压力容器设计必须掌握的知识问答27.doc

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》1— 2 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. 本标准适用的设计温度范围设计温度范围-269 C〜900C，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 GB150.2〜GB150.4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：GB151\GB12337\JB/T4731\JB4710\JB/T4734\JB/T4745\JB/T4755\JB/T47 56\NB/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勺容器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1 — 3《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0.1Mpa2.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 O.IMpa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 O.IMpa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圭寸面2. 压力容器幵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1 — 5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》31.2.3.4.极度危害：＜0.1mg/m; 高度危害：0.1〜＜1.0 mg/m3; 中度危害：1.0〜＜10mg/m;轻度危害：》10mg/m3;1— 6如何确定混合介质的性质?答：应以介质的组成并按毒性程度或易燃介质的划分原则，由设计单位的 工艺设计或使用单位的生产技术部门，决定介质毒性程度或是否属于易燃 介质1 — 7如何划分压力容器的压力等级?答：按压力容器的设计压力（P）分为低压、中压、高压、超高压四个等 级：1.低压：0.1Mpa^ Pv 1.6 Mpa2. 中压：1.60Mpa< Pv 10 Mpa3. 高压：10.0Mpa< Pv 100 Mpa4. 超高压：P> 100 Mpa1— 8压力容器的品种主要划分为哪几种？答：按容器在生产工艺过程中的作用原理，分反应压力容器、换热压力容 器、分离压力容器、储存压力容器。

1. 反应压力容器（代号：R）:主要用于完成介质的物理、 化学反应的压力容器如各种反应器、反应釜、聚合釜、合成塔、变换 炉、煤气发生炉2. 换热压力容器（代号：E）:主要用于完成介质的热量交 换的压力容器，如：各种热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器等3. 分离压力容器（代号：S）:主要用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离的压力容器， 如各种分离器、过滤器、集油器、缓冲器、洗涤器、吸收塔、铜洗器、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等4. 储存压力容器（代号：C）;主要是用于储存或者盛装气 体、液体、液化气体等介质的压力容器，如各种型式的储罐1 — 9《容规》与《条例》及标准有何关系？国务院发布的《特种设备安全监察条例》属行政法规，是我国压力容器安 全监察工作的基本法规，是压力容器安全监察工作的依据和准则 依据《条例》制订的《容规》也属行政法规，是从安全角度，对压力容器安全监督 提出的最基本的要求国家标准、行业标准属民事诉讼范围， 是设计、制造压力容器产品的依据 《容规》是压力容器安全监督和管理的依据 由于安全技术监督的内容同标准的任务、性质、工作进度和角度不同，有些与标准一致，有些可能不 一致，这是正常的，并不矛盾。

二者无大小之分，作为产品的设计和制造 单位，遵守《容规》和执行标准是一致的，二者不协条时宜按高的要求执 行但作为压力容器安全监察部门，只要产品符合《容规》要求即可第二章材料2— 1碳素钢镇静钢 Q235B级、C级的区别是什么？适用范围是什么？主要区别是冲击试验温度不同： Q235B级做常温20CV型冲击试验；Q235C级做OCV型冲击试验适用范围：Q235B钢板：使用温度 20〜300C Q235C钢板：使用温度0〜300C用于容器壳体时，钢板厚度不大于 16m m用于其他受压元件的钢板厚度 Q235B不大于30 mm ，Q235C不大于40 mm.不得用于毒性为 高度、极度危害介质的压力容器容器设计压力 Pv 1.6Mpa,2— 2碳素钢和碳锰钢在高于 425 C温度下长期使用时，应注意什么问题？答：GB150-98规定，碳素钢和碳锰钢在高于 425C温度下长期使用时，应 考虑钢中碳化物的石墨化倾向 因为碳素钢和锰碳钢在上述情况下， 钢中的渗碳体会产生分解，Fe3C_3Fe+C石墨），而这一分解及石墨化最终会 使钢中的珠光体部分或全部消失， 使材料的强度及塑性下降， 而冲击值下降尤甚，钢材明显变脆。

2— 3奥氏体的使用温度高于 525 C，时应注意什么问题？答: GB150-98规定，奥氏体的使用温度高于 525C，钢中含碳量应不小于 0.04%，这是因为奥氏体钢在使用温度 500〜550C时，若含碳量太低，强 度及抗氧化性会显著下降因些一般规定超低碳（C< 0.03%）奥氏体不锈 钢的使用温度范围,18-9型材料用到400C左右,18-12-2型材料用到 450C左右，使用温度超过650C时，国外对于304、316型材料一般要求用 H级，即含碳量要稍高一些， 主要也是考虑耐腐蚀，而且耐热及有热强性2— 4不锈钢复合钢板的的使用温度范围是什么 ？答:不锈钢复合钢板的的使用温度范围是应同时符合基材和复材使用温度范围的规定2— 5压力容器用碳素钢和低合金钢（Q245R和Q345R，当达到何种厚度 时应在正火状态下使用？为什么？1、 用于多层包扎容器的内筒壳体；2、 用于壳体厚度大于36mm其它受压元件（法兰、管板、平盖等）厚度大于50mm的,应在正火状态下使用这主要是考虑国内轧制设备条件限 制，较厚板轧制比小，钢板内部致密度及中心组织质量差；另外对钢板正 火处理可细化晶粒及改善组织， 使钢板有较好的韧性、 塑性及有较好的综合机械性能。

2— 6调质状态、用于多层包扎容器内筒和壳体厚度大于 60mml的碳素钢和低合金钢钢板为何应逐张进行拉伸试验和夏比（ V型）冲击试验？答：低合金钢经调质处理后，屈服点大大提高了，但冲击韧性不够稳定， 为了正确判断综合力学性能，所以要逐张进行拉伸和冲击试验来验证 多层包扎容器内筒是一种承受较高工作压力的设备内筒，其设计压力为 10〜100Mpa同时高压容器还往往承受较高的温度和各种介质的腐蚀，操 作条件苛刻，故高压容器的材料验收、制造、与检验要求都比较高，这样 才能保证高压容器的使用安全★由于浇铸钢锭时形成化学成分不匀或含有杂质 ，则在热轧形后不均匀部分和杂质就顺着金属伸长方向延伸 ，形成所谓“流线”或纤维状组织，这时金属力学性能就表现出各项异性， 即平行于流线方向的力性能要高于垂直于流线方向的力学性能， 尤其塑性和韧性更为突出， 所以制造压力容器钢板标准中取力学性能低的横向作为冲击值标准， 以提高材料安全使用可靠性2—7什么是奥氏体不锈钢的敏化范围？答：奥氏体不锈钢在400〜850C范围内缓慢冷却时，在晶界上有高铬的碳 化物析出，造成邻近部分贫铬，引起晶间腐蚀倾向，这一温度范围 称敏化范围。

2—8何谓固溶热处理？它对奥氏体不锈钢性能有何作用？答：将合金加热至高温单项区恒温保持， 使过剩项充分溶解到回溶体中去后快速冷却，以得到饱和回溶体的工艺称回溶处理 通过固溶处理铬镍不锈钢将高温组织在室温下固定下来， 获得被碳过饱和的奥氏体， 以改善铬镍不锈钢的耐腐蚀性此外还能提高铬镍不锈钢的塑性和韧性2—9目前防止晶间腐蚀的措施大致有几种？1. 固溶化处理2. 降低钢中的含碳量3. 添加稳定碳的元素2— 10什么是应力腐蚀破裂？奥氏体不锈钢在哪些介质中易产生应力体 腐蚀？答：应力腐蚀是金属在应力（拉应力）和腐蚀的共同作用下（并有一定的 温度条件）所引起的破裂应力腐蚀现象较为复杂，当应力不存在时，腐 蚀甚微；当有应力后，金属在腐蚀并不严重的情况下发生破裂，由于破裂 是脆性的，没有明显预兆，容易造成灾难性事故可产生应力腐蚀的金属 材料与环境组合主要有以下几种：1. 碳钢及低合金钢：介质为碱性、硝酸盐溶液、无水液氨、湿硫化氢、 醋酸等2. 奥氏体不锈钢：氯离子、氯化物 +蒸汽、湿硫化氢、碱液等3. 含钼奥氏体不锈钢：碱液、氯化物水溶液、硫酸 +硫酸铜水溶液等4. 黄铜：氨气及溶液、氯化铁、湿二氧化硫等。

5. 钛：含盐酸的甲醇或乙醇、熔融氯化钠等6. 铝：湿硫化氢、含氢硫化氢、海水等2— 11奥氏体不锈钢焊缝能否采用超声波检测，为什么？由于奥氏体不锈钢中存在双晶晶界等显著影响超声波的衰减及传播， 因此目前超声波检测未能在这种不锈钢中得到广泛采用2— 12铝和铝合金用于压力容器受压元件应符合什么要求？1. 设计压力不应大于 16Mpa,设计温度为-269〜200C2. 设计温度大于65C时，一般不选含镁量大于等于 3%f勺铝合金2—13钛和钛合金用于压力容器受压元件应符合什么要求？1. 设计温度：钛和钛合金不应高于 315 C，复合板不应。