压力容器设计必须掌握的知识问答 227页word.docx

1、压力容器设计必须掌握的知识问答 227页word第一章 法规与标准1-1压力容器设计必须哪些主要法规和规程？答：1.特种设备安全监察条例国务院令第373号2.固定式压力容器安全技术监察规程3. TSG R1001-2008 压力容器压力管道设计许可规则4.锅炉压力容器制造监督管理办法质检局 2003.1.15.GB150压力容器6.JB4732钢制压力容器-分析设计标准7.NB/T47003钢制焊接常压容器8.GB151管壳式换热器。12 GB150压力容器的适用和不适用范围是什么？答：适用范围：1.钢制容器设计压力不大于35Mpa。其他金属材料制容器按相应引用标准规定。2. 本标准适用的设计

2、温度范围设计温度范围-269900，钢制容器不得超过按GB150中列入材料的允许使用温度确定。其他金属材料制容器按GB150相应引用标准中列入的材料允许使用温度范围确定。3. 本标准适用的结构形式本标准适用钢制压力容器的结构形式按本部分以及GB150.2GB150.4的相应规定，本标准适用范围内的特定结构容器以及铝、钛、铜、镍及镍合金、锆制容器，其结构形式和适用范围还应满足下述标准的相应要求：GB151GB12337JB/T4731JB4710JB/T4734JB/T4745JB/T4755JB/T4756NB/T47011不适用范围：1. 直接火焰加热的容器。2. 核能装置中存在中子辐射损伤

3、失效风险的容器。3. 诸如泵、压缩机、涡轮机或液压缸等旋转式或往复式机械设备中自成整体或作为组成部件的受压器室。4.设计压力低于0.1Mpa且真空度低于0.02Mpa的容器。 5.移动式压力容器安全监察规程管辖的容器 6.内直径小于150mm的容器。7.搪玻璃容器和制冷空调行业中另有国家标准或行业标准的容器。13 固定式压力容器安全技术监察规程的适用与不适用范围是什么？答：使用范围：（同时具备以下条件）1. 工作压力（PW）大于等于0.1Mpa。2.工作压力与容积的乘积大于或等于2.5Mpa.L；3. 盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于等于标准沸点的液体,(容器内介质为最高工作温

4、度低于其标准沸点的液体时，如果气相空间的容积与工作压力的乘积大于或等于2.5Mpa.L时，也在适用范围)；不适用范围：1. 超高压容器。2.移动式压力容器、气瓶、氧舱。3.非金属材料制造的压力容器。4.锅炉安全技术监察规程适用范围内的余热锅炉。5.正常运行工作压力小于0.1Mpa的压力容器（包括在进料或出料过程中需瞬时承受压力大于等于0.1Mpa的压力容器，6.机器上非独立的承压部件（如压缩机、发电机、泵、柴油机的承压壳或气缸，但不含造纸、纺织机械的烘缸、压缩机的辅助压力容器）。7.可拆卸垫片式板式换热器（包括半焊式板式换热器）、空冷式热交换器、冷却排管。1-4容规和GB150-98对压力容器

5、的范围如何划定？答：容规适用的压力容器，其范围包括压力容器本体和安全附件。压力容器本体界定范围：1. 压力容器与外部管道或者装置焊接连接的第一道环向接头坡口面；法兰连接的第一个法兰密封面；螺纹连接的第一个螺纹螺纹接头端面；专用连接或管件的第一个密封面。2. 压力容器开孔部分的承压盖及其坚固件。3. 非受压元件与受压元件的连接焊缝。15介质的毒性程度如何划分？答：参照HG20660压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类：1. 极度危害：0.1mg/m3;2. 高度危害：0.11.0 mg/m3;3. 中度危害：1.01500mm时，开孔的最大直径d，且d1000mm;2 凸形封头或球壳的开

6、孔最大直径d3 锥形封头的开孔最大直径d，Di为开孔中心处的锥壳内直径。35 等面积补强法与压力面积法有什么异同？压力面积法是西德受压容器规范和西德蒸汽锅炉技术规程中的采用的开孔补强方法，并说明可用于开孔率达0.8的大开孔结构情况下。该计算方法的通式为：式中Ap-为补强范围内的压力作用面积；A-为补强范围内的壳体、接管、补强金属的面积；P-设计压力材料许用应力。该式是以受压面积和承载面积的平衡为基础的。等面积法的含义是：补强壳体的平均强度，用开孔等面积的外加金属来补偿削弱的壳壁强度。它们的基本出发点是一致的。由于有效范围考虑不同，所以引起了整外补强计算的结果。d/2 或 D-壳体中径36 内压

7、容器与外压容器开孔补强的区别?答：由于外压容器失稳时表现为周向弯曲，因此对壳体开孔的补强准则，即与平板相同。为此标准852条对外压容器开孔补强面积仅取05倍的开孔削弱的“稳定面积”，可谓半面积法。其与内压容器的等面积补强正好相差一半。平板受力方式不分内压、外压，都是承受弯曲应力，只不过两者应力方向相反而已。其开孔补强要求是相同的，故可按内压平板进行计算。37 GB150标准对压力容器设计应考虑的载荷有哪些？1 内压、外压或最大压差。2 液柱静压力（当液柱静压力小于设计压力的5%时可忽略不计）。必要时还应考虑以下载荷：1 容器的自重（包括内件和填料）以及正常操作条件下或试验状态下内装介质的重量；

8、2 附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷。3 风载荷、地震载荷及雪载荷。4 支座、底座圈、支耳、及其他型式支承件的反作用力。5 连接管道和其它部件所引起的作用力。6 温度梯度、热膨胀量不同而引起的作用力。7 包括压力急剧波动的冲击载荷。8 冲击反力，如由流体冲击引起的反力等。9 容器在运输或吊装时承受的作用力。38 何种情况下要做气密性试验？如何进行？1 介质毒性程度为极度、高度危害或设计上不允许有微量泄漏的压力容器，必须进行气密性试验。2 气密性试验应在液压试验合格后进行。对设计图样要求作气压试验的压力容器，是否再做气密性试验，应在设计图样上规定。3 压力容器进行气密性试验

9、时，安全附件应安装齐全。4 气密性试验所用的气体应为干燥，洁净的空气、氮气或其它惰性气体。5 气密性试验压力为设计压力。试验压力应缓慢上升，达到归定的压力后保压足够时间，对所有焊缝和连按部位进行泄漏检查，小型容器也可浸入水中检查。如有泄漏，修补后重新进行液压试验和气密性试验。经检查无泄漏即为合格。39 试述第一、三、四强度理论？第一强度理论即最大主应力理论，其当量应力强度S=1。它认为引起材料断裂破坏的因素是最大主应力。亦即不论材料处于何种应力状态，只要最大主应力达到材料单项拉伸时的最大应力值，材料即发生断裂破坏。第三强度理论即最大剪应力理论，其当量应力强度S=1-3，它认为引起材料发生屈服破

10、坏的主要因素是最大剪应力。亦即不论材料处于何种应力状态，只要最大剪应力达到材料屈服时的最大剪应力值，材料即发生屈服破坏。第四强度理论亦称最大变形能理论，其当量应力强度S=（它认为引起材料发生屈服破坏的主要因素是材料的最大变形能。亦即不论材料处于何种应力状态，只要其内部积累的变形能达到材料单向拉伸屈服时的变形能，材料即发生屈服破坏。我国GB150-98标准中计算式主要是以第一强度理论为基础的。我国JB4732钢制压力容器分析设计标准中应力强度计算均采用第三强度理论。310 GB15098钢制压力容器标准中的圆筒公式采用了哪种强度理论？涵义是什么？圆筒计算公式用lame公式，该公式用四种强度理论又

11、派生出四个应力计算公式。GB15098钢制压力容器标准中的圆筒公式是由壳体薄膜理论环向应力表达式演变而来，即平均直径处的薄膜应力公式（中径公式）；这个公式当外径与内径比值K1.5时推演可证明它与lame公式的第一强度理论表达式近似相等。因此，在工程上就将中径公式视为第一强度理论公式，亦可用于厚壁容器（K1.5）时的计算。311 GB150压力容器标准中，内压圆筒强度计算的基本公式和使用范围是什么？基本公式： PcDi =- 2t-Pc适用范围为：Do/Di1.5 或P0.4t312 外压容器破坏形式有哪两种？外压容器的设计压力应包括哪两个方面的内容？外压容器破坏的主要形式有强度破坏和失稳破坏两

12、种。设计应包括强度计算和稳定校核。因失稳往往在强度破坏前发生，所以稳定性计算是外压容器计算中主要考虑的问题。313 GB150对椭圆形封头的有效厚度有何限制?标准椭圆形封头(K=1)的有效厚度应不小于封头内直径的15%,其它椭圆形封头的有效厚度应不小于0.30%.但当确定封头厚度时已考虑了内压下的弹性失稳问题，或是按分析法进行设计者，可不受此限。314 GB150对锥形封头的设计范围有何限制？对其几何形状有何要求？ 对锥形封头只规定适用轴对称的无折边或折边锥形封头，且其锥壳半顶角a60。1 锥壳大端：当锥壳半顶角a30度时可采用无折边结构；当a30度时应采用有折边结构，否则应按应力分析方法进行

13、设计。2 大端折边锥形封头的过渡段转角半径 r应不小于封头大端内径Di的10%,且不小于该过渡段厚度的3倍。3 锥壳小端：当锥壳半顶角a45度时可采用无折边结构；当a45度时应采用折边结构，否则应按应力分析方法进行设计。4 小端折边锥形封头的过渡段转角半径 rs应不小于封头小端内径Dis的5%,且不小于该过渡段厚度的3倍。5 锥壳与圆筒的连接应采用全焊透结构。315 当锥形封头的锥壳半顶角a60时，应如何计算？当锥壳半顶角a60时，锥形封头的厚度可按平盖进行计算。也可以用应力分析（包括有限元）法确定。316 圆形平盖厚度计算公式化是什么？如何推导而来？圆形平盖厚度计算公式是基于假定薄的圆形平板

14、受均布载荷，周边简支或钢性固支连接情况下推导而得的。其计算公式为：317紧缩口封头作用于纵向截面弯曲应力按什么公式校核？ 作用于纵向截面的弯曲应力是此弯曲应力不得大于紧缩口封头所用钢材的施用应力的0.8倍，即 m0.8t这就是GB150-98对紧缩口封头纵向截面上作用的弯曲应力校核公式。318 螺栓法兰联接设计包括哪些内容？1 确定垫片材料、型式及尺寸。2 确定螺栓材料、规格及数量。3 确定法兰材料、密封面型式及结构尺寸。4 进行应力校核（计算中所有尺寸均不包括腐蚀裕量）。319 密封的基本条件是什么？什么叫密封比压？什么是垫片系数？何以要校核垫片宽度？垫片强制密封有两个条件：即预密封条件和操

15、作密封条件。预密封条件的意义是：法兰的密封面不管经过多么精密的加工，从微观来讲，其表面部是凹凸不平的，存在沟槽。这些沟槽可成为密封面泄漏通道。因此必须利用较软的垫片在预紧螺栓力的作用下，使垫片表面嵌入到法兰密封面的凹凸不平处，将沟槽填没，消除上述泄漏通道。在此单位垫片有效密封面积上应有足够的压紧力。此单位面积上的压紧力，称为垫片的密封比压力（单位：Mpa）,用y表示。不同的垫片有不同的比压力。垫片材料越硬，y越高。 操作密封条件的意义是：经预紧达到密封条件的密封面，在内压作用下，由于压力的轴向作用，密封面会产生分离，使垫片与密封面压紧力减小，出现微缝隙，内压介质有可能通过缝隙产生泄漏。为保证其密封性，必须使垫片与密封面间保持足够大的液体阻力，只有当其阻力大于由介质的内外差引起的推动力时，垫片方能密封而不产生泄漏。由于垫片与密封面间的流体阻力与垫片压紧力成正比。为此在垫片与密封面间必须足够大的压紧力，以确保其缝隙足够小，则液体阻力足够的大。使垫片与法兰密封面间保持足够大的阻力使密封面不发生泄漏时，施加于垫片单位有效面积上的压力与其内压力的比值，称为垫片系数，以m表示。不同的垫片由不同的m值，且m随垫片的硬度增大而增大。垫片在螺栓预紧时承受最大的压紧力