2026年压力容器设计人员能力考核试题含答案

2026年压力容器设计人员能力考核试题含答案一、单项选择题（每题2分，共20题，总计40分）1.根据《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSG21-2016，2024年修订），压力容器分类所依据的容积指的是容器的（）A.公称容积B.几何容积C.设计容积D.最大盛装容积2.根据《压力容器第1部分：通用要求》（GB150.1-2011），设计压力小于1MPa的碳素钢制压力容器，当钢板厚度负偏差不大于公称厚度的（），且不超过1mm时，厚度负偏差可不计入计算厚度。A.5%B.10%C.12.5%D.15%3.设计温度低于-40℃的低合金低温压力容器壳体用钢板，应采用的供货状态为（）A.热轧B.正火C.控轧D.调质4.外压圆筒发生失稳破坏的本质是（）A.环向压应力超过材料强度极限发生断裂B.轴向应力超过屈服极限发生塑性破坏C.无法维持原有几何形状的平衡，发生突发性压屈D.焊接接头应力集中发生脆性断裂5.标准椭圆形封头（长半轴/短半轴=2）承受均匀内压作用时，最大薄膜应力出现在（）A.长轴顶点位置B.短轴顶点位置C.封头赤道位置D.封头直边段位置6.根据TSG21-2016（2024年修订），下列压力容器中不属于第三类压力容器的是（）A.pV=1.0MPa·m³、盛装极度危害毒性介质的低压容器B.pV=0.5MPa·m³、盛装高度危害毒性介质的中压容器C.设计压力12MPa、容积2m³的中压反应容器D.设计压力1.6MPa、几何容积0.5m³的中压储存容器，介质为低危害清水7.根据《热交换器》（GB151-2014），管壳式换热器采用胀接连接管与管板时，不包括腐蚀裕量的管板最小厚度不应小于（）A.12mmB.16mmC.20mmD.25mm8.某碳素钢制压力容器设计寿命为20年，介质对壳体材料的年均匀腐蚀速率为0.05mm/a，壳体内外两侧均接触腐蚀介质，该壳体最小腐蚀裕量应取（）A.1mmB.2mmC.3mmD.4mm9.根据GB150-2011，下列哪种压力容器工况不需要进行疲劳分析评定（）A.设计温度低于材料蠕变温度，压力循环次数为1500次的压力容器B.炼油厂频繁启闭的安全阀出口缓冲罐C.焦化装置日循环1次、设计寿命20年的焦炭塔D.循环次数为420次的常压污水储罐10.根据GB150.2-2011，厚度不大于50mm的SA-516Gr70钢板，设计温度300℃时的许用应力为（）A.113MPaB.147MPaC.161MPaD.189MPa11.压力容器设计中，对于带折边锥形封头，半顶角大于多少度时应按椭圆形封头的要求计算厚度（）A.30°B.35°C.45°D.60°12.根据TSG21-2024修订版，压力容器设计文件中，对于哪类容器需要单独出具风险评估报告（）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.移动式压力容器、超大容积压力容器以及特殊工况的第三类压力容器13.奥氏体不锈钢制压力容器发生晶间腐蚀的敏感温度区间是（）A.100℃~200℃B.300℃~400℃C.450℃~850℃D.900℃~1000℃14.两个相邻开孔的中心距小于两孔直径之和时，开孔补强应采用的方法是（）A.分别单个补强B.联合补强C.不需要补强D.加厚筒体整体补强15.压力容器焊接接头系数的选取，当双面焊对接接头，100%无损检测时，焊接接头系数φ取（）A.0.85B.0.9C.0.95D.1.016.碳素钢制压力容器壳体，内径为5000mm，GB150规定的最小有效厚度不小于（）A.3mmB.6mmC.8mmD.12mm17.真空容器的设计压力按承受外压考虑，当装有安全控制装置时，设计压力取（）A.1.25倍最大工作压力B.0.1MPaC.1.5倍最大工作压力D.最大工作压力的1.25倍或0.1MPa二者中的较小值18.下列哪种材料不可以用于制造设计温度-50℃的低温压力容器壳体（）A.16MnDRB.09MnNiDRC.Q355RD.S3040819.圆筒形外压容器的临界压力，当其他条件不变时，随着筒体长度增加，临界压力（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小20.对于疲劳分析，压力容器承受的交变应力应力幅越大，允许的循环次数（）A.越少B.越多C.不变D.无规律变化二、多项选择题（每题3分，共10题，总计30分，多选、少选、错选均不得分）1.根据GB150-2011，下列哪些压力容器用钢板需要逐张进行超声检测（）A.厚度不小于30mm的Q245R钢板，用于压力容器壳体B.厚度不小于50mm的Q355R钢板，用于压力容器壳体C.第三类压力容器壳体用厚度大于20mm的钢板D.盛装毒性程度为极度危害介质容器壳体用厚度大于10mm的钢板2.外压圆筒弹性失稳计算中，影响许用外压大小的因素包括（）A.筒体外径与有效厚度的比值Do/δeB.筒体的计算长度LC.设计温度下材料的弹性模量ED.设计温度下材料的屈服强度ReL3.压力容器设计输入阶段，必须明确包含的内容有（）A.设计依据的标准规范、项目技术要求B.操作工况：操作压力、操作温度、介质成分与特性、循环次数C.预期设计使用寿命、装置使用年限要求D.项目所在地的地震烈度、风载荷、雪载荷等自然条件参数4.根据TSG21-2024修订版，压力容器设计文件必须包含的内容有（）A.设计说明书B.强度计算书或者应力分析报告C.设计图样D.法规要求的风险评估报告、泄放能力计算书5.低温压力容器设计中，下列哪些受压元件需要提供低温冲击韧性试验报告，满足低温韧性要求（）A.壳体钢板B.接管锻件C.受压元件用焊接材料D.支座用非受压连接板6.根据GB150规定，下列开孔满足条件不需要另行补强的有（）A.接管公称直径不大于50mm，壳体有效厚度满足强度要求，腐蚀裕量足够B.设计压力不大于1.6MPa，内径1200mm的筒体，开设φ32mm的接管开孔，接管壁厚满足要求C.两个相邻开孔中心距大于两孔直径之和，单个开孔符合不补强条件D.任意开孔直径小于500mm的椭圆形开孔7.下列哪些情况属于压力容器设计中必须考虑的载荷（）A.压力载荷（内压、外压、真空）B.温度载荷、热膨胀应力C.重力载荷（介质重量、设备自重、管道附件重量）D.风载荷、地震载荷、管道反作用力8.下列关于压力容器腐蚀裕量的选取，说法正确的有（）A.对于均匀腐蚀，腐蚀裕量=年腐蚀速率×设计寿命B.对于点腐蚀，腐蚀裕量需要适当增加，不能仅按均匀腐蚀计算C.奥氏体不锈钢接触晶间腐蚀介质，需要考虑腐蚀裕量，不能取0D.容器内不接触腐蚀介质的一侧，不需要留腐蚀裕量9.第三类压力容器设计中，下列哪些要求是强制性的（）A.100%无损检测B.焊后热处理C.气密性试验（盛装有毒易燃介质）D.疲劳分析10.下列关于椭圆形封头和碟形封头的对比，说法正确的有（）A.相同直径和设计压力下，标准椭圆形封头厚度比碟形封头小B.标准椭圆形封头的应力分布比碟形封头更均匀C.碟形封头的深度比同直径椭圆形封头更大D.碟形封头加工难度比椭圆形封头小，大直径封头常采用碟形三、判断题（每题1分，共10题，总计10分）1.GB150-2011规定，标准椭圆形封头的有效厚度不得小于封头内径的0.15%。（）2.所有第三类压力容器都必须进行焊后整体热处理。（）3.根据TSG21规定，只有取得相应级别压力容器设计许可资质的单位，才能从事压力容器设计活动。（）4.外压压力容器设计的稳定安全系数大于内压容器的强度安全系数，因为失稳是突发性脆性破坏，危害性更大。（）5.奥氏体不锈钢压力容器设计温度高于500℃时，必须考虑蠕变和应力松弛对强度的影响。（）6.开孔补强的等面积法适用于任意直径的开孔补强计算。（）7.压力容器设计中，凸形封头的厚度计算只需要考虑内压强度，不需要考虑外压失稳。（）8.毒性程度为极度危害介质的压力容器，焊接接头必须进行100%射线或超声检测。（）9.Q245R钢板的最高允许使用设计温度为350℃，超过350℃不得使用。（）10.压力容器设计中的设计压力不得低于最高工作压力，装有安全阀的压力容器设计压力不得低于安全阀的起跳压力。（）四、案例分析题（共2题，总计20分）1.（10分）某炼油厂设计一台减压塔，设计参数为：设计压力0.3MPa（内压设计，正常操作工况为-0.1MPa真空），设计温度360℃，筒体内径Di=4000mm，材质选用Q245R钢板，设计温度下许用应力[σ]t=113MPa，焊接接头系数φ=1.0，钢板厚度负偏差C1=0.3mm，腐蚀裕量C2=3mm，请计算筒体的计算厚度、名义厚度，并判断该容器的类别，说明设计中需要满足的特殊要求。2.（10分）设计一台10m³液化石油气地上储罐，设计参数：设计压力P=1.77MPa，设计温度50℃，筒体内径Di=2600mm，材质Q355R，设计温度下许用应力[σ]t=189MPa，焊接接头系数φ=1.0，C1=0.5mm，C2=2mm，筒体上开设DN400人孔，开孔直径d=404mm（含腐蚀裕量），接管材质为Q355R，接管有效厚度δte=10mm，接管材料许用应力与筒体相同，fr=1，不伸入容器内部，伸出筒体外侧高度150mm，焊缝面积共计100mm²，请按等面积法计算需要补强面积和现有补强面积，判断是否需要额外补强，并说明该容器的类别和设计强制性要求。参考答案一、单项选择题1.B2.C3.D4.C5.B6.D7.A8.B9.D10.B11.A12.D13.C14.B15.D16.B17.D18.C19.B20.A二、多项选择题1.ABCD2.ABC3.ABCD4.ABCD5.ABC6.ABC7.ABCD8.ABC9.AC10.ABD（解析：第三类压力容器只有存在应力腐蚀风险、厚度超过标准规定限值才需要强制焊后热处理，碳素钢厚度小于30mm无特殊要求时不需要，因此B错误；只有循环次数超过1000次的交变工况才需要强制疲劳分析，不是所有第三类压力容器都要求，因此D错误）三、判断题1.√2.×3.√4.√5.√6.×7.×8.√9.×10.√（解析：Q245R的最高允许使用温度为475℃，只要按实际温度选取对应许用应力，350℃以上也可使用，因此第9题错误；等面积法仅适用于开孔直径不超过筒体内径1/2、且最大不超过500mm的开孔，因此第6题错误）四、案例分析题1.参考答案：（1）厚度计算：根据GB150内压圆筒厚度计算公式：δ=PDi/(2[σ]tφ-P)代入参数得：δ=(0.3×4000)/(2×113×1.0-0.3)=1200/225.7≈5.32mm，即计算厚度为5.32mm；设计厚度δd=δ+C1+C2=5.32+0.3+3=8.62mm；结合钢板常用规格圆整，名义厚度δn取12mm，满足GB150规定的“内径大于1000mm的碳素钢压力容器最小有效厚度不小于6mm”的要求。（2）容器分类：该减压塔筒体长度按20m计算，几何容积约为251m³，pV=0.3×251=75.3MPa·m³，介质为原油，属于非毒性、非高度危害的易燃易爆介质，设计压力0.3MPa属于低压容器，根据TSG21-2024分类规则，属于第一类固定式压力容器。（3）设计特殊要求：①该设备正常操作工况为真空，外压计算压力取0.1MPa，必须额外校核筒体和封头的外压稳定性，防止失稳破坏；②设计温度360℃，高于碳素钢常规使用温度区间，需要要求钢板生产厂家提供高温力学性能报告，确认许用应力取值准确，Q245R本身最高允许使用温度为475℃，性能满足要求即可正常使用；③减压塔总高度超过20m，属于高耸压力容器，需要合理计算支座载荷，充分考虑风载荷和地震载荷对裙座结构的影响，验算裙座的轴向强度和稳定性；④操作温度较高，需要准确计算筒体的热膨胀量，合理设计接管的柔性补偿结构，避免管道热胀应力过大导致接管或壳体开裂。本题共10分，厚度计算占4分，容器分类占2分，设计特殊要求占4分。2.参考答案：（1）补强计算过程：①筒体计算厚度：δ=PDi/(2[σ]tφ-P)=(1.77×2600)/(2×189×1-1.77)=4602/376.23≈12.23mm；②筒体名义厚度圆整为18mm，有效厚度δe=δn-C1-C2=18-0.5-2=15.5mm；③需要补强面积：A=dδ=404×12.23≈4941mm²；④现有补强面积计算：补强范围宽度B=2d=808mm，筒体多余金属面积A1=(B-d)(δe-δ)=(808-404)×(15.5-12.23)=404×3.27≈1321mm²；接管多余金属面积：允许的接管外侧有效伸出高度h1=min(实际伸出高度150mm，√(dδe))=√(404×15.5)≈79mm，A2=2h1