过程装备基础填空

1、（1）力的内效应是力使 材料发生变形 的效应。（2）对物体的位移起限制作用的周围物体称为约束 称为约束（3）材料的许用应力是指 人为规定的应力上限 许用应力是构件正常工作时所允许承受的最大应力 （4）梁按约束条件一般分为三种基本类型，即： 柔性、光滑面、铰链约束 （5）钢中的有害杂质主要是_S、P _。（6）公式 s=E*e 叫做 胡克定律 它表示的是 应力与应变 之间的关系。（7）16MnR的含义是 低合金容器用钢 。 （8）压力容器的公称直径，当采用钢板卷制时，其数值等于_内径_；当直接采用无缝钢管制作时，其数值等于_钢管的公称直径_。容器进行压力试验的目的是什么？常用的试验方法有哪两种？

2、答：检验容器的整体安全性 液压实验、气压实验剪切构件的受力与变形特点是什么？答 受两个大小相等、方向相反、距离很小的力，变形为相邻表面错动平面弯曲的梁将产生什么变形？答：弯曲材料许用应力的选取要考虑哪几个因素？答： 材料、设计温度、厚度范围简述压力容器的基本组成。答： 筒体、封头及零部件简述外压圆筒的分类。答：长圆筒、短圆筒、刚性圆筒1内压圆筒开椭圆孔时，其长轴应与轴线平行。 （×） 2设计压力为4MPa的容器为高压容器（×） 3容器的名义厚度与计算厚度的差值是壁厚附加量。      

3、   （×） 4受内压作用的容器必须按强度计算进行壁厚设计。         （） 5一常压塔最大压应力应发生在安装检修时的设备迎风侧。    （×） 6在补强圈上开有一个M10的小螺纹孔。                

4、0;  （） 7压力容器无论制造完毕后或检修完毕后，必须进行压力试验。（）8边缘应力具有自限性和局限性。                         （） 9当焊缝系数一定时，探伤比例随焊缝系数的增加而减小。   （×） 10容器的强度反映了外压容器抵抗失

5、稳的能力。            （×） 11压力容器的设计寿命是从腐蚀裕量中体现出来            （） 12法兰密封中，法兰的刚度与强度具有同等重要的意义。    （×） 13当材质与压力一定时，壁厚大容器的应力总是比壁厚小容器应力（×） 

6、;14塔的最大质量出现在其水压试验时                         （） 15塔的稳定性计算也可用计算法进行计算。                （×）

7、 16从管理角度出发，低压容器一定是一类容器。             （×） 17内、外压容器的壁厚设计均是按强度设计方法进行设计。   （×） 18以无缝钢管制成的压力容器其公称直径为钢管的内径。     （×） 19按无力矩理论求得的应力为薄膜应力，薄膜应力是沿壁厚均匀分（） 20法兰联结结构中，垫片是

8、一个不可缺少的元件之一。       （）1、弹塑性材料从拉伸到断裂所经历的四个阶段是弹性变形阶段 屈服阶段强化阶段    缩颈断裂阶段。 2、一钢管由无缝钢管而成，则钢管的公称直径是指它们的   名义直径        。 3、边缘应力特征为   自限性     &#

9、160;          局限性              。 4、中压容器是指其设计压力为    1.6Mpa大于等于P小于10MPa          5、受外压作用的长圆筒发生的是 稳定性&#

10、160;    破坏，而不是   强度          破坏。 6、设计温度在壁厚设计时与的选择   材料    许用应力              有关。 7钢材含有杂质硫会造成钢材的热脆

11、0;性增加，含有杂质磷会造成 冷脆 性增加。   8压力容器按其用途可分为， 换热设备 ， 反应设备 ，分离设备， 储存设备 等9压力容器边缘应力具有 局限性   和  自限性   两个特点。 10直立设备塔除承受工作介质压力作用外，一般还承受   地震载荷 ， 风载荷    ， 

12、0;   质量载荷    的作用。1设置加强圈目的是减小计算长度，提高容器抗失稳的能力 2压力容器计算中壁厚名称有有计算厚度，设计厚度，名义厚度，有效厚度 3为何要限定水压试验时的试验温度？ 答：限定水压试验的试验温度是为了使水温高于材料的转脆温度而低于水的沸点温度，确保水压试验正常进行4为何在薄壁容器的壁厚设计公式中引入焊缝系数？ 为了补偿焊接应力或焊接缺陷等因素对容器强度的削弱，所以引入焊缝系数。 5设计某一钢制外压短圆筒时，发现20g钢板算得的临界压力比设计要求低10%

13、，能否改用屈服限比20g高35%的16MnR钢板来满足设计要求？ 答：不能。因为临界压力与材料的强度无关。  6一管法兰为碳钢。操作温度为300，操作压力为1.5MPa，试选择法兰型式及公称压力？ 答：选平焊法兰，其公称压力为2.5MPa。 7一外压钢制圆筒，已知其临界压力为1.2MPa，试问当外压为0.6MPa，内压为0.1MPa时能否使用该圆筒？ 答：不能。因为     所以，不能满足稳定性要求。 8管法兰按联接方式分有哪些类型？ 答：管法兰按联接方式分有整体法

14、兰、螺纹法兰、和活套法兰三种。 9指出球壳上任意一点的第一与第二曲率半径。设球的半径为R？ 答：球壳上任意点的第一与第二曲率半径均为R。 10塔在水压试验时，其合成应力的计算为何不考虑地震载荷的作用？ 答：因为人们不会在地震时进行水压试验时，也就是说，水压试验时没有地震载荷，因此其合成应力的计算可以不考虑地震载荷的作用。  11法兰联结中，影响法兰密封的因素有哪些？ 答：螺栓预紧力 密封面型式法兰刚度 垫片性能 操作条件。  12标准法兰公称压力如何选取？ 答：法兰

15、公称压力的确定与法兰的最大操作压力和操作温度以及法兰材料三大因素有关。当法兰材料一定时，法兰公称压力的选取满足法兰在最高操作温度下的最高允许压力大于等于法兰的最大操作压力。 13等面积不强法的补强原则是什么？ 答：局部补强的金属截面积必须等于或大于开孔所减去的壳体截面积。  14为何椭圆形封头一般带有一段直边？ 答：使椭圆形封头与筒体焊接时光滑连接，减小此焊缝处的边缘应力。 15外压容器的临界压力与那些因素有关？ 答：容器的长径比、厚径比有关  与容器所用材料的的弹性模量、泊松比有关 与容器的椭圆度有关。

16、  16. Q235-B属于哪一类钢？并解释各符号的含义？ 答：属于乙类普通碳素钢。 Q表示屈服限； 235表示屈服限为235MPa；B表示乙类碳素钢； 17. 水压试验的目的是什么？为什么水压试验时必须限制其环境温度？ 答：目的：降低开孔接管处的应力峰值，使这个应力峰值限定在一定许可范围内。 水压试验时必须限制环境温度，使环境温度小于水沸点温度以防止水转化为气体，高于材料的转脆温度以防止材料发生脆性破坏影响试验结果。 18. 内压容器强度设计时为什么要引入焊缝系数？

17、0;答：为了补偿由于焊接工艺造成的对容器强度、塑性及韧性的破坏，所以引入一小于等于1.0的焊缝系数。19. 何谓计算厚度？何谓名义厚度？何谓有效厚度？ 答：计算厚度：有公式计算而得的厚度； 名义厚度:计算厚度加上壁厚附加量再向上圆整至标准值； 有效厚度：名义厚度减去壁厚附加量。  20工程中常用的补强结构有哪些？补强圈上一M10孔的作用是什么？ 答：常用补强结构：贴板补强，接管补强和整体补强。 贴板补强上一M10螺栓孔的作用是检查孔，以便焊后通压缩空气检查焊缝有无不紧密之处  21什么叫压力容器

18、的最小厚度？规定压力容器最小厚度的目的是什么？  答：为满足运输、制造和安装刚度要求而规定的不包括腐蚀余量在内的厚度。 规定压力容器最小厚度目的是在薄壁容器设计中满足运输、制造和安装刚度。 22压力容器何时要进行压力试验？为何要限制水压试验时的环境温度？  答：容器制造完毕后或检修、安装完毕后投入使用之前，进行水压试验。 原因是防止水变为气体，同时确保在水压试验时不会发生材料突然变脆而造成强度破坏现象，使水压试验能顺利进行，达到通过水压试验检验容器强度及有无渗透现象目的。  2320R属于何类型钢？解释其

19、中各符号的含义。 答：20R属于优质碳素钢。20表示含碳量为0.2%，R表示为容器钢。  25无力矩理论应用范围是什么？ 答:压力容器几何形状应该是旋转体压力容器的壁厚与直径的比值小于等于1.2忽略薄壁壳体中的弯矩Q235AF表示厚度16mm的最低屈服强度值为235MPa、质量等级为A级的沸腾碳素结构钢。 Q235A、Q235B及Q235C分别表示厚度16mm的最低屈服强度值为235MPa的低碳镇静钢，钢板质量等级分别为A、B、C。Q245R、Q345R和16MnDR等锅炉和压力容器常用钢板的厚度负偏差均为0.30mm公称直径DN325mm，120

20、76;包角，重型不带垫板，标准尺寸的弯制固定式鞍式支座，材料为Q235AF。标记为：JB/T4712.1-2007，鞍座 BV325-F(Q235AF则注于材料栏内)公称直径DN1600mm，150°包角，重型滑动鞍座，材料为Q235AF，垫板材料为06Cr19Ni10，鞍座高度400mm，垫板厚度12mm，滑动长孔长度为60mm。标记为：JB/T4712.1-2007，鞍座B1600-S，h=400，4=12，l=60(材料栏内注：Q235AF/06Cr19Ni10)钢板焊制的3号支承式支座，支座材料为Q235A，垫板材料为Q235B。标记为： JB/T4712.4-2007，支座

21、A3 材料：Q235A/Q235B 公称尺寸为DN1200、公称压力为PN6、配用公制管的突面板式平焊钢制管法兰，材料为Q235A，其标记为：HG/T 20592 法兰 PL1200(B)-6 RF Q235A公称尺寸为DN300、公称压力为PN25、配用英制管的凸面带颈平焊钢制管法兰，材料为20钢，其标记为：HG/T 20592 法兰 SO300-25 M 20公称尺寸为DN100、公称压力为PN100、配用公制管的凹面带颈对焊钢制管法兰，材料为16Mn，钢管厚度为8mm，其标记为： HG/T 20592 法兰 WN100(B)-100 FM S=8mm 16Mn 工程力学中将受力分析的对象

22、统称为构件，它可以是组成过程装备的零件、部件或过程装备的整体。 根据工程中构件的几何形状和几何尺寸，可以将它们归属于杆、板、壳、体四类强度是指构件在外力作用下抵抗破坏的能力保证构件正常工作具备足够强度的条件，称为强度条件刚度是指构件在外力作用下抵抗变形的能力刚度失效指构件在外力作用下发生的变形过大，超过了正常工作所允许的变形量保证构件正常工作具有足够刚度的条件称为刚度条件。稳定性是指构件在外力作用下保持其原有平衡形态的能力杆件变形的基本形式：轴向拉伸或压缩，剪切，扭转，弯曲 使物体的运动状态发生改变称为力的外效应，使物体产生变形，称为力的内效应。刚体 物体在力的作用下是不变形的，在任何情况下，

23、大小和形状始终保持不变等效力系物体在某一力系作用下如果处于平衡状态，则这一力系称为平衡力系。平衡力系对刚体的作用效果等于零。 作用于刚体的力，可以沿其作用线移到刚体内的任意一点，而不改变该力对刚体的作用效应。平面力系有平面汇交力系、平面平行力系、平面力偶系和平面一般力系四种类型力偶中的两个力，既不平衡，也不可能合成为一个力，力偶只能用力偶来代替(即只能和另一力偶等效)，因而也只能与力偶平衡。力偶矩的大小：方向规定：逆时针为 “+” ； 顺时针为“-”力偶对物体的作用效应，决定于：力偶矩的大小；力偶在其作用面内的转向力偶与力矩的区别：相同点：都使物体产生转动，不同点：力矩与矩心有关；力偶与矩心无

24、关力的平移原理：力平移后产生了一个附加力偶，附加力偶的大小等于力与该力到目标点距离的乘积平面一般力系向已知点简化：平面一般力系=平面汇交力系+平面力偶系约束力：约束作用于被约束物体的力 。它是由于有了主动力才引起的固定端：构件的一端嵌入基础或建筑物内部使之连成一体，完全固定的约束解除约束原理原理：用约束力代替约束的作用平面汇交力系 ，平面力偶系 平面一般力系 内力：物体在外力作用下产生变形后使物体内部各部分之间产生的附加的相互作用力 用截面法求内力可归纳为四个字：截，取，代，平轴力方向规定：拉伸为正，压缩为负平面弯曲：梁在变形后其轴线是在对称平面内的一条平面曲线。简支梁：一端为固定铰支座，而另

25、一端为可动铰支座的梁悬臂梁：一端为固定端，另一端为自由端的梁。外伸梁：简支梁的一端或两端伸出支座之外的梁载荷集度、剪力和弯矩关系：正应力：受拉为正，受压为负一点处的应力状态是指通过一点不同截面上的应力情况，或指所有方位截面上应力的集合。应力分析就是研究这些不同方位截面上应力随截面方向的变化规律。 一点处应力状态可用围绕该点截取的微单元体(微正六面体)上三对互相垂直微面上的应力情况来表示。 空间(三向)应力状态：三个主应力均不为零。平面(二向)应力状态：一个主应力为零。单向应力状态：两个主应力为零。低碳钢拉伸时的力学性能：弹性阶段，屈服阶段，强化阶段，颈缩阶段轴向拉压虎克定律：，横向变形纯剪切虎

26、克定律三向应力状态的广义虎克定律叠加法通用的强度条件式为：构件中的最大应力许用应力 对于杆件变形的基本形式，通常采用其横截面上正应力或切应力建立强度条件，组合变形情况的强度条件建立则比较复杂，需要考虑材料的力学性能，研究危险点的应力状态，选用合适的强度理论直杆轴向拉伸(压缩)时的强度计算：1强度条件式 2安全系数：由于决定构件强度的量时存在主观考虑与客观实际间的差异 ，构件应具有必要的强度储备。应用强度条件式可以解决：强度校核，截面设计，确定许可载荷应用最多的是钢材，因为它具有以下几个特性：(1)有优良的机械性能，强度高，塑性和韧性好；(2)具有优良的工艺性能； (3)具有优良的物理性能；(4

27、)可通过热处理方法进一步改善和提高其性能。金属材料的主要性能：力学性能，耐腐蚀性能，加工工艺性能力学性能：机械强度，塑性，韧性，硬度机械强度是指材料抵抗外力作用避免引起破坏的能力，反映材料强度高低的指标有:屈服极限(ReL或Rp0.2)、抗拉强度(Rm)，塑性是指材料在断裂前发生不可逆永久变形的能力，通常用伸长率和断面收缩率Z表示。 韧性是指材料在断裂前吸收变形能量的能力，评定材料韧性的指标通常以标准试样的冲击吸收功(AK) 表示硬度是指材料抵抗其它物体压入的能力将钢材通过适当的加热、保温和冷却过程，使钢材内部组织按照一定的规律变化，以获得预期的力学性能和加工性能，这种工艺过程就称为钢的热处理

28、。常用的热处理方法:(1)退火； (2)正火； (3)淬火(4)回火(5)化学热处理钢经过退火处理后能达到消除内应力、强度和硬度下降而塑性、韧性提高的目的。正火处理具有减少钢件内应力、均匀组织和细化晶粒，为最终热处理做好组织准备等作用. 淬火，就是把钢件加热到临界温度GS或PSK线(图8-2)以上，使钢的组织成为单一的奥氏体，然后保温一定的时间后用油或水急速冷却的热处理工艺 回火就是将经过淬火后的钢件重新加热到PSK线以下某一温度，以使其转变为较稳定的组织，提高钢的综合力学性能。 压力容器设计一般包括结构设计、材料选择和强度计算等内容压力容器总体结构由筒体、封头、法兰、开孔与接管、支座和安全附

29、件等按承压性质分类：可分为内压容器与外压容器两类按压力容器在生产工艺过程中的作用原理，可分为下列四种：反应压力容器(代号R) 换热压力容器(代号E) 分离压力容器(代号S) 储存压力容器(代号C, 其中球罐代号B) 设计时应考虑的载荷 ：基本载荷， 选择性载荷 压力容器机械设计的基本要求：强度，刚度，稳定性，耐久性，气密性，节约材料，便于制造，运输、安装、操作、维修方便压力容器的失效形式：强度失效，刚度失效，失稳失效，泄漏失效，压力容器的设计准则大致可分为强度失效设计准则、刚度失效设计准则、失稳失效设计准则和泄漏失效设计准则压力容器零部件标准的两个最基本参数：公称直径(尺寸)和公称压力。压力容

30、器的公称直径：由钢板卷制而成的筒体，其公称直径的数值等于内直径。当筒体直径较小时，可直接采用无缝钢管制作，此时公称直径的数值等于钢管外直径。设计时，应将工艺计算初步确定的容器直径，圆整为符合表14-1所规定的公称直径。管子的公称尺寸既不是管子内直径，也不是管子外直径，而是一种为使管子与管件之间实现相互连接、具有互换性而标准化的系列尺寸。公称压力是标准零部件在一定温度和采用一定的材料时所能承受的最高压力。 筒体根据形状通常可分为圆筒形和球形两种结构类型圆筒形结构根据其结构特征可分为单层式和组合式两大类封头常见的形状有：凸形(包括半球形、椭圆形、碟形和球冠形)锥形和平盖等 半球形封头是由半个球壳构

31、成，多用于大型高压容器和压力较高的储罐上。 椭圆形封头是由半个椭球壳和高度为ho的短圆筒组成，目前中低压容器中最为常用的一种封头形式。标准碟形封头，Ri=0.9Di, r=0.17Di球冠形封头可用作端封头，也可用作容器中两独立受压室的中间封头。 锥形封头经常用于从压力容器底部排出含有固体颗粒或晶粒的料液，或被用于连接两段直径不同的圆筒以利于流体均匀分布和改变流体流速。平盖由于它结构简单和制造方便，故压力容器上常需要拆卸的人孔和手孔的盖板、某些换热设备的端盖等都采用平盖。此外，高压容器中也可采用平盖对于承受均布内压的薄壁圆筒来说，周向薄膜应力是经向薄膜应力的两倍厚度是容器筒体仅在承受内压时所需

32、的最小厚度，称为计算厚度 焊接接头系数，通常1。半球形封头与内压球壳的厚度设计计算相同椭圆形封头 碟形封头的设计公式为设计压力是指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力计算压力是指相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力,包括液柱静压力等附加载荷。 设计温度系指容器在正常工作情况下，设定元件的金属温度设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件材料的许用应力：取材料的极限应力与材料安全系数之比而得到计算厚度指按相应公式计算得到的厚度。需要时，尚应计入其他载荷所需厚度 设计厚度d 设计厚度是指计算厚度与腐蚀裕量之和，即d=+C2。名义厚度n 名义厚度是指设计厚度加上钢板负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度 ，即标注在图样上的厚度。有效厚度e 有效厚度是指名义厚度减去钢板厚度负偏差和腐蚀裕量，即e=n-C1-C2。它也是容器在整个使用期内可以依靠用于承受介质压力的厚度。外压容器有关设计参数：设计压力p，稳定性安全系数m，计算长度L在计算许用设计外压力时，应考虑一定的安全裕度，即： 式中p许用外压力，MPa；m稳定性安全系数，GB 150规定：对于圆筒，取m = 3。外压容器通常是指操作时作用在壁外的压力