在明显的部位装设铭牌。

二、整体压力容器安装监检包含哪些项目？

答：

设备验收→基础检查→就位检查→内件安装检验→清洗、封闭检验→耐压试验→气密试验→交工验收

三、根据《容规》压力容器定期检验包括哪些，检验期限是多少？

答：

1外部检查：

指专业人员在压力容器运行中的定期在线检查，每年至少一次。

2内外部检验：

指压力容器在停机时的检验，全面检验应由检验机构进行，其期限分为：

安全状况等级为1~2级的，每6年至少一次；

安全状况等级为3级的，每3年至少一次；

安全状况等级为4级的，其检验周期由检验机构定。

3耐压试验：

指压力容器停机时，所进行的超过最高工作压力的液压试验或气压试验。

对固定式压力容器，每两次全面检验期间内，至少进行一次耐压试验，对移动式压力容器，每6年至少进行一次耐压试验。

四、根据《容规》外部检查内容是什么？

答：

1、压力容器的本体、接口部位、焊接接头等的裂纹、过热、变形、泄露等

2、外表面的腐蚀3、保温层破损、脱落、潮湿、跑冷4、检漏孔、信号孔的漏液、漏气、疏通检漏管5、压力容器与相邻管道或构件的异常振动、响声，相互摩擦6、安全附件检查7、支承或支座的损坏，基础下沉、倾斜、开裂，紧固螺栓的完好情况8、排放（疏水、排污）装置9、运行的稳定情况10、安全状况等级为4级的压力容器监控情况

五、根据《容规》内外部检验内容是什么？

答：

检验前资料审查——宏观检查——保温层隔热层衬里检查——壁厚测定——表面缺陷检查——埋藏缺陷检查——材质检查——紧固件检查——强度校核——安全附件检查——气密性检查等

六、压力容器检验的一般程序？

答：

1、准备工作：

审查原始资料——制定检验方案——停机清洗置换——安全防护——清理打磨——查看现场

2、检验工作：

结构和几何尺寸检查——表面缺陷和腐蚀检查——材质检验和壁厚测定——埋藏缺陷检验——耐压试验和气密性试验——安全附件检验——检验结果汇总——缺陷分析和缺陷评定——修理后的检验——结论和报告

七、根据《容规》检验一般要求？

答：

1、外部检查应以外部宏观检查为主，必要时可进行测厚、壁温检查和腐蚀介质含量测定等；

2、内外部检验应以宏观检查、壁厚测定为主，必要时可采用无损探伤等方法

八、压力容器安全状况等级评定依据？

答：

检验结果作为划分安全状况等级的依据，包括以下3个主要检验项目的检验结果：

1、材质检验2、结构检验3、缺陷检验

定级前应先对各分项检验结构划分等级，最后以其中等级最低的一项作为该压力容器的最后等级。

九、压力容器在哪些情况下需强度校核?

答：

1、存在大面积腐蚀2、强度计算资料不全或强度设计参数与实际情况不符3、错边量和棱角度有严重超标4、结构不合理，且已发现严重缺陷5、检验员对强度有怀疑。

十、压力容器焊缝无损探伤包括哪些？

答：

1、射线探伤2、超声波探伤3、表面探伤4、声发射检测等

十一、压力容器壁厚检测一般应检测哪些部位？

答：

1、液位经常波动部位2、易腐蚀、冲蚀部位3、制造成型时壁厚减薄部位和使用中产生的变形部位4、表面缺陷检查时，发现的可以部位。

十二、压力容器上铭牌上至少应载明哪些内容？

答：

产品铭牌上至少应载明：

制造单位名称、制造许可证编号、压力容器类别、制造年月、压力容器名称、产品编号、设计压力、设计温度、最高工作压力、压力容器净重、监检标记。

十三、压力容器按生产工艺过程中的作用原理划分，可以划分为哪四类？

答：

反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器、储存压力容器