过程装备设计习题库第四章压力容器设计习题.doc

第四章压力容器设计习题单选题4.密1封平垫密封属于：（）强制密封自紧式密封半自紧式密封以上三种都不是4.设2计准则同一承载能力下，仅受内压作用的圆筒按哪种计算方法计算的壁厚最薄（：）中径公式最大拉应力准则形状改变比能准则最大切应力准则4以压3力容器失效形式下列有关压力容器失效形式的叙述，正确的是：（）韧性断裂是在容器整体应力水平较高状态下发生的，因而比脆性断裂更具危害性脆性断裂属于疲劳断裂只有在交变载荷的作用下，才可能发生疲劳断裂蠕变断裂按断裂前的应力来划分，具有韧性断裂的特征4以设4计准则下列有关压力容器失效判据与设计准则的叙述，错误的是（：）失效判据是判别压力容器失效状态的依据失效判据是基于力学分析结果与简单实验测量结果相比较得出的失效判据不能直接用于压力容器设计计算为考虑压力容器制造过程中很多不确定因素，引入焊接接头系数得到与失效判据相对应的设计准则4以设5计准则在按弹性失效设计准则进行内压厚壁圆筒设计时，采用不同的强度理论会得到不同的结果，下列叙述错误的是：（）按形状改变比能屈服失效判据计算出的内壁初始屈服压力和实测值最为接近在厚度较大即压力较高时各种设计准则差别不大在同一承载能力下，中径公式算出的厚度最薄。

在同一承载能力下，最大切应力准则算出的厚度最厚4.圆6筒设计下列有关圆筒设计的叙述，正确的是：（）中径公式的适用范围仅限于薄壁圆筒即时对单层厚壁圆筒常采用塑性失效设计准则或爆破失效设计准则设计在厚壁圆筒的设计过程中，一般都考虑预应力的影响常规设计中需对圆筒的热应力进行校核计算4.设7计技术参数下列有关压力容器设计技术参数的叙述，正确的是（：）设计压力不得低于最高工作压力最高工作压力不包括液柱静压力设计压力引入安全系数后得到计算压力设计温度不得低于元件金属可能达到的最高温度只要容器成形后厚度满足大于计算厚度就能满足设计要求4.焊8接接头系数下列有关焊接接头系数和材料设计系数的表述错误的是（：）为弥补焊缝对容器整体强度的消弱，在强度计算中需引入焊接接头系数焊接接头系数的大小主要与焊接接头形式和焊缝无损检测的要求及长度比例有关料设计系数是为了保证受压元件强度有足够的安全储备量抗拉强度安全系数一般小于屈服强度安全系数，我国目前前者取，后者取4.密9封装置下列有关压力容器密封装置的叙述错误的是：（）螺栓法兰连接结构是一种可拆密封结构，由法兰、螺栓和垫片组成根据获得密封比压力的不同，密封可分为强制式密封和自紧式密封，高压容器尽可能采用自紧式密封。

垫片密封基本宽度与压紧面的形状无关，取垫片的实际宽度形成初始密封条件时垫片单位面积上所受的最小压紧力，称为垫片比压力”4，开1孔1补强下列有关开孔补强设计的叙述正确的是：（）补强圈补强主要用于高压容器整锻件适合用于大直径开孔补强开孔补强设计准则是基于弹性失效设计准则的等体积补强法所有的压力容器开孔必须设计补强结构多选题4.分1析设计下列说法中，正确的有：（）相同大小的应力对压力容器失效的危害程度不一定相同设计寿命为年、操作周期为小时的压力容器应按分析设计标准设计校核一次加二次应力强度的目的是防止压力容器发生过度弹性变形压缩应力不需要进行应力分类限制4.压2力容器失效压力容器失效的最终表现形式均为：（）泄漏过度变形断裂腐蚀4.高3压密封高压密封的特点有（）一般采用金属密封元件应增大密封元件和密封面的接触面积尽可能采用自紧或半自紧式密封尽可能采用强制式密封4.封4头椭圆形封头是目前中、低压容器中应用较多的封头之一，下列关于椭圆形封头说法正确的有（：）封头的椭圆部分经线曲率变化平滑连续，应力分布比较均匀封头深度较半球形封头小的多，易于冲压成型椭圆形封头常用在高压容器上直边段的作用是避免封头和圆筒的连接处出现经向曲率半径突变，以改善焊缝的受力状况。

4.设5计参数下列说法正确的是：（）影响焊接接头系数的因素主要为焊接接头形式和无损检测的要求及长度比例压力容器的设计压力不得小于安全阀的开启压力设计温度是指容器在正常情况下，设定元件的表面最大温度确定外压计算长度时，对于椭圆形封头，应计入直边段及封头曲面深度的三分之一4.补6强压力容器接管补强结构通常采用局部补强结构，主要有（：）补强圈补强厚壁接管补强整锻件补强增加壳体壁厚补强4.应7力分类关于压力容器应力中二次应力说法错误的是：（）二次应力是指平衡外加机械载荷所必需的应力二次应力可分为总体薄膜应力、弯曲应力、局部薄膜应力二次应力是指由相邻部件的约束或结构的自身约束所引起的正应力或切应力二次应力是局部结构不连续性和局部热应力的影响而叠加道一次应力之上的应力增量4.交8变载荷以下载荷属于交变载荷的有：（）压力波动开车停车加热或冷却时温度变化引起的热应力变化振动或容器接管引起的附加载荷4.设9计准则下列有关压力容器设计准则的叙述，正确的有：（）弹性失效设计准则以容器整个危险面屈服作为实效状态弹塑性失效设计准则认为只要载荷变化范围达到安定载荷，容器就失效弹性失效设计准则较塑性失效设计准则更保守。

爆破失效设计准则认为压力达到全屈服压力时容器失效4.1加0强圈为提高外压圆筒稳定性，需设置加强圈，下列有关加强圈的设计，正确的有：（）加强圈的最小间距应小于失稳临界长度在设计过程中，有可能通过增加加强圈的数量使圆筒厚度减薄加强圈与圆筒的连接可采用连续的或间断地焊接加强圈不可设置在筒体内部4.封1头1压力容器封头较多，下列叙述正确的有：（）凸形封头包括半球形封头、椭圆形封头、碟形封头、球冠形封头和锥壳由筒体与封头连接处的不连续效应产生的应力增强影响以应力增强系数的形式引入厚度计算式半球形封头受力均匀，因其形状高度对称，整体冲压简单椭圆形封头主要用于中、低压容器4.高1压2密封下列属于提高高压密封性能的措施有：（）改善密封接触表面改进垫片结构采用焊接密封元件增加预紧螺栓数量4.安1全3阀安全阀的优点包括：（）完全密封多次使用泄压反应快只排出高于规定压力的部分压力4.支1座4在立式容器支座中，中小型直立容器常采用（）高大的塔设备则广泛采用（），大型卧式储存采用（）耳式支座裙式支座鞍式支座腿式支座韧1性5断裂韧性断裂的原因包括：（）厚度过薄材料缺陷内压过高材料脆性判断题—VT承受均布周向外压力的圆筒，只要设置加强圈均可提高其临界压力。

7二次应力是指由相邻部件的约束或结构的自身约束所引起的正应力或切应力有效厚度为名义厚度减去钢材负偏差确定外压计算长度时，对于椭圆形封头，应计入直边段及封头曲面深度的三分之一咬边不仅会减少母材的承载面积，还会产生应力集中，危害较为严重，较深时应予消除由于韧性断裂时容器的实际应力值往往很低，爆破片、安全阀等安全附件不会动作，其后果要比脆性断裂严重得多检查孔是为了检查压力容器在使用过程中是否有裂纹变形、腐蚀等缺陷产生所以所有壳体上必须开设检查孔爆破片的工作原理相当于用局部破坏换取整体安全相比安全阀来说，通常使用的环境更为恶劣刚度失效是指由于构件过度的塑性变形而引起的失效失效判据可以直接用于压力容器的设计计算爆破失效设计准则以整个危险截面屈服作为失效状态影响焊接接头系数的因素较多，主要与焊接接头形式和焊缝无损检测的要求和长度比例有关加工时压紧界面上凹凸不平的间隙以及压紧力不足是造成界面泄露的直接原因非金属垫片的密封比压一般大于金属垫片的密封比压4.失为5了均匀压紧垫片，应保证压紧面的平面度和法兰中心轴线的垂直度4.失凹6凸压紧面安装时易于对中，还能有效防止垫片被挤压出压紧面，适用与管法兰和容器法兰。

4.失安7全泄放装置的额定泄放量可以小于容器的安全泄放量4.失影8响疲劳寿命的因素仅有材料本身的抗疲劳性能以及交变载荷作用下的应力幅4.当失开9孔直径超过标准允许的开孔范围时，对于内压容器，不能采用等面积补强法进行计算4.2容0器和管道的相同的公称直径表示它们的直径相同计算题4.1内压容器筒体厚度一内压容器，设计（计算）压力为0.85MPa,设计温度为50°C；圆筒内径Di=1200mm,对接焊缝采用双面全熔透焊接接头，并进行局部无损检测；工作介质无毒性，非易燃，但对碳素钢、低合金钢有轻微腐蚀，腐蚀速率O.lmm/a设计寿命=20年试在235、235、16MnR三种材料中选用两种作为筒体材料，并分别计算筒体厚度4.2筒形储存一顶部装有安全阀的卧式圆筒形储存容器，两端采用标准椭圆形封头，没有保冷措施；内装混合液化石油气，经测试其在50C时的最大饱和蒸气压小于1.62MPa（即50C时丙烷的饱和蒸气压）；筒体内径Di=2600mm，筒长L=8000mm材料为16MnR，腐蚀裕量C2=2mm，焊接接头系数©=1.0装量系数为0.试确定（1）各设计参数；（2）该容器属第几类压力容器（；3）筒体和封头的厚度（不考虑支座的影响；（4）水压试验时的压力，并进行应力校核。

4.3封头形式今欲设计一台乙烯精榴塔已知该塔内径Di=600mm，厚度n=mm材料选用16MnR，计算压力p=2.2MPa工作温度=宓0C试分别采用半球形、椭圆形、碟形和平盖作为封头计算其厚度，并将各种形式封头的计算结果进行分析比较，最后确定该塔的封头形式与尺寸4.4筒体的厚度一多层包扎式氨合成塔，内径Di=800mm，设计压力为31.4MPa，工作温度小于200C，内筒材料为16MnR，层板材料为16MnRC,取C2=1.0mm，试确定筒体的厚度4.5容器下图所示为一立式夹套反应容器，两端均采用椭圆形封头反应器筒体内反应液的最高工作压力Pw=3.0MPa，工作温度Tw=50C，反应液密度P=1000kg/m3，顶部设有爆破片，筒体内径Di=1000mm，筒体长度L=4000mm，材料为16MnR，腐蚀裕量C2=2mm，对接焊缝采用双面全熔透焊接接头，且进行100%无损检测；夹套内为冷冻水，温度10C，最高压力0.4MPa，夹套筒体内径Di=1100mm，腐蚀裕量C2=1mm，焊接接头系数©=0.85试进行如下设计：（1）确定各设计参数；（2）计算并确定为保证足够的强度和稳定性，内筒和夹套的厚度确定水压试验压力，并校核在水压试验时，各壳体的强度和稳定性是否满足要求。

IM4.6补强圆筒形容器有一受内压圆筒形容器，两端为椭圆形封头，内径Di=1000mm,设计（计算）压力为2.5MPa，设计温度300°C,材料为16MnR，厚度Sn=14mm,腐蚀裕量C2=2mm，焊接接头系数©=0.85；在筒体和封头上焊有三个接管（方位见题图），材料均为20号无缝钢管，接管a规格为©89X6.0，接管b规格为©219X8，接管c规格为©159X6，试问上述开孔结构是否需要补强?高压容器，强度理论在化学石油工业中一般遇到的高压容器，其径比大多小于我国钢制石油化工压力容器设计规定中f推荐中径公式作为高压容器内壁相当应力的计算式，同时规定安全系数为，试利用第四强度理论说明此种规定的合理性塔,厚度I一穿流式泡沫塔其内径为，塔板上最大液层为（液体密度为），塔板厚度为，材料为低碳钢（二，=）o周边支承可。