化工机械维修复习试题及答案

化工机械维修复习试题及答案一、选择题（一）单项选择题（每题1分，共15分）1.化工机械维修中，常用于检测设备内部表面缺陷的无损检测方法是（）。A.磁粉探伤B.超声波探伤C.渗透探伤D.涡流探伤答案：B解析：超声波探伤利用超声波在介质中传播遇到缺陷时发生反射、折射等特性，可以检测工件内部及表面缺陷，尤其对体积型缺陷（如气孔、夹渣）敏感。磁粉探伤主要用于铁磁性材料表面和近表面缺陷；渗透探伤用于非多孔性材料表面开口缺陷；涡流探伤常用于导电材料表面和近表面缺陷。2.对于承受高温高压的化工管道法兰连接，其垫片通常选用（）。A.橡胶垫片B.石棉橡胶垫片C.聚四氟乙烯垫片D.金属缠绕垫片答案：D解析：金属缠绕垫片由金属带和非金属填充带交替缠绕而成，具有良好的弹性、强度和高密封性能，适用于高温、高压及温度压力有波动的场合，是化工高温高压管道法兰连接的常用选择。橡胶、石棉橡胶和聚四氟乙烯垫片通常用于中低压或特定介质、温度的场合。3.离心泵在运行中发生“气缚”现象时，最可能的原因是（）。A.泵内发生汽蚀B.泵的出口阀门开度太大C.启动前泵壳内未灌满液体D.叶轮磨损严重答案：C解析：气缚是指离心泵启动时，若泵壳内存在空气，由于空气密度远小于液体，叶轮旋转产生的离心力很小，不足以在泵入口形成足够的真空来吸入液体，导致泵无法正常输送液体的现象。防止方法是启动前必须灌泵。汽蚀是液体在泵内局部压力低于饱和蒸汽压时汽化再凝结冲击叶轮的现象。4.下列联轴器中，能补偿较大轴向位移和少量径向、角向位移的是（）。A.凸缘联轴器B.滑块联轴器C.齿式联轴器D.万向联轴器答案：C解析：齿式联轴器由两个具有外齿环的半联轴器和两个具有内齿环的套筒组成，内外齿啮合，齿侧留有间隙，允许内外齿套之间产生相对位移，因此能补偿较大的轴向位移以及一定的径向和角向位移，适用于重型传动。凸缘联轴器无补偿能力；滑块联轴器补偿径向和角向位移；万向联轴器主要用于角向位移补偿。5.在滑动轴承的轴瓦上开设油沟，其位置一般应设在（）。A.承载区B.非承载区C.轴瓦端部D.任意位置答案：B解析：油沟的作用是输送和分布润滑油。若开在承载区，会破坏油膜的连续性，显著降低轴承的承载能力，并可能使润滑油从高压区泄漏，因此油沟必须开在非承载区或压力较小的区域。6.对往复式压缩机气缸进行镜面检查，若发现沿圆周方向有均匀的拉伤痕迹，最可能的原因是（）。A.活塞环断裂B.气缸润滑不良C.气缸与活塞中心线不一致D.冷却效果差答案：C解析：气缸与活塞（或活塞杆）中心线不一致（即不同心）会导致活塞在气缸内偏斜运行，活塞环与气缸壁在圆周方向上均匀接触摩擦，从而产生沿圆周方向的均匀拉伤。活塞环断裂通常导致局部严重拉伤；润滑不良可能产生不规则磨损或拉伤；冷却效果差主要影响温度，可能导致异常磨损但不是直接产生均匀圆周拉伤的原因。7.化工设备进行液压试验时，试验压力一般为设计压力的（）倍（另有规定除外）。A.1.05B.1.15C.1.25D.1.5答案：C解析：根据《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSG21）等标准规定，内压容器液压试验压力一般为设计压力的1.25倍（立式容器卧置试验时，还应考虑液柱静压力）。气压试验压力一般为设计压力的1.1倍。具体需按设计图纸或相关标准执行。8.下列密封中，属于非接触式动密封的是（）。A.填料密封B.机械密封C.迷宫密封D.唇形密封圈密封答案：C解析：迷宫密封依靠流体在曲折的间隙中节流、膨胀而产生阻力来阻止泄漏，密封件与运动件之间存在间隙，无直接接触，属于非接触式密封。填料密封、机械密封（端面密封）和唇形密封圈（油封）都属于接触式动密封。9.焊接裂纹在焊后立即产生，也可能在焊后一段时间才出现，后者通常称为（）。A.热裂纹B.冷裂纹C.再热裂纹D.层状撕裂答案：B解析：冷裂纹（又称延迟裂纹）是焊接接头冷却到较低温度下（对于钢来说通常在Ms点以下）产生的一种常见裂纹，具有延迟特性，可能在焊后几分钟、几小时甚至几天后才出现。热裂纹在焊接过程中高温下产生；再热裂纹是焊后热处理过程中产生的；层状撕裂主要与钢材轧制结构有关。10.塔设备安装后，其垂直度允许偏差一般要求不大于塔高的（），且最大值不超过规定值。A.1/100B.1/1000C.5/1000D.10/1000答案：B解析：根据《石油化工静设备安装工程施工质量验收规范》（GB50650）等标准，塔类设备安装的垂直度允许偏差一般为设备高度的1/1000，且整体最大偏差不应超过30mm。对于有特殊要求的设备，应按设计文件规定执行。11.用塞尺检查两个结合面之间的间隙时，若一片0.05mm的塞尺能插入，一片0.06mm的塞尺不能插入，则间隙可记为（）。A.0.05mmB.0.055mmC.0.06mmD.0.05~0.06mm答案：D解析：塞尺测量间隙时，以能插入的塞尺最大厚度与不能插入的塞尺最小厚度之间的范围来表示测量结果。0.05mm能插入，0.06mm不能插入，说明实际间隙在0.05mm至0.06mm之间。12.齿轮传动中，齿面点蚀通常首先出现在（）。A.齿顶附近B.齿根附近C.节线附近的齿根部分D.节线附近的齿顶部分答案：C解析：齿面点蚀是闭式齿轮传动常见的失效形式，由接触交变应力引起。在节线附近，齿面相对滑动速度小，油膜不易形成，且同时啮合的齿对数少，接触应力大，因此点蚀常首先出现在节线附近的齿根部分。13.螺栓在预紧后受轴向工作载荷作用，其总拉力与预紧力、工作拉力F、螺栓刚度和被连接件刚度的关系为（）。A.=B.=C.=D.=答案：B解析：这是受轴向工作载荷的紧螺栓连接总拉力的经典计算公式。工作载荷F的一部分用于使螺栓进一步伸长，这部分为F；另一部分用于使被连接件压缩量减少（恢复），不会直接加到螺栓总拉力上。因此总拉力=+14.下列材料中，不适合用于制造承受冲击载荷的零件的是（）。A.Q235-AB.45钢C.HT200D.40Cr答案：C解析：HT200是灰铸铁，其抗拉强度低，塑性、韧性极差（几乎为零），属于脆性材料，不能承受显著的冲击载荷。Q235-A是低碳钢，45钢是中碳钢，40Cr是合金调质钢，它们都具有一定的塑性和韧性，可用于承受一定冲击的场合。15.在化工检修中，进行动火作业前，必须对设备内可燃气体浓度进行分析，其合格标准是：当被测气体或蒸气的爆炸下限大于等于4%时，其浓度应小于（）为合格。A.0.2%B.0.5%C.1%D.2%答案：B解析：根据《化学品生产单位特殊作业安全规范》（GB30871），动火作业前应进行可燃气体分析。当被测气体或蒸气的爆炸下限大于或等于4%时，其被测浓度应不大于0.5%（体积分数）；当爆炸下限小于4%时，其被测浓度应不大于0.2%（体积分数）。（二）多项选择题（每题2分，共10分，多选、少选、错选均不得分）1.化工离心泵的日常维护保养内容主要包括（）。A.检查并记录泵的流量、压力、电流等参数是否正常B.检查轴承温度、振动和润滑情况C.检查填料密封或机械密封的泄漏情况D.定期检查泵与电机联轴器的对中情况E.每周对泵进行一次全面解体大修答案：A,B,C,D解析：日常维护保养以检查、监测、调整、清洁、补充润滑等为主，目的是维持设备正常运行，及时发现隐患。全面解体大修属于定期计划维修或故障后维修的范畴，不属于日常保养内容。2.压力容器全面检验的宏观检查主要包括（）。A.结构检查B.几何尺寸检查C.表面缺陷检查D.材质光谱分析E.壁厚测定答案：A,B,C解析：根据《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSG21），全面检验中的宏观检查主要包括结构检查、几何尺寸检查、表面缺陷检查等。壁厚测定属于测厚检查，材质光谱分析属于材质检查，它们与宏观检查并列，是全面检验的不同项目。3.影响机械密封使用寿命的主要因素有（）。A.端面比压B.滑动速度（PV值）C.介质特性（腐蚀性、含颗粒等）D.辅助密封圈材料E.安装精度与冷却冲洗条件答案：A,B,C,D,E解析：机械密封的寿命是综合因素作用的结果。端面比压影响磨损和发热；PV值（压力×速度）是衡量密封面工况的重要参数；介质特性直接影响密封材料和腐蚀、磨损；辅助密封圈材料影响其弹性、耐介质性；安装精度（如垂直度、同心度）和冷却冲洗条件（带走摩擦热、防止杂质堆积）对密封稳定运行至关重要。4.下列属于转子不平衡故障振动特征的是（）。A.振动频率以工频（1×转速频率）为主B.振动幅值随转速升高而增大C.径向振动大，轴向振动相对较小D.振动相位稳定E.振动对负荷变化敏感答案：A,B,C,D解析：转子不平衡是旋转机械最常见的故障。其振动特征为：频谱中工频（1×）成分占主导；振幅随转速平方关系增大（临界转速附近除外）；主要表现为径向振动，轴向振动不大；由于不平衡力方向恒定，相位也较稳定。不平衡振动主要与转速相关，对负荷变化不敏感。5.在化工管道检修中，常用的坡口形式有（）。A.I形坡口B.V形坡口C.X形坡口D.U形坡口E.双U形坡口答案：A,B,C,D,E解析：以上均为焊接接头常见的坡口形式。I形（不开坡口）用于薄板；V形坡口加工简单，是最常用的形式；X形（双V形）用于中厚板，可减少焊接变形和填充金属量；U形和双U形坡口用于厚壁管道或容器，填充金属量更少，但加工复杂。二、填空题（每空1分，共15分）1.化工机器与设备维修中，“三见”指的是见____、见____、见____。答案：油，漏，锈解析：这是现场设备维护的直观检查要求，即检查润滑点是否见到应有的油（脂），检查结合面、密封点是否见到泄漏，检查金属表面是否见到锈蚀。2.离心泵的主要性能参数包括流量、扬程、功率、____和____。答案：效率，必需汽蚀余量（或转速）解析：离心泵的主要性能参数通常指流量Q、扬程H、轴功率P、效率η和必需汽蚀余量NPS（或允许吸上真空高度）。转速n3.滚动轴承的代号由前置代号、____代号和后置代号构成。答案：基本解析：根据GB/T272，滚动轴承代号排列顺序为：前置代号、基本代号、后置代号。基本代号表示轴承的基本类型、结构和尺寸。4.焊接接头的基本形式有对接接头、____接头、角接接头和____接头。答案：搭接，T形（或端接）解析：焊接接头的基本形式主要有四种：对接接头、搭接接头、角接接头和T形接头（十字接头可视为两个T形接头）。端接接头主要用于薄板。5.阀门型号中，第一个单元用汉语拼音字母表示阀门的____。答案：类型解析：根据《阀门型号编制方法》（JB/T308），阀门型号由七个单元组成：第一单元为类型代号（如Z-闸阀，J-截止阀，H-止回阀等）。6.设备安装找正包括找____、找____和找标高。答案：中心，水平解析：设备安装找正的三要素是：找中心（使设备中心线与基础中心线对齐）、找水平（使设备的主要工作面或基准面处于水平状态）、找标高（使设备基准点的高度符合设计要求）。7.润滑油的主要性能指标有粘度、____、闪点、凝点和____等。答案：粘度指数（或油性），倾点（或酸值、水分等任一个合理答案）解析：粘度是最基本的指标；粘度指数表示粘度随温度变化的大小；闪点关系到安全性；凝点/倾点表示低温流动性；其他还有油性（润滑性）、酸值（氧化程度）、水分、机械杂质等。8.《特种设备安全监察条例》规定，特种设备使用单位应当对在用特种设备进行经常性日常维护保养，并____进行检查。答案：定期自行解析：条例规定，使用单位应当对在用特种设备进行经常性日常维护保养，并定期自行检查。定期自行检查的周期、项目和要求应符合安全技术规范。9.在带传动中，由于带的弹性变形引起的带与带轮之间的相对滑动称为____滑动。答案：弹性解析：带传动中存在两种滑动：弹性滑动和打滑。弹性滑动是由于带的紧边和松边拉力不同导致带在轮上的弹性变形量不同而引起的微量滑动，是不可避免的。打滑是过载引起的全面滑动，应避免。三、判断题（每题1分，共10分，正确打√，错误打×）1.所有的压力容器都必须定期进行耐压试验。（）答案：×解析：根据TSG21，压力容器定期检验包括年度检查和定期检验。全面检验时，必要时才进行耐压试验，并非每次定期检验都必须做耐压试验。例如，经评估后可以使用其它方法代替，或者符合某些条件的容器可以免除耐压试验。2.机械密封的动环和静环材料必须一硬一软配对使用。（）答案：√解析：为了获得良好的密封性能和寿命，机械密封的摩擦副（动环和静环端面）通常采用一硬一软的材料配对。硬材料（如碳化硅、氧化铝陶瓷、硬质合金）提供耐磨性，软材料（如石墨、填充聚四氟乙烯）具有自润滑性，能补偿端面微小不平，保证贴合。3.离心泵的安装高度必须低于其允许吸上高度，以防止汽蚀发生。（）答案：√解析：离心泵的允许安装高度（即几何安装高度）必须根据泵的必需汽蚀余量NPS或允许吸上真空高度，并考虑吸入管路阻力、液面压力、液体饱和蒸汽压等计算确定，确保实际装置汽蚀余量NPS4.联轴器与离合器的主要区别在于，联轴器只能在机器停车时进行接合或分离。（）答案：√解析：联轴器用于将两轴牢固地连接起来，在运转过程中不能分离，只有停机后才能拆卸。离合器则可以在机器运转过程中随时使两轴接合或分离。5.设备大修后，必须进行空负荷试车、负荷试车和性能试验，合格后方可交付生产。（）答案：√解析：这是设备检修后试车验收的标准程序。空负荷试车检查设备各部分装配、润滑、运转是否正常；负荷试车检查设备在带负荷下的工作状态、性能及可靠性；性能试验验证设备是否达到规定的技术性能指标。6.往复式压缩机活塞环的开口间隙过小，会导致活塞环卡死或加速磨损。（）答案：√解析：活塞环开口间隙是为了补偿环受热后的径向膨胀。间隙过小，热膨胀时环的端部会顶在一起，可能导致环卡死在环槽内或发生异常磨损，甚至折断。7.齿轮传动中，闭式传动的主要失效形式是齿面磨损和轮齿折断。（）答案：×解析：闭式齿轮传动润滑条件好，主要失效形式是齿面点蚀和齿根弯曲疲劳折断。开式齿轮传动由于灰尘多、润滑不良，主要失效形式才是齿面磨损和轮齿折断。8.使用百分表测量时，测量杆应与被测表面垂直。（）答案：√解析：百分表测量杆轴线应与被测表面（或位移方向）垂直，否则会产生测量误差（余弦误差）。9.压力容器的安全阀必须垂直安装，并尽可能安装在容器本体上。（）答案：√解析：安全阀垂直安装是为了保证阀瓣和阀座的良好对中，确保动作准确。直接安装在容器本体上可以避免进口管道阻力对排放压力的影响。若必须安装在管道上，应尽量靠近容器，且管道直径不小于安全阀进口直径。10.在拧紧成组螺栓时，必须按照一定的顺序，对称、交叉、分次逐步拧紧。（）答案：√解析：这是为了防止法兰或盖板等被连接件产生偏斜、翘曲，确保密封面均匀受压，达到良好的密封效果。通常从中间向四周，或对称交叉进行，分2-3次逐步增加到规定扭矩。四、简答题（每题5分，共20分）1.简述离心泵机械密封发生泄漏的常见原因。答案：（1）端面磨损或损坏：摩擦副材料选择不当，介质含颗粒，干摩擦或冷却不良导致热裂。（2）辅助密封圈失效：O形圈、V形圈等老化、变形、腐蚀、挤压损伤。（3）弹簧失效：腐蚀、结垢、堵塞导致补偿力不足或丧失。（4）安装不良：压缩量调整不当，动静环与轴垂直度超差，轴或轴套磨损。（5）工况波动：压力、温度剧烈变化，泵频繁启停或抽空、汽蚀。（6）冲洗冷却系统故障：管路堵塞、孔板失效、冷却水中断，导致密封腔温度过高或杂质堆积。2.压力容器定期检验中，什么情况下应进行强度校核？强度校核的主要原则是什么？答案：进行强度校核的情况：（1）存在大面积腐蚀或多次补焊；（2）结构不合理且发现严重缺陷；（3）错边量、棱角度等几何尺寸超标；（4）使用中曾发生超温超压等可能影响强度的现象；（5）检验员认为有必要时。强度校核的主要原则：（1）按原设计规范或现行标准进行；（2）选取最不利的工况参数；（3）采用实测最小壁厚扣除至下次检验期的腐蚀裕量；（4）考虑缺陷对强度的削弱；（5）校核结果应满足要求，否则需降压使用、修复或报废。3.简述化工管道检修时，拆卸法兰螺栓的注意事项。答案：（1）确认系统已隔离、泄压、置换、清洗合格，具备安全检修条件。（2）拆卸前，在法兰对应位置做好标记，便于回装。（3）若螺栓锈死，应先喷松动剂浸润，不可强行硬扳，防止螺栓断裂。（4）拆卸顺序与拧紧顺序相反，应对称、交叉、逐步松开，防止法兰面受力不均。（5）对于高温、高压或特殊介质管道，螺栓可能因应力松弛或材料变化而“咬死”，需采用加热、震动等特殊方法。（6）拆下的螺栓、螺母、垫片应妥善保管，检查其损伤情况，决定是否复用。4.什么是转子不对中？它有哪些类型？会引起什么后果？答案：转子不对中是指相连两转子的轴心线与轴承中心线的偏移或倾斜，即各转子轴线不处于同一直线上。类型：（1）平行不对中：两轴中心线平行但偏移。（2）角度不对中：两轴中心线相交成一定角度。（3）综合不对中：同时存在平行和角度不对中。后果：（1）引起联轴器、轴承、密封的附加载荷和振动，导致过早损坏。（2）产生以2倍频（2×）为主的振动，也可能激发高倍频。（3）增加功耗，降低传动效率。（4）导致轴发生挠曲变形，恶化运行状态。五、计算题（每题8分，共16分）1.某离心泵输送常温清水，测得泵入口真空表读数为0.04MPa，出口压力表读数为0.46MPa，两测压点垂直距离为0.5m（出口高于入口），吸入管和排出管管径相同。水的密度ρ=1000k解：已知：=−0.04MPa=−4×泵的扬程公式（忽略速度头差）：H代入数据：HH答：该泵的扬程约为51.52米水柱。2.一容器法兰采用M20的螺栓连接（共8个均布），已知螺栓材料许用应力[σ]=100MPa，螺栓小径=17.294mm，结合面需保证密封，要求残余预紧力为工作拉力F的1.5倍，单个螺栓所受总拉力按解：（1）计算单个螺栓的工作拉力F：容器内总工作载荷：==单个螺栓工作拉力：F（2）计算单个螺栓所需总拉力：残余预紧力=总拉力=（3）校核螺栓强度：螺栓危险截面面积（按小径计算）：A螺栓计算应力：=（4）比较：=答：该螺栓的计算应力远大于许用应力，强度严重不足，需要重新设计（如增加螺栓数量、改用更大直径或更高强度等级的螺栓）。六、综合应用题（共14分）某化工厂一台立式不锈钢（304）原料储罐，在使用5年后于底部封头与筒体连接的环焊缝附近发现多处裂纹，导致物料泄漏。该罐工作介质为含少量氯离子的有机溶剂，常温常压操作，但偶尔有轻微的温度波动（30-60℃）。请分析：1.可能产生裂纹的原因是什么？（6分）2.针对这些裂纹，可采取哪些无损检测方法进行扩展检查？简述其适用性。（4分）3.提出合理的修复方案及修复后的检验要求。（4分）答案：1.裂纹原因分析：（1）应力腐蚀开裂（SCC）：这是最可能的原因。304不锈钢在含有氯离子的环境中，对应力腐蚀非常敏感。罐体环焊缝处存在较高的焊接残余应力，介质中的氯离子在温度波动下可能局部浓缩，共同导致了氯离子应力腐蚀开裂。（2）焊接缺陷扩展：原始焊缝可能存在未熔合、咬边、密集气孔等缺陷，在周期性温度波动引起的低周疲劳作用下，缺陷尖端扩展形成裂纹。（3）腐蚀疲劳：温度波动导致应力的周期性变