壓力容器換證評(píng)審問題集20130916.docx

壓力容器換證評(píng)審問題集（2015.09.16）1. 高壓U型換熱器殼程介質(zhì)為液體時(shí)且操作壓力較低時(shí)，設(shè)計(jì)壓力的選取問題。2. 高壓容器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1) 筒體為厚壁筒或多層。2) 封頭為球形或平蓋（小直徑）。3) 筒體上下采用法蘭連接，采用筒體端部結(jié)構(gòu)。4) 密封不采用普通墊片，采用金屬墊，密封結(jié)構(gòu)形式多采用自緊式。5) 開孔補(bǔ)強(qiáng)采用整體補(bǔ)強(qiáng)，不采用補(bǔ)強(qiáng)扳結(jié)構(gòu)。小接管采用安放式結(jié)構(gòu)。6) 接管法蘭采用長(zhǎng)頸法蘭、透鏡墊、縮頸雙頭螺柱、厚螺母3. 簡(jiǎn)述厚壁筒應(yīng)力分布情況（內(nèi)壓作用下）1) 環(huán)向應(yīng)力（拉應(yīng)力）：內(nèi)壁最大，外壁最小，內(nèi)外壁應(yīng)力差等于內(nèi)壓力。2) 軸向應(yīng)力（拉應(yīng)力）：沿壁厚均布。3) 徑向應(yīng)力（壓應(yīng)力）：內(nèi)壁最大，外壁等于零，內(nèi)外壁應(yīng)力差等于內(nèi)壓力4. 中徑公式適用于厚壁筒情況中徑公式可適用于1.5，此時(shí)中徑公式計(jì)算的應(yīng)力比按拉美公式計(jì)算的最大環(huán)向應(yīng)力小3.8。5. 平蓋受力比較簡(jiǎn)支板：最大應(yīng)力在中心，徑向、環(huán)向彎曲應(yīng)力相等。固支板：最大應(yīng)力在邊緣，為徑向彎曲應(yīng)力。簡(jiǎn)支板的最大應(yīng)力大于固支板的最大應(yīng)力。6. 換熱器殼程圓筒最小厚度的考慮因素？局部應(yīng)力和裝配檢修。7. 換熱管排列方式及比較？三角形：排管緊湊，管間清理不方便。正方形：管間清理方便，但排管少。8. 折流板的作用？增加殼程介質(zhì)的流速，提高換熱效率。起到支承板的作用。當(dāng)殼程介質(zhì)為兩相并存時(shí)（為蒸汽）弓形折流板缺口必須左右布置，否則會(huì)造成殼程第一塊折流板處形成水封，導(dǎo)致殼程換熱失效。9. U形換熱器、固定管板換熱器管板受力的比較？壓力作用時(shí)，固定管板受力好于U形管板。管殼溫差作用時(shí)，U形管板受力好于固定管板。10. 固定管板管束最大應(yīng)力的發(fā)生部位？固定管板最大應(yīng)力發(fā)生在板邊緣。邊緣管子受力最大。當(dāng)殼程設(shè)置有膨脹節(jié)時(shí)，要具體問題具體分析。11. 制備產(chǎn)品焊接試件的目的是什么，有何意義？12. 焊接殘余應(yīng)力對(duì)容器靜力強(qiáng)度有何影響焊接殘余應(yīng)力本身不影響容器靜力強(qiáng)度。但對(duì)脆性斷裂、應(yīng)力腐蝕和疲勞容器會(huì)產(chǎn)生不良影響，故需消除。13. 何謂應(yīng)力腐蝕？產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的三個(gè)必要條件？應(yīng)力腐蝕是指金屬在拉應(yīng)力和腐蝕性介質(zhì)聯(lián)合作用下產(chǎn)生的腐蝕裂紋，并使得裂紋迅速擴(kuò)散，這種現(xiàn)象稱應(yīng)力腐蝕開裂。 殼體材料存在拉應(yīng)力或焊接殘余應(yīng)力；存在特定的腐蝕性介質(zhì)：氯化物，濕硫化氫，液氨等；材料性能或焊接質(zhì)量有較大缺陷，如硬度，韌性，含碳量及焊接缺陷等。14. 裙座地腳螺栓與法蘭螺栓受力的不同點(diǎn)？這是由于裙座地腳螺栓是用來防止塔傾覆時(shí)承受拉應(yīng)力的，地腳螺栓中心圓上的螺栓力呈線性分布的，受力最大的地腳螺栓位于沿風(fēng)向和地震方向最外端的一個(gè)，而其他位置的地腳螺栓受力依此減小，一旦受力最大的螺栓因過載而屈服的話，其他螺栓承受的載荷將重新分配，而不致使塔器發(fā)生傾斜。但壓力容器用法蘭螺栓是均勻承載的，若其中之一產(chǎn)生屈服就意味著全部螺栓進(jìn)入屈服狀態(tài)，所以法蘭螺栓應(yīng)嚴(yán)格地控制在彈性范圍內(nèi)。15. 壓力容器用鋼標(biāo)準(zhǔn)鋼板標(biāo)準(zhǔn)GB713-2014鍋爐和壓力容器用鋼板；GB3531-2014低溫壓力容器用低合金鋼板； GB19189-2011壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度鋼板； GB24511-2009承壓設(shè)備用不銹鋼鋼板及鋼帶（廢GB4237）； NB/T 47002.1-2009 壓力容器用爆炸焊接復(fù)合板 第1部分不銹鋼-鋼復(fù)合板（廢止JB4733） ；鍛件標(biāo)準(zhǔn) NB/T47008-2010 承壓設(shè)備用碳素鋼和合金鋼鍛件；NB/T47009-2010 低溫承壓設(shè)備用低合金鋼鍛件；NB/T47010-2010承壓設(shè)備用不銹鋼和耐熱鋼鍛件。16. 正火的定義及目的，什么條件下應(yīng)采用正火板？正火的定義：將鋼件加熱到AC3以上3050或更高的溫度，保溫一定的時(shí)間，然后在空氣中冷卻的一種熱處理工藝（AC1與AC3的含義）。 正火的目的：（1）細(xì)化晶粒，提高鋼材韌性和穩(wěn)定鋼材的力學(xué)性能；（2）得到所要求的金相組織（珠光體組織）。下列碳素鋼、低合金鋼應(yīng)在正火狀態(tài)使用： 1) 用于多層包扎容器的內(nèi)筒的Q245R和Q345R； 2) 用于殼體厚度大于36mm的Q245R和Q345R； 3) 用于濕H2S腐蝕環(huán)境的任意厚度的Q245R和Q345R； 4) 用于設(shè)計(jì)溫度低于-20的Q245R和Q345R； 5) 用于其它受壓元件（法蘭、管板、平蓋等）的厚度大于50mm的Q245R和Q345R； 6) 用于球殼板厚度大于30mm的Q245R和Q345R17. 某設(shè)備設(shè)計(jì)要求采用正火板，當(dāng)設(shè)備制造完畢，制造單位發(fā)現(xiàn)沒有用正火板，進(jìn)而對(duì)已經(jīng)制造完成的壓力容器產(chǎn)品進(jìn)行整體正火熱處理予以補(bǔ)救。問：該方法是否可行？為什么？ 答：不可行。 原因如下：1) 正火：將工件加熱到Ac3以上3050，保溫一定時(shí)間后，在空氣中冷卻。（如果在設(shè)計(jì)中忽略了正火板的要求，屬技術(shù)性錯(cuò)誤） 2) 完全退火：將工件加熱到Ac3以上3050，保溫后隨爐冷卻到500以下在空氣中冷卻，以獲得接近平衡組織的熱處理工藝。 3) 正火與完全退火的最大區(qū)別是正火的冷卻速度快。對(duì)設(shè)備進(jìn)行整體正火處理的后果對(duì)材料而言，不是正火而是完全退火；對(duì)設(shè)備而言，容易將設(shè)備燒變形。 4) 正火與熱軋鋼板的差別是多方面的，難以用單一的常溫力學(xué)性能或焊接性能指標(biāo)予以比較和判斷，晶粒度、帶狀組織、網(wǎng)狀碳化物等等均存在差異。18. 有應(yīng)力腐蝕的換熱器，管子與管板的連接宜采取什么方式？應(yīng)采用焊接形式。由于管壁很薄，拘束度小，焊接殘余應(yīng)力較小，故對(duì)應(yīng)力腐蝕影響不大。不宜采用強(qiáng)度焊加貼脹或強(qiáng)度脹接型式，貼脹使得材料發(fā)生塑性變形，造成較大應(yīng)力集中，在應(yīng)力腐蝕環(huán)境下對(duì)管接頭極為不利。19. 當(dāng)要求容器進(jìn)行氣密性試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)如何選取安全閥整定壓力？ 1) “固容規(guī)”4.8.3條：進(jìn)行氣密性試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)將安全附件裝配齊全； 2) “固容規(guī)”3.24條：對(duì)于帶有安全閥、爆破片等超壓泄放裝置的壓力容器，如果設(shè)計(jì)時(shí)提出氣密性試驗(yàn)要求，則設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)給出該壓力容器的最高允許工作壓力；3) “固容規(guī)”3.9.2條：對(duì)于設(shè)計(jì)圖樣中注明最高允許工作壓力的壓力容器，允許超壓泄放裝置的動(dòng)作壓力不高于該壓力容器的最高允許工作壓力；4) GB150.1附錄B.4.7 b)條：取容器的設(shè)計(jì)壓力等于或稍大于整定壓力。即整定壓力等于或小于設(shè)計(jì)壓力。（GB 150.1150.4-2011壓力容器問題解答及算例中語以最高允許工作壓力確定） 5) 氣密性試驗(yàn)壓力等于設(shè)計(jì)壓力（“固容規(guī)”和GB150的規(guī)定）；6) 滿足上述要求時(shí)，超壓泄放裝置的動(dòng)作壓力的設(shè)定應(yīng)高于設(shè)計(jì)壓力低于最高允許工作壓力（固容規(guī)標(biāo)準(zhǔn)釋義）。即，設(shè)計(jì)壓力整定壓力最高允許工作壓力。（動(dòng)作壓力=整定壓力） 7) 所有受壓元件包括開孔補(bǔ)強(qiáng)、法蘭、開孔法蘭蓋等計(jì)算時(shí)的計(jì)算壓力Pc應(yīng)以最大允許工作壓力帶入進(jìn)行計(jì)算。20. 殼程為蒸汽和冷凝液兩相介質(zhì)時(shí)，臥式換熱器的折流板應(yīng)如何布置？21. 鋼板沖擊試驗(yàn)的試樣為什么要求橫向取樣？ 鋼板沖擊試驗(yàn)的試樣一般均取橫向。這是由于，鋼錠澆鑄時(shí)會(huì)形成偏析或含有雜質(zhì)，在鋼板軋制的過程中，這些不均勻部分和雜質(zhì)會(huì)順著金屬延伸方向形成纖維帶狀組織，從而使鋼板平行于纖維狀組織方向（縱向）的機(jī)械性能高于垂直方向（橫向），尤其韌性和塑性指標(biāo)更為突出。為提高材料的安全使用及壓力容器的可靠性，GB150規(guī)定低溫沖擊試驗(yàn)要取橫向。22. 半球形封頭與筒體的連接（1） 中線對(duì)齊原則；如果由于結(jié)構(gòu)原因不能滿足中線對(duì)齊，但必須符合 GB150 附錄D.2.2的1/2（筒體封頭）規(guī)定，并要考慮對(duì)口錯(cuò)邊量；（2） 筒體削薄處應(yīng)被半球形封頭的內(nèi)外徑延伸線覆蓋；（3） 削弱的筒體部分必須包含在半球形封頭延伸線以內(nèi)。23. GB150.1中的4.6.2.2注3“t不應(yīng)低于材料受抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度控制的許用應(yīng)力最小值”如何理解？（1） 如Cr-Mo鋼制壓力容器，設(shè)計(jì)溫度480時(shí)，水壓試驗(yàn)時(shí)的/t中的 =常溫許用應(yīng)力； t =475時(shí)的許用應(yīng)力。（2） 典型案例 “氣化爐”“變換爐”等設(shè)計(jì)溫度較高時(shí)水壓試驗(yàn)壓力的確定。24. Q345R厚板制壓力容器技術(shù)要求（1） 厚度60mm，應(yīng)每張熱處理鋼板進(jìn)行拉伸和V型缺口沖擊試驗(yàn)；增加一組在鋼板厚度1/2處取樣；三個(gè)試樣20沖擊試驗(yàn)Kv2平均值不低于41J，允許一個(gè)不低于29J；（2） 厚度36mm，應(yīng)逐張進(jìn)行超聲檢測(cè)，質(zhì)量等級(jí)不低于II級(jí)；（3） 厚度36mm，鋼板應(yīng)以正火狀態(tài)下使用。25. 焊接應(yīng)力產(chǎn)生的原因、特點(diǎn)及危害是什么?產(chǎn)生原因：焊接過程的不均勻溫度場(chǎng)以及由它引起的局部塑性變形和比容（單位質(zhì)量的物質(zhì)所占有的容積稱為比容）不同的組織是產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形的根本原因。焊接應(yīng)力的特點(diǎn)：1) 對(duì)靜力強(qiáng)度無影響；2) 焊接應(yīng)力由焊接過程中的變形協(xié)調(diào)而產(chǎn)生，屬二次應(yīng)力，多次加載會(huì)破壞。3) 量值高可能大于等于屈服極限；一直存在；有“自限性”；測(cè)量困難。4) 焊接應(yīng)力危害：對(duì)容器的主要危害其一為應(yīng)力腐蝕，只要有焊接應(yīng)力存在，在適當(dāng)環(huán)境下，不管設(shè)備是否處于使用狀態(tài)均可能發(fā)生應(yīng)力腐蝕；其二疲勞容器多次加載焊接接頭處的破壞（因此有些設(shè)計(jì)單位建議對(duì)疲勞容器應(yīng)要求進(jìn)行焊后消除殘余應(yīng)力的熱處理）。綜上所述，焊接殘余應(yīng)力本身不影響容器靜力強(qiáng)度；但對(duì)脆性斷裂、應(yīng)力腐蝕和疲勞容器會(huì)產(chǎn)生不良影響，故在一定條件下需要消除。26. 奧氏體不銹鋼通常為什么不進(jìn)行焊后消除應(yīng)力的熱處理？如果要求進(jìn)行熱處理應(yīng)進(jìn)行什么樣的熱處理？1) 奧氏體不銹鋼材料焊接時(shí)均采用小規(guī)范、小電流進(jìn)行焊接，焊接時(shí)溫度場(chǎng)產(chǎn)生的拘束度較小，焊接應(yīng)力也較小，因此通常奧氏體不銹鋼制容器不進(jìn)行焊后消除應(yīng)力熱處理；2) 焊后熱處理溫度一般在奧氏體不銹鋼敏化溫度（450800）區(qū)間內(nèi)，如果進(jìn)行熱處理會(huì)破壞奧氏體不銹鋼金相組織及其性能；3) 如果冷變形率超過規(guī)定值或其它原因需要進(jìn)行熱處理時(shí)，應(yīng)進(jìn)行固溶處理。27. 是否進(jìn)行焊后熱處理需要考慮哪些因素？1) 材料；2) 厚度（包括焊接接頭厚度）；3) 預(yù)熱溫度；4) 設(shè)計(jì)溫度（負(fù)溫時(shí)）；5) 介質(zhì)毒性；6) 是否存在應(yīng)力腐蝕傾向；7) 結(jié)構(gòu)原因，如碳素鋼、低合金鋼制換熱器的多管程管箱或側(cè)向開孔大于三分之一管箱內(nèi)徑時(shí)的管箱。28. 橢圓封頭在內(nèi)壓作用下，其厚度設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮哪兩個(gè)方面的問題？如何體現(xiàn)？橢圓封頭在內(nèi)壓作用下，其厚度設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮強(qiáng)度和周向穩(wěn)定兩方面的問題，具體體現(xiàn)為：1) 強(qiáng)度：按KPcDi/(2t-0.5Pc)進(jìn)行厚度計(jì)算，再加厚度附加量；2) 穩(wěn)定性：當(dāng)Di/2h2（K1）時(shí)，橢圓封頭的有效厚度應(yīng)不小于封頭內(nèi)直徑的0.15；當(dāng)Di/2h2（K1）時(shí)，其有效厚度不小于封頭內(nèi)直徑的0.30。但當(dāng)確定封頭厚度時(shí)已考慮了內(nèi)壓下的彈性失穩(wěn)問題，可不受此限制。29. 等面積補(bǔ)強(qiáng)法為什么不適用于大開孔，應(yīng)如何處理？等面積補(bǔ)強(qiáng)法是以受兩向拉伸的大平板開小孔作為計(jì)算模型的。對(duì)于大開孔，其開孔邊緣不僅有很大的薄膜應(yīng)力，而且還會(huì)產(chǎn)生很高的彎曲應(yīng)力，故等面積法不適用。大開孔應(yīng)采用應(yīng)力分析法，試驗(yàn)驗(yàn)證方法及對(duì)比經(jīng)驗(yàn)法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。圓筒徑向開大孔時(shí)，按GB150.3 第6.6節(jié)進(jìn)行分析計(jì)算。30. GB151管殼式換熱器殼程圓筒的最小壁厚，由哪些因素決定？1) 保證足夠的剛性：以便于管板、管束的安裝及拆卸；2) 須承受較大局部應(yīng)力：如管束重量對(duì)殼體產(chǎn)生的局部應(yīng)力，或重迭換熱器的鞍座、接管對(duì)殼體產(chǎn)生的局部應(yīng)力等。31. 在什么情況下要用有效厚度進(jìn)行容器計(jì)算？需要確定壓力容器的最大允許工作壓力時(shí)，應(yīng)按有效厚度分別計(jì)算出各受壓元件允許的最大允許工作壓力后取最小值。32. 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）？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。33. 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？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。34. 試對(duì)壓力容器各受壓元件上決定元件計(jì)算厚度的應(yīng)力進(jìn)行分析，分別說明它們?cè)谠兴诘牟课?，?yīng)力的方向，成分類別及控制值。應(yīng)力元件所在部位方向成分控制值 整體過渡區(qū)邊緣中心縱向環(huán)向徑向薄膜彎曲膜+彎1.01.11.53.0圓筒球形封頭錐形封頭（無折邊）標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭可拆平蓋錐形封頭大端加強(qiáng)段小段加強(qiáng)段球冠形封頭35. 在什么情況下固定管板式換熱器須設(shè)膨脹節(jié)？在管板設(shè)計(jì)計(jì)算中，下述三個(gè)應(yīng)力任何一個(gè)不能滿足強(qiáng)度條件時(shí)就應(yīng)設(shè)置膨脹節(jié)：1) 殼體軸向應(yīng)力；2) 換熱管軸向應(yīng)力；3) 換熱管與管板連接的拉脫力。當(dāng)上述三項(xiàng)應(yīng)力過大時(shí)，可采用設(shè)置膨脹節(jié)的方法，降低管板的厚度。36. 外壓容器的耐壓試驗(yàn)壓力計(jì)算時(shí)為什么不考慮溫度修正系數(shù)（/t）？外壓容器在外壓作用下，器壁承受的壓縮應(yīng)力可以使存在的擴(kuò)展性缺陷趨于閉合，而以內(nèi)壓進(jìn)行耐壓試驗(yàn)的目的是發(fā)現(xiàn)穿透性缺陷、潛在的擴(kuò)展性缺陷和驗(yàn)證連接密封面的可靠性。因此沒有必要考慮溫度修正系數(shù)（/t）。37. 對(duì)應(yīng)于各種失效模式下的安全系數(shù)是什么？1) 對(duì)于以韌性斷裂為代表的強(qiáng)度失效，其安全系數(shù)取為1.5。2) 對(duì)于以低溫脆斷為代表的脆性斷裂失效，其安全系數(shù)除鋁和鋁合金、銅和銅合金取3.0外，其余材料均取2.7。3) 對(duì)于以法蘭接頭泄漏為代表的接頭泄漏失效，其安全系數(shù)為碳素鋼按螺栓大小分別取2.7和2.5；低合金鋼、馬氏體高合金鋼按螺栓大小分別取3.5、3.0和2.7；奧氏體高合金鋼按螺栓大小分別取1.6和1.5。4) 對(duì)于以高溫材料性能退化為代表的高溫蠕變失效，其安全系數(shù)取為1.5。5) 對(duì)于以結(jié)構(gòu)失穩(wěn)為代表的彈性和塑性失穩(wěn)失效，其安全系數(shù)為對(duì)于外壓圓筒和錐殼取3.0，對(duì)外壓球殼和橢圓形、碟形封頭取15.0。6) 對(duì)于以疲勞為代表的疲勞失效，其安全系數(shù)為對(duì)于除螺栓以外的材料的總體疲勞壽命的安全系數(shù)為20.0，對(duì)于交變應(yīng)力幅的安全系數(shù)為2.0；對(duì)于螺栓材料的總體疲勞壽命安全系數(shù)為5.7，對(duì)于交變應(yīng)力幅的安全系數(shù)為1.5。38. 關(guān)于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告的編制問題風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告編制目的：規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告的編制內(nèi)容：只有原則，沒有定式，針對(duì)性要強(qiáng)。1) 設(shè)備名稱、位號(hào)、圖號(hào)、類別、安裝方式、設(shè)備使用地；2) 設(shè)計(jì)及操作參數(shù)（設(shè)計(jì)壓力、溫度，操作壓力