压力容器知识竞赛试卷(附答案)

压力容器知识竞赛试卷(附答案)一、单项选择题（每题1分，共30分）1.根据《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSG21-2016），压力容器的设计使用年限由（）在委托设计时提出。A.设计单位B.制造单位C.使用单位D.检验机构2.压力容器的主要受压元件不包括（）。A.筒体B.封头C.设备法兰D.支座垫板3.对于碳素钢和低合金钢制压力容器，其液压试验时的液体温度不得低于（）。A.0℃B.5℃C.10℃D.15℃4.用于焊接结构压力容器主要受压元件的碳素钢和低合金钢，其含碳量不应大于（）。A.0.25%B.0.30%C.0.35%D.0.40%5.根据介质特性，压力容器可分为第一类、第二类和第三类。划分依据不包括（）。A.压力B.容积C.介质危害程度D.容器材质6.压力容器焊缝同一部位的返修次数不宜超过（）次。A.1B.2C.3D.47.设计压力为1.6MPa的储存压缩空气的容器，按《容规》分类，应为（）。A.第一类压力容器B.第二类压力容器C.第三类压力容器D.常压容器8.椭圆形封头直边段的作用是（）。A.降低封头高度B.避免边缘应力与筒体焊缝重叠C.便于加工制造D.增加封头强度9.压力容器气压试验时，试验单位的安全部门应进行现场监督。试验压力应缓慢上升，当达到规定试验压力的（）时，应暂停升压，进行初步检查。A.10%B.30%C.50%D.80%10.压力容器的（）是压力容器在使用过程中，压力与温度允许达到的最高值。A.设计压力B.工作压力C.最高工作压力D.计算压力11.奥氏体不锈钢制压力容器进行水压试验时，应严格控制水中氯离子含量不超过（）mg/L。A.15B.25C.35D.5012.压力容器开孔补强设计中，等面积补强法适用于（）。A.小开孔B.大开孔C.所有开孔D.疲劳载荷下的开孔13.压力容器用钢板，当工作环境温度低于（）时，应进行低温冲击试验。A.0℃B.-10℃C.-20℃D.-30℃14.对于有保温层的压力容器，其设计总图上标注的厚度是（）。A.计算厚度B.设计厚度C.名义厚度D.有效厚度15.压力容器焊接接头系数φ应根据（）选取。A.材料强度B.无损检测比例和接头型式C.容器直径D.设计压力16.下列哪种无损检测方法主要用于检测表面和近表面缺陷？（）A.射线检测（RT）B.超声波检测（UT）C.磁粉检测（MT）D.声发射检测（AE）17.压力容器制造中，冷卷筒节成形后，应进行（）。A.焊后热处理B.消氢热处理C.恢复性能热处理D.无需热处理18.安全阀的排放能力必须（）压力容器的安全泄放量。A.小于B.等于C.大于或等于D.无要求19.设计储存液化石油气的固定式压力容器，其设计压力应不低于（）。A.饱和蒸汽压B.工作压力C.规定的充装系数下的工作压力D.饱和蒸汽压与规定的充装系数下工作压力的较大值20.按照JB/T4732进行疲劳分析设计的压力容器，其分析设计标准循环次数应不小于（）次。A.10^3B.10^4C.10^5D.10^621.压力容器制造中，A类焊接接头（纵缝）的错边量不得大于（）。A.10%板厚，且不大于2mmB.15%板厚，且不大于3mmC.20%板厚，且不大于4mmD.25%板厚，且不大于5mm22.压力容器耐压试验后，进行泄漏试验时，试验压力通常为（）。A.设计压力B.工作压力C.1.0倍设计压力D.1.05倍设计压力23.下列哪种热处理的主要目的是消除焊接残余应力？（）A.正火B.淬火C.退火D.焊后热处理（消除应力退火）24.压力容器用紧固件（螺栓、螺柱）通常选用强度较高的材料，如（）。A.Q235BB.20钢C.35CrMoAD.06Cr19Ni1025.换热管与管板的连接方式中，强度焊加贴胀的主要目的是（）。A.提高连接强度B.消除间隙腐蚀C.提高换热效率D.便于制造26.外压容器设计中，加强圈的作用是（）。A.增加容器厚度B.减小计算长度，提高临界压力C.提高材料强度D.降低制造成本27.压力容器设计文件中，压力容器设计所依据的主要标准和规范是（）。A.技术要求B.设计计算书C.设计说明书D.风险评估报告28.压力容器制造完工后，应在明显部位装设（）。A.产品铭牌B.安全阀C.压力表D.排污阀29.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者，应逐张进行超声波检测：（）。A.厚度大于20mmB.厚度大于30mmC.厚度大于36mmD.厚度大于40mm30.对于盛装毒性程度为极度或高度危害介质的压力容器，其A、B类焊接接头应进行（）。A.20%射线或超声检测B.50%射线或超声检测C.100%射线或超声检测D.无需无损检测二、多项选择题（每题2分，共20分，多选、少选、错选均不得分）1.压力容器的主要失效形式包括（）。A.韧性断裂B.脆性断裂C.疲劳断裂D.蠕变断裂E.腐蚀失效2.下列哪些情况属于压力容器的重大修理？（）A.主要受压元件的更换B.矫形C.挖补D.改变运行参数E.焊缝补焊3.压力容器用钢材的基本要求包括（）。A.足够的强度B.良好的塑性C.优良的韧性D.良好的焊接性和加工工艺性E.对应介质环境的耐腐蚀性4.压力容器焊接接头的无损检测方法中，属于体积型检测方法的有（）。A.射线检测（RT）B.超声波检测（UT）C.磁粉检测（MT）D.渗透检测（PT）E.声发射检测（AE）5.压力容器定期检验的内容通常包括（）。A.宏观检查B.壁厚测定C.表面无损检测D.安全附件检查E.耐压试验6.下列哪些是压力容器常用的安全附件？（）A.安全阀B.爆破片装置C.压力表D.液位计E.测温仪表7.压力容器设计必须考虑的基本载荷包括（）。A.内压或外压B.液柱静压力C.容器自重D.风载荷和地震载荷E.温差应力8.下列哪些材料可以用于制造低温压力容器？（）A.16MnDRB.09MnNiDRC.Q245RD.S30408E.15CrMoR9.压力容器制造过程中，需要进行焊后热处理的情况有（）。A.盛装毒性为极度或高度危害介质的容器B.钢板厚度符合相关规定（如碳钢>32mm）C.有应力腐蚀倾向的容器D.设计文件要求进行热处理的容器E.所有不锈钢容器10.压力容器强度失效的设计准则包括（）。A.弹性失效准则B.塑性失效准则C.爆破失效准则D.疲劳失效准则E.刚度失效准则三、判断题（每题1分，共20分）1.压力容器的最高工作压力是指容器顶部在正常工作过程中可能产生的最高表压力。（）2.压力容器的设计压力不得低于最高工作压力。（）3.所有压力容器都必须设置安全阀和压力表。（）4.对于有保温层的压力容器，设计总图上标注的名义厚度不包括腐蚀裕量。（）5.压力容器筒体直线度的检查应在焊缝检测合格后进行。（）6.奥氏体不锈钢压力容器焊后一般不进行消除应力热处理。（）7.压力容器制造中，B类焊接接头（环缝）的对口错边量要求比A类接头更严格。（）8.换热器管板与换热管的胀接连接属于不可拆连接。（）9.压力容器开孔补强计算中，开孔直径是指接管内径。（）10.外压圆筒的临界压力与材料的屈服强度成正比。（）11.压力容器液压试验合格标准之一是无可见变形。（）12.安全阀的整定压力可以高于压力容器的设计压力。（）13.压力容器制造单位必须取得相应的特种设备制造许可证。（）14.对于需要进行疲劳分析的压力容器，所有焊接接头均要求全焊透。（）15.压力容器用钢板入厂验收时，只需核对质量证明书，无需进行复验。（）16.爆破片装置是一种可重复使用的安全泄放装置。（）17.压力容器用锻件一般要求进行超声检测。（）18.压力容器的气密性试验压力等于设计压力。（）19.椭圆形封头的有效厚度应不小于封头名义厚度减去钢板负偏差和腐蚀裕量。（）20.压力容器设计寿命是指容器从投入使用到报废的日历时间。（）四、填空题（每空1分，共20分）1.压力容器由壳体、______、密封元件、______、支座以及安全附件等组成。2.压力容器设计中的三个重要参数是设计压力、______和______。3.压力容器焊接接头的型式主要有对接接头、______接头、______接头和搭接接头。4.低温压力容器是指设计温度低于或等于______℃的容器。5.压力容器制造中，进行局部无损检测的焊接接头，其检测长度不得少于各条焊接接头长度的______%，且不少于______mm。6.安全阀的排放压力不得高于设计压力的______倍。7.对于碳素钢、低合金钢制的压力容器，其气压试验压力为设计压力的______倍。8.压力容器壳体用钢板的标准抗拉强度下限值>540MP9.压力容器主要受压部分的焊接接头分为A、B、C、D四类，其中球形封头与圆筒连接的环向接头属于______类接头。10.压力容器设计文件中的强度计算书，其计算所依据的标准应为______和______。11.压力容器产品焊接试板应当在______过程中，由焊接该产品的焊工采用与施焊容器相同的条件和相同的焊接工艺焊接。12.压力容器筒体直径允许偏差应符合GB/T1804中______级的规定。13.设计盛装液化气体的固定式压力容器，其设计压力应不低于在可能达到的______下的饱和蒸气压力。14.压力容器耐压试验时，容器壁的环向薄膜应力值不得超过试验温度下材料屈服点的______%。五、简答题（每题5分，共25分）1.简述压力容器选材的基本原则。2.什么是压力容器的应力腐蚀？列举三种容易引起应力腐蚀的介质-材料组合。3.简述压力容器焊接工艺评定的目的。4.压力容器在什么情况下需进行气密性试验？气密性试验的合格标准是什么？5.简述外压圆筒失稳的概念及提高外压圆筒稳定性的措施。六、计算题（共15分）1.（7分）一台内径=2000mm的圆筒形压力容器，设计压力P=1.0MPa，设计温度t=150℃，材料选用Q345R，其在设计温度下的许用应力=183MPa，焊接接头系数（提示：圆筒计算厚度公式：δ=2.（8分）某压力容器上有一圆形开孔，需安装接管。已知：容器内径=1800mm，壳体计算厚度δ=12mm，设计压力P=1.6MPa，设计温度下壳体材料许用应力=147MPa，接管外径=219（提示：开孔直径d=2；所需补强面积A=dδ+2δ(1)，其中=；有效补强范围：有效宽度B=max(2d,d+2+答案与解析一、单项选择题1.C解析：根据TSG21-2016，设计使用年限（设计寿命）由用户（使用单位）在委托设计时提出，作为设计依据之一。2.D解析：根据相关标准，主要受压元件包括筒体、封头（端盖）、球壳板、换热器管板和换热管、设备法兰、M36以上的设备主螺栓、人孔盖、人孔法兰、人孔接管以及直径大于250mm的接管等。支座垫板通常不属于主要受压元件。3.B解析：为防止金属发生低温脆断，标准规定试验液体温度不低于5℃。4.A解析：限制含碳量主要是为了保证钢材的焊接性能，避免焊接裂纹。5.D解析：压力容器分类依据是压力、容积、介质危害程度，按三者综合后的危险程度由低到高划分为第一、二、三类。材质不是分类依据。6.B解析：标准规定同一部位（指焊补的填充金属重叠）的返修次数不宜超过2次。7.B解析：压缩空气为低压、低危害介质，根据压力（1.6MPa为中压）和容积（需具体数值，但通常储存容器容积较大）综合判断，一般属于第二类。8.B解析：设置直边段是为了使封头与筒体连接的环焊缝避开几何形状突变、边缘应力较大的区域。9.A解析：气压试验危险性较高，规程要求分阶段检查，升至10%试验压力时进行初次检查。10.C解析：最高工作压力是工艺操作过程中容器顶部可能出现的最高压力（表压）。11.B解析：为防止氯离子应力腐蚀，标准严格限定试验用水氯离子含量。12.A解析：等面积补强法是基于弹性失效准则的静力强度补强方法，概念直观，适用于一般开孔（非极大开孔或疲劳等复杂载荷）。13.C解析：标准规定，设计温度低于-20℃的碳素钢和低合金钢制压力容器，其钢板需进行低温夏比（V型缺口）冲击试验。14.C解析：名义厚度是设计厚度加上钢材厚度负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度，是图样上标注的厚度。15.B解析：焊接接头系数φ反映了接头强度被削弱的程度，直接取决于接头型式和对其进行的无损检测比例。16.C解析：磁粉检测（MT）利用漏磁场吸附磁粉显示缺陷，仅适用于铁磁性材料表面和近表面缺陷。17.C解析：冷卷会导致材料加工硬化、塑性降低，对于有应力腐蚀倾向等特定情况，或设计文件有要求时，需进行恢复材料性能（塑性、韧性）的热处理。18.C解析：安全阀的排放能力是其最关键的性能指标，必须足以将容器内超压介质排出，保证压力不超过限定值。19.D解析：液化气体压力随温度变化大，设计压力需取50℃饱和蒸汽压和规定的充装系数下工作压力的较大值。20.C解析：JB/T4732规定，以疲劳分析为基础的设计，其设计循环次数应不少于次。21.B解析：按GB150.4制造要求，A、B类接头对口错边量应不大于名义厚度δn的15%，且不大于3mm。22.B解析：泄漏试验（如气密性试验）通常在耐压试验合格后进行，检查密封性能，试验压力一般为设计压力或工作压力。23.D解析：焊后热处理（PWHT）的主要目的就是消除焊接残余应力，改善热影响区组织。24.C解析：35CrMoA是常用的高强度合金钢螺栓材料。Q235B、20钢强度偏低，06Cr19Ni10（304不锈钢）强度也不及合金钢。25.B解析：贴胀可以消除换热管与管板孔之间的间隙，防止间隙腐蚀和振动磨损。26.B解析：加强圈通过缩短圆筒的计算长度L，显著提高其临界失稳压力，是经济有效的抗外压设计方法。27.C解析：设计说明书是设计文件的总纲，其中明确列出了设计所依据的法规、标准。28.A解析：产品铭牌是容器的“身份证”，必须牢固装设在明显部位。29.B解析：TSG21-2016规定，厚度大于30mm的碳素钢和低合金钢钢板，应逐张进行超声检测。30.C解析：盛装极度或高度危害介质的容器，其A、B类接头要求100%射线或超声检测。二、多项选择题1.ABCDE解析：压力容器失效形式多样，所列均为常见失效形式。2.ABC解析：重大修理指主要受压元件的更换、矫形、挖补，以及对接接头焊缝的补焊（但题干E项“焊缝补焊”未明确是主要受压元件，通常重大修理指主要受压元件的焊缝补焊）。改变运行参数属于改造范畴。3.ABCDE解析：这些都是压力容器选材时必须综合考虑的基本性能要求。4.AB解析：RT和UT能检测内部体积型缺陷（如气孔、夹渣）；MT和PT主要用于表面缺陷；AE是动态监测技术。5.ABCDE解析：定期检验项目包括宏观检查、壁厚测定、表面无损检测、埋藏缺陷检测、材质检验、紧固件检查、强度校核、安全附件检查、耐压试验等。6.ABCDE解析：这些都是压力容器常用的安全保护装置和监控仪表。7.ABCD解析：基本载荷包括压力、重力、风载、地震载荷等。温差应力是温差引起的载荷，在特定条件下（如大型设备、厚壁容器）需考虑，但不一定是所有容器的“基本”载荷。8.ABD解析：16MnDR、09MnNiDR是常用低温压力容器用钢，S30408奥氏体不锈钢具有良好的低温韧性。Q245R和15CrMoR未列入低温用钢标准。9.ABCD解析：标准对需进行焊后热处理的情况有明确规定，包括介质毒性、厚度、应力腐蚀倾向及设计要求。奥氏体不锈钢通常不进行消除应力热处理。10.ABC解析：弹性、塑性、爆破失效准则是针对静载强度的不同设计理念。疲劳失效是另一种失效模式的设计准则，刚度失效通常不作为强度失效的准则。三、判断题1.√2.√解析：设计压力是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，其值不低于最高工作压力。3.×解析：并非所有压力容器都必须设置安全阀，例如某些由系统压力保障安全或装有爆破片的容器。压力表通常是需要的，但也不是绝对的。4.×解析：名义厚度是设计厚度（计算厚度+腐蚀裕量+负偏差）向上圆整后的值，已包含腐蚀裕量。5.√解析：几何尺寸检查应在焊接及热处理后进行，以反映最终状态。6.√解析：奥氏体不锈钢通常不进行消除应力热处理，因为热处理可能降低其耐蚀性，且其塑性好，残余应力危害相对较小。7.×解析：标准对A、B类接头的错边量要求相同。8.√解析：胀接依靠塑性变形实现密封和连接，拆卸会破坏连接面，属于不可拆连接。9.×解析：开孔直径d是指开孔接管处壳体内径扣除腐蚀裕量后的直径，对于圆筒，d=10.×解析：外压圆筒弹性失稳的临界压力与材料的弹性模量E成正比，与屈服强度无直接关系。11.√解析：液压试验合格标准包括无渗漏、无可见变形、无异常响声。12.×解析：安全阀的整定压力不应大于压力容器的设计压力。13.√解析：压力容器制造是特种设备制造，必须取得许可。14.√解析：疲劳分析设计要求高，所有承受疲劳载荷的焊接接头均应全焊透，以降低应力集中。15.×解析：对于重要压力容器用材，需按标准进行复验（化学成分、力学性能、超声检测等）。16.×解析：爆破片是一次性使用的安全泄放装置，泄放后需更换。17.√解析：压力容器用锻件通常要求按标准进行超声检测，以发现内部缺陷。18.√解析：气密性试验压力通常为容器的设计压力。19.√解析：有效厚度是名义厚度减去所有附加量（负偏差、腐蚀裕量）后，真正用于承受载荷的厚度。20.×解析：设计寿命（设计使用年限）是容器设计时预计的使用年限，不是日历时间，是时间区间。实际报废时间可能受多种因素影响。四、填空题1.封头（端盖）；接管（法兰）2.设计温度；设计寿命（或：直径/厚度）3.角接；T形（或：端接）4.-205.20；2506.1.17.1.158.17（或：16，按GB150.2具体材料而定，540MPa级通常要求≥17%）9.A10.GB150《压力容器》；JB/T4732《钢制压力容器—分析设计标准》（或其他适用的产品标准）11.筒节纵焊缝焊接12.m（或：中等）13.最高温度14.90五、简答题1.答：压力容器选材应遵循以下基本原则：①安全性原则：材料必须具有足够的强度、塑性和韧性，以保证容器在设计寿命内安全运行。②适用性原则：材料必须与所盛装的介质相容，具有良好的耐腐蚀性，或采取可靠的防腐措施。③工艺性原则：材料应具有良好的冷、热加工性能和焊接性能。④经济性原则：在满足安全和使用要求的前提下，优先选用价格合理、资源丰富的材料，并考虑综合制造成本。⑤标准化原则：优先选用国家标准、行业标准中列入的压力容器用材。2.答：应力腐蚀是指金属材料在拉应力和特定腐蚀介质的共同作用下发生的脆性开裂现象。三种常见的介质-材料组合：①氯离子溶液（包括湿空气）与奥氏体不锈钢。②碱液（NaOH）与碳钢（称“碱脆”）。③湿硫化氢环境与低合金高强度钢（称“硫化物应力腐蚀开裂”）。3.答：焊接工艺评定的目的是：①验证所拟定的焊接工艺的正确性。②评价焊接接头能否满足设计要求的力学性能（强度、塑性、韧性等）。③为制定正式的焊接工艺规程（WPS）提供可靠依据。它是保证压力容器焊接质量的重要技术环节，在产品施焊前必须完成。4.答：需进行气密性试验的情况：①介质毒性为极度或高度危害。②设计上不允许有微量泄漏（如真空度要求高）。③其他特定要求。合格标准