【技術(shù)】48個壓力容器常見技術(shù)知識問答,看你會多少個
來源: 新聞中心 發(fā)布時間:2018-04-19 09:24
1壓力容器在選材的時候應(yīng)考慮材料的哪些性能？
壓力容器的選材應(yīng)考慮材料的力學(xué)性能、化學(xué)性能、物理性能和工藝性能。
2壓力容器受壓元件用鋼，應(yīng)當(dāng)采用何種鋼材？
壓力容器受壓元件用鋼，應(yīng)當(dāng)是氧氣轉(zhuǎn)爐或者電爐冶煉的鎮(zhèn)靜鋼。
對標(biāo)準(zhǔn)抗拉強度下限值大于或者的等于540MPa的低合金鋼鋼板和奧氏體—鐵素體不銹鋼鋼板，以及用于設(shè)計溫度低于-20℃的低溫鋼板和低溫鋼鍛件，還應(yīng)當(dāng)采用爐外精練工藝。
3壓力容器用鑄鐵材料的應(yīng)用限制有哪些？
鑄鐵不得用于盛裝毒性程度為極度、高度或者中毒危害介質(zhì)，以及設(shè)計壓力大于或者等于0.15MPa的易爆介質(zhì)壓力容器的受壓元件，也不得用于管殼式余熱鍋爐的受壓元件。
4壓力容器的設(shè)計總圖上，至少應(yīng)當(dāng)注明哪些內(nèi)容？
壓力容器的名稱、類別，設(shè)計、制造所依據(jù)的主要法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)；
工作條件，包括工作壓力、工作溫度、介質(zhì)毒性和爆炸危害程度等；
設(shè)計條件，包括設(shè)計溫度、設(shè)計載荷（包括壓力在內(nèi)的所有應(yīng)當(dāng)考慮的載荷）、介質(zhì)（組分）、腐蝕裕量、焊接接頭系數(shù)、自然條件等，對儲存液化氣體的儲罐應(yīng)當(dāng)注明裝量系數(shù)，對有應(yīng)力腐蝕傾向的儲存容器應(yīng)當(dāng)注明腐蝕介質(zhì)的限定含量；
主要受壓元件材料牌號與標(biāo)準(zhǔn)；
主要特性參數(shù)（如壓力容器的容積、換熱器換熱面積與程數(shù)等）；
壓力容器設(shè)計使用年限（疲勞容器表面循環(huán)次數(shù)）；
特殊制造要求；
熱處理要求；
無損檢測要求；
耐壓試驗和泄露試驗要求；
預(yù)防腐蝕的要求；
安全附件的規(guī)格和訂購特殊要求（工藝系數(shù)已考慮的除外）；
壓力容器銘牌的位置；
包裝、運輸、現(xiàn)場組焊和安裝要求。
5壓力容器檢查孔開設(shè)位置有何要求？
檢查孔的開設(shè)應(yīng)合理、恰當(dāng)，便于觀察或清理內(nèi)部；
手孔應(yīng)開設(shè)在封頭上或封頭附近的筒體上。
6哪些壓力容器可不開設(shè)檢查孔？
符合下列條件之一的：
筒體內(nèi)徑小于等于300mm的壓力容器；
壓力容器上設(shè)有可以拆卸的封頭、蓋板等或其他能夠開關(guān)的蓋子，其封頭、蓋板或蓋子的尺寸不小于所規(guī)定檢查孔的尺寸；
無腐蝕或輕微腐蝕，無需做內(nèi)部檢查和清理的壓力容器；
制冷裝置用壓力容器。
7壓力容器用液面計應(yīng)符合什么要求？
壓力容器用液面計應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并應(yīng)符合下列要求：
應(yīng)根據(jù)壓力容器的戒指、最高工作壓力和溫度正確選用。
在安裝使用前，低、中壓容器用液面計，應(yīng)進(jìn)行1.5倍液面計公稱壓力的液壓試驗；高壓容器的液面計應(yīng)進(jìn)行1.25倍液面計公稱壓力的試驗。
盛裝0℃以下介質(zhì)的壓力容器，應(yīng)選用防霜液面計。
寒冷地區(qū)室外使用的液面計，應(yīng)選用夾套型或保溫型結(jié)構(gòu)的液面計。
用于易燃、毒性程度為極度、高度危害介質(zhì)的液化氣體壓力容器上，應(yīng)有防止泄露的保護(hù)裝置。
要求液面計指示平穩(wěn)的，不應(yīng)采用浮子（標(biāo)）式液面計。
移動式壓力容器不得使用玻璃板式液面計。
8壓力容器筒體板材焊接坡口形式主要有幾種？
壓力容器筒體板材焊接坡口形式主要有單面V形坡口，雙面V形坡口，單面U形坡口、雙面U形坡口、X形坡口等五種。
9壓力容器焊接缺陷主要有幾種？
容器焊接缺陷主要有氣孔、夾渣、裂紋、咬邊、未熔合、錯邊咬邊、變形等七種。
10有的容器板材為什么焊前要預(yù)熱？
容器板材焊前要預(yù)熱是由于容器選用材料的特性決定的，是為了減少焊接產(chǎn)生裂紋、殘余應(yīng)力等焊接缺陷。
11壓力容器為什么不能改變用途？
壓力容器是嚴(yán)格按照國家法律法規(guī)進(jìn)行設(shè)計、制造、使用的設(shè)備，一般情況下不允許改變用途，一旦改變用途將操作溫度、壓力、介質(zhì)等于發(fā)生改變后可能會造成事故。經(jīng)過申報，地方質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局核準(zhǔn)后，方可改造它用。
12對容器不超過80mm，不能檢測的單面焊，如何處理？
對容器直徑不超800的圓筒與封頭的最后一道環(huán)向封閉焊縫，當(dāng)用不帶墊板的單面焊對接接頭，且無法進(jìn)行射線或超聲檢測時，允許不進(jìn)行檢測，但需采用氣體保護(hù)焊打底。
13耐壓試驗包括什么？
液壓試驗、氣壓試驗。氣液組合試驗。
14液壓試驗，對實驗液體有何要求？
試驗液體一般采用水，需要時也可采用不會導(dǎo)致發(fā)生危險的其它液體；試驗時液體的溫度應(yīng)低于其閃點或沸點.
奧氏體不銹鋼制容器用水進(jìn)行液壓試驗后應(yīng)將水漬去除干凈，當(dāng)無法達(dá)到這一要求時，應(yīng)控制水的氯離子含量不超過25mg/L。
碳素鋼Q345R等鋼制容器液壓試驗時，液體溫度不得低于5℃，其他低合金鋼不得低于15℃，如果由于板厚等因素造成材料無延性轉(zhuǎn)變溫度升高。則需相應(yīng)提高試驗液體溫度。
15液壓試驗合格標(biāo)準(zhǔn)？
無滲漏；無可見的變形；試驗過程中無異常的響聲
16何種情況下可進(jìn)行氣壓試驗？
容積體積過大，無法承受水的重量；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，水壓試驗不足以充分檢驗各個部位的試壓要求；由于設(shè)計結(jié)構(gòu)的原因，用水不適合的（如不允許容器內(nèi)殘留試驗液體）；其他難以克服的困難，諸如大型容器供水困難者。
17氣壓試驗和氣液組合壓力試驗合格標(biāo)準(zhǔn)？
氣壓試驗過程中，壓力容器無異常響聲，經(jīng)過肥皂液或者其他檢漏液檢查無漏氣，無可見的變形即為合格；
對于氣液組合壓力試驗，應(yīng)保持容器外壁干燥，經(jīng)檢查無液體泄漏后，再以肥皂液或其他檢漏液檢查無漏氣，無異常聲響，無可見變形。
18內(nèi)壓容器進(jìn)行耐壓試驗的目的包括什么？
考查容器的整體強度、剛度和穩(wěn)定性；檢查焊接接頭的致密性；驗證密封結(jié)構(gòu)的密封性能；消除或降低焊接殘余應(yīng)力、局部不連續(xù)區(qū)的峰值應(yīng)力；對微裂紋產(chǎn)生閉合效應(yīng)，鈍化微裂紋尖端。
19泄露試驗包括什么？何時進(jìn)行？
氣密性試驗以及氨檢漏試驗、鹵素檢漏試驗和氨檢漏試驗等。
介質(zhì)毒性程度為極度、高度危害或者不允許有微量泄露的容器，應(yīng)在耐壓試驗合格后進(jìn)行泄露試驗。
20何種情況下要做氣密性試驗?如何進(jìn)行？
介質(zhì)毒性程度為極度、高度危害或者不允許有微量泄露的容器，應(yīng)在耐壓試驗合格后進(jìn)行泄露試驗。
氣密性試驗應(yīng)在液壓試驗合格后進(jìn)行。對設(shè)計圖樣要求氣壓試驗的壓力容器，是否需要再做氣密性試驗，應(yīng)在設(shè)計圖樣上規(guī)定。
碳素鋼和低合金鋼制壓力容器，其試驗用氣體的溫度不低于5℃。
壓力容器進(jìn)行氣密性試驗時，安全附件應(yīng)安裝齊全。
氣密性試驗所用氣體應(yīng)為干燥、潔凈的空氣，氮氣或其他惰性氣體。
氣密性試驗壓力應(yīng)在圖樣上注明。
試驗壓力應(yīng)緩慢上升，達(dá)到規(guī)定試驗壓力后保壓30分鐘。對所有焊縫和連接部位進(jìn)行泄露檢查，小型容器亦可浸入水中檢查。如有泄漏。修補后重新進(jìn)行液壓試驗和氣密性試驗。經(jīng)檢查無泄漏即為合格。
21常見封頭類型？各種封頭的優(yōu)缺點？
凸形封頭（橢圓形封頭、蝶形封頭、球冠型封頭和半球形封頭）、錐形封頭、平蓋。
從受力情況看，依次為：半球形、橢圓形、碟形、錐形，平蓋最差；
從制造上，平蓋最容易制造，其次為錐形、碟形、橢圓形、半球形；
錐形封頭雖然受力效果不佳，但有利于流體的排料。
22內(nèi)壓圓筒與球殼厚度計算公式中的焊縫接頭系數(shù)指的是何焊縫接頭系數(shù)？
圓筒公式中的焊縫系數(shù)為縱焊縫（即A類焊縫）的焊縫系數(shù)。球殼公式中的焊縫系數(shù)為球殼上各焊縫的最小焊縫系數(shù)，其中包括球殼與圓筒相連接的環(huán)焊縫（即A類焊縫）的焊縫系數(shù)。
23外壓容器破壞形式有哪兩種？外壓容器的設(shè)計應(yīng)包括哪兩個方面的內(nèi)容？
外壓容器破壞主要有強度不足引起的破壞和剛度不足引起的失穩(wěn)破壞兩種；設(shè)計應(yīng)包括強度計算和穩(wěn)定性校核。
因失穩(wěn)往往在強度破壞前發(fā)生，所以穩(wěn)定性計算是外壓容器設(shè)計中主要考慮的問題。
24壓力容器失效形式有哪幾種？
壓力容器因機械載荷或溫度載荷過高而喪失正常工作能力，稱為失效。形式包括：
強度失效：因材料屈服或斷裂引起的；
剛度失效：容器發(fā)生過大彈性變形，導(dǎo)致運輸安裝困難或喪失工作能力；
穩(wěn)定失效：在載荷作用下形狀突然發(fā)生改變導(dǎo)致喪失工作能力；
泄漏失效。
25壓力容器的常規(guī)設(shè)計法與分析設(shè)計法有何主要區(qū)別？
常規(guī)設(shè)計法：是以彈性失效為準(zhǔn)則，以薄膜應(yīng)力為基礎(chǔ)，來計算元件的厚度限定最大應(yīng)力不超過一定的許用值（通常為一倍的許用應(yīng)力）。
對容器中存在的較大的邊緣應(yīng)力等局部應(yīng)力以增強系數(shù)等形式加以體現(xiàn)，并對計及局部應(yīng)力后的最大贏利取與薄膜應(yīng)力相同的強度許用值。
分析設(shè)計法：以塑性失效和彈性失效準(zhǔn)則為基礎(chǔ)，計及容器中的各種應(yīng)力，進(jìn)行準(zhǔn)確計算，并對應(yīng)力加以分類，按照不同應(yīng)力引起的不同破壞形式，分別予以不同的強度限制條件，以此對元件的厚度進(jìn)行計算。
26薄壁容器和厚壁容器如何劃分？
按照厚度t與其中曲率半徑R的比值大小，一般（t/R）MAX≤0.1稱為薄殼，反之為厚殼。對于圓柱殼體若外直徑與內(nèi)直徑的壁紙K=（Do/Di）MAX≤1.1~1.2，則稱為薄壁圓筒。
27受內(nèi)壓的圓筒與球殼，其薄膜應(yīng)力有何異同？
相同：均產(chǎn)生兩向薄膜應(yīng)力，且各處一致。
不同：圓筒中環(huán)向薄膜應(yīng)力為軸向應(yīng)力的兩倍。球殼中的兩向薄膜應(yīng)力相等，其值等于等徑圓筒中的軸向應(yīng)力。為此在直徑和壓力相同時，球殼所需壁厚僅為圓筒一半。
28邊緣應(yīng)力特點？
局部性——邊緣應(yīng)力中以經(jīng)向彎曲應(yīng)力為主，但其作用范圍不大，在經(jīng)向方向上，離開邊緣迅速下降。
自限性——邊緣應(yīng)力是由于滿足相鄰元件的變形協(xié)調(diào)而產(chǎn)生，當(dāng)其應(yīng)力達(dá)到材料的屈服點時，由于材料產(chǎn)生塑性流動，使變形協(xié)調(diào)得到滿足。
一旦變形得到滿足，則材料的塑性流動也就自動中止。為此其應(yīng)力和變形能自動得到限制。
29橢圓形封頭和蝶形風(fēng)頭為何帶直邊段？
避免封頭與圓筒的連接焊縫與邊緣應(yīng)力作用區(qū)重合。
30何謂容器的穩(wěn)定性和臨界壓力？有何特點？
容器在壓應(yīng)力作用下，形狀突然發(fā)生改變而產(chǎn)生癟塌的失效形式成為失去穩(wěn)定，其器壁受力由原先的薄膜應(yīng)力狀態(tài)突變?yōu)閺澢鷳?yīng)力狀態(tài)容器被壓癟時的最小外壓應(yīng)力稱為臨界壓力。
薄壁容器中只要存在壓縮應(yīng)力，就有失穩(wěn)的可能。承受內(nèi)壓的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，因其過渡區(qū)域存在周向薄膜壓縮應(yīng)力，故也有穩(wěn)定性問題，因此會對其最小厚度加以限制。
31容器失穩(wěn)有哪些類型？其特點如何？
分為周向失穩(wěn)和經(jīng)向失穩(wěn)。
周向失穩(wěn)是因容器周向壓縮薄膜應(yīng)力所引起；經(jīng)向失穩(wěn)是由容器軸向壓縮薄膜應(yīng)力造成。
容器周向失穩(wěn)，其橫截面由圓形變成波形，經(jīng)向失穩(wěn)時，橫截面仍為圓形，其經(jīng)線由直線變?yōu)椴ㄐ尉€。
32何謂彈性失穩(wěn)和非彈性失穩(wěn)？用高強度鋼代替低強度剛可否提高容器的彈性穩(wěn)定性？
失穩(wěn)時器壁中的薄膜壓縮應(yīng)力小于材料的比例極限，應(yīng)力與應(yīng)變符合虎克定律時，稱為彈性失穩(wěn)，由于此時失穩(wěn)臨界壓力與材料屈服極限無關(guān)，僅與彈性模數(shù)及泊松比有關(guān)，且各種鋼材的彈性模數(shù)和泊松比差別不大，故以高強度鋼代替低強度剛幾乎無效。
若失穩(wěn)時器壁中的壓縮應(yīng)力大于材料的比例極限，應(yīng)力與應(yīng)變程非常線性關(guān)系，稱為非彈性失穩(wěn)，非彈性失穩(wěn)時的臨界壓力與材料屈服極限有關(guān)，此時可用高強度鋼代替低強度鋼。
33何以外壓凸型風(fēng)頭均按外壓球殼進(jìn)行穩(wěn)定設(shè)計？
橢圓封頭在內(nèi)壓作用下有“趨圓現(xiàn)象”，在外壓作用下有“趨扁現(xiàn)象”，使封頭過渡區(qū)產(chǎn)生周向拉伸薄膜應(yīng)力，而不存在失穩(wěn)問題，但在其“球面部分”則存在壓縮薄膜應(yīng)力，如同外壓球殼，故須以球殼進(jìn)行穩(wěn)定計算。對橢圓封頭則須計算其“球面部分”的當(dāng)量球殼半徑。
34內(nèi)壓作用下熱應(yīng)力如何考慮？消除熱應(yīng)力的措施？
內(nèi)壓內(nèi)加熱：內(nèi)壁應(yīng)力減小，而外壁應(yīng)力增大，應(yīng)力狀態(tài)有可能惡化。當(dāng)△t≤1.1P，可以不考慮熱應(yīng)力的影響。
內(nèi)壓外加熱：內(nèi)壁的綜合應(yīng)力增大，而外壁應(yīng)力減小，應(yīng)力狀態(tài)惡化。必須考慮溫差應(yīng)力。
消除熱應(yīng)力的措施：
控制設(shè)備的加熱和冷卻速度；
控制和減小構(gòu)件的熱變形約束；
設(shè)置膨脹節(jié)；
采用良好的保溫層。
35等面積法和壓力面積法的區(qū)別？
等面積法是基于薄膜應(yīng)力的受力面積的補償而來,而與力平衡無關(guān)。而壓力面積法是基于開孔處的力平衡(以薄膜應(yīng)力計算下保持在許用應(yīng)力之下)。一般來說開孔較大時用壓力面積法所需的面積較大。
36螺栓法蘭連接設(shè)計包括哪些內(nèi)容？
確定墊片材料、形式尺寸；確定螺栓材料、規(guī)格數(shù)量；確定法蘭材料、密封面形式及結(jié)構(gòu)尺寸；進(jìn)行應(yīng)力校核（計算中所有尺寸均不包括腐蝕裕量）。
37什么叫窄面法蘭？什么叫寬面法蘭？
墊片的接觸面位于法蘭螺栓孔包圍的范圍內(nèi)稱窄面法蘭；墊片接觸面分布于螺栓中心圓內(nèi)外兩側(cè)的，稱為寬面法蘭。
38法蘭按其整體性程度分為幾種形式？各有什么特點？
松式法蘭：法蘭未能有效地與容器或接管連成一整體。計算中認(rèn)為容器或接管不與法蘭共同承受法蘭力矩的作用。
整體法蘭：法蘭、法蘭頸部、及容器或接管三者能有效的連接成一整體結(jié)構(gòu)，共同承擔(dān)法蘭力矩的作用。
任意式法蘭：是一些焊接法蘭，其按整體法蘭計算。
39法蘭強度校核時需校核哪些強度條件？
軸向應(yīng)力，環(huán)向應(yīng)力，徑向應(yīng)力，組合應(yīng)力，剪應(yīng)力。
40法蘭連接的合理設(shè)計中，對墊片載荷有什么要求？
為使法蘭承受盡可能小的法蘭力矩，在墊片設(shè)計中應(yīng)盡可能控制較小的墊片載荷。
為此要求，由墊片在預(yù)緊時的壓緊載荷Fa所確定的螺栓載荷Wa與由墊片在操作時的壓緊載荷Fp所確定的螺栓載荷Wp相接近。
41法蘭連接的合理設(shè)計中，對螺栓中心圓直徑的確定有什么確定？
為使法蘭承受盡可能小的法蘭力矩，在螺栓設(shè)計中盡可能控制較小的螺栓中心圓直徑，為此要求法蘭徑向結(jié)構(gòu)要求所確定的螺栓中心圓直徑與由法蘭環(huán)向結(jié)構(gòu)所確定的螺栓中心圓直徑相接近。
42法蘭設(shè)計時，為獲得盡可能緊湊的法蘭設(shè)計結(jié)果，對法蘭的應(yīng)力有什么要求？
應(yīng)使法蘭的三個應(yīng)力盡可能與相應(yīng)的許用應(yīng)力相接近，目的使法蘭應(yīng)力趨滿應(yīng)力狀態(tài)，則可最充分的發(fā)揮材料的強度性能。
43增加法蘭錐頸厚度對法蘭的應(yīng)力是何影響？
增大法蘭錐頸尺寸，使錐頸的旋轉(zhuǎn)剛度增加，則錐頸的承載比例加大，為此錐頸與法蘭環(huán)間的邊界力和邊界力矩增大，也即錐頸端部的邊界力，力矩增大，它會引起軸向彎曲應(yīng)力增大。
但由于錐頸的抗彎截面橫量與錐頸厚度成二次方關(guān)系大大增加，最終造成錐頸軸向彎曲應(yīng)力下降。
邊界力，力矩的增大則使作用于法蘭內(nèi)緣上的徑向彎矩增大，從而導(dǎo)致法蘭環(huán)的徑向彎曲應(yīng)力增加。由于法蘭內(nèi)緣上的徑向彎矩增大，使法蘭環(huán)的支持加大，則偏轉(zhuǎn)減小，故其環(huán)向應(yīng)力減小。
44超壓泄放裝置包括幾種，有何優(yōu)缺點，對于什么樣的壓力容器不適用？
有三種：安全閥，爆破片裝置，安全法與爆破片裝置的組合。
安全閥是一種由進(jìn)口靜壓開啟的自動泄壓閥門，他依靠介質(zhì)自身的壓力排出流體，以防止內(nèi)部壓力超過安全值，當(dāng)內(nèi)部壓力恢復(fù)正常后，閥門自行關(guān)閉，阻止介質(zhì)繼續(xù)排出。
爆破片是一種非重閉式泄壓裝置，由進(jìn)口靜壓使爆破片受壓爆破而泄放介質(zhì)，以防止內(nèi)部壓力超過預(yù)定值。壓力恢復(fù)正常后必須重新裝上新的爆破片。
凡符合下列情況者必須采用爆破片裝置：
容器內(nèi)的介質(zhì)會導(dǎo)致安全閥失靈者；不允許有物料泄漏的容器；容器內(nèi)的壓力增長過快，以致安全閥不能適應(yīng)者；安全閥不能適應(yīng)的其他情況。
對于介質(zhì)在操作過程中可能產(chǎn)生壓力劇增，反應(yīng)速度達(dá)到爆轟時的壓力容器不適用這些超壓泄放裝置。
45低溫壓力容器焊縫檢測有什么特殊要求？
凡按規(guī)定做100%檢查的容器，其T形接頭、對接焊縫，角焊縫，均需做100%磁粉或滲透檢測，與受壓元件相焊的非受壓元件的連接焊縫亦按本條要求檢查。
46什么叫低溫低應(yīng)力工況，低溫地應(yīng)力工況的容器是否按低溫壓力容器考慮？
低溫地應(yīng)力工況系指容器或其受壓元件的設(shè)計溫度雖然低于或等于-20℃，但其環(huán)向應(yīng)力小于或等于鋼材標(biāo)準(zhǔn)常溫屈服強度，且不大于50MPa的工況。
當(dāng)容器或其受壓元件使用在“低溫地應(yīng)力工況”下，若其設(shè)計溫度增加50℃后，高于-20℃，不必遵循低溫壓力容器的規(guī)定。
47焊接試板焊接接頭的力學(xué)性能檢驗有哪幾種？
拉伸，彎曲，沖擊試驗。
48壓力容器及其部件在什么情況下應(yīng)進(jìn)行酸洗和鈍化處理？
