化工设备工程师中级职称考试题目及答案

化工设备工程师中级职称考试题目及答案考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（请将正确选项的字母填入括号内，每题2分，共20分）1.根据材料力学知识，受压杆件失去直线平衡状态而突然发生弯曲的现象称为（）。A.塑性变形B.屈曲C.疲劳D.蠕变2.在流体输送系统中，用于降低流体能量、消除脉动、常安装在泵出口的设备是（）。A.过滤器B.沉淀池C.节流阀D.贮罐3.对于压力容器的安全泄压装置，下列说法错误的是（）。A.安全阀适用于压力较高、温度较低的场合B.爆破片适用于易燃易爆介质的场合C.安全阀和爆破片可以相互替代D.安装安全泄压装置是为了防止超压事故4.下列哪种材料不适合用于低温环境下的压力容器制造？（）A.16MnRB.304不锈钢C.高强度钢D.铝合金5.化工设备中广泛使用的传热设备是（）。A.搅拌器B.塔板C.换热器D.泵6.钢制压力容器在制造完成后，进行压力试验的主要目的是（）。A.检查焊缝的耐腐蚀性B.检验容器能否承受设计压力C.检查设备的保温性能D.检验设备的密封性7.焊接残余应力可能引起的设备问题不包括（）。A.应力腐蚀开裂B.热疲劳C.冷弯性能下降D.提高设备刚度8.在化工生产中，为了防止设备腐蚀，常采用的方法之一是（）。A.提高操作温度B.选择耐腐蚀材料C.加快腐蚀速率D.减少设备使用频率9.根据压力容器的安全技术规范，属于第三类压力容器的判断依据不包括（）。A.设计压力B.容器容积C.介质的危险程度D.设备的制造厂规模10.化工管道系统中，用于连接两根公称通径不同管道的管件是（）。A.弯头B.异径三通C.球阀D.螺纹接头二、填空题（请将正确答案填入横线上，每空2分，共20分）1.低碳钢的含碳量通常低于______%。2.流体在管道中流动时，由于内摩擦力而产生的压力损失称为______损失。3.压力容器的壁厚计算中，考虑的应力主要是______应力和______应力。4.安全阀的排放能力必须______容器的安全泄放量。5.焊接接头常见的金相组织包括铁素体、珠光体、______和奥氏体。6.换热器根据传热原理不同，主要可分为______换热器和对流式换热器。7.设备安装过程中，为了确保设备就位精度，常使用的测量工具包括水平仪、______和经纬仪。8.压力容器的定期检验通常包括外部检查、内部检查和______检验。9.根据流体的流动状态，可分为______流动和湍流流动。10.化工设备的腐蚀通常分为均匀腐蚀、______腐蚀和应力腐蚀开裂。三、简答题（请简明扼要地回答下列问题，每题5分，共20分）1.简述压力容器设计中，选择材料时需要考虑的主要因素。2.简述安全阀起跳的主要原因。3.简述化工设备制造过程中，焊接质量控制的几个关键环节。4.简述化工管道系统安装过程中，进行压力试验的主要目的和注意事项。四、计算题（请列出必要的计算公式、步骤和结果，每题10分，共20分）1.某储存液体的立式圆筒形储罐，内径D=4m，设计压力p=1.6MPa（表压），壁厚δ=10mm，材料为16MnR。已知该材料在设计温度下的许用应力[σ]=170MPa。试计算该储罐的壁应力σ和顶部（或底部）球盖的应力σ（假设罐体较高，可近似按薄壁容器处理，球盖厚度与罐壁厚度相同）。2.某管壳式换热器，管程流通面积为0.05m²，管内流体流速为1.5m/s。已知管内流体的密度为800kg/m³。试计算该换热器管程流体的质量流量。五、论述题（请结合工程实际，深入分析下列问题，每题10分，共20分）1.论述化工设备安全管理的意义，并列举至少三种常见的安全隐患及相应的预防措施。2.论述选择化工设备（以反应器为例）材料时，经济性原则应如何权衡？---试卷答案一、选择题1.B2.D3.C4.D5.C6.B7.D8.B9.D10.B二、填空题1.0.252.沿程3.拉伸；弯曲4.大于5.马氏体6.间壁式7.测量杆（或水准仪）8.水压试验（或压力试验）9.层流10.点蚀（或pits）三、简答题1.选择材料时需要考虑的主要因素包括：介质的性质（温度、压力、腐蚀性等）、设备的工作条件、材料的力学性能（强度、塑性、韧性、硬度等）、材料的焊接性能和加工性能、材料的成本以及材料的可获得性等。2.安全阀起跳的主要原因包括：设备内部压力超过安全阀的设定压力；安全阀本身存在故障（如弹簧失效、阀芯卡涩）；安全阀前的管道或设备发生爆裂导致压力急剧升高；操作人员误操作等。3.化工设备制造过程中，焊接质量控制的几个关键环节包括：焊接材料的检验与保管；焊接工艺评定的制定与执行；焊工资格的审查与培训；焊接过程的监控（如电流、电压、焊接速度等参数的检查）；焊缝外观检查（如焊缝尺寸、表面质量等）；焊缝的无损检测（如射线探伤、超声波探伤等）。4.化工管道系统安装过程中，进行压力试验的主要目的是检验管道系统的强度和密封性，确保其能够安全可靠地承受设计压力，并发现潜在的缺陷（如焊缝泄漏、接口开裂等）。注意事项包括：试验前应确认管道系统安装完成，并按规范进行强度和严密性检查；试验介质宜采用水，对于特殊要求可选用其他介质；试验压力应为设计压力的1.15~1.5倍（根据规范确定）；试验过程中应分级缓慢升压，并检查各部位是否有泄漏或异常现象；试验时间应足够，以观察压力是否稳定；试验后应及时泄压，并对试验结果进行记录和评估。四、计算题1.解：壁应力计算σ=(p*D)/(2*δ)=(1.6*10^6Pa*4m)/(2*0.01m)=32*10^6Pa=32MPa顶部（底部）球盖应力计算（薄壁球壳公式）σ=(p*R)/(2*δ)=(1.6*10^6Pa*2m)/(2*0.01m)=16*10^6Pa=16MPa（注：此处按薄壁容器公式计算，若考虑厚壁效应，需用Lame公式，但题目条件可近似薄壁处理）结果：壁应力σ=32MPa，顶部球盖应力σ=16MPa。2.解：质量流量计算m=ρ*Q流通量Q=A*v=0.05m²*1.5m/s=0.075m³/sm=800kg/m³*0.075m³/s=60kg/s结果：管程流体的质量流量为60kg/s。五、论述题1.化工设备安全管理对于预防事故、保障人员生命安全、减少财产损失、确保生产稳定运行、满足法律法规要求等方面具有至关重要的意义。常见的安全隐患及预防措施包括：①设计缺陷：加强设计审查，采用成熟可靠的设计方案，进行必要的应力分析和安全裕度校核；②材料问题：严格材料采购验收，选用符合标准的合格材料，防止因材料缺陷导致设备失效；③制造质量问题：加强制造过程的质量控制，严格执行焊接、检验等工艺规程，确保制造质量；④安装不当：严格按照安装规范进行操作，做好安装过程中的检验和调试；⑤运行维护不到位：建立完善的设备管理制度，定期进行巡检、维护和保养，及时发现并处理设备隐患；⑥安全附件失效：定期校验安全阀、爆破片等安全附件，确保其处于良好状态；⑦人员操作失误：加强员工培训，提高安全意识和操作技能，严格执行操作规程，防止误操作；⑧电气、火灾隐患：做好电气设备的接地保护，定期检查线路和设备，消除火灾隐患。2.选择化工设备（以反应器为例）材料时，经济性原则需要在多个因素之间进行权衡。首先，材料本身的价格是重要的考虑因素，应优先选用价格适中、来源稳定的材料。其次，要考虑材料的性能是否满足设备的使用要求，如耐腐蚀性、耐高温/低温性、力学强度等，避免因材料性能不足而导致设备过早损坏，增加维修成本或导致生产中断。第三，要考虑材料的加工性能和焊接性能，选择易于加工制造和焊接的材料可以降低制造成本。第四，要考虑设备的运行成本，如能源消耗、维护费用等，选择导热性好、不易结垢的材料可能有助于降低运行成本