第一篇：Akdtkc压力容器制造200问答题

生命中，不断地有人离开或进入。于是，看见的，看不见的；记住的，遗忘了。生命中，不断地有得到和失落。于是，看不见的，看见了；遗忘的，记住了。然而，看不见的，是不是就等于不存在？记住的，是不是永远不会消失？

982]6号：《锅炉压力容器安全监察暂行条例》实施细则； 3．劳部发[1995]264号：关于修改《〈锅炉压力容器安全监察暂行条例〉实施细则》“压力容器部分”有关条款的通知； 4．质技监局锅发[1999]154号：《压力容器安全技术监察规程》（简称《容规》）； 5．劳部发[1993]370号：《超高压容器安全监察规程》； 6．劳部发[1998]51号：《压力容器设计单位资格管理与监督规则》； 7．劳部发[1995]145号：关于压力容器设计单位实施《钢制压力容器—分析设计标准》的规定； 8．劳部发[1994]262号：《液化气体汽车罐车安全监察规程》； 9．化生字[1987]1174号：《液化气体铁路槽车安全管理规定》； 10．质技监局锅发[1999]218号：《医用氧舱安全管理规定》。

1-2 压力容器设计单位的职责是什么？

答：1．设计单位应对设计文件的正确性和完整性负责； 2．容器的设计文件至少应包括设计计算书和设计图样； 3．容器设计总图应盖有压力容器设计单位批准书标志。

1-3 GB150-1998《钢制压力容器》的适用与不适用范围是什么？

答：适用范围： 1．设计压力不大于35MPa的钢制容器； 2．设计温度范围按钢材允许的使用温度确定。不适用范围： 1．直接用火焰加热的容器； 2．核能装臵中的容器； 3．旋转或往复运动的机械设备（如泵、压缩机、涡轮机、液压缸等）中自成整体或作为部件的受压器室； 4．经常搬运的容器； 5．设计压力低于0.1MPa的容器； 6．真空度低于0.02MPa的容器； 7．内直径（对非圆形截面，指宽度、高度或对角线，如矩形为对角线、椭圆为长轴）小于150mm的容器； 8．要求作废劳分析的容器； 9．已有其他行业标准的容器，诸如制冷、制糖、造纸、饮料等行业中的某些专用容器和搪玻璃容器。

1-4 《压力容器安全技术监察规程》的适用与不适用范围是什么？

答：适用于同时具备下列3个条件的压力容器（第2条第2款中特指的除外）： 1．最高工作压力（p W）大于等于0.1MPa（不含液体静压力）； 2．内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m，且容积（V）大于等于0.025m3； 3．盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。不适用于下列压力容器： 1．超高压容器； 2．各类气瓶； 3．非金属材料制造的压力容器； 4．核压力容器、船舶和铁路机车上的附属压力容器、国防或军事装备用的压力容器、真空下工作的压力容器（不含夹套压力容器）、各项锅炉安全技术监察规程适用范围内的直接受火焰加热的设备（如烟道式余热锅炉等）； 5．正常运行最高工作压力小于0.1Mpa的压力容器（包括在进料或出料过程中需要瞬时承受压力大于等于0.1MPa的压力容器，不包括消毒、冷却等工艺过程中需要短时承受压力大于等于0.1MPa的压力容器）； 6．机器上非独立的承压部件（包括压缩机、发电机、泵、柴油机的气缸或承压壳体等，不包括造纸、纺织机械的烘缸、压缩机的辅助压力容器）； 7．无壳体的套管换热器、波纹板换热器、空冷式换热器、冷却排管。

1-5 《容规》和GB150-1998对压力容器的范围如何划定？

答：除压力容器本体外还应包括： 1．压力容器与外部管道或装臵焊接连接的第一道环向焊缝的焊接坡口、螺纹连接的第一个螺纹接头、法兰连接的第一个法兰密封面、专用连接或管件连接的第一个密封面； 2．压力容器开孔部分的承压盖及其紧固件； 3．非受压元件与压力容器本体连接的焊接接头。

1-6 什么是爆炸极限？

答：可燃气体、可燃液体的蒸气或可燃粉尘和空气混合达到一定浓度时，遇到火源就会发生爆炸。达到爆炸的空气混合物的浓度范围，称之为爆炸极限。爆炸极限通常以可燃气体、蒸气或粉尘在空气中的体积百分数来表示。其最低浓度称为“爆炸下限”，最高浓度称为“爆炸上限”。当浓度低于爆炸下限或高于爆炸上限时，都不会发生爆炸。1-7 什么是燃点和闪点？

答：燃点是指可燃物质加温受热，并点燃后，所放出的燃烧热，能使该物质挥发出足够量的可燃蒸气来维持燃烧的继续。此时加温该物质所需的最低温度，即为该物质的“燃点”，也称为着火点。物质的燃点越低，越容易燃烧。闪点是指可燃液体挥发出来的蒸气与空气形成混合物，遇火源能够发生闪燃的最低温度。闪点与燃点不同，闪点略低于燃点。

1-8 易燃与可燃液体是如何分类的？

答：一般分为四级二类：第一级 闪点<28℃ 第二级 闪点≥28℃至≤45℃ 第三级 闪点>45℃至≤120℃ 第四级 闪点>120℃ 第一、二级的液体称为易燃液体类；第三、四级的液体称为可燃液体类。

1-9 什么叫化学危险物质？

答：凡是具有各种不同程度的燃烧、爆炸、毒害、腐蚀、放射性等危险特性的物质，受到摩擦、撞击、震动、接触火源、日光曝晒、遇水受潮、温度变化或遇到性能有抵触的其它物质等外界因素的影响，因而引起燃烧、爆炸、中毒、灼伤等等人身伤亡或使财产损坏的物质，都属化学危险物质。

1-10 何谓易燃介质？

答：易燃介质是指与空气混合的爆炸下限＜10％或爆炸上限与下限之差≥20％的气体，以及闪点≤45％的液体。

1-11 压力容器的介质毒性程度和易燃介质如何划分？

答：

（一）压力容器中化学介质毒性程度和易燃介质的划分参照HG20660《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》的规定。无规定时，按下述原则确定毒性程度： 1．极度危害（Ⅰ级）最高容许浓度＜0.1mg/m3； 2．高度危害（Ⅱ级）最高容许浓度0.1～＜1.0mg/m3； 3．中度危害（Ⅲ级）最高容许浓度1.0～＜10mg/m3； 4．轻度危害（Ⅳ级）最高容许浓度≥10mg/m3。

（二）压力容器中介质为混合物质时，应以介质的组分并按上述毒性程度或易燃介质的划分原则，由设计单位的工艺设计或使用单位的生产技术部门提供介质毒性程度或是否属于易燃介质的依据，无法提供依据时，按毒性危害程度或爆炸危险程度最高的介质确定。

1-12 如何划分压力容器的压力等级？

答：按压力容器的设计压力（p）分为低压、中压、高压、超高压四个压力等级，具体划分如下： 1．低压（代号L）0.1MPa≤p＜1.6MPa 2．中压（代号M）1.6MPa≤p＜10MPa 3．高压（代号H）10MPa≤p＜100MPa 4．超高压（代号U）p≥100MPa 1-13 压力容器的品种主要划分为哪几种？答：按压力容器在生产工艺过程中的作用原理，分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器、储存压力容器。具体划分如下：

（一）反应压力容器（代号R）：主要是用于完成介质的物理、化学反应的压力容器，如反应器、反应釜、分解锅、硫化罐、分解塔、聚合釜、高压釜、超高压釜、合成塔、变换炉、蒸煮锅、蒸球、蒸压釜、煤气发生炉等；

（二）换热压力容器（代号E）：主要是用于完成介质的热量交换的压力容器，如管壳式余热锅炉、热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器、加热器、消毒锅、染色器、烘缸、蒸炒锅、预热锅、溶剂预热器、蒸锅、蒸脱机、电热蒸汽发生器、煤气发生炉水夹套等；

（三）分离压力容器（代号S）：主要是用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离的压力容器，如分离器、过滤器、集油器、缓冲器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等；

（四）储存压力容器（代号C，其中球罐代号B）：主要是用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器，如各种型式的储罐。1-14 《容规》对容积是怎样定义的？对于管壳式换热器壳程和管程、夹套容器中夹套内的容积如何计算？答：容积是指压力容器的几何容积，即由设计图样标注的尺寸计算（不考虑制造公差）并圆整，且不扣除内件体积的容积。对于管壳式换热器，壳程容积为不扣除壳程内换热管等内件体积的壳程几何容积，管程容积为管箱几何容积与换热管内容积之和。对于夹套容器，夹套内的容积为扣除内容器所占体积的夹套几何容积。1-15 《容规》将压力容器分为三类的目的是什么？其划分的原则是什么？答：为有利用于安全技术监督和管理，将《容规》适用范围内的压力容器划分为三类，划分的原则为： 1．下列情况之一的，为第三类压力容器：（1）高压容器；（2）中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；（3）中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于10MPa?m3）；（4）中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于0.5MPa?m3）；（5）低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且pV乘积大于等于0.2MPa?m3）；（6）高压、中压管壳式余热锅炉；（7）中压搪玻璃压力容器；（8）使用强度级别较高（指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于540Mpa）的材料制造的压力容器；（9）移动式压力容器，包括铁路罐车（介质为液化气体、低温液体）、罐式汽车[液化气体运输（半挂）车、低温液体运输（半挂）车、永久气体运输（半挂）车]和罐式集装箱（介质为液化气体、低温液体）等；（10）球形储罐（容积大于等于50m3）；（11）低温液体储存容器（容积大于5m3）。2．下列情况之一的，为第二类压力容器（本条第1款规定的除外）：（1）中压容器；（2）低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；（3）低压反应容器和低压储存容器（仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质）；（4）低压管壳式余热锅炉；（5）低压搪玻璃压力容器。3．低压容器为第一类压力容器（本条第1款、第2款规定的除外）。1-16 多腔压力容器的类别如何划分？答：多腔压力容器（如换热器的管程和壳程、余热锅炉的汽包和换热室、夹套容器等）按类别高的压力腔的类别作为该多腔容器的类别，但应按每个压力腔各自的类别分别提出设计、制造技术要求。对各腔进行类别划定时，应根据各自腔内的设计压力、介质特性、几何容积、材料及各腔的品种分别确定各自的类别，不能将两个及其以上腔体的参数组合起来划分类别。如：有一带夹套的容器，容器内工作压力小于0.1MPa，介质毒性程度为高度危害；夹套内为120℃的低压饱和蒸汽，该容器应划为第一类压力容器，而不是划为第二类或第三类压力容器。1-17 《容规》与《条例》及标准有何关系？答：国务院发布的《锅炉压力容器安全监察暂行条例》（以下简称《条例》），属行政法规，是我国锅炉、压力容器安全监察工作的基本法规，是锅炉、压力容器安全监察工作的依据和准则。依据《条例》制订的《压力容器安全技术监察规程》（以下简称《容规》）也属行政法规，是从安全角度对压力容器安全监督提出最基本的要求。国家标准、行业标准属民事诉讼范畴，是设计、制造压力容器产品的依据。《容规》是压力容器安全技 术监督和管理的依据。由于安全技术监督的内容同标准的任务、性质、工作进度和角度不同，有些与标准一致，有些可能不一致，这是正常的，并不矛盾。二者无大小之分，作为产品的设计和制造单位，遵守《容规》和执行标准是一致的，二者不协调时，宜按高的要求执行。但作为压力容器安全监察部门，只要产品符合《容规》要求即可。第二章 材 料 2-1 如何选择压力容器用钢？答：选择压力容器用钢应考虑容器的使用条件（如设计温度、设计压力、介质特性和操作特点等）、材料的焊接性能、容器的制造工艺以及经济合理性。一般情况下，按下述原则进行选材：（1）所需钢板厚度小于8mm时，在碳素钢与低合金高强度钢之间，应尽量采用碳素钢钢板（多层容器用材除外）；（2）在刚度或结构设计为主的场合，应尽量选用普通碳素钢。在强度设计为主的场合，应根据压力、温度、介质等使用限制，依次选用Q235-A、Q235-B、Q235-C、20R、16MnR等钢板；（3）所需不锈钢厚大于12mm时，应尽量采用衬里、复合、堆焊等结构形式；（4）不锈钢应尽量不用作设计温度小于等于500℃的耐热用钢；（5）珠光体耐热钢应尽量不用作设计温度小于等于350℃的耐热用钢。在必须使用珠光体耐热钢作耐热或抗氢用途时，应尽量减少、合并钢材的品种、规格；（6）碳素钢用于介质腐蚀性不强的常压、低压容器，壁厚不大的中压容器，锻件、承压钢管、非受压元件以及其它由刚性或结构因素决定壁厚的场合；（7）低合金高强度钢用于介质腐蚀性不强、壁厚较大（≥8mm）的受压容器；（8）珠光体耐热钢用作抗高温氢或硫化氢腐蚀，或设计温度350～650℃的压力容器用耐热钢；（9）不锈钢用于介质腐蚀性较高（电化学腐蚀、化学腐蚀）、防铁离子污染或设计温度大于500℃或设计温度小于-100℃的耐热或低温用钢；（10）不含稳定化学元素且含碳量大于0.03%的奥氏体不锈钢需经焊接或400℃以上热加工时，不应使用于可能引起不锈钢晶间腐蚀的环境。2-2 碳素钢镇静钢Q235钢号**、B级、C级三个等级的区别是什么？答：它们的主要区别为冲击试验温度不同：Q235**不做冲击试验；Q235B级做常温20℃ V型冲击试验；Q235C级做0℃ V型冲击试验。2-3 碳对钢的焊接性能有何影响？其他合金元素又有何影响？答：钢材焊接时，焊缝热影响区被加热到Ac3以上，快速冷却后会被淬硬。钢材含碳量愈高，热影响区的硬化与脆化倾向愈大，在焊接应力作用下容易产生裂纹。钢的化学成分对钢淬硬性的影响通常折算成碳当量，用CE表示。一般认为钢可焊性好坏的临界碳当量为0.45%。国际焊接协会推荐的碳素钢和低合金钢常用碳当量计算公式为： 焊接时，焊缝区域由于高温作用会引起晶粒长大，从而增加焊后开裂的倾向；钢中加入细化晶粒和阻碍晶粒长大的元素，如Mo、Ti、V，且以A1脱氧时，有利于改善焊接性能，而C、Ni、Mn则会增加开裂的危险。2-4 碳素钢沸腾钢板Q235-A?F的适用范围是什么？答：容器设计压力p ≤0.6MPa；钢板使用温度为0～250℃；用于壳体时，钢板厚度不大于12mm；不得用于易燃介质以及毒性程度为中度、高度或极度危害介质的压力容器；不得用于制造直接受火焰加热的压力容器。2-5 碳素钢镇静钢板Q235-A、B、C的适用范围是什么？答：它们的适用范围是： a）Q235-A钢板：容器设计压力p ≤1.0MPa；钢板使用温度为0～350℃；用于壳体时，钢板厚度不大于16mm；不得用于液化石油气介质以及毒性程度为高度或极度危害介质的压力容器；不得用于制造直接受火焰加热的压力容器。b）Q235-B钢板：容器设计压力p ≤1.6MPa；钢板使用温度为0～350℃；用于壳体时，钢板厚度不大于20mm；不得用于毒性程度为高度或极度危害介质的压力容器。c）Q235-C钢板：容器设计压力p ≤2.5MPa；钢板使用温度为0～400℃；用于壳体时，钢板厚度不大于30mm。2-6 碳素钢和碳锰钢在高于425℃温度下长期使用时，应注意什么问题？为什么？答：GB150-1998规定，碳素钢和碳锰钢在高于425℃温度下长期使用时，应考虑钢中碳化物相的石墨化倾向。因为碳素钢和碳锰钢在上述情况下，钢中的渗碳体会产生分解，Fe3C→3Fe+C（石墨），而这一分解及石墨化最终会使钢中的珠光体部分或全部消失，使材料的强度及塑性均下降，而冲击值下降尤甚，钢材明显变脆，美国ASME规范对此也有同样规定。2-7 奥氏体钢的使用温度高于525℃时，应注意什么问题？为什么？答：GB150-1998规定，奥氏体钢的使用温度高于525℃时，钢中含碳量应不小于0.04％。这是因为奥氏体钢在使用温度高于500～550℃时，若含碳量太低，强度及抗氧化性会显著下降。因此，一般规定超低碳（C≤0.03％）奥氏体不锈钢的使用范围，18-9型材料用到400℃左右，18-12-2型材料用到450℃左右，使用温度超过650℃时，国外对于304、316型材料一般要求用H级，即含碳量要稍高一些（C=0.04～0.1％），主要也是考虑耐蚀，而且耐热及有热强性。2-8 不锈钢复合钢板的使用范围如何确定？答：不锈钢复合钢板的使用范围应同时符合基材和复材使用范围的规定。2-9 何种碳素钢和低合金钢钢板，应在正火状态下使用？为什么？答：用于壳体厚度大于30mm的20R和16MnR、用于其它受压元件（法兰、管板、平盖等）的厚度大于50mm的20R和16MnR以及厚度大于16mm的15MnVR应在正火状态下使用。这主要是考虑国内轧制设备条件限制，较厚板轧制比小，钢板内部致密度及中心组织质量稍差；另外对钢板正火处理可细化晶粒及改善组织，使钢板有较好的韧性、塑性以及较好的综合机械性能。2-10 调质状态供货和用于多层包扎容器内筒的碳素钢和低合金钢钢板为何应逐张进行拉伸试验和夏比（V型缺口）冲击（常温或低温）试验？答：低合金钢经调质处理后，屈服点大大提高了，但冲击韧性不够稳定，为了正确判断综合力学性能，所以要逐张进行拉伸和冲击试验来验证。多层包扎容器内筒是一种承受高压力的设备内筒，其设计压力为10～100MPa；同时高压容器往往还需要承受较高的温度和各种介质的腐蚀，操作条件苛刻，故高压容器的材料验收、制造检验要求都比较高，这样才能保证高压容器的安全使用。2-11 使用温度小于0℃时，用于壳体的厚度大于25mm的20R，厚度大于38mm的16MnR、15MnVR、15MnVNR及任何厚度的18MnMoNbR、13MnNiMoNbR钢板为何要以批进行夏比（V型缺口）低温冲击试验？试样为何横向取样？低温冲击功的指标是多少？答：因为厚度达到一定限度的20R、16MnR、15MnVR、15MnVNR及任何厚度的18MnMoNbR、13MnNiMoNbR钢板，无延性转变温度可能就在-19.99℃～0℃之间，非常危险，但又未按低温材料对待，为避免这个问题，就要求在上述温度区间进行夏比（V型缺口）低温冲击试验以验证能否满足设计要求。由于浇铸钢锭时形成化学成份不均匀（金相上称偏析）或含有杂质，则在热轧变形后不均匀部分和杂质就顺着金属伸长方向延伸，形成所谓“流线”或纤维状组织（金相称带状组织），这时金属力学性能就表现出各向异性，即平行于流线方向（纵向）的力学性能要高于垂直于流线方向（横向）的力学性能，尤其塑性和韧性更为突出，所以制造容器钢板标准中取力学性能低的横向作为冲击值标准，以提高材料安全使用可靠性。低温冲击功的指标为：20R的AKV≥18J；16MnR、15 MnVR的AKV≥20J；15MnVNR、18MnMoNbR、13MnNiMoNbR的AKV≥27J。2-12 用于制造压力容器壳体的碳素钢和低合金钢钢板，什么条件下应逐张进行超声检测？其合格等级应不低于JB4730规定中的几级？答：符合下列条件之一的，应逐张进行超声检测： 1．盛装介质毒性程度为极度、高度危害的压力容器。2．盛装介质为液化石油气且硫化氢含量大于100mg/L的压力容器。3．最高工作压力大于等于10MPa的压力容器。4．GB150第4章和附录C、GB151《管壳式换热器》、GB12337《钢制球形储罐》及其他国家标准和行业标准中规定应逐张进行超声检测的钢板。5．移动式压力容器。用于上述第1、第2、第5款所述容器的钢板的合格等级应不低于JB4730规定中的Ⅱ级；用于上述第3款所述容器的钢板的合格等级应不低于JB4730规定中的Ⅲ级；用于上述第4款所述容器的钢板的合格等级符合相应标准的规定。2-13 低合金钢钢板使用温度等于或低于-20℃时，其使用状态及最低冲击试验温度应符合什么要求？答：低合金钢钢板使用温度等于或低于-20℃时，其使用状态及最低冲击试验温度按下表的规定： 钢号 使用状态 厚度，mm 最低冲击试验温度，℃ 16MnR 热轧 6～25-20 正火 6～120 07MnCrMoVR 调质 16～50-20 16MnDR 正火 6～36-40 ＞36～100-30 07MnNiCrMoVDR 调质 16～50-40 15MnNiDR 正火，正火加回火 6～60-45 09Mn2VDR 正火，正火加回火 6～36-50 09MnNiDR 正火，正火加回火 6～60-70 2-14 什么是奥氏体不锈钢的敏化范围？答：奥氏体不锈钢在427～870℃范围内缓慢冷却时，在晶界上有高铬的碳化物Cr23C6析出，造成碳化物邻近部分贫铬，引起晶间腐蚀倾向，这一温度范围称为敏化范围。2-15 何谓固溶热处理？它对奥氏体不锈钢性能有何作用？答：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到饱和固溶体的工艺称固溶热处理。通过固溶处理铬镍不锈钢将高温组织在室温下固定下来获得被碳过饱和的奥氏体，以改善铬镍不锈钢的耐腐蚀性。此外，它还能提高铬镍不锈钢的塑性和韧性。2-16 目前防止奥氏体不锈钢晶间腐蚀的措施大致有哪几种？什么是可能引起晶间腐蚀的环境？答：大致有三种：①固溶化处理；②降低钢中的含碳量；③添加稳定碳化物的元素。可能引起晶间腐蚀的环境是指存在电解质的电化学腐蚀环境。可能引起奥氏体不锈钢晶间腐蚀的电解质主要是酸性介质，如工业醋酸、甲酸、铬酸、乳酸、硝酸（常温稀硝酸除外）、草酸、磷酸、盐酸、硫酸、亚硫酸、尿素反应介质等。化学纯醋酸、醇类、醛类、酮类、酚类、烷类、汽油等溶液及其气相介质对奥氏体不锈钢不会产生晶间腐蚀，因此，对接触这些介质的奥氏体不锈钢设备，不必做晶间腐蚀倾向性试验。此外，对于以防止铁离子污染为目的的奥氏体不锈钢设备，也不需要进行晶间腐蚀倾向性试验。2-17 什么是应力腐蚀破裂？奥氏体不锈钢在哪些介质中易产生应力腐蚀破裂？答：应力腐蚀破裂是金属在应力（拉应力）和腐蚀的共同作用下（并有一定的温度条件）所引起的破裂。应力腐蚀现象较为复杂，当应力不存在时，腐蚀甚微；当有应力后，金属会在腐蚀并不严重的情况下发生破裂，由于破裂是脆性的，没有明显预兆，容易造成灾难性事故。可产生应力腐蚀破坏的金属材料与环境的组合主要有以下几种： 1．碳钢及低合金钢：介质为碱液、硝酸盐溶液、无水液氨、湿硫化氢、醋酸等； 2．奥氏体不锈钢：氯离子、氯化物+蒸汽、湿硫化氢、碱液等； 3．含钼奥氏体不锈钢：碱液、氯化物水溶液、硫酸+硫酸铜的水溶液等； 4．黄铜：氨气及溶液、氯化铁、湿二氧化硫等； 5．钛：含盐酸的甲醇或乙醇、熔融氯化钠等； 6．铝：湿硫化氢、含氢硫化氢、海水等。2-18 奥氏体不锈钢焊接接头能否采用超声波检测？为什么？答：由于奥氏体不锈钢中存在的双晶晶界等显著影响超声波的衰减及传播，因此目前超声波检测未能在这种不锈钢中得到广泛的采用。2-19 用GB713-1997《锅炉用碳素钢和低合金钢钢板》中的20g钢板可代用什么容器用钢板？答：GB713-1997《锅炉用碳素钢和低合金钢钢板》中的20g钢板可代用Q235-C钢板。2-20 碳素钢和低合金钢钢管使用温度低于或等于-20℃时，其使用状态及最低冲击试验温度应符合什么要求？答：碳素钢和低合金钢钢管使用温度低于或等于-20℃时，其使用状态及最低冲击温度按下表的规定： 钢号 使用状态 壁厚，mm 最低冲击试验温度，℃ 10 正火 ≤16-30 20G 正火 ≤16-20 16Mn 正火 ≤20-40 09MnD 正火 ≤16-50 因尺寸限制无法制备5mm×10mm×55mm小尺寸冲击试样的钢管，免做冲击试验，各钢号钢管的最低使用温度按GB150附录C（标准的附录）表C1的规定。2-21 碳素钢10号钢无缝钢管使用温度≤-20℃时，应选用哪个标准的钢管？答：低温用碳钢无缝钢管的材料一般为10号钢，现在10号钢无缝钢管有3个标准： GB6479-2000《化肥设备用高压无缝钢管》，在此标准中规定10号钢钢管的供货状态是正火，并保证-20℃时的冲击值。经供需双方协议，10号钢钢管可做-30℃夏比（V型缺口）冲击试验。GB8163-1999《输送流体用无缝钢管》，在此标准中规定10号钢钢管的供货状态是热轧状态或热处理状态交货，无冲击试验要求。GB9948-88《石油裂化用无缝钢管》，在此标准中规定10号钢钢管的供货状态是热轧管终轧、冷拔管正火，无低温冲击试验要求。因此10号钢无缝钢管用于≤-20℃的场合时，应选用GB6479-2000《化肥设备用高压无缝钢管》标准的钢管，并应提出正火状态供货及低温冲击试验要求。2-22 压力容器用钢锻件分为几级？其选用级别根据什么确定？答：压力容器用碳素钢、低合金钢及不锈钢锻件分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个级别，低温压力容器用低合金钢锻件分为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ三个级别。锻件的选用级别由设计者根据其形状、使用条件及尺寸、重量大小确定，并应在图样上注明（在钢号后附上级别符号，如16MnⅡ）。2-23 16MnD钢锻件使用温度等于或低于-20℃时，其热处理状态及最低冲击试验温度是什么？答：应符合下表的规定： 钢号 热处理状态 公称厚度,mm 最低冲击试验温度，℃ 16MnD 正火加回火，调质 ≤200-40 ＞200～300-30 2-24 低温用螺柱的钢号及热处理状态、冲击试验要求是如何规定的？答：应符合下表的规定： 钢号 热处理状态 规格,mm 最低冲击试验温度，℃ AKV，J 30CrMoA 调质 ≤M56-100 ≥27 35CrMoA 调质 ≤M56-100 ≥27 M60～M80-70 40CrNiMoA 调质 M52～M80-70 ≥31 M85～M140-50 2-25 压力容器受压元件采用国外材料应符合那些要求？答：1．应选用国外压力容器规范允许使用且已有使用实例的材料，其使用范围应符合材料生产国相应规范和标准的规定，并有该材料的质量证明书。2．制造单位首次使用前，应进行焊接工艺评定和焊工考试，并对化学成分、力学性能进行复验，满足使用要求后，才能投料制造。3．技术要求一般不得低于国内相应材料的技术指标。4．国内首次使用且标准中抗拉强度规定值下限大于等于540Mpa的材料，应按《容规》第7条规定办理批准手续。国内材料生产单位生产国外牌号的材料时，应完全按照该牌号的国外标准规定的冶炼方法进行生产，力学性能和弯曲性能试验的试样型式、尺寸、加工要求、试验方法等验收要求也应执行国外标准，批量生产前应通过产品鉴定并经**监察机构批准，可按上述的国外钢材对待。2-26 采用新研制的材料或未列入GB150等标准的材料制造压力容器时，应满足什么要求？答：应将该材料的试验验证资料和第三方的检测报告提交全国压力容器标准化技术委员会进行技术评审并获得该委员会出具的准许试用的证明文件（应注明使用条件），并按《容规》第7条规定办理批准手续。2-27 铝和铝合金用于压力容器受压元件应符合什么要求？答：应符合下列要求： 1．设计压力不应大于8MPa，设计温度范围为-269～200℃。2．设计温度大于75℃时，一般不选用含镁量大于等于3％的铝合金。2-28 钛和钛合金用于压力容器受压元件应符合什么要求？答：应符合下列要求： 1．设计温度：工业纯钛不应高于230℃，钛合金不应高于300℃，钛复合板不应高于350℃。2．用于制造压力容器壳件的钛材应在退火状态下使用。3．钛材压力容器封头成形应采用热成形或冷成形后热校形。对成形的钛钢复合板封头，应做超声检测。4．钛材压力容器一般不要求进行热处理，对在应力腐蚀环境中使用的钛容器或使用中厚板制造的钛容器，焊后或热加工后应进行消除应力退火。钛钢复合板爆炸复合后，应做消除应力退火处理。5．钛材压力容器的下列焊缝应进行渗透检测：（1）接管、法兰、补强圈与壳体或封头连接的角焊缝；（2）换热器管板与管子连接的焊缝；（3）钛钢复合板的复层焊缝及镶条盖板与复合板复层的搭接焊缝。2-29 铜及铜合金用于压力容器受压元件应为什么状态？答：一般应为退火状态。第三章 钢制焊接压力容器 3-1 什么叫工作压力？什么叫设计压力？什么叫计算压力？答：工作压力指在正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。设计压力指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，其值不低于工作压力。计算压力指在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，其中包括液柱静压力。当元件所承受的液柱静压力小于5％设计压力时，可忽略不计。3-2 设计压力与计算压力有何不同，如何确定？答：设计压力是对容器的各个腔体而言的，是容器选择材料、划分类别、提出制造和检验要求、确定试验压力等的依据，也是确定容器各个受压元件计算压力的依据。容器各个腔体的设计压力是根据其工作压力、安全阀的开启压力或爆破片的爆破压力等确定的。设计压力不得低于工作压力，装有安全泄放装臵时，不得低于安全阀的开启压力或爆破片的爆破压力。计算压力是对容器的各个受压元件而言的，仅用于确定容器各个受压元件满足强度、稳定和刚度要求的厚度。容器各个受压元件的计算压力是根据容器各个腔体的设计压力加液柱静压力对它单独和共同作用的情况确定的。对于单腔容器，介质全为气体时，容器上各个受压元件的计算压力均为该容器的设计压力；介质中有液体时，受液柱静压力作用的受压元件的计算压力为容器的设计压力加上液柱静压力。对于多腔容器中受多腔压力作用的受压元件，应根据生产操作中可能出现的情况确定其计算压力，如：确定换热器管板的计算压力时，要考虑壳程压力单独作用、管程压力单独作用和它们共同作用的情况；确定带夹套的容器中内容器上被夹套包围的受压元件的计算压力时，要考虑内容器压力单独作用、夹套压力单独作用和它们共同作用的情况，同时还要考虑其在夹套试验压力下的稳定性。3-3 何谓临界状态、临界温度、临界压力？答：临界状态是物质气液态平衡共存时的边缘状态。在此状态下，液体密度和饱和蒸气密度相同，因而它们的界面消失。这种状态只能在临界温度和临界压力下实现，可用临界点表示。临界温度是物质处于临界状态时的温度。是当采用加压的方法使气体液化时所允许的最高温度。在这个温度以上，物质只能处于气体状态，不能单用压缩方法使之液化。临界压力是物质处于临界状态时的压力。是在临界温度时使气体液化所需的最小压力，也就是液体在临界温度时的饱和蒸气压。3-4 在固定式液化气体压力容器设计中，如何确定设计压力？答：1．盛装液化气体的固定式压力容器的设计压力按下述规定确定： a）盛装临界温度大于等于50℃液化气体的固定式压力容器，设计有可靠的保冷设施时，其设计压力不得低于所盛装液化气体在可能达到的最高工作温度下的饱和蒸气压力；无保冷设施时，其设计压力不得低于所盛装液化气体在50℃时的饱和蒸气压力。b）盛装临界温度小于50℃液化气体的固定式压力容器，设计有可靠的保冷设施，并有试验实测最高工作温度且能保证低于临界温度时，其设计压力不得低于所盛装液化气体在试验实测最高工作温度下的饱和蒸气压力；无试验实测温度或无保冷设施时，其设计压力不得低于所盛装液化气体在设计所规定的最大充装量时，温度为50℃的气体压力。2．固定式液化石油气储罐的设计压力应按不低于50℃时混合液化石油气组分的实际饱和蒸气压来确定，设计单位应在图样上注明限定的组分和对应的压力。若无实际组分数据或不做组分分析，其设计压力按下述规定确定： a）混合液化石油气50℃饱和蒸气压力小于等于异丁烷50℃饱和蒸气压力，设计有可靠的保冷设施时，其设计压力不得低于可能达到的最高工作温度下异丁烷的饱和蒸气压力；无保冷设施时，其设计压力不得低于50℃异丁烷的饱和蒸气压力。b）混合液化石油气50℃饱和蒸气压力大于异丁烷50℃饱和蒸气压力且小于等于丙烷50℃饱和蒸气压力，设计有可靠的保冷设施时，其设计压力不得低于可能达到的最高工作温度下丙烷的饱和蒸气压力；无保冷设施时，其设计压力不得低于50℃丙烷的饱和蒸气压力。c）混合液化石油气50℃饱和蒸气压力大于丙烷50℃饱和蒸气压力，设计有可靠的保冷设施时，其设计压力不得低于可能达到的最高工作温度下丙烯的饱和蒸气压力；无保冷设施时，其设计压力不得低于50℃丙烯的饱和蒸气压力。[注]液化石油气指国家标准GB11174规定的混合液化石油气；异丁烷、丙烷、丙烯50℃的饱和蒸气压力应按相应的国家标准和行业标准的规定确定。3-5 GB150-1998标准规定对压力容器设计应考虑的载荷有哪些？答：1．内压、外压或最大压差； 2．液体静压力；需要时，还应考虑下列载荷： 3．容器的自重（包括内件和填料等），以及正常工作条件下或压力试验状态下内装物料的重力载荷； 4．附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷； 5．风载荷、地震力、雪载荷。6．支座、底座圈、支耳及其他型式支撑件的反作用力； 7．连接管道和其他部件的作用力； 8．温度梯度或热膨胀量不同而引起的作用力； 9．包括压力急剧波动的冲击载荷； 10．冲击反力，如由流体冲击引起的反力等。11．运输或吊装时的作用力。3-6 GB150-1998标准除了规定的常规设计方法以外还允许采用什么方法进行设计？答：还允许用以下方法设计，但需经全国压力容器标准化技术委员会评定、认可。——包括有限元法在内的应力分析； ——验证性实验分析（如实验应力分析、验证性液压试验）； ——用可比的已投入使用的结构进行对比经验设计。3-7 什么叫计算厚度、设计厚度、名义厚度、有效厚度？答：计算厚度指按有关公式计算得到的厚度。需要时，尚应计入其他载荷所需厚度。设计厚度指计算厚度与腐蚀裕量之和。名义厚度指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，即标注在图样上的厚度。有效厚度指名义厚度减去腐蚀裕量和钢材厚度负偏差。3-8 钢制压力容器圆筒加工成形后不包括腐蚀裕量的最小厚度是多少？答：1．对碳素钢、低合金钢制容器，不小于3mm； 2．对高合金钢制容器，不小于2mm； 3．对钢制管壳式换热器，按GB151的规定； 4．对钢制塔式容器，按JB4710的规定。3-9 厚度附加量由哪两部分组成？答：厚度附加量按下式确定： C=C1+C2 式中：C ——厚度附加量，mm； C1——钢材厚度负偏差，mm； C2——腐蚀裕量，mm。3-10 钢材厚度负偏差如何确定？答：钢板或钢管的厚度负偏差按钢材标准的规定。当钢材的厚度负偏差不大于0.25mm，且不超过名义厚度的6％时，负偏差可忽略不计。3-11 为什么要考虑腐蚀裕量？具体规定如何？答：为防止容器元件由于腐蚀、机械磨损而导致厚度削弱减薄，应考虑腐蚀裕量。具体规定如下： a）对有腐蚀或磨损的元件，应根据预期的容器寿命和介质对金属材料的腐蚀速率确定腐蚀裕量； b）容器各元件受到的腐蚀程度不同时，可采用不同的腐蚀裕量； c）介质为压缩空气、水蒸汽或水的碳素钢或低合金钢制容器，腐蚀裕量不小于1mm。除此以外的其他情况可参照下表选取： 腐 蚀 程 度 不腐蚀 轻微腐蚀 腐 蚀 重腐蚀腐蚀速率（mm/年）＜0.05 0.05～0.13 0.13～0.25 ＞0.25 腐蚀裕量（mm）0 ≥1 ≥2 ≥3 注：①表中的腐蚀裕量系指均匀腐蚀。②最大腐蚀裕量不应大于6mm，否则应采取防腐措施。3-12 GB150-1998中确定材料许用应力的依据是什么？为什么螺栓材料的许用应力选取的较低？答：钢材（除螺栓材料外）的许用应力按下表确定： 材料 许用应力，MPa（取下列各值中的最小值）碳素钢、低合金钢 高合金钢 1）对奥氏体高合金钢制受压元件，当设计温度低于蠕变范围，且允许有微量的永久变形时，可适当提高许用应力至，但不超过。此规定不适用于法兰或其他有微量永久变形就产生泄漏或故障的场合。螺栓材料的许用应力按下表确定： 材料 螺栓直径 mm 热处理状态 许用应力，MPa（取下列各值中的最小值）碳素钢 ≤M22 热轧、正火 M24～M48 低合金钢马氏体高合金钢 ≤M22 调质 M24～M48 ≥M52 奥氏体高合金钢 ≤M22 固溶 M24～M48 表中： ——钢材标准抗拉强度下限值，MPa； ——钢材标准常温屈服点（或0.2％屈服强度），MPa； ——钢材在设计温度下的屈服点（或0.2％屈服强度），MPa； ——钢材在设计温度下经10万小时断裂的持久强度的平均值，MPa； ——钢材在设计温度下经10万小时蠕变率为1％的蠕变极限，MPa。螺栓材料的许用应力选取的较低，是因为：第一，由于螺栓在工作过程中绝不允许出现塑性变形，否则将会引起法兰密封的失效，所以螺栓只需对材料在设计温度下的屈服点和持久强度取安全系数，而未规定对强度限和蠕变限的安全系数。第二，螺栓在工作时的受力状态比较复杂，它在承受轴向拉力为主的同时，还要承受弯矩和扭矩，在拧紧时尚需克服摩擦阻力矩，而在上述强度计算中均把受力状态简化为只受轴向拉力，因此，应降低其许用应力，也即其安全系数应比其他元件的安全系数为大。第三，螺栓的安全系数按螺栓规格的大小分档，这是因为小直径螺栓在安装使用过程中出现超载的可能性大，因此，小直径螺栓的安全系数较大直径螺栓的安全系数大。第四，螺栓的安全系数随螺栓的热处理状态不同而不同，这是因为材料通过调质处理后，屈服点提高较多，而强度限提高较少，致使材料的屈强比提高，降低了抗塑性变形的能力，因此调质状态螺栓的安全系数高于热轧和正火状态螺栓的安全系数。3-13 不锈钢复合钢板在设计计算中如需计入复层材料的强度时，其设计温度下的许用应力如何确定？答：对于复层与基层结合率达到JB4733-1996标准中B2级板以上的复合钢板，在设计计算中如需计入复层材料的强度时，设计温度下的许用应力按下式确定： 式中： ——设计温度下复合钢板的许用应力，MPa； ——设计温度下基层钢板的许用应力，MPa； ——设计温度下复层材料的许用应力，MPa； ——基层钢板的名义厚度，mm； ——复层材料的厚度，不计入腐蚀裕量，mm。3-14 计算成形封头厚度时，选取许用应力应注意什么问题？答：由于成形封头在图纸上标注的厚度是名义厚度，它不包括封头成形减薄量，即冲制封头时用的钢板的厚度一般均厚于封头的名义厚度。因此，当用封头名义厚度选取许用应力时，可能导致许用应力偏高，造成安全隐患。例如，设计温度为200℃的标准椭圆形封头，选材为16MnR板，通过计算取名义厚度为16mm，刚好能满足强度要求，这时16mm厚的16MnR钢板的许用应力按GB150-1998表4-1选取为170MPa。但是，考虑到封头成形减薄量，冲制封头的板厚会是18mm，这时按GB150-1998表4-1，板材的许用应力是159MPa。再按159MPa计算原封头，16mm的厚度就会满足不了要求。因此，在计算成形封头厚度时，当封头名义厚度恰好是许用应力表中分挡板厚的上限时，特别要注意许用应力的修正。3-15 内压容器试验压力如何确定？答：内压容器液压试验压力的最低值按下式确定： 内压容器气压试验压力的最低值按下式确定： 式中：pT ——试验压力，MPa； p ——设计压力，MPa； ——容器元件材料在试验温度下的许用应力，MPa； ——容器元件材料在设计温度下的许用应力，MPa。注：容器各元件（圆筒、封头、接管、法兰及紧固件等）所用材料不同时，应取各元件材料的[σ]/[σ]t比值中的最小者。3-16真空容器如何进行压力试验？其试验压力如何确定？答：真空容器以内压进行压力试验。真空容器液压试验压力的最低值按下式确定： pT =1.25p 真空容器气压试验压力的最低值按下式确定： pT =1.15p 式中：pT ——试验压力，MPa； p ——设计压力，MPa。3-17 对于由两个（或两个以上）压力室组成的容器，确定试验压力时有何要求？答：对于由两个（或两个以上）压力室组成的容器，应在图样上分别注明各个压力室的试验压力，并校核相邻壳壁在试验压力下的稳定性。如果不能满足稳定要求，则应规定在作压力试验时，相邻压力室内必须保持一定压力，以使整个试验过程（包括升压、保压和卸压）中的任一时间内，各压力室的压力差不超过允许压差，图样上应注明这一要求和允许压差值。3-18 容器进行液压试验时，对试验液体有什么要求？答：试验液体一般采用水，需要时也可采用不会导致发生危险的其它液体。试验时液体的温度应低于其闪点或沸点。奥氏体不锈钢制容器用水进行液压试验后应将水渍清除干净。当无法达到这一要求时，应控制水的氯离子含量不超过25mg/L。试验温度： a）碳素钢、16MnR和正火15MnVR钢容器液压试验时，液体温度不得低于5℃；其他低合金钢容器，液压试验时液体温度不得低于15℃。如果由于板厚等因素造成材料无延性转变温度升高，则需相应提高试验液体温度； b）其他钢种容器液压试验温度按图样规定。3-19 何种情况下方可采用气压试验？对试验的安全和试验用气体有何要求？答：下列情况下方可采用气压试验： 1．容器容积过大，无法承受液体的重量； 2．结构复杂，液压试验不足以充分检验各个部位的试压要求； 3．由于结构原因用液体不适合的，如容器内不允许有微量残留液体而无法排净或不能充满液体的容器； 4．其它难以克服的困难，诸如大型容器供水困难者。气压试验应有安全措施。该安全措施需经试验单位技术总负责人批准，并经本单位安全部门检查监督。试验所用气体应为干燥、洁净的空气、氮气或其它惰性气体。碳素钢和低合金钢容器，气压试验时介质温度不得低于15℃；其他钢种容器气压试验温度按图样规定。3-20 何种情况下的压力容器应进行气密性试验？答：符合下列情况时，压力容器应进行气密性试验。（1）介质为易燃、易爆；（2）介质为极度危害或高度危害时；（3）对真空度有较严格要求时；（4）如有泄漏将危及容器的安全（如衬里等）和正常操作者。3-21 试述第一、三、四强度理论？答：第一强度理论即最大主应力理论，其当量应力强度S=σ1。它认为引起材料断裂破坏的主要因素是最大主应力。亦即不论材料处于何种应力状态，只要最大主应力达到材料单向拉伸断裂时的最大应力值，材料即发生断裂破坏。第三强度理论即最大剪应力理论，其当量应力强度S=σ1-σ3，它认为引起材料发生屈服破坏的主要因素是最大剪应力。亦即不论材料处于何种应力状态，只要最大剪应力达到材料屈服时的最大剪应力值，材料即发生屈服破坏。第四强度理论亦称最大应变能理论，其当量力强度为 它认为引起材料发生屈服破坏的主要因素是材料的最大变形能，亦即不论材料处于何种应力状态，只要其内部积累的变形能达到材料单向拉伸屈服时的变形能，材料即发生屈服破坏。我国标准GB150-1998《钢制压力容器》中强度计算主要是以第一强度理论为基础的。我国标准JB4732-1995《钢制压力容器——分析设计标准》中应力强度计算采用的是第三强度理论。3-22 GB150-1998中内压圆筒强度计算的基本公式和适用范围是什么？答：基本公式： 适用范围为D0/Di≤1.5或pc ≤0.4[σ]tφ。3-23 GB150-1998中内压球壳强度计算的基本公式及适用范围是什么？答：基本公式： 适用范围为pc ≤0.6[σ]tφ。3-24 内压圆筒厚度计算公式中的焊接接头系数指的是何类焊接接头系数？具体说明。答：指的是A类焊接接头系数，具体就是指的圆筒纵向焊接接头系数。3-25 外压元件破坏形式有哪两种？外压元件的设计应包括哪两方面的内容？答：外压元件破坏主要有强度不足引起的破坏和失稳破坏两种。设计应包括强度计算和稳定性校核。因失稳往往在强度破坏前发生，所以稳定性计算是外压元件设计中主要考虑的问题。3-26 GB150-1998对外压圆筒（D0/δe≥20）有效厚度的计算是如何规定的？答：a）假设δn，令δe＝δn－C，定出L/Do和Do/δe； b）在GB150-1998中图6-2的左方找到L/Do值，过此点沿水平方向右移与Do/δe线相交（遇中间值用内插法），若L/Do值大于50，则用L/Do=50查图，若L/Do值小于0.05，则用L/Do=0.05查图； c）过此交点沿垂直方向下移，在图的下方得到系数A（也可用表6-1查取）； d）按所用材料选用GB150-1998中图6-3～6-10，在图的下方找到系数A；若A值落在设计温度下材料线的右方，则过此点垂直上移，与设计温度下的材料线相交（遇中间温度值用内插法），再过此交点水平方向右移，在图的右方得到系数B，并按下式计算许用外压力[p]： 若所得A值落在设计温度下材料线的左方，则用下式计算许用外压力[p]： e）[p]应大于或等于pc，否则须再假设名义厚度δn，重复上述计算，直到[p]大于且接近于pc为止。3-27 带锥形封头或有锥壳变径段的外压容器的计算长度应如何确定？答：以圆筒—锥壳的交线为界确定外压元件的计算长度是有条件的，无条件地以交线为界是错误的。如图3-1所示，只有当圆筒—锥壳的交线是支撑线时，即该连接处的惯性矩满足GB150-1998中7.2.5.3条规定所需惯矩的要求时，该交线才能作为外压元件计算长度的一条界线。当圆筒—锥壳的交线不是支撑线时，即该连接处的惯性矩不能满足所需惯性矩的要求时，则该交线不能为外压元件计算长度的界线，如图3-2所示。图中L范围以内的外压元件，如图中所示的大、小圆筒和锥壳，其外压计算长度均为L，并应按各自的直径和相应的厚度进行外压计算。此外，锥壳（含折边锥壳）的厚度还不得小于相连接圆筒的厚度。3-28 常见的容器封头有哪几种？各有何优缺点？答：常见的容器封头有半球形封头、碟形封头、椭圆形封头、球冠形封头、锥形封头、平盖等。从受力情况看，依次为：半球形、椭圆形、碟形、球冠形、锥形、平盖最差。从制造上看，平盖最易，其次为锥形、球冠形、碟形、椭圆形、半球形。锥形封头受力不佳，但有利于流体均匀分布和排料，使用也较多。3-29 GB150-1998对碟形封头球面部分的内半径和封头转角内半径有何要求？答：碟形封头球面部分的内半径应取不大于封头的内直径，通常取0.9倍的封头内直径，封头转角内半径应不小于封头内直径的10％，且不得小于3倍的名义厚度δn。3-30 受内压的碟形封头和椭圆形封头的形状系数是什么？答：碟形封头的形状系数M按下式计算： 式中Ri为球面部分内半径，r为转角内半径。椭圆形封头的形状系数K按下式计算： 式中Di为封头内直径，hi为封头曲面深度。标准椭圆形封头K=1。3-31 GB150-1998中受内压碟形封头计算厚度的公式是什么？答：计算厚度 式中M为碟形封头形状系数。3-32 GB150-1998对碟形封头的有效厚度有何限制？答：对于Ri=0.9Di、r=0.17 Di的碟形封头，其有效厚度应不小于封头内直径的0.15％，其他碟形封头的有效厚度应不小于0.30％。但当确定封头厚度时已考虑了内压下的弹性失稳问题，可不受此限制。3-33 GB150-1998中受内压椭圆形封头计算厚度的公式是什么？答：计算厚度 式中K为椭圆形封头形状系数。3-34 GB150-1998对椭圆形封头的有效厚度有何限制？答：标准椭圆形封头（K=1）的有效厚度应不小于封头内直径的0.15％，其他椭圆形封头的有效厚度应不小于0.30％。但当确定封头厚度时已考虑了内压下的弹性失稳问题，可不受此限制。3-35 GB150-1998中受内压（凹面受压）球冠形端封头的计算厚度公式是什么？答：计算厚度 式中Q为系数，由GB150-1998中图7-5查取。3-36 GB150-1998对受外压（凸面受压）球冠形端封头计算厚度的确定是如何规定的？答：封头的计算厚度按下列两种方法确定，取其较大值： 1．按以下步骤确定外压球壳的有效厚度： a）假设δn，令δe＝δn－C，定出Ro/δe； b）用下式计算系数A： c）根据所用材料选用GB150-1998中图6-3～6-10，在图的下方找出系数A，若A值落在设计温度材料线的右方，则过此点垂直上移，与设计温度下的材料线相交（遇中间温度值用内插法），再过此交点水平方向右移，在图的右方得到系数B，并按下式计算许用外压力[p]： 若所得A值落在设计温度下材料线的左方，则用下式计算许用外压力[p]： d）[p]应大于或等于Pc，否则须再假设名义厚度δn，重复上述计算，直到[p]大于且接近Pc为止。2．按下式计算封头的计算厚度： 式中Q为系数，由GB150-1998中图7-5查取。3-37 GB150-1998对两侧受压的球冠形中间封头计算厚度的确定是如何规定的？答：1．当不能保证在任何情况下封头两侧的压力都同时作用时，应分别按下列两种情况计算，取较大值： a）只考虑封头凹面侧受压，封头计算厚度按公式 计算，其中Q值由GB150-1998中图7-6查取； b）只考虑封头凸面侧受压，封头计算厚度按上述a）中公式计算，但其中Q值由GB150-1998中图7-7查取。此外还不应小于按GB150-1998中6.2.2（本教材3-36题第一种方法）确定的有效厚度。2．当能够保证在任何情况下封头两侧的压力同时作用时，可以按封头两侧的压力差进行计算： a）当压力差的作用使封头凹面受压时，封头计算厚度按上述第1种情况a）的方法计算； b）当压力差的作用使封头凸面侧受压时，封头计算厚度按上述第1种情况b）的方法计算。3-38 GB150-1998对锥壳的设计范围有何限制？对其几何形状有何要求？答：仅适用于锥壳半顶角α≤600的轴对称无折边锥壳或折边锥壳。对其几何形状有如下要求： 1．对于锥壳大端，当锥壳半顶角α≤300时，可以采用无折边结构；当α＞300时，应采用带过渡段的折边结构，否则应按应力分析方法进行设计。2．大端折边锥壳的过渡段转角半径r应不小于锥壳大端内直径Di的10％，且不小于该过渡段厚度的3倍。3．对于锥壳小端，当锥壳半顶角α≤450时，可以采用无折边结构；当α＞450时，应采用带过渡段的折边结构。4．小端折边锥壳的过渡段转角半径rs应不小于锥壳小端内直径Dis的5％，且不小于该过渡段厚度的3倍。5．锥壳与圆筒的连接应采用全焊透结构。3-39 当锥形封头的锥壳半顶角α＞600时，GB150-1998对其厚度计算是如何规定的？答：当锥壳半顶角α＞600时，锥形封头的厚度可按平盖计算，也可以用应力分析方法确定。3-40 GB150-1998中受内压锥壳计算厚度的公式是什么？其中DC的含义为何？答：受内压锥壳厚度的计算式为： 式中DC的含义是：当锥壳由同一半顶角的几个不同厚度的锥壳段组成时，锥壳段的直径是逐段变化的，各锥壳段的厚度均按此式计算，式中的DC分别为各锥壳段大端内直径。3-41受内压无折边锥壳大、小端若需增加厚度予以加强时，GB150-1998对此有何要求？加强段厚度如何计算？有何限制？答：若需要增加厚度予以加强时，则应在锥壳与圆筒之间设臵加强段，锥壳加强段与圆筒加强段应具有相同的厚度。受内压无折边锥壳大端加强段的厚度按下式计算： 式中Q为应力增值系数，由GB150-1998中图7-12查取。受内压无折边锥壳小端加强段的厚度按下式计算： 式中Q为应力增值系数，由GB150-1998中图7-14查取。加强段的限制：在任何情况下，加强段的厚度不得小于相连接的锥壳厚度。锥壳加强段的长度L1，大端应不小于，小端应不小于 ；圆筒加强段的长度L，大端应不小于，小端应不小于。3-42 受内压折边锥壳大端厚度的确定，在GB150-1998中是如何规定的？答：受内压折边锥壳大端厚度的确定，在GB150-1998中，是分别计算出过渡段厚度及与过渡段相接处的锥壳厚度，取其较大者。过渡段厚度计算式： 式中的系数K值由表7-4查取。与过渡段相接处的锥壳厚度计算式： 式中的系数f值由表7-5查取。3-43 GB150-1998中圆形平盖厚度计算公式是什么？如何推导而来的？答：圆形平盖厚度计算公式是基于假定薄的圆形平板受均布载荷，周边简支或刚性固支连接情况下推导而得的。其计算公式为： 3-44 GB150-1998对紧缩口封头纵向截面弯曲应力的校核是如何规定的？答：作用于纵向截面的弯曲应力是，此弯曲应力不得大于紧缩口封头设计温度下材料许用应力的0.8倍，即。3-45 GB150-1998规定在什么情况下压力容器壳体上开孔可不另行补强？答：壳体开孔满足下述全部要求时，可不另行补强： a）设计压力小于等于2.5MPa； b）两相邻开孔中心的间距（对曲面间距以弧长计算）应不小于两孔直径之和的两倍； c）接管公称外径小于或等于89mm； d）接管最小壁厚满足下表要求： 接管公称外径 25 32 38 45 48 57 65 76 89 最小壁厚 3.5 4.0 5.0 6.0 注 1 钢材的标准抗拉强度下限值σb＞540MPa时，接管与壳体的连接宜采用全焊透的结构型式。2 接管的腐蚀裕量为1mm。3-46 压力容器开孔补强有几种？采用补强圈结构补强应遵循什么规定？答：压力容器的开孔补强，从设计方法区分大致下述几种： 1．等面积法； 2．极限分析法； 3．安定性分析； 4．其他方法，如实验应力分析法、采用增量塑性理论方法研究容器开孔及其补强等等。从补强结构区分，其基本结构大致可分为两类： 1．补强圈搭焊结构； 2．整体补强结构。当采用补强圈结构补强时，应遵循下列规定： 1．所采用钢材的标准常温抗拉强度σb≤540MPa； 2．补强圈厚度小于或等于1.5δn； 3．壳体名义厚度δn≤38mm。若条件许可，推荐以厚壁接管代替补强圈进行补强。3-47 GB150-1998对压力容器壳体上开孔的最大直径有何限制？答：限制如下： 1．对于圆筒：当其内径Di≤1500mm时，开孔最大直径d ≤ Di，且d ≤520mm；当其内径Di＞1500mm时，开孔最大直径d ≤ Di，且d ≤1000mm。2．凸形封头或球壳的开孔最大直径d ≤ Di。3．锥壳（或锥形封头）的开孔最大直径d ≤ Di，Di为开孔中心处的锥壳内直径。3-48 GB150-1998中内压容器壳体（不含平盖）开孔补强所需补强面积的计算公式是什么？答：内压容器壳体（不含平盖）开孔所需补强面积按下式计算： 式中δ为按内压计算时壳体开孔处的计算厚度。3-49 GB150-1998中外压容器壳体（不含平盖）开孔补强所需补强面积的计算公式是什么？答：外压容器壳体（不含平盖）开孔所需补强面积按下式计算： 式中δ为按外压计算时壳体开孔处的计算厚度。3-50 GB150-1998中平盖开孔补强所需补强面积的计算公式是什么？答：平盖开孔所需补强面积按下式计算： 式中 为平盖计算厚度。3-51 GB150-1998对压力容器开孔的有效补强范围及有效补强面积是如何规定的？答：1．有效补强范围是指： a)有效宽度，取二者中较大值。b)有效高度：外侧高度，取二者中较小值；内侧高度，取二者中较小值。2．有效补强面积是指，在有效补强范围内容器本体可作为补强的截面积Ae与在有效补强范围内另加的补强面积A4之和。其中： Ae＝A1＋A2＋A3 式中：A1——壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积； A2——接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积； A3——焊缝金属截面积。A4≥A－Ae 式中：A ——开孔削弱所需要的补强截面积。3-52 螺栓法兰联接设计包括哪些内容？答：1．确定垫片材料、型式及尺寸； 2．确定螺栓材料、规格及数量； 3．确定法兰材料、密封面型式及结构尺寸； 4．进行应力校核(计算中所有尺寸均不包括腐蚀裕量)。3-53 用钢板制造整体带颈法兰时，须符合什么要求？答：必须符合下列要求： 1．钢板应经超声检测，无分层缺陷； 2．应沿钢板轧制方向切割出板条，经弯制，对焊成为圆环，并使钢板表面成为环的侧面； 3．圆环的对接接头应采用全焊透结构； 4．圆环对接接头应经焊后热处理及100％射线或超声检测，合格标准按JB4700的规定。3-54 法兰在什么情况下应进行正火或完全退火热处理？答：在下列任一情况下应进行正火或完全退火热处理： 1．法兰断面厚度大于76mm的碳素钢或低合金钢制法兰； 2．焊制整体法兰； 3．锻制法兰。3-55 什么叫窄面法兰？什么叫宽面法兰？答：垫片的接触面位于法兰螺栓孔包围的圆周范围内的，称作窄面法兰。垫片的接触面分布在法兰螺栓中心圆内外两侧的，称作宽面法兰。3-56 GB150-1998中法兰按其整体性程度分为几种型式？各型式的特点和计算方法如何？答：分为三种型式： 1．松式法兰：法兰未能有效地与容器或接管连接成一整体，不具有整体式连接的同等结构强度。不带颈的松式法兰按活套法兰计算，带颈的松式法兰可按整体法兰计算。2．整体法兰：法兰、法兰颈部及容器或接管三者能有效地连接成一整体结构。其计算按整体法兰进行。3．任意式法兰：是一些焊接法兰[见GB150-1998图9-1中(h)、(i)、(j)、(k)]。其计算按整体法兰，但为了简便，当满足下列条件时也可按活套法兰计算： δ0≤15mm，Di/δ0≤300，pc ≤2MPa，操作温度小于或等于370℃。3-57 密封的基本条件是什么？什么叫密封比压？什么是垫片系数？何以要校核垫片宽度？答：垫片强制密封有两个条件：即预密封条件和操作密封条件。预密封条件的意义是：法兰的密封面不管经过多么精密的加工，从微观来讲，其表面总是凹凸不平的，存在沟槽。这些沟槽可成为密封面的泄漏通道。因此必须利用较软的垫片在预紧螺栓力作用下，使垫片表面嵌入到法兰密封面的凹凸不平处，将沟槽填没，消除上述泄漏通道。为此在垫片单位有效密封面积上应有足够的压紧力。此单位面积上的压紧力，称为垫片的密封比压力（单位为MPa），用y表示。不同的垫片有不同的比压力。垫片材料愈硬，y愈高。操作密封条件的意义是：经预紧达到预密封条件的密封面，在内压作用下，由于压力的轴向作用，密封面会产生分离，使垫片与密封面间的压紧力减小，出现微缝隙，内压介质有可能通过缝隙产生泄漏。为保证其密封，必须使垫片与密封面间保持足够大的流体阻力，只有当其阻力能大于由介质内外压差引起的推动力时，垫片方能密封而不产生泄漏。由于垫片与密封面间的流体阻力与垫片压紧力成正比，为此在垫片与密封面间必须保持足够大的压紧力，以确保其缝隙足够的小而使流体阻力足够的大。使垫片与法兰密封面间保持足够大的阻力使密封面不发生泄漏时，施加于垫片单位有效密封面积上的压紧力与其内压力的比值，称为垫片的垫片系数，以m表示。不同的垫片有不同的m值，且m随垫片的硬度增大而增大。垫片在螺栓预紧时承受最大的压紧力，有可能被压缩成塑性变形而失去回弹能力，当法兰密封面在介质压力作用下产生分离时，垫片不能产生回弹去“贴紧”密封面，使其间不能保持足够的接触力（即垫片压紧力）而引起泄漏。因此，垫片在预紧时，既要压紧以使其单位有效密封面积上的压紧力不小于y值，又不能使其压紧力过大以防止被压成塑性变形。对平面密封的情况，为防止垫片被压成塑性变形应