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第1章 化工设备基础知识教学辅导一、内容解析教学内容1、化工设备的种类、应用及基本要求2、化工设备常用材料3、化工设备的腐蚀与防护4、压力容器的构造、类型及规范5、压力容器的壁厚计算6、压力容器的主要零部件教学要求1、从工作原理和生产用途来了解认识化工设备的种类和应用，掌握化工生产对化工设备的要求；2、了解化工设备常用材料特别是常用金属材料的性能、特点、牌号及适用范围；3、了解生产中介质对设备的腐蚀状况及常用的防腐措施；4、了解压力容器的相关标准和技术规范、强度计算和校核方法；5、掌握压力容器的主要设计参数，容器进行压力试验的方法和要求；6、了解压力容器的主要零部件的构造和作用。二、典型例题一、选择题 1.GB150钢制压力容器是我国压力容器技术标准，它适用于设计压力不大于（ ）MPa的钢制压力容器。A.6 B、10 C、25 D、352.GB150-1998钢制压力容器是对（ ）的修订和替代。A.GB15085 B. GB15086 C. GB15088 D.GB150893.由全国压力容器标准化委员会编制的我国压力容器方面最重要的强制性国家标准是：（）AASME锅炉及压力容器BGB1501998钢制压力容器CAD压力容器标准 DEN1591标准4.压力容器安全技术监察规程适用于具备下列条件的压力容器。（ ）A.最高工作压力（Pw）大于等于0.1Mpa(不含液体静压力)B、内直径(非贺形截面指其最大尺寸)大于等于0.15m,且容积(V)大于等于0.25m3;C、 盛装介质为气体液化气体。D、以上三个5.GB150钢制压力容器是中国第一部压力容器标准，现行为（）版。A.1998年 B、1982年 C、1970年 D、2002年6.表示国家强制性标准的是（ ）。A.GB B、YB C、JB D、HG7.国家标准的代号是（ ）。AGB BHG CJB DISO8.常用碳素钢、低合金钢管的规格有192、252.5和（ ）。A.252 B、382 C、192.5 D、382.59.不锈钢管规格为382.5和（）。 A.252 B、382 C、192.5 D、382.510.GB1501998钢制压力容器是中国压力容器方面一部十分重要的（）国家标准。A推荐性 B常规性 C强制性 D通用性11.按照GB1501998钢制压力容器的规定，为满足制造和安装过程中的刚度要求，对碳素钢、低合金钢制的壳体规定了不包括腐蚀裕量的最小厚度为（）。A2mm B3mm C4mm D5mm12.HGJ52-91 法兰 FF 300-2.5 管法兰密封面的类型是（ ）。A.全平面 B、光滑面 C、凹凸面 D、榫槽面13.HGJ 45-91 法兰 RF 50-0.6 管法兰的类型是（ ）。A.板式平焊 B、翻边松套法兰 C、带颈平焊 D、平焊环板式法兰14.法兰A 800-1.6 JB 4702-92 是（ ）密封面。A.平面 B、榫面 C、凹面 D、槽面15.我国压力容器鞍式支座的标准号是（ ）。A.JB4730 B、JB/T4712 C、JB4731 D、JB473216.我国压力容器用钢板的标准号是（ ）。A.GB6654 B、GB700 C、 GB3280 D、GB816517.下列压力值中，公称压力等级正确的为（ ）。A.0.2 B、1.0 C、2.0 D、3.018.下列情况之一的，为第二类压力容器。（ ） A 、中压容器；B 、中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；C、球形储罐（容积大于等于50 m3）；D 、低温液体储存容顺（容积大于5 m3）19.下列钢板属于压力容器用钢板的是：（ ）A.45 B、GCr15 C、16MnR D、20Cr 20.化工容器应优先选用的材料是（）A.碳钢 B、低合金钢 C、不锈钢 D、钛钢21.对于使用强腐蚀性介质的化工设备，应选耐腐蚀的不锈钢，且尽量使用（）不锈钢种。A.含锰 B、含铬镍 C、含铅 D、含钛22.化工设备上的使用的封头，其材质一般为（ ）A45 B.16MnR C.HT200 D.W18Cr4V23.浓硫酸贮槽其材料选用（ ）为宜。A.不绣钢。 B、合金钢 C、低碳钢 D、铸铁。24.静密封C型环材料可用（ ）。A.16 Mn . B、橡胶 C、铜合金 D、铸铁。25.曲轴一般采用的材料是（ ）。A.45、 B.20CrMnTi、 C.ZGMn13、 D.GCr15。26.活塞式压缩机机身的常用材料是（ ）。A.铸钢 B、球墨铸铁 C、灰铸铁 D、青铜27.活塞式压缩机缸套的常用材料是（ ）。A.不锈钢 B、铜 C、铸铁 D、碳钢28.下列哪种材料是不锈钢（ ）。A.Q235A B、38CrMoAlA C、W18Cr4V D、1Cr19Ni929.以下材料可作为高温容器用钢的是（ ）。A.15CrMo B、15MnV C、40MnB D、40MnV30.若要求在硝酸等强腐蚀介质中工作，则选用（ ） 。A.合金量具钢 B.不锈钢 C.热强钢 D.高速钢。31.材料的选择原则首先满足（ ）要求的前提下，再考虑工艺性、经济性。A硬度 B强度 C耐蚀性 D使用32.以综合力学性能为主进行选材时，就要求材料有较高的( )以及塑性和韧性。 A强度 B耐蚀性 C减磨性 D耐热性33.橡胶类软填料的适用温度低于（ ）。 A 100 B 120 C 150 D 180 34.一蒸汽管路,蒸汽压力1.6 mpa ，温度为240 。其法兰垫片材料选取用（ ）。 A.橡胶 B、石棉 C、低碳钢 D、铝合金35.不能用作压力容器用材的是（ ）。A.钢材 B、铸件 B、锻件 D、棒材36.低温容器可选用下列（ ）材料。A.Q235-A B、15MnV C、15CrMo D、1Cr18Ni9Ti37.16MnR材料相当于（ ）。A.Q295 B、Q235 C、Q255 D、Q345 38.离心泵动密封摩檫副的材料一般不采用（ ）。 A.陶瓷 B.青铜 C.碳钢 D.碳石墨39. 金属材料抵抗永久变形和断裂的能力称为（ ）。A硬度 B塑性 C 韧性 D强度40.冲击试验测定金属材料的（ ）。A强度 B疲劳强度 C韧性 D塑性41. 钢材、焊材中有害的化学元素是（ ）。A S、P B Mn、S C Mn、Si D P、Si42.调质钢具有较高的（ ）。 A 硬度 B韧性 C塑性 D综合力学性能43.0Cr18Ni11Ti与40CrNi相比具有较高的（ ）性。A 耐磨 B淬透 C 耐蚀 D钢44. 普通、优质和高级优质钢划分的依据是（ ）。A力学性能的高低 B含碳量的多少 C硫、磷含量的多少 D锰、硅含量的多少45.金属材料的强度是由（ ）来衡量的。A金属材料承受载荷值的大小 B金属材料承受载荷的横截面积 C金属材料承受应力值的大小 D金属材料抵抗变形能力46.合金结构钢的牌号是由含碳量+合金元素符号+（ ）三部分组成。A 合金含量 B 质量等级 C 抗拉强度 D 屈强比47.钢中的45表示钢中平均含碳量为（ ）。A 45% B 0.45% C 4。5% D 0.045%48.碳素结构钢Q235-AF中的F表示（ ）。A 屈服强度 B 化学成分 C 质量等级 D 脱氧方法49.往复压缩机连杆使用的钢材的含碳量一般为（ ）%。A 0.5 B0.250.5 C 0.50.8 D 0.850.以下属于化工容器常用低合金钢的是（ ）。 A Q235AF B 16Mn C 65Mn D 45钢51.化工设备一般都采用塑性材料制成，其所受的应力一般都应小于材料的（ ），否则将会产生明显的塑性变形。A 比例极限 B弹性极限 C屈服极限 D强度极限52.黄铜H68，表示铜元素含量为68%，其余为（ ）。 A碳 B铝 C锌 D铁53. 无油润滑往复式压缩机，活塞上的活塞环通常选用（ ）材料来制造。A铸铁 B合金铸铁 C工程塑料 D合金铸铝54.下列指标中（ ）不属于机械性能指标。A硬度 B塑性 C强度 D 导电性55.为设备选双鞍座时，应选（ ）。 A.两个S型 B 、一个F型，一个S型 C、两个F型 D、以上三者均可56.法兰垫片的要求主要是（ ）。 A回弹和变形能力 B强度和刚度 C宽度和较细的粗糙度 D硬度57.目前国内外广泛采用的中低压容器封头是（ ）。 A椭圆形 B碟形 C半球形 D锥形58.相同条件下，内压球壳的应力是圆筒形容器应力的（ ）A 4倍B 2倍C 0.5倍D 0.1倍59.以下容器中，（ ）是属于第三类压力容器。A.内径小于1m的中压废热锅炉 B.剧毒介质的低压容器 C.中压或高压容器 D.易燃或有毒介质的低压储运器60.卧式容器最常用的支座是（ ）。A支承式支座 B腿式支座 C鞍式支座 D裙式61.在相同条件下，（ ）封头的承压最高。A.平盖。 B、半球。 C、锥形。 D、蝶形。62.化工生产中广泛采用的应力分布好，加工方便，且封头壁厚与其相连接的筒体壁厚相同的凸形封头是（ ）。A.半球形封头，B.无折边球形封头，C.标准椭圆形封头，D.标准碟形封头。63.压力容器中的甲，乙型平焊法兰，在结构方面的主要区别是（）A 甲是整体法兰，乙是活套法兰 B 甲较乙多了一个刚度较大的圆筒形短节 C 乙带有一个壁厚为12mm或16mm的圆筒形短节，甲不带这种短节。 D 乙较甲多了一个刚度较大的圆筒形短节64.标准椭圆形封头形状的长半轴与短半轴比例是（ ）。A.1/4 B、4 C、1/2 D、265.薄壁容器上开大孔采用局部补强，最常用（ ）结构。A.法兰盖 B、补强圈 C、厚壁管 D、盲板66.下列（ ）化工设备的代号是E。 A.干燥器 B、反应釜 C、过滤器 D、管壳式余热锅炉67.下列（ ）化工设备的代号是S。 A.过滤器 B、反应釜 C、换热器 D、液氨球罐68.制定压力容器法兰标准时，将法兰材料16MnR或16Mn在工作温度（）时的最大允许工作压力规定为公称压力。A25 B150 C200 D25069.下列情况之一不为二类容器（ ）。 A.中压容器。 B、剧毒介质的低压容器。 C、易燃或有毒介质的低压反应器。 D、中压废热锅炉。70.容器的公称直径是指容器（ ）。A内径。 B、外径。 C、中径。 D、标准直径。71.常温压力容器作水压试验，设计压力为2mpa，其试验压力选（ ）。 A.1.6 mpa B、2 mpa C、2.5 mpa D、3 mpa72.容器上所开椭圆形人孔，其最小尺寸应不小于（ ）A400300 mmB600400 mmC300200 mmD200150 mm73.（ ）是用以支承容器，固定容器位置的一种附件。A 人孔 B 壳体 C 支座 D 接管74.压力容器的主要部件支座，其中用于大型薄壁容器的支座是（）。 A.鞍座 B.支承式支座 C.裙座 D.圈座75.容器和管道试压目的是为了检查（ ）。A.外形和强度 B、强度和密封性 C、容积和渗漏 D、刚度和伸缩性76.低温容器指工作温度低于（）。A.B、 C、D、77.高温容器指工作温度高于（）。 A.B、C、D、78.较大的反应器内壁有聚合物结焦现象，用（ ）方法清洗为宜。A.化学清洗 B、喷射清洗 C、机械清洗 D、压空吹扫79.化工容器多采用钢板卷制而成。不锈钢热轧钢板的标准为（ ）。A.GB91289 B、GB327488 C、GB423792 D、GB66549680.气密性试验时，压力应缓慢上升，达到规定试验压力后保压（），然后降至设计压力，对所有焊接接头和连接部位进行泄漏检查。A8分钟 B10分钟 C20分钟 D30分钟81.钢制压力容器制造后要进行致密性试验，试验压力应为工作压力的（）倍。A.1.05 B.1.0 C.1.15 D.1.25。82.一台储罐设计压力为2.5MPa，操作温度-544，用16MnR钢板制造，储罐内径1200mm，其水压试验压力为（）。A.2.5MPaB.2.125MPaC.3.5MPaD.3.125MPa83.压力容器的名义厚度指在设计厚度的基础上加（）。A.钢板厚度负偏差 B.钢板厚度负偏差再向上圆整至钢板规格 C.直接向上圆整至规格钢板厚度D.以上说法均不对84.计算容器厚度时，需考虑厚度增加量C，试问C包含（）。A.厚度负偏差B.腐蚀裕量C.厚度负偏差和腐蚀裕量D.以上说法均不对85. 用焊接方法装设在压力容器上的补强圈以及周边连续焊的起加强作用的垫板应至少设置（ ）个不小于M6的泄漏信号指示螺纹孔。A. 1 B 、2 C 、 3 D 、 4 86.一贮罐内径为1000mm，壁厚为10mm，设计压力为2.2MPa,材料为16MPa,水压试验压力为（ ）MPa。A.2.1 B.2.2 C.2.5 D.2.7587.工作温度与设计温度的关系为（ ）。A.工作温度高与设计温度 B.设计厚度减去厚度附加量 C.工作温度等于设计温度D.工作温度高于或低于设计温度88.在金属拉伸试验中，金属试棒长度为120mm，纸巾盒d为10mm，金属试棒被拉断前所受的最大拉力F是8KN，金属棒的截面积为80mm2,则抗拉强度为（）。A.0.1MPa B.100MPa C.0.102MPa D.102MPa1D11B21B31D41A51C61B71C81A2D12A22B32A42D52C62C72A82D3B13A23C33B43C53C63C73C83B4D14C24A34D44C54D64D74D84C5A15B25A35B45C55A65B75B85A6A16A26C36D46A56A66D76D86D7A17B27C37D47B57A67A77C87D8D18A28D38C48D58C68C78B88B9A19C29A39B49B59D69D79C10C20B30B40C50B60C70A80B二、判断题1.材料选用时首先要满足工艺性，再考虑其他。（ ）2.化工设备壳体宜选用低合金高强度钢。（ ）3.选择压力容器用材时，考虑设备的工况条件，同时还须考虑材料的加工工艺性能等。（ ）4.高硅耐蚀铸铁对各种强酸和碱液都耐蚀。（ ）5.Q235-A或Q235-B钢板不得用于制造高度危害介质的压力容器。（ ）6.Q235-A可制造液化石油气储罐。（ ）7.压力容器用钢属于低碳钢。（ ）8.铬不锈钢中铬的质量分数必须大于1.5才能达到耐腐蚀的目的。（ ）9. 45钢属于普通碳素结构钢。（ ）10.材料抵抗冲击载荷的能力，称为冲击韧性。（）11.金属材料在拉断之前均有屈服现象。（ ）12.金属材料的综合性能良好，即材料的强度、硬度高，同时韧性和塑性好。（ ）13. 甲乙两零件，甲的硬度为250HBS，乙的硬度是52HRC，则甲比乙硬。（ ）14.为了防止卧式设备的移动，故将两个支座均设计为固定支座。（ ）15.在相同的设计条件下，球形封头的计算厚度是标准椭圆封头的1/2。（ ）16.容器或设备标准化的主要参数是公称直径和公称压力。 （ ） 17.压力容器的危害性与介质的压力、容器容积的大小以及介质的危害程度有关系。（ ）18.高合金钢制容器的最小壁厚不小于 2mm。（ ）19.高黏度、大容量液体混合，可采用推进式搅拌。 （ ）20.椭圆形封头、碟形封头设置直边与筒体连接时降低了连接处的应力。（ ）21.对内压薄壁圆筒而言，纵向焊缝比横向焊缝重要。（ ）22.工作压力是指在正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。（ ）23.容器水压试验主要是检验容器的强度。（ ）24.补强圈补强法可以提高开孔处器壁的强度。（ ）25. 压力容器上开孔导致开孔处应力集中，同时器壁材料强度削弱。（ ）26.压力容器失效可分为强度失效、刚度失效、失稳失效和泄漏失效（ ）27.活塞环常用合金钢材料制作。（ ）28.40Cr钢是最常用的合金调制钢。（ ）29.化工机械设备最常用的钢材是普通碳素钢和低合金钢。（ ）30.从承压能力来看，半球形最好、椭圆形封头其次。（ ）31.压力容器法兰的公称压力是指其最大允许工作压力。（ ）32.化工设备指静设备，如塔器、换热器等，化工机器指动设备，如压缩机、泵等。（ ） 33.工作压力为1.8MPa的废热锅炉为二类压力容器。（ ）34.设计压力等于1.6Mpa的压力容器属于第二类压力容器（ ）35.压力容器的公称直径指容器的内径（ ）36.用14mm厚的16MnR钢板卷制成公称直径为1000mm的圆筒形压力容器，该容器为薄壁容器（ ）37.化工设备因腐蚀导致失效，据调查发现，局部腐蚀比全面腐蚀的危害更为严重（）。38.18-8型不锈钢在75%的磷酸中耐蚀（）。39.镍铜合金在各种温度与浓度的氢氟酸中耐蚀（）。1112131212223231323 334142434515253561626367 172737818 28389192939102030三、填空题 1、按化工设备在生产中的作用可将其归纳为加热设备、（换热设备）、传质设备、反应设备及储存设备、流体输送设备等几种类型。2. 化工设备应该满足（安全可靠性）要求、工艺性能要求、便于操作和维护经济合理要求。3. 根据腐蚀的作用原理，可分为化学腐蚀和（电化学腐蚀）。4.设计压力是指设定的容器顶部的（最高工作压力）。四、简答论述计算题1. 为了保证其安全可靠地运行，防止事故的发生，化工设备应该具有什么条件？为了保证其安全可靠地运行，防止事故的发生，化工设备应该具有足够的强度、韧性和刚度，良好的密封性和耐腐蚀性。2.化工工艺设备为什么又称为压力容器？化工工艺设备由于化工工艺过程的多样性决定了化工工艺设备功能、原理和结构的多样化，但它们在结构上其外壳多为承受压力的容器；以后凡有关化工工艺设备所共有的问题都在“压力容器”的名称下进行介绍。3. 写出常用碳钢、合金钢、铸铁各两个材料的牌号。并说明主要性能指标与应用。碳钢：Q235-C和45钢。Q235-C的使用温度为0400，用作压力容器壳体时厚度不超过30mm、容器的设计压力也不得超过2.5MPa。钢号中，数字表示碳的质量分数百分数。如45钢表示碳的质量分数为0.45%，制作轴等。合金钢：16MnR、0Cr18Ni19。16MnR是在低碳钢的基础上加入合金元素Mn而得到的低合金钢。与20R钢相比，含碳量相仿，但加入适量的Mn元素后，使16MnR的强度显著提高GB 150-1998钢制压力容器中，规定压力容器用低合金钢板。 0Cr18Ni19例如，处理浓度低于50%的稀硝酸，在室温