2008年陕西省设计审核人员培训考核试题答案

2008 年陕西省设计审核人员培训考核试题（卷） 2008 年陕西省设计审核人员培训考核试题（卷） 单位：单位： 姓名：姓名： 分数：分数： 一：判断题（30 题，每题 1 分，共 30 分，正确的打，错误的打 X）一：判断题（30 题，每题 1 分，共 30 分，正确的打，错误的打 X） 1. 压力容器受压元件所用钢材只需材料的力学性能和化学成分相同，就可以批准代用。 （）（） 2. 计算厚度系指按有关公式计算得出的厚度，需要时尚应计入其他载荷所需厚度。 （）（） 3. 确定压力容器试验压力时，如容器各受压元件（如圆筒、封头、法兰等）所用材料不同时，应取各元 件材料/ t比值中的最大者。 （） （） 4. 根据焊接接头系数的高低，可推定无损检测的比例、长度和焊接接头的型式。 （）（） 5. GB151 规定符合附录 C 的奥氏体不锈钢焊接钢管不得用于介质毒性程度为高度危害的换热器。 （）（） 6. 奥氏体不锈钢制压力容器，其 A、B 类焊接接头可以用射线或超声波检测；C、D 类焊接接头可用磁粉 或渗透方法进行检测。 （）（） 7. 当补强材料许用应力大于壳体材料许用应力时，则在计算补强面积时所需的补强面积可以减少。 （）（） 8. 盛装介质毒性程度为极度、高度危害的压力容器用钢板，应逐张进行超声检测。 （）（） 9. 采用强度胀接时，换热管材料的硬度一般须低于管板材料的硬度值。 （）（） 10. 外压容器的破坏主要有强度不足引起的破坏和失稳现象，但经常只计算外压容器的稳定性。 （）（） 11. 壳体厚度大于 25mm 的低温压力容器，其支承与壳体相连的焊缝应进行 100%磁粉或渗透检测。 （）（） 12. GB 151 中管箱和外头盖短节的长度可以不遵循 GB 150 中 300mm 的最小拼接筒节长度的限制。 （）（） 13. 管子与管板连接采用胀接方法时，其胀接原理是管子与管板同时产生塑性变形而达到了密封和满足胀 接强度。 （）（） 14. GB150 中规定：对冷成形和中温成形的碳素钢和 16MnR 钢制压力容器的圆筒，当厚度s3Di 时， 应作热处理。 （）（） 15. 钢板厚度大于等于 16mm 的碳素钢和低合金钢制低温容器或元件应进行焊后热处理。 （）（） 16. 卧式容器的支座应尽量使支座中心到封头切线的距离 A 不大于 0.5Ra，当无法满足 A 不大于 0.5Ra 时， A 值不宜大于 0.2L。 （）（） 17. 铬镍奥氏体钢制低温容器可不遵循 GB150 附录 C 的规定。 （）（） 18. JB/T4700-2000 规定长颈法兰的工作压力大于或等于 0.8 倍标准规定的最大允许工作压力时，法兰与 圆筒的对接焊缝必须进行 100射线或超声检测，检测方法按 JB/T4730。 （）（） 19. 容规规定盛装液化石油气的压力容器用碳素钢和低合金钢板必须进行超声检测。 （）（） 20. 碳素钢和低合金钢制压力容器液压时的液体温度不得低于 5。 （）（） Page 1 of 7 Page 2 of 7 21. 容器最大允许工作压力系指在设计温度下，容器顶部所允许承受的最大表压力，该压力是根据容器各 承压元件的有效厚度代入相应的强度设计公式所得，且取其中的最大值。 （）（） 22. 设计压力为 1.0MPa；设计温度 85；介质为清水的压力容器应划为一类容器。 （）（） 23. 某夹套容器，内容器操作条件为真空，夹套内为 0.25MPa 加热蒸汽，现设定内容器设计压力为-0.4MPa （外压） ；夹套设计压力为 0.3MPa。 （）（） 24. 强度焊适用于换热器承受振动或疲劳的场合。 （）（） 25. 带外加热盘管（半圆管(R100)，P=0.8MPa，V=0.03m 3）的真空容器（Dg=2500,L=2900）不接受容规 监察。 （）（） 26. 圆筒在鞍座水平面上有加强圈时，其最大剪应力在靠近鞍座边角处。 （）（） 27. 锥壳大端加强段计算时，锥壳局部环向薄膜应力起控制作用。 （）（） 28. 法兰的螺栓通孔应与壳体主轴线或铅垂线对中布置。 （）（） 29. 垫片系数 m 愈大的垫片，在操作状态下所需的压紧力愈大，对法兰设计不利，为此在压力较高的条件 下，一般应选用 m 较小的垫片。 （）（） 30. GB151 中要求：对接后的换热管应逐根进行液压试验，试验压力为设计压力的 1.5 倍。 （）（） 二：选择题（25 题，每题1 分，共25 分，多选题，少选按比例得分，错选不得分） 二：选择题（25 题，每题1 分，共25 分，多选题，少选按比例得分，错选不得分） 1. 一台横截面为椭圆形的压力容器，其短轴尺寸为 125mm，长短轴之比为 2:1,判断该压力容器是否属于 GB150 的范围 A A 。 A) 是 B) 不是 2. 在下述厚度中满足强度及使用寿命要求的最小厚度是 C C 。 A）名义厚度 B）计算厚度 C）设计厚度 D）有效厚度 3. 固定式压力容器上安装多个安全阀时，其中一个安全阀的开启压力 B B ，其余安全阀的开启压力可 适当提高，但 C C 。 A) 不应小于压力容器的设计压力 B) 不应大于压力容器的设计压力 C) 不得超过设计压力的 1.05 倍 D) 不得超过设计压力的 1.10 倍 4. 压力容器焊接接头系数应根据 A A 选取。 A) 焊缝型式和无损探伤检验要求 B）容器强度计算确定 C) 焊缝类别和型式 D) 坡口型式和焊接工艺 5. 钢制压力容器，采用相当于双面焊的全焊透对接接头，当采用局部无损检测时，其焊接头系数应取 C C 。 A) 1.0 B) 0.9 C) 0.85 D) 0.8 6. 钢制压力容器GB150-1998 中开孔补强采用的方法是 A A 。 A) 等面积法 B) 极限分析法 C) 等面积法和极限分析法 D）压力面积法 Page 3 of 7 7. 等面积补强计算中的强度削弱系数fr等于设计温度下接管材料与壳体材料 C C 之比值。 A）屈服极限 B）抗拉强度 C)许用应力 8. 用于紧固法兰的螺栓材料硬度应 A A 螺母材料硬度。 A) 略高于 B) 略低于 C) 等于 9. 低温容器施焊前应按JB4708 进行焊接工艺评定试验，包括 A A 的低温夏比（V形缺口）冲击试验。 A）焊缝和热影响区 B）焊缝区、热影响区和母材 C）焊缝、熔合区和热影响区 D）焊缝、熔合区和母材 E）焊缝和母材 10. 管板厚度大于 C C 时，宜采用锻件。 A) 30 mm B) 50 mm C) 60 mm D) 65 mm 11. 判定压力容器是否需要焊后热处理的因素有 B DB D 。 A)容器类别 B)介质毒性 C)最高工作压力 D)钢材种类及其厚度 12. 对于锥壳的大端，当锥壳半顶角 A A 时，可以采用无折边结构。 A) 30 o B) 45 o C) 60 o D) 90 o 13. 一台外压容器直径1200mm，圆筒壳长 2000mm，两端为半球形封头，其外压计算长度 为 B B 。 A)2000mm B)2400mm C)2600mm 14. GB150 不适用下列容器 B D B D 。 A)操作压力为 0.05,设计压力为 0.1MPa 的容器； B)石油液化气钢瓶； C) 立式容器； D) 火焰加热消毒锅 15. 下列哪些容器的A和B类焊接接头应进行 100%射线或超声检测 A C A C 。 A）厚度 34mmQ235-C 制容器；B）厚 28mm16MnR 制容器；C）厚 36mm20R 制容器 16. 管壳式换热器计算传热面积是以换热管 C C 为基准计算的。 A）内径 B）中径 C）外径 17. 低温管壳式换热器用压力容器法兰在 B B 情况下应采用对焊法兰。 A）设计压力1.6MPa B）设计压力2.5MPa C）设计温度-40 18. GB150 规定插入式接管在 A B D A B D 情况下接管内径边角处应倒圆。 A）承受疲劳载荷的压力容器 B）低温压力容器 C）高压容器 D）钢材的标准抗拉强度下限值b540MPa 的容器 19容器焊缝表面不得有咬边的情况有 A B C D EA B C D E 。 A）不锈钢制压力容器 B）低温压力容器 C）设计压力5.0MPa 压力容器 D）钢材的标准抗拉强度下限值b540MPa 的容器 E）焊接接头系数取 1 的压力容器 Page 4 of 7 20. GB150 规定符合 A B CA B C 条件的A类圆筒纵向焊接接头，应按每台制备产品焊接试板。 A）Cr-Mo 低合金钢制压力容器 B）盛装毒性为极度或高度危害介质的容器 C）钢材厚度大于 20mm 的 15MnNbR 制压力容器 D）钢材的标准抗拉强度下限值b540MPa 21.容规规定下列哪种 A C A C 钢制压力容器应进行焊后炉内整体热处理。 A）高压容器 B）反应容器 C）中压储存容器 D）中压分离容器 22. 压力容器选用的压力表应符合 A A 要求。 A）必须与容器内介质相适应 B）低压容器的压力表精度等级应高于 1.5 级 C）高压容器的压力表精度等级应高于 2.5 级 D）压力表盘刻度极限值应为设计压力的 1.53.0 倍，表盘直径应大于 100mm 23. 外压球壳的许用外压力与下述参数有关 B D B D 。 A）腐蚀裕量 B)球壳外直径 C)材料抗拉强度 D)弹性模量 24. 在GB150 外压圆筒校核中，是以Do / e B B 为界线区分薄壁圆筒和厚壁圆筒的。 A)10 B) 20 C) 4.0 25. 外压计算图表中，系数A是 A C D A C D 。 A)无量纲参数 B)应力 C)应变 D)应力与弹性模量的比值 三：填空题 （25 题，每题 1 分，共 25 分） 三：填空题 （25 题，每题 1 分，共 25 分） 1. 压力容器的设计设计、制造（组焊）制造（组焊）、安装安装、使用使用、检验检验、修理修理和改造改造等环节均应严格执行容规的规 定。 2. 焊制压力容器主要受压元件的碳素钢和低合金钢，其碳含量不应大于 0.25% 0.25% ，特殊条件下，如选用含 碳量超过该值的钢材，应限定碳当量不大于 0.45%0.45% 。 3. 容规规定，压力容器选材除应考虑力学性能和弯曲性能外，还应考虑与介质的相容性相容性 。压力容器 专用钢材的磷含量（熔炼分析，下同）不应大于0.030%0.030%，硫含量不应大于0.020%0.020%。 4. 设计储存容器，当壳体的金属温度受大气环境气温条件所影响时，其最低设计温度可按该地区气象资 料，取历年来月平均最低气温月平均最低气温的最低值。 5. 碳素钢和碳锰钢在温度高于 425下长期使用，应考虑钢中碳化物相的石墨化倾向石墨化倾向。 6. 用于制造压力容器壳体的碳素钢和低合金钢钢板，凡符合下列条件之一，应逐张进行超声波检测： 1) 盛装介质毒性程度为极度、高度极度、高度 危害的压力容器。 2) 最高工作压力大于等于 1010 MPa的压力容器。 3) 盛装介质为液化石油气且硫化氢含量大于 100100 mg/L的容器。 7. 奥氏体不锈钢在 400-850400-850 范围内缓慢冷却时，在晶界上有高铬碳化物Cr23C6高铬碳化物Cr23C6析出，造成碳化物邻 近部分贫铬，引起晶间腐蚀倾向，这一温度范围称为敏化范围敏化范围。 8. GB151 规定：卧式换热器的壳程介质为单相清洁流体时，折流板缺口应水平上下水平上下布置；若壳程介质为 气、液共存或液体中含有固体物料时，折流板缺口应垂直左右垂直左右布置。 Page 5 of 7 9. 提高奥氏体不锈钢抗晶间腐蚀能力的措施有固熔化处理固熔化处理、降低含碳量降低含碳量、添加稳定化元素添加稳定化元素等方法。 10. 周边简支的圆平板，最大应力在 中心中心 ；周边固支的圆平板，最大应力在 周边周边 。 11. 在法兰设计计算中，增大法兰锥颈尺寸，则轴向弯曲应力H下降下降，径向弯曲应力R增加增加 ，环向应力 T 减小减小 。 12. 采用补强圈补强的设计应遵循的规定： （1）钢材的标准常温抗拉强度值 540 540 MPa； （2）补强圈厚度应小于或等于 1.5n1.5n ； （3）壳体名义厚度 38mm 38mm 。 13. 管板设计中，若管板应力超过许用应力，为使其满足强度要求，可以采用增加管板厚度增加管板厚度、降低壳体轴降低壳体轴 向刚度向刚度进行调整。 14. 对于不能以GB150 来确定结构尺寸的受压元件,GB150 允许用应力分析应力分析，实验性分析实验性分析，对比经验设计对比经验设计等 方法设计。 15. 整体补强的型式有：增加壳体的厚度增加壳体的厚度、厚壁管厚壁管、整体补强锻件整体补强锻件。 16. 垫片系数m是针对法兰在操作状态下， 为确保密封面具有足够大的流体阻力， 而需作用在垫片单位 密密 封封面积上的压紧力与流体 压力压力的比值，垫片愈硬，m愈 大 。 17. 换热器设计中强度胀中开槽是为了增加管板与换热管之间的拉脱力拉脱力而对管孔的粗糙度要求是为了 密封密封 。 18. 外压及真空容器的圆度要求严于内压容器,主要是为了防止 失稳 失稳 。 19. 一般来说压力容器的热处理按目的（作用）分为四种：焊后热处理焊后热处理、恢复力学性能热处理恢复力学性能热处理、 改善力学改善力学 性能热处理性能热处理、 消氢处理消氢处理 。 20. 产品焊接试板的用材应与容器用材具有相同的 钢号钢号、规格规格和 热处理状态热处理状态 。 21. 一台容器其壳体焊缝为双面焊对接接头，要求 20%射线检测，标准中同时要求椭圆形封头的拼接缝进 行 100%检测，试问封头厚度计算公式中的接头系数取 0.850.85 。 22. 卧式容器中鞍座垫板起加强作用时，要求垫板的厚度应不小于 0.6 倍圆筒厚度0.6 倍圆筒厚度 ，垫板的宽度应不小 于 圆筒有效宽度圆筒有效宽度 ，垫板的包角应不小于+12+12。 23. GB151 中当壳程介质为有腐蚀或有磨损的气体，蒸汽及气液混合物时，应设置 防冲板防冲板 。 24. 奥氏体不锈钢压力容器的热处理一般指 1100 固熔化处理固熔化处理 的或 875的 稳定化处理稳定化处理 。 25. GB150 附录C规定壳体的钢板厚度大于20mm20mm时， 应逐张进行超声检测， 要求按JB4730 规定的级为合格。 四：问答计算题 ( 5 题，每题 4 分，共 20 分) 四：问答计算题 ( 5 题，每题 4 分，共 20 分) 1. 何谓弹性失稳和非弹性失稳？用高强度钢代替低强度钢可否提高容器的弹性稳定性？ 答：失稳时，器壁中的薄膜压缩应力小于材料的比例极限，应力与应变符合虎克定律时，称为弹性失 稳。由于此时失稳临界压力与材料的屈服强度无关，仅与弹性模数 E 及泊松比 u 有关。因为各种 钢材的 E 及 u 差别不大，故以高强度钢代替低强度钢对提高容器的弹性稳定性几乎无效。 答：失稳时，器壁中的薄膜压缩应力小于材料的比例极限，应力与应变符合虎克定律时，称为弹性失 稳。由于此时失稳临界压力与材料的屈服强度无关，仅与弹性模数 E 及泊松比 u 有关。因为各种 钢材的 E 及 u 差别不大，故以高强度钢代替低强度钢对提高容器的弹性稳定性几乎无效。 若失稳时器壁中的压缩应力大于材料的比例极限，应力与应变呈非线形关系，则称为非弹性失稳。 非弹性失稳时的临界压力与材料的比例极限有关。 此时采用高强度钢代替低强度钢则可以提高容器 的稳定性。 若失稳时器壁中的压缩应力大于材料的比例极限，应力与应变呈非线形关系，则称为非弹性失稳。 非弹性失稳时的临界压力与材料的比例极限有关。 此时采用高强度钢代替低强度钢则可以提高容器 的稳定性。 2. 螺栓法兰连接设计中应包含哪些内容？其合理设计的关键是什么？ 答：螺栓连接的设计内容包括：1）确定垫片材料、型式及尺寸；2）确定螺栓材料、规格及数量； 答：螺栓连接的设计内容包括：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。 3）确定法兰材料、密封面型式及结构尺寸；4）进行应力校核。 其合理设计的关键是：1）在垫片设计时应控制尽可能小的垫片载荷；2）在螺栓配置设计中，应 控制尽可能小的螺栓中心圆直径，从而构成尽可能小的法兰力矩，遵循“最小载荷准则” ；在以 上基础上，将法兰的锥颈和法兰环比例设计得当，使法兰各部分充分地发挥强度性能并保证足够 的刚度，即趋于满应力状态，遵循“满应力准则” 。 其合理设计的关键是：1）在垫片设计时应控制尽可能小的垫片载荷；2）在螺栓配置设计中，应 控制尽可能小的螺栓中心圆直径，从而构成尽可能小的法兰力矩，遵循“最小载荷准则” ；在以 上基础上，将法兰的锥颈和法兰环比例设计得当，使法兰各部分充分地发挥强度性能并保证足够 的刚度，即趋于满应力状态，遵循“满应力准则” 。 3. 固定管板换热器在什么组合载荷下，可能无法满足强度条件，而不得不采用其他型式的换热器（如 U 型管式）？ 答：在很高的管程压力和很大的管壳程温差载荷联合作用下，可使固定管板换热器，无法满足强度要 求。因为要降低很大的温差应力就要设置膨胀节，但这样又会使管子和管板在很高的管程压力作 用下引起极大的应力，使其无法满足强度条件，因而选用其它换热器型式。 答：在很高的管程压力和很大的管壳程温差载荷联合作用下，可使固定管板换热器，无法满足强度要 求。因为要降低很大的温差应力就要设置膨胀节，但这样又会使管子和管板在很高的管程压力作 用下引起极大的应力，使其无法满足强度条件，因而选用其它换热器型式。 4. 简要说明双鞍式支座支撑的卧式容器强度计算时圆筒的三项应力及其位置？（加图示说明位置） 答：答：1 1：圆筒中间处横截面内最高点处的轴向应力； ：圆筒中间处横截面内最高点处的轴向应力； 2 2：圆筒中间处横截面内最低点处的轴向应力；：圆筒中间处横截面内最低点处的轴向应力； 3 3：支座处圆筒横截面内的轴向应力（当圆筒在鞍座平面上或靠近鞍座处有加强圈或被封头加强 时， ：支座处圆筒横截面内的轴向应力（当圆筒在鞍座平面上或靠近鞍座处有加强圈或被封头加强 时，3 3位于横截面最高点处；当圆筒未被加强时，位于横截面最高点处；当圆筒未被加强时，3 3位于靠近水平中心线处） ； 位于靠近水平中心线处） ； 4 4：支座处圆筒横截面内最低点的轴向应力；：支座处圆筒横截面内最低点的轴向应力；5 5：支座处圆筒横截面最低点的周向应力；：支座处圆筒横截面最低点的周向应力； 6 6： 无加强圈时鞍座边缘处圆筒的周向应力； ： 无加强圈时鞍座边缘处圆筒的周向应力； 6 6： 无加强圈时鞍座垫板边缘处圆筒的周向应力； ： 无加强圈时鞍座垫板边缘处圆筒的周向应力； 7 7：加强圈与圆筒组合截面上圆筒内表面或外表面的最大周向应力；：加强圈与圆筒组合截面上圆筒内表面或外表面的最大周向应力； 8 8：加强圈与圆筒组合截面上加强圈内缘或外缘处的最大周向应力；：加强圈与圆筒组合截面上加强圈内缘或外缘处的最大周向应力； ：圆筒切向剪应力（1.圆筒未被封头加强：圆筒在鞍座平面上有加强圈，其最大剪应力位于 截面的水平中心线处；圆筒在鞍座平面上无加强圈或靠近鞍座处有加强圈，其最大剪应力 位于靠近鞍座边角处。2.圆筒被封头加强：其最大剪应力位于靠近鞍座边角处。 ） ：圆筒切向剪应力（1.圆筒未被封头加强：圆筒在鞍座平面上有加强圈，其最大剪应力位于 截面的水平中心线处；圆筒在鞍座平面上无加强圈或靠近鞍座处有加强圈，其最大剪应力 位于靠近鞍座边角处。2.圆筒被封头加强：其最大剪应力位于靠近鞍座边角处。 ） 圆筒在鞍座平面上或靠近鞍座处有加强圈或被封头加强 无加强圈或封头未被加强 圆筒在鞍座平面上或靠近鞍座处有加强圈或被封头加强 无加强圈或封头未被加强 图 1