化工设备使用与维护试题及答案

化工设备使用与维护试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.下列关于压力容器定期检验周期的说法，正确的是（）。A.所有压力容器每3年必须进行一次全面检验B.第一类压力容器每6年检验一次C.第二类压力容器每3年检验一次D.安全状况等级为3级的容器可适当缩短检验周期答案：D解析：根据《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSG21—2016），安全状况等级为3级的容器存在较多缺陷，应适当缩短检验周期，而非统一按3年或6年执行。2.离心泵启动前必须完成的操作是（）。A.打开出口阀，关闭进口阀B.打开进口阀，关闭出口阀C.同时打开进出口阀D.关闭进出口阀答案：B解析：离心泵启动前必须灌泵，防止气缚。进口阀全开可保证泵腔充满液体，出口阀关闭可降低启动电流，保护电机。3.下列哪种密封形式最适合输送含固体颗粒的腐蚀性介质（）。A.填料密封B.单端面机械密封C.双端面机械密封D.迷宫密封答案：C解析：双端面机械密封在密封腔与介质之间引入隔离液，可防止颗粒进入密封面，同时隔离腐蚀性介质，延长密封寿命。4.换热器管束发生轻微泄漏时，最经济有效的临时处理措施是（）。A.立即更换管束B.堵管C.降低操作压力D.增加壳程流速答案：B解析：堵管可在不停车的情况下快速隔离泄漏管，恢复生产，待计划检修时再更换管束，经济性最佳。5.下列关于塔设备裙座焊缝检查的说法，正确的是（）。A.只需进行外观检查B.必须100%射线检测C.需进行磁粉或渗透检测D.无需检查答案：C解析：裙座焊缝承受弯曲与剪切应力，易产生裂纹，规范要求采用磁粉或渗透检测，确保无表面缺陷。6.往复式压缩机气阀损坏的最直接表现是（）。A.排气温度升高B.排气量下降，阀盖温度异常C.润滑油乳化D.电机电流降低答案：B解析：气阀损坏导致逆流，压缩效率下降，排气量降低；逆流气体使阀盖温度异常升高，是最直接信号。7.下列关于不锈钢设备酸洗钝化的说法，错误的是（）。A.可去除表面氧化皮B.可提高表面光洁度C.可形成致密钝化膜D.酸洗后无需冲洗可直接使用答案：D解析：酸洗后必须彻底冲洗残留酸液，否则会导致点蚀；钝化后还需中和、冲洗、干燥，方可投入使用。8.高压反应釜磁力搅拌器出现“打滑”现象，首要检查（）。A.电机绝缘B.磁钢间隙C.减速机润滑油D.搅拌轴直线度答案：B解析：磁钢间隙过大或磁钢退磁会导致磁力矩不足，出现打滑；调整间隙或更换磁钢即可恢复。9.带衬里设备在负压工况下最易发生的失效形式是（）。A.点蚀B.衬里鼓包C.应力腐蚀开裂D.冲刷磨损答案：B解析：负压下衬里层与基体间易形成局部真空，导致衬里鼓包甚至脱落，需设置真空支撑圈。10.下列哪项不是离心机振动超标的原因（）。A.转鼓结垢不均B.轴承磨损C.进料浓度波动D.电机风扇断裂答案：D解析：电机风扇断裂会导致电机温升，但对离心机转子振动影响极小；前三项均直接破坏动平衡。11.储罐底板边缘板腐蚀最严重的区域通常出现在（）。A.罐中心B.搭接焊缝外缘C.罐壁与底板角焊缝D.边缘板与基础接触外沿答案：D解析：雨水、大气与保温层下积液在此积聚，形成氧浓差电池，外沿腐蚀速率可达0.3mm/a以上。12.下列关于膨胀节安装方向的说法，正确的是（）。A.内衬套焊缝迎向流体B.内衬套焊缝背向流体C.无内衬套时可任意安装D.与流向无关答案：B解析：内衬套焊缝背向流向可防止介质直接冲刷焊趾，减少湍流磨损，延长寿命。13.采用氮气置换可燃介质时，要求系统氧含量低于（）。A.21%B.10%C.5%D.0.5%答案：C解析：GB30871-2022规定，进入受限空间前氧含量应保持在19.5%~21%，但置换合格指标为可燃介质浓度低于爆炸下限10%，氧含量低于5%作为辅助指标。14.下列关于塔盘安装水平度要求，正确的是（）。A.单溢流塔盘≤5mmB.双溢流塔盘≤3mmC.任意两点高差≤2mmD.塔径>3m时≤6mm答案：C解析：HG/T20546-2009规定，塔盘安装后任意两点水平度公差≤2mm，与塔径、溢流形式无关。15.高压管道法兰泄漏，带压堵漏最常用的夹具材料是（）。A.Q235BB.304不锈钢C.316L不锈钢D.铝合金答案：C解析：316L耐氯离子应力腐蚀，强度适中，易加工，是制作注胶夹具的首选。二、判断题（每题1分，共10分）16.离心泵长期在小流量区运行会导致径向力增大，轴挠度增加。（√）解析：小流量时涡流严重，径向力增大，轴挠度超过设计值，易引发密封泄漏、轴承损坏。17.反应釜夹套水压试验压力取设计压力的1.25倍即可，无需考虑温度修正。（×）解析：水压试验需考虑温度对许用应力的影响，当试验温度>200℃时应按GB150进行温度修正。18.钛制设备在发烟硝酸工况下会发生剧烈反应，严禁使用。（√）解析：钛在干氯气、发烟硝酸中会发生自燃反应，生成TiCl4并放热，存在爆炸风险。19.螺旋板换热器不可拆卸，因此无法清洗，只能报废更换。（×）解析：可拆式螺旋板换热器通过端盖螺栓连接，可拆下清洗；不可拆式可用化学清洗或在线CIP。20.储罐呼吸阀冬季应适当调高定压，防止阀盘冻结。（×）解析：冬季应降低定压，减少阀盘冻结概率；同时加装伴热与保温套，确保阀盘灵活。21.往复泵出口必须设置安全阀，其整定压力为泵额定压力的1.1倍。（√）解析：防止出口堵塞造成超压，安全阀整定压力1.1倍额定压力符合API674要求。22.磁力泵空转不会损坏，因其无机械密封。（×）解析：空转导致轴承与推力盘干摩擦，瞬间升温，磁钢退磁，滑动轴承烧毁。23.带搅拌设备在检修后必须进行动平衡试验。（×）解析：仅当更换搅拌桨、轴或轴承时才需做动平衡；常规检修后只需空载试车。24.低温钢设备焊接后可直接投入使用，无需热处理。（×）解析：低温钢需控制焊缝残余应力，壁厚>32mm或设计温度<-40℃时应进行焊后热处理。25.超压泄放装置动作后，可自动复位继续使用，无需校验。（×）解析：安全阀、爆破片动作后必须重新校验定压，检查密封面，确认无变形方可回装。三、填空题（每空2分，共20分）26.压力容器年度检查至少包括宏观检查、______、安全附件检查、______。答案：壁厚测定；气密性试验解析：年度检查以宏观与测厚为主，必要时做气密，无需全面射线。27.离心泵汽蚀余量分为有效汽蚀余量NPSHa与______汽蚀余量NPSHr。答案：必需解析：当NPSHa>NPSHr+0.5m时，泵无汽蚀风险。28.塔设备降液管清液层高度应大于______倍堰上液流高度，防止淹塔。答案：2解析：经验值，确保液体通过降液管时有足够推动力。29.不锈钢设备酸洗钝化后，表面应呈现______色，无花斑、无过腐蚀。答案：银白或银灰解析：合格钝化膜致密，色泽均匀，花斑说明残留酸未冲净。30.高压换热器管箱垫片常选用______型金属环垫，耐高温高压。答案：八角解析：八角垫比椭圆垫回弹好，密封比压高，适用于Class900以上。31.储罐边缘板防腐采用______+矿脂防蚀带复合结构，寿命可达15年。答案：弹性聚氨酯解析：弹性聚氨酯耐候，矿脂带自融合，形成双重屏障。32.往复压缩机气阀弹簧疲劳断裂后，阀片会______，引起撞缸。答案：延迟关闭解析：延迟关闭造成逆流，阀片与升程限制器二次撞击，产生巨响。33.带衬里设备在衬里层设置______孔，便于泄漏监测与排气。答案：检漏解析：检漏孔连接检漏管，可早期发现衬里破损，避免大面积鼓包。34.低温阀门阀杆加长目的是使填料函远离______区，防止冻结。答案：冷流解析：加长段使填料处于0℃以上，避免冰胀导致泄漏。35.磁力泵隔离套厚度设计需兼顾承压与______损失。答案：涡流解析：隔离套过厚增加涡流损失，降低效率；需按API685优化。四、简答题（每题8分，共40分）36.简述离心泵运行中轴承温度突然升高的常见原因及处理步骤。答案：原因：①润滑油不足或乳化；②轴承损坏；③对中不良；④冷却水断流；⑤泵负荷突变。处理：1)立即切换至备用泵，隔离故障泵；2)检查油位油质，补油或更换；3)用红外测温枪确认轴承外圈温度，若>80℃停机；4)拆检轴承，若保持架断裂、滚道剥落则更换；5)重新找正，径向偏差≤0.05mm；6)恢复冷却水，流量≥1m/s；7)空载试车30min，温升≤40℃方可投运。37.阐述高压反应釜磁力搅拌器磁钢退磁的机理与预防措施。答案：机理：1)高温：钕铁硼磁钢居里点310℃，长期>250℃磁通量下降；2)腐蚀：隔离套破裂，介质进入，磁钢氧化粉化；3)强外磁场：焊接、起重电磁铁导致反向磁化；4)机械冲击：转子失衡，磁钢碎裂。预防：①设置温度联锁，隔离套壁温≤200℃；②选用哈氏合金隔离套，壁厚≥1.2mm；③焊接时用非磁性夹具，远离磁钢；④定期测磁通量，下降>10%更换；⑤转子做动平衡，G2.5级；⑥停车后延时停冷却水，防止骤冷。38.列管式换热器化学清洗步骤及注意事项。答案：步骤：1)隔离设备，加盲板；2)水冲洗至浊度<10NTU；3)碱洗：3%NaOH+0.5%表面活性剂，80℃循环4h，除油；4)水冲洗至pH<9；5)酸洗：5%柠檬酸+0.3%缓蚀剂，60℃循环6h，除垢；6)水冲洗至pH>5；7)钝化：1%亚硝酸钠+氨水调pH9.5，40℃循环2h；8)排空，氮气吹干。注意：①清洗流速0.3~0.5m/s，防气蚀；②每30min测一次酸浓度，<2%补酸；③挂标准腐蚀试片，腐蚀率≤2g/(m²·h)；④废液中和至pH7~9排放；⑤清洗后做涡流检测，确认无点蚀。39.简述储罐浮盘沉没事故的原因、征兆及应急处理。答案：原因：1)浮盘焊缝裂纹，进油；2)立柱卡涩，浮盘倾斜；3)自动通气阀堵塞，形成负压；4)密封带老化脱落，进油。征兆：①液位不变但浮盘高度下降；②罐顶自动通气阀大量喷油；③浮盘支柱异常撞击罐底板；④罐壁温度局部降低。应急：1)立即停输转泵，关闭进出口阀；2)启动泡沫灭火系统，覆盖油面；3)向罐内注水，抬高浮盘，减少油气空间；4)联系清罐队，倒空至事故罐下限；5)检测油气浓度<1%LEL后，进罐堵漏；6)更换二次密封，全面检查浮舱焊缝。40.论述往复式压缩机气量无级调节系统（HydroCOM）的工作原理及维护要点。答案：原理：1)在吸气阀上加液压驱动卸荷器，延迟关闭；2)PLC根据设定流量计算所需卸荷时间；3)液压油推动卸荷器顶开阀片，部分气体回流至吸气侧；4)实现0~100%无级调节，节能20%~40%。维护：①每周检查液压油NAS1638≤8级，水分<200ppm；②每季度拆洗高压过滤器，压差>0.5MPa更换；③校验卸荷器行程传感器，误差≤0.1mm；④冬季油温<20℃投电伴热，防止黏度大导致响应迟缓；⑤停机>72h，每周盘车一次，防止卸荷器卡涩；⑥记录阀片寿命，累计运行8000h强制更换。五、计算与案例分析题（共50分）41.（20分）某厂甲醇回收塔塔顶冷凝器为固定管板式，材质304，管程设计压力0.6MPa，壳程循环水0.4MPa。运行3年后，壳程出口温度由42℃升至48℃，蒸汽耗量增加15%。停机开盖发现管外壁被泥垢包裹，测厚最薄处1.35mm（原始2.0mm）。问题：1)计算腐蚀速率，并判定是否超标；2)给出三种在线清洗方案并比较优缺点；3)若堵管10%，核算换热面积是否仍满足原工艺。答案：1)腐蚀速率=(2.0-1.35)/3=0.217mm/aGB151规定循环水侧碳钢≤0.1mm/a，不锈钢≤0.05mm/a，现0.217mm/a超标4倍，属严重腐蚀。2)方案比较：A.胶球清洗：在线，无需拆盖，但对硬垢无效，需系统改造，投资30万；B.反冲洗+化学清洗：在线，需配临时泵，清洗6h，费用5万，废液需处理；C.超声除垢：在线，无化学品，对老垢效果差，设备租赁费8万。推荐B，兼顾经济性与效果。3)原面积A=πdLN=3.14×0.019×3×500=89.5m²堵10%后剩90%，A'=80.5m²原热负荷Q=KAΔT，K取1200W/(m²·K)，ΔT=12KQ=1200×89.5×12=1.29MW现K因垢降至800，A'=80.5，ΔT需=1.29×10³/(800×80.5)=20K需提高蒸汽温度至125℃，原110℃，蒸汽耗量增加约18%，略大于现15%，可通过提高真空度补偿，满足工艺。42.（15分）某反应釜夹套导热油温度320℃，内筒材质Q345R，内径1.8m，设计压力1.0MPa，壁厚16mm。运行中内筒外表面出现多条环向裂纹，金相检验为沿晶开裂，伴随大量