1、2013 年 压力容器设计人员综合考试题 姓名： 得分 一、 填空（本题共 20 分，每题 2 分） 1 、当载荷作用时，在截面突变的附近某些局部小范围内，应力数值急剧增加，而离开这个区域稍远时应力即大为降低，趋于均匀，这种现象称为_应力集中。 点评：这是弹性力学的基本概念。常见于压力容器的受压元件。 2、在正常应力水平的情况下，Q245R 钢板的使用温度下限为 -20。 点评：该题出自 GB150.2，表 4，考查设计人员对材料温度使用范围的掌握 。3、 对于同时承受两个室压力作用的受压元件,其设计参数中的计算压力应考虑两室间 可能出现的最大压力差。 点评：考查设计压力与计算压力的概念，GB
2、150 .1 4.3.3 规定。 4、焊接接头系数的取值取决于焊接接头型式_和无损检测长度比例 。 点评：考查设计人员对焊接接头系数选取的理解。 5、整体补强的型式有：a. 增加壳体的厚度，b.厚壁管，c. 整体补强锻件_ 。 点评：GB150.3 6.3.2.2 的规定 6、 椭圆封头在过渡区开孔时，所需补强面积 A 的计算中，壳体的计算厚度是指 椭圆封头的_计算_厚度。 点评：明确开孔部位不同，开孔补强计算所用的厚度不同，见公式 5-1（P116） ，开孔位于。 7、 奥氏体不锈钢制压力容器用水进行液压试验时，应严格控制水中的氯离子含量不超过 25mg/L 。试验合格后，应立即将水渍去除干
3、净。 点评：见 GB150.4 11.4.9.1 8、 压力容器的对接焊接接头的无损检测比例，一般分为全部（100%）和局部（大于等 20%）两种。对碳钢和低合金钢制低温容器，局部无损检测的比例应大于等于 50% 。 点评：固容规第 4.5.3.2.1 条。9、 换热器设计中强度胀中开槽是为了增加管板与换热管之间的拉脱力 而对管孔的粗糙度要求是为了 密封 。 点评：考察设计者对标准的理解和结构设计要求的目的。 10、压力容器专用钢中的碳素钢和低合金钢钢材的 P %、S %二、 选择（本题共 20 分，每题 2 分，以下答案中有一个或几个正确，少选按比例得分，选错一个不得分） 1 、设计温度为
4、600的压力容器，其壳体材料可选用的钢板牌号有 a、b. a.S30408, b.S31608, c.S31603 点评：奥氏体不锈钢当温度超过 525时，含碳量应不小于 0.04%，超低碳不锈钢不能适用，因热强性下降，此题是考查此概念。 2 、外压球壳的许用外压力与下述参数有关 b，d 。 a.腐蚀裕量 b.球壳外直径 c.材料抗拉强度 d.弹性模量 点评：本题为基本概念试题，考查影响许用外压力的的有关因素 3、外压计算图表中，系数 A 是（ a，c ，d ） 。 a. 无量纲参数 b. 应力 c. 应变 d 应力与弹性模量的比值 4、 以下哪些元件是受压元件 a ，b， c 。 a.壳体锥
5、形封头； b. 人孔平盖； c. 加强圈； d 支座垫板 点评：本题为压力容器设计基础，必须掌握的内容。见 GB150.1 1.6 及 GB/T26929 压力容器术语的定义。5、 C 低于-20C 0 的碳素钢及低合金钢制低温压力容器称之为低温容器. a 操作温度 b 钢材的使用温度环境温度 c 设计温度 d 大气极端温度. 点评：本题为基本压力容器设计概念，见 GB150.3 附录 E 6、 法兰设计压力较高时，一般应选用 m 和 y_c_的垫片。当垫片的预紧载荷远大于操作载荷时，宜改选_a b_ 较小的垫片。 a. m b. y c. 较大 d. 较小 点评：本题为法兰设计基本概念。很多
6、设计者由于计算软件的应用，不再重视各种参数的意义，针对计算的结果，应准确判断出参数选择的是否合理，法兰的设计是由何种因素来控制，从而选择更加合理的结构。压力容器设计的优劣，不仅是安全性，还有结构的合理性。 7、 管壳式换热器双管板结构型式适用于 b 的场合. a 管程设计压力比壳程高 b 管壳程介质严禁混合 C 管壳程温差大 点评：不同的换热器类型适合不同的场合。很多人没有设计过双管板的结构，但是作为压力容器设计者，应该对不同的类型有最基本的了解。 8、 H/D 大于 5 中的 D 对于不等直径的塔式容器是指 d a 各塔段中最小直径； b 各塔段中最大直径； c 各塔段直径的算术平均值； d
7、 各塔段直径的加权平均值。 点评：掌握标准中对不等直径塔的处理方法 JB 4710 1 9、 下列有关压力容器耐压试验的要求，哪些是不正确的？ a c a. 一台压力容器制造完毕后是进行液压试验，还是气压试验，由设计者任意选择； b. 气压试验所用气体不能任意选择； c. 碳素钢和低合金钢制压力容器的试验用气体温度不得低于 5； d. 气压试验合格的要求是，试验过程中，压力容器无异常响声，经检漏，无漏气，无可见的变形。 . 10、 多腔压力容器(如换热器、夹套容器等)按照类别高的压力腔来作为该容 器类别，其设计制造技术要求按 c 。 a、 较低类别 b、 较高类别 c、 每个压力腔各自类别 点
8、评：见固容规A1.3.2三、 是非题（本题共 10 分，每题 0.5 分） 1 、设计温度为-25的压力容器，其壳体用钢板可选用 Q345R. （ ） 点评：材料是有使用温度下限的，见 GB150.2，我们并不要求设计者记住所有材料的温度范围，但是对最基本的材料的使用范围应该有一个清醒的概念。 2 、凡需经热处理达到材料力学性能要求的压力容器，应制备母材热处理试件。 ( ) 点评：GB150.4 9.2.13 、主要受压元件系指压力容器中主要承受总体一次薄膜应力的元件。( )点评：还有承受一次弯曲应力的元件如平盖，受力件如M36 以上的设备主螺栓等 。4、 某夹套容器，内容器操作条件为真空，夹
9、套内为 0.25MPa 加热蒸汽，现设定内容器设计压力为0.4MPa（外压）夹套设计压力为 0.3MPa。 （ ） 点评：GB150 参数确定的基本概念。设计压力和计算压力是不同的概念。 5、 强度焊适用于换热器承受振动或疲劳的场合。 （ ） 点评：审核人应当掌握结构的适用性。 6、 厚 60mm 的 Q345R 制碟形封头与多层包扎筒节相焊的 B 类接头应作焊后热处理（ ）点评：制造知识应用。多层包扎容器的特殊性，见 GB150.4 12.37、容器受压元件之间的焊接接头分为 A、B、C、D 、E 五类。 （ ）8、开孔补强材料宜与壳体材料相同。若补强材料作用许用应力大于壳体材料许用应力，则
10、所需补强面积可以减少。 （ ）9、压力容器制造单位对主要受压元件的材料代用，应当事先取得原设计单位的书面批准，并且在竣工图上做详细记录。 （ ）10、铁磁性材料制的压力容器焊接接头表面检测应优先采用渗透检测。 （ ）四、 问答（本题共 40 分，每题 105 分） 5 、 “大开孔”为什么不能应用等面积补强法?应采用什么办法解决? 答：等面积补强法是基于开孔大平板的薄膜应力状态假设。大开孔的孔边会存在较大的弯曲应力，受力状况偏离薄膜状态过大，故不能适用。应采用分析法或应力分析方法计算，如有限元分析等。 点评：该题为理论基础问题。对该题的掌握有助于设计者对标准规定的理解和对设计计算方法的选用的正
11、确性。只有明确了基本的概念，才可以在设计中灵活运用标准中所提供的各种计算方法，从而设计选用合理更适合工艺条件的结构，同时也澄清“大开孔”结构应选用应力分析方法计算的概念。 6 、有一只需局部射线或超声检测的大直径低压容器，其封头为先拼焊后成形的碟形封头，成形后经 100%射线检测合格，由于运输困难封头被切割成两半，运抵使用现场后再焊成一体，问最后这道焊缝的无损检测长度是多少？为什么？ 答：只需局部检测，最后这道焊缝与封头其他拼接焊缝不同，焊后不再经受大的弯曲变形，因此其无损检测长度和容器其他 A、B 类焊缝一致即可。 点评：该题为实际工程设计中所涉及的制造问题，考察设计者对标准的理解程度和正确
12、的掌握。7 、 如果想改变塔式容器的自振周期，应该采取什么办法？为什么？ 答：改变自振周期的办法，可以用改变塔式容器的抗弯刚度（例如壁厚，H/D 值）和质量来达到目的。原因是自振周期 T =2 ，其中的 m 为质量，y 为顶端位移（挠度） ，从公式可以看出，其中 y 值与塔式容器抗弯刚度有关。 点评：该题为塔式容器计算的题目，该题的提出是针对设计者目前广泛采用设计计算软件计算后，不在对计算的基本原理进行深入的了解，因此在设计中如果出现计算不通过的现象，无从下手调整参数，或调整的参数不合理造成工程的浪费。在计算软件高速发展的今天，我们并不要求设计者能够完全的手工计算复杂的工程计算，但是对基本的计算原理应该牢牢的掌握，这样才能设计出合理、安全、经济的设计产品。 8、 固定管板换热器在什么组合载荷下，可能无法满足强度条件，而不得不采用其他型式的换热器（如 U 型管式）？ 答：在很高的管程压力和很大的管壳程温差载荷联合作用下，可使固定管板换热器，无法满足强度要求。因为要降低很大的温差应力就要设置膨胀节，但这样又会使管子和管板在很高的管程压力作用下引起极大的应力，使其无法满足强度条件，因而选用其它换热器型式。 点评：该题为换热设备的选型问题，该题为换热器在结构设计和强度设计时选型的基本情况，掌握了固定管板换热器的基本受力原理，该问题迎刃而解
