压力容器换证评审问题集20130916

压力容器换证评审问题集（2015.09.16）

1. 高压U型换热器壳程介质为液体时且操作压力较低时，设计压力的选取问题。

2. 高压容器结构特点

1) 筒体为厚壁筒或多层。

2) 封头为球形或平盖（小直径）。

3) 筒体上下采用法兰连接，采用筒体端部结构。

4) 密封不采用普通垫片，采用金属垫，密封结构形式多采用自紧式。 5) 开孔补强采用整体补强，不采用补强扳结构。小接管采用安放式结构。 6) 接管法兰采用长颈法兰、透镜垫、缩颈双头螺柱、厚螺母 3. 简述厚壁筒应力分布情况（内压作用下） 1) 环向应力（拉应力）：内壁最大，外壁最小，内外壁应力差等于内压力。 2) 轴向应力（拉应力）：沿壁厚均布。 3) 径向应力（压应力）：内壁最大，外壁等于零，内外壁应力差等于内压力 4. 中径公式适用于厚壁筒情况 中径公式可适用于Ｋ≤1.5，此时中径公式计算的应力比按拉美公式计算的最大环向应力小3.8％。 5. 平盖受力比较

简支板：最大应力在中心，径向、环向弯曲应力相等。 固支板：最大应力在边缘，为径向弯曲应力。 简支板的最大应力大于固支板的最大应力。 6. 换热器壳程圆筒最小厚度的考虑因素？ 局部应力和装配检修。 7. 换热管排列方式及比较？

三角形：排管紧凑，管间清理不方便。正方形：管间清理方便，但排管少。 8. 折流板的作用？

①增加壳程介质的流速，提高换热效率。②起到支承板的作用。

当壳程介质为两相并存时（为蒸汽）弓形折流板缺口必须左右布置，否则会造成壳程第一块折流板处形成水封，导致壳程换热失效。 9. U形换热器、固定管板换热器管板受力的比较？

压力作用时，固定管板受力好于U形管板。管壳温差作用时，U形管板受力好于固定管板。

10. 固定管板管束最大应力的发生部位？

固定管板最大应力发生在板边缘。边缘管子受力最大。 当壳程设置有膨胀节时，要具体问题具体分析。 11. 制备产品焊接试件的目的是什么，有何意义？

12. 焊接残余应力对容器静力强度有何影响

焊接残余应力本身不影响容器静力强度。但对脆性断裂、应力腐蚀和疲劳容器会产生不良影响，故需消除。

13. 何谓应力腐蚀？产生应力腐蚀的三个必要条件？

应力腐蚀是指金属在拉应力和腐蚀性介质联合作用下产生的腐蚀裂纹，并使得裂纹迅速扩散，这种现象称应力腐蚀开裂。 ①壳体材料存在拉应力或焊接残余应力；②存在特定的腐蚀性介质：氯化物，湿硫化氢，液氨等；③材料性能或焊接质量有较大缺陷，如硬度，韧性，含碳量及焊接缺陷等。

14. 裙座地脚螺栓与法兰螺栓受力的不同点？

这是由于裙座地脚螺栓是用来防止塔倾覆时承受拉应力的，地脚螺栓中心圆上的螺栓力呈线性分布的，受力最大的地脚螺栓位于沿风向和地震方向最外端的一个，而其他位置的地脚螺栓受力依此减小，一旦受力最大的螺栓因过载而屈服的话，其他螺栓承受的载荷将重新分配，而不致使塔器发生倾斜。但压力容器用法兰螺栓是均匀承载的，若其中之一产生屈服就意味着全部螺栓进入屈服状态，所以法兰螺栓应严格地控制在弹性范围内。 15. 压力容器用钢标准 钢板标准

GB713-2014《锅炉和压力容器用钢板》； GB3531-2014《低温压力容器用低合金钢板》；~~~ GB19189-2011《压力容器用调质高强度钢板》； GB24511-2009《承压设备用不锈钢钢板及钢带》（废GB4237）； NB/T 47002.1-2009 《压力容器用爆炸焊接复合板 第1部分不锈钢-钢复合板》（废止JB4733） ； 锻件标准

NB/T47008-2010 《承压设备用碳素钢和合金钢锻件》； NB/T47009-2010《 低温承压设备用低合金钢锻件》； NB/T47010-2010《承压设备用不锈钢和耐热钢锻件》。

16. 正火的定义及目的，什么条件下应采用正火板？

正火的定义：将钢件加热到AC3以上30～50℃或更高的温度，保温一定的时间，然后在空气中冷却的一种热处理工艺（AC1与AC3的含义）。 正火的目的：

（1）细化晶粒，提高钢材韧性和稳定钢材的力学性能； （2）得到所要求的金相组织（珠光体组织）。 下列碳素钢、低合金钢应在正火状态使用：

1) 用于多层包扎容器的内筒的Q245R和Q345R； 2) 用于壳体厚度大于36mm的Q245R和Q345R；

3) 用于湿H2S腐蚀环境的任意厚度的Q245R和Q345R； 4) 用于设计温度低于-20℃的Q245R和Q345R；

5) 用于其它受压元件（法兰、管板、平盖等）的厚度大于50mm的Q245R

和Q345R；

6) 用于球壳板厚度大于30mm的Q245R和Q345R 17. 某设备设计要求采用正火板，当设备制造完毕，制造单位发现没有用正火板，进而对已经制造完成的压力容器产品进行整体正火热处理予以补救。问：该方法是否可行？为什么？ 答：不可行。 原因如下：

1) 正火：将工件加热到Ac3以上30~50℃，保温一定时间后，在空气中冷

却。（如果在设计中忽略了正火板的要求，属技术性错误） 2) 完全退火：将工件加热到Ac3以上30~50℃，保温后随炉冷却到500℃以

下在空气中冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺。

3) 正火与完全退火的最大区别是正火的冷却速度快。对设备进行整体正火

处理的后果对材料而言，不是正火而是完全退火；对设备而言，容易将设备烧变形。

4) 正火与热轧钢板的差别是多方面的，难以用单一的常温力学性能或焊接

性能指标予以比较和判断，晶粒度、带状组织、网状碳化物等等均存在差异。

18. 有应力腐蚀的换热器，管子与管板的连接宜采取什么方式？

应采用焊接形式。由于管壁很薄，拘束度小，焊接残余应力较小，故对应力腐蚀影响不大。不宜采用强度焊加贴胀或强度胀接型式，贴胀使得材料发生塑性变形，造成较大应力集中，在应力腐蚀环境下对管接头极为不利。 19. 当要求容器进行气密性试验时，应如何选取安全阀整定压力？

1) “固容规”4.8.3条：进行气密性试验时，应当将安全附件装配齐全； 2) “固容规”3.24条：对于带有安全阀、爆破片等超压泄放装置的压力容器，

如果设计时提出气密性试验要求，则设计者应当给出该压力容器的最高允许工作压力； 3) “固容规”3.9.2条：对于设计图样中注明最高允许工作压力的压力容器，

允许超压泄放装置的动作压力不高于该压力容器的最高允许工作压力； 4) GB150.1附录B.4.7 b)条：取容器的设计压力等于或稍大于整定压力。即整

定压力等于或小于设计压力。（GB 150.1~150.4-2011《压力容器》问题解答及算例中语以最高允许工作压力确定） 5) 气密性试验压力等于设计压力（“固容规”和GB150的规定）； 6) 满足上述要求时，超压泄放装置的动作压力的设定应高于设计压力低于最

高允许工作压力（固容规标准释义）。即，设计压力＜整定压力＜最高允许工作压力。（动作压力=整定压力）

7) 所有受压元件包括开孔补强、法兰、开孔法兰盖等计算时的计算压力Pc

应以最大允许工作压力带入进行计算。

20. 壳程为蒸汽和冷凝液两相介质时，卧式换热器的折流板应如何布置？

21. 钢板冲击试验的试样为什么要求横向取样？

钢板冲击试验的试样一般均取横向。这是由于，钢锭浇铸时会形成偏析或含有杂质，在钢板轧制的过程中，这些不均匀部分和杂质会顺着金属延伸方向形成纤维带状组织，从而使钢板平行于纤维状组织方向（纵向）的机械性能高于垂直方向（横向），尤其韧性和塑性指标更为突出。为提高材料的安全使用及压力容器的可靠性，GB150规定低温冲击试验要取横向。 22. 半球形封头与筒体的连接

（1） 中线对齐原则；如果由于结构原因不能满足中线对齐，但必须符合

GB150 附录D.2.2的≤1/2（δ

筒体

－δ

封头

）规定，并要考虑对口错边量；

（2） 筒体削薄处应被半球形封头的内外径延伸线覆盖； （3） 削弱的筒体部分必须包含在半球形封头延伸线以内。

23. GB150.1中的4.6.2.2注3“[σ]t不应低于材料受抗拉强度和屈服强度控制的许用应力最小值”如何理解？ （1） 如Cr-Mo钢制压力容器，设计温度≥480℃时，水压试验时的[σ]/[σ]t中的

[σ] =常温许用应力； [σ]t =475℃时的许用应力。 （2） 典型案例 “气化炉”“变换炉”等设计温度较高时水压试验压力的确定。 24. Q345R厚板制压力容器技术要求

（1） 厚度＞60mm，应每张热处理钢板进行拉伸和V型缺口冲击试验；增加一

组在钢板厚度1/2处取样；三个试样－20℃冲击试验Kv2平均值不低于41J，允许一个不低于29J； （2） 厚度＞36mm，应逐张进行超声检测，质量等级不低于II级； （3） 厚度＞36mm，钢板应以正火状态下使用。 25. 焊接应力产生的原因、特点及危害是什么?

产生原因：焊接过程的不均匀温度场以及由它引起的局部塑性变形和比容（单位质量的物质所占有的容积称为比容）不同的组织是产生焊接应力和变形的根本原因。