化工机械设备模拟题2key

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一、 填空 1. 金属材料常用的两个强度指标分别是 屈服点σs和抗拉强度σb。 2. 铁碳合金的基本组织为 铁素体F ,奥氏体A 和 渗碳体C 。 3.按要求各写出一种常用的钢号:压力容器专用的普通碳素钢 Q235-AR /Q235-BR

/ Q235-CR,优质碳素锅炉钢20g ,低合金容器钢16MnR / 15MnVR/ 18MnMoNbR, 铬镍不锈钢 0Cr18Ni9 / 0Cr18Ni10Ti。 4.下列符号分别代表金属材料的哪些性能指标:HB布氏硬度 , 延伸率,  断面收缩率, 冲击韧性 。 5. 对于中、低压薄壁容器,目前采用的强度设计准则为弹性失效设计准则,在该设计准则下,其强度安全条件是设计温度下的计算应力小于等于材料在设计温度下的许

用应力乘以焊缝系数 / σt ≤[σ] t φ。 6.一盛装液化气的容器,顶部装有安全阀,最高使用温度为50℃,已知该液化气在50℃时的饱和蒸气压(绝压)为2.07 MPa,确定该容器的设计压力p =_2.07~

2.17 MPa;水压试验压力pT =_2.59~2.71_MPa。 7.高压容器的压力范围 10≤P<100 MPa ,高压容器属于 三 类压力容器,其焊接接头结构应采用 双面焊对接接头 的形式,对焊缝的无损检测长度比率应为100% 。这种容器设计时焊缝系数Φ应取 1 。 8. 外压圆筒设置加强圈,其作用是将 长 圆筒转化为 短 圆筒,以提高 外压圆筒的临界压力。 9. 造成法兰联接密封失效的主要途径及方式是 密封面泄漏 ,为了达到预期的密封效果,在中、低压容器中常采用的法兰密封面形式为 平面型密封面,凹凸型 密封面和 榫槽型 密封面 。 10. 双鞍式支座中,其中一个为F型称为 固定 支座,另一个为S型称为 活动 支座,二者结构上的区别是 底板的螺栓孔 F型为圆孔,S型为长圆孔 。 11. 固定管板式换热器中,管子与壳体产生温差应力的主要原因是 管壁与壳壁存在温度差 和管子与壳体是刚性连接的。在固定管板式换热器的壳体上装设 膨胀节可以部分地减小温差应力。 12. 塔体设计时的轴向应力包括: 计算压力 引起的轴向应力1; 操作或非操作时重量载荷及垂直地震力 引起的轴向应力2和最大弯矩引起的轴向应力3;其中最大弯矩包括: 风 弯矩、 地震 弯矩和 偏心 弯矩之和。

13.下列符号分别代表金属材料的哪些性能指标: b 抗拉强度 ,s 屈服点 , E弹性模量 , 冲击韧性 。 14. 碳素钢钢板,其屈服点S随温度的升高而 降低、随钢板厚度的增大而降低。 15. 薄壁圆筒承受内压时,其环向应力是经向应力的 两倍,因此,筒体上的 径 向焊缝比 环 向焊缝更容易产生破坏。 16. 高压容器的压力范围 10≤P<100 MPa ,高压容器属于 三 类压力容器,其焊接接头结构应采用 双面焊对接接头 的形式,对焊缝的无损检测长度比率应为 100% 。这种容器设计时焊缝系数Φ应取 1 。 17.按要求各写出一种常用的钢号:铬镍不锈钢 0Cr18Ni9 / 0Cr18Ni10Ti,低合金容器钢 16MnR / 15MnVR/ 18MnMoNbR,优质碳素锅炉钢20g,压力容器专用的普通碳素钢Q235-AR /Q235-BR / Q235-CR 。 18.在容器壁厚设计的各阶段,下列符号所代表的厚度名称分别是:S 计算 厚度、Sd 设计 厚度、 Sn 名义 厚度、Se 有效 厚度。 19. 各种凸形封头,从受力角度讲,球形 封头受力最好;从制造角度讲,碟形 / 椭圆形 封头较易加工。 20.有一卧式蒸汽罐,装有安全阀,最高工作压力1MPa,工作温度250℃,确定罐的设计压力 1.05~1.1 MPa,计算压力 1.05~1.1 MPa,罐的水压试验压力 1.31~1.375 /t MPa。 21.中、低压容器法兰常见的密封面形式有 平面 密封面、 凹凸型 密封面和榫槽型 密封面。其中 榫槽型 密封面的密封效果好,可用在易燃、易爆、有毒的介质,以及压力较高的场合。 22. 双鞍式支座中,其中一个为F型称为 固定 支座,另一个为S型称为 活动 支座,二者结构上的区别是 底板的螺栓孔 F型为圆孔,S型为长圆孔 。 23. 换热器的管子与管板若采用胀接的方法连接,则要求管板材料的硬度比管子材料的要 高 ,目的是避免在胀接时管板产生塑性变形影响胀接的紧密性。而在管子与管板连接接头处产生的拉脱力是由 介质压力 和 温差应力 联合作用的结果。 24. 塔设备设计中,需要进行稳定性和强度校核的危险截面有 塔体和裙座连接处的2-2 截面; 裙座上开人孔处的1-1截面; 设备的基底0-0 截面。

二、判断题 对者画“√”,错者画“×” (每题1分,共 15 分) 1. 由于普通碳素钢在较高温度下,抗氧化腐蚀性能和强度都变得很差。所以,碳钢大都只能用在400C以下的温度场合。 (√ ) 2.同一种材料的使用温度的降低或板厚的减薄,其许用应力值可提高些。(√ ) 3.碳素钢中的含碳量越高,钢的强度及硬度越高,因此压力容器应尽量采用高碳钢,可使壁厚减薄。 (× ) 4.三类压力容器失效时的危害程度比二类压力容器的高。(√ ) 5. 边缘应力虽然具有较高的峰值应力,但它经过一个周期后就明显地衰减了。( √) 6.锥型壳的大端应力最大,顶点应力为零,若开孔则最好开在小端。(√ ) 7.焊接接头系数的大小只取决于对焊缝的检测数量、检测等级、与焊接接头型式无关。 (× ) 8.容器的焊缝分A、B、C、D四类,其中A 类焊缝受力比B 类焊缝的大一倍,C、D类焊缝应力小很多可忽略。 (× ) 9.内压容器只要一有压力,就是三类容器。(× ) 10.设计某钢制外压容器时,若采用普通碳素钢板满足不了设计要求,则可采用高强钢板。 (× ) 11. 法兰联接中,长颈对焊法兰比平焊法兰的刚度大,因此,长颈对焊法兰适用于较高压力场合。 (√ ) 12.短圆筒的临界压力,除与圆筒材料弹性模量和圆筒的壁厚与直径之比有关,还与圆筒的长径比有关。 ( √) 13. 列管换热器管子与管板连接无论采用焊接或是胀接方法,都要验算拉脱力。(× ) 14.任何形式换热器的换热管与壳体间都有温度差但不一定会产生温差应力。(√ ) 15.尽管塔设备的裙座上并不存在由操作压力产生的应力,但也必须对裙座进行强度和稳定性校核。 (√ )

16.碳素钢中的含碳量越高,钢的强度及硬度越高,因此压力容器应尽量采用高碳钢,可使壁厚减薄。 ( × ) 17.选用不锈钢材质的压力容器,对任何介质都不需考虑腐蚀问题。(× ) 18.同一种材料的使用温度的提高或板厚的增加,其许用应力值降低。(√ ) 19.三类压力容器失效时的危害程度比二类压力容器的高。 ( √) 20.焊接接头系数的大小只取决于焊接接头型式、与检测数量、检测等级无关。(× ) 21. 受内压的椭圆形封头顶点处的经向应力最大。 (√ ) 22.容器的焊缝分A、B、C、D四类,其中A 类焊缝受力比B 类焊缝的大一倍,C、D存在着比A、B大很多的焊接残余应力,检验时要给以重视。 ( √) 23.凡薄壁壳体,只要其几何形状和所受载荷对称于旋转轴,则壳体上任何一点用薄膜理论应力公式求解的应力都是真实的。 ( √) 24.压力容器水压试验的目的是为了检验容器的宏观强度和有无渗漏现象。(√ ) 25.采用高强度钢板制造外压容器可以提高其临界压力。 (× ) 26. 长圆筒的临界压力仅与圆筒材料的弹性模量和圆筒的壁厚与直径之比有关,而与圆筒的长径比无关。 (√ ) 27.法兰的刚度与强度对保证密封的可靠性,具有同等重要的意义。(× ) 28.受内压的锥形封头,最大应力出现在锥体的大端,且锥角愈大应力值愈大。(√ ) 29.任何形式的换热器换热管与壳体间都有温度差,因而必然会产生温差应力。 (×) 30.塔设备的裙座上并不承受介质压力,也就不会产生应力,所以对裙座进行强度和稳定性校核是不必要的。 (× )

三、选择题(共6分) 1. 选择锅炉分汽缸的材质。工作压力0.8MPa,工作温度为200℃。 ( C ) A. 3Cr13 B. Q235-AF C. 20R D. QT450-1 2. 圆柱壳与椭球壳连接点处(赤道圆)应力发生突变,原因是: ( A ) A.该回转壳体的第一曲率半径发生突变 B. 连接点处有赤道圆 C. 该回转壳体的第二曲率半径发生突变 3. 选择反应器筒体的材质。工作温度为450℃,工作压力为2.0MPa。 (B ) A. QT450-1 B. 14Cr1MoR C. 3Cr13 D. 20g 4. 为一台反应器选择材质。介质:N2 、H2 ,工作温度500℃,工作压力为1.5 MPa 。( A ) A. 0Cr18Ni10Ti B. Q235-AF C. 20 D. 16MnR 5.为一低温储罐选择筒体的材质。工作温度为-60℃,工作压力为2.0MPa。( A ) A. 09MnNiDR B. 16MnR C. 3Cr13 D. 18MnMoNbR 6. 圆柱壳与圆锥壳连接点处应力发生突变,原因是: ( B ) A.该回转壳体的第一曲率半径发生突变 B.该回转壳体的第二曲率半径发生突变 C. 连接点处有焊缝

四、简答题 1. (4分)说明下列四种管板与壳体联接结构的焊缝属于哪类焊缝,指出适用的压力范围及对介质腐蚀状况的优缺点?

(a)角焊缝 ≤1.0MPa 筒体壁厚<10㎜,有间隙腐蚀可能,强度低;

(b)角焊缝 ≤1.0MPa 筒体壁厚<10㎜,有间隙腐蚀可能,强度高; (c)对接焊缝,≤4.0MPa,有间隙腐蚀时采用; (d)对接焊缝,≤4.0MPa,无间隙腐蚀时采用;

2. (6分)将下列钢的热处理工艺、热处理名称及热处理的目的填上相应

的连线。 随炉冷却 淬火 细化晶粒、改善机械性能、消除残余应力 空气中冷却 退火 提高硬度、强度和耐磨性 水中冷却 正火 降低硬度、改善机械性能、消除残余应力 3.(5分)将下列钢材的牌号用线连到对应的种类上 优质碳素钢 15MnVR 不锈耐酸钢 0Cr13 低合金结构钢 Q235-C 普通碳素钢 0Gr18Ni9 铁素体不锈钢 20 4.写出设备法兰名称 (3分)

(a) (b) (c) (d)

长颈对焊法兰 乙型平焊法兰 甲型平焊法兰