化工设备机械基础期末考试范围(吉林工商学院)

一、填空题1．钢板卷制的筒体和成形封头的公称直径是指它们的内径；无缝钢管做筒体时，其公称直径是指它的外径。2．法兰连接结构，一般由法兰(被联接件)、螺栓螺母(联接件)、垫片(密封元件)三部分组成。3．有一般半锥顶角为45°锥形封头，承受气体内压为，封头的厚度为14mm，校核点处的应力，该点处的中间面直径1014mm，则该点处的经向应力51.21MPa；该点处的环向应力102.43MPa。4．边缘应力具有局部性和自限性两个特点。5．标准椭圆封头长、短轴之比2，此时椭圆封头的形状系数1。6．卧式容器的支座有鞍座、圈座和支腿三种。7．现行标准中规定的标准手孔有150mm、250mm两种。(人孔常用是DN=400、450、500、600mm)8．管壳式换热器中壳体与管板的连接有方式有法兰兼作连接、法兰不兼作连接、夹持连接三种。9.卷制的筒体及成型封头的公称直径是指它们的（内）径；10.压的圆筒型容器上开长圆孔，应使长圆孔长轴与筒体轴线（垂直）；3、直径与壁厚分别为D，S的薄壁圆筒壳，承受均匀侧向外压P作用时，其环向应力σθ=（PD/2S），经向应力σm=（PD/4S），与圆筒的长度L（无）关(添有或无)。4、圆锥壳体上任意一点的平行圆半径为D，半锥角为α，则该点R1=（∞）；R2=（D/cosα）；5、设计温度虽不直接反映在强度计算公式中，但它是设计中材料的选择个确定（许用应力）时的一个不可缺少的参数.6、对于铁基合金，其屈服点随温度的升高而升高，弹性模数(应力与应变成正比)随温度的升高而降低。7、δ，ψ是金属材料的塑性指标，σb，σs是金属材料的强度指标，αK是金属材料的韧性指标9．有一卧式容器，其气相最高工作压力，工作温度，且装有安全阀，确定该压力容器的设计压力2.2，计算压力2.2，水压试验压力2.75。10．有一立式容器，承装液体高度10米，液体密度为，其气相最高工作压力，工作温度，且装有安全阀，确定该压力容器的设计压力1.32，计算压力1.4376，水压试验压力1.65。(有安全阀P=1.1Pw无安全阀P=Pw,Pc=P+P静液柱，P静液柱=pg1000h10∧-9,Pt=1.25P)11．列管式换热器中，需要设置膨胀节以消除温差应力的是固定管板式换热器式换热器；换热管一端固定，另一端可以在管内自由伸缩的是浮头式式换热器。(填料函式换热器消除部分温差应力，U形管式换热器完全消除温差应力。)12．锥顶角为30°的圆锥壳与中间面直径为圆柱壳的连接点A点处圆锥壳的第一主曲率半径为_∞____,第二主曲率半径为___D/cos15__。锥顶处B点的第一主曲率半径为____∞______,第二主曲率半径为_____0____。13．压力容器用法兰有甲型平焊法兰、乙型平焊法兰、对焊法兰三种结构型式。(法兰的标准是压力容器法兰，管法兰。)14．中低压法兰密封面形式常用的有平面密封面(RF)、榫槽密封面(T,G)、凹凸密封面(FM,M)三种。15．压力容器开孔补强结构主要有补强圈补强结构、加强元件补强结构、整体补强结构三种结构型式。(补强形式:内加强平齐接管、外加强平齐接管、对称加强凸出接管、密集补强。)11、指出下列标记的各部分含义：（按顺序说明即可）（1）JB/T4712-92鞍座BⅠ2600-F公称直径为2600mm的重型(BⅠ)固定鞍座（2）JB/T4725-92耳座AN3A型，短臂，不带垫板的3号耳式支座（4）法兰C---S800---1.6JB4702-92公称直径为800mm,公称压力为1.6MPa的带衬环的榫槽密封面乙型平焊法兰中的榫面法兰。12边缘应力具有局部性和自限性两个特点。13.管壳式换热器中管子与管板的连接有方式有焊接、焊接胀焊结合三种。(管板与壳体连接方式有管板兼作法兰连接、不兼作连接以及夹持连接)14.设计温度虽不直接反映在强度计算公式中，但它是设计中确定材料选择和许用应力时的一个不可缺少的参数。17．法兰C—T800—1.6JB4702-92为带衬环法兰的标记代号，该法兰是衬环榫槽密封面乙型平焊法兰中的榫面型法兰，允许使用的最大压力是1.6。18．受气体内压的锥形壳体，薄膜应力随距锥顶经向距离的增大而增大。24.一种容器零部件的标记为“JB/T4725-92耳座AN3”，其中标记中“AN3”分别代表的含义为A型短臂，不带垫板的3号耳式支座。(A和AN是短臂，B和BN是长臂，AB带垫板，AN,BN不带垫板。)二、选择题1．容器在正常操作情况下的最大工作压力是指（A）。A．容器顶部气相可能出现的最高工作压力B．容器底部的压力加上液柱静压C．容器底部可能出现的最大工作压力D．安全装置设定的启动压力2.承受气体内压的标准椭圆形封头的最大应力发生在（B）。A．顶点B.赤道C.中部D.不确定3.以下化工用管中，属于非金属管的是：（B）A.硅铁管B.玻璃钢管C.紫铜管D.铸铁管4.为了保证容器的强度要求，充分发挥材料的潜能，我们除了考察材料的屈服强度、抗拉强度极限，还要考察材料的（C）指标。A.断面收缩率B.延伸率C.屈强比D.泊松比5.压力容器的设计温度是指（D）。A.介质温度B.环境温度C.安装时壁温D.工作壁温6．焊接壳体的公称直径指的是(B)。A.内径B.外径C.管子的中径D.以上都不对7.在化工厂中，换热器的投资约占到了整个投资的40%，其中列管式换热器使用最为普遍。以下各项中不属于列管式换热器的是：（D）A.固定管板式换热器B.填料函式换热器C.U形管式换热器D.翅片式换热器8.在中低压容器设计中，综合考虑受力情况、制造难度、空间的占用等因素，常常作为最佳的凸形封头被选用的是（D）A.半球形封头B.碟形封头C.平板封头D.椭圆形封头9.求解薄膜应力的时候，为了简化计算，需要对力学模型进行假设处理，然后通过试验来验证。简化了角度计算微分量的是(B)A.小位移假设B.直法线假设C.不挤压假设10.化工设备压力试验进行强度校核时代入的厚度数值是(D)A.计算厚度B.厚度附加量C.名义厚度D.有效厚度11.在化工厂中，换热器的投资约占到了整个投资的40%，其中列管式换热器使用最为普遍。以下各项中不属于列管式换热器的是（D）。A固定管板式换热器B填料函式换热器CU形管式换热器D翅片式换热器12.以下化工用管中，属于非金属管的是（B）。A硅铁管B玻璃钢管C紫铜管D铸铁管13.以下代号中，表示合金钢的是（C）。AQ235BQ255CQ295DQ27514.通过金属材料简单拉伸试验，不可得到材料的机械性能指标有（A）。ABCD15.压力容器的设计温度是指（D）。A介质温度B环境温度C安装时壁温D工作壁温16．管法兰的公称直径指的是（D）。A管子的内径B管子的外径C管子的中径D管子的公称直径17.求解薄膜应力的时候，为了简化计算，需要对力学模型进行假设处理，然后通过试验来验证。简化了长度尺寸计算微分量的是（A）。A小位移假设B直法线假设C不挤压假设18.化工设备压力试验进行强度校核时代入的厚度数值是（D）。A计算厚度B厚度附加量C名义厚度D有效厚度19.化工设备安装接管，下列因素对接管的安装位置无影响的是（D）。A工艺操作要求B焊接方式C安装工艺要求D接管材质20．下列不可用于制造压力容器的钢号的板材有（A）。A0Cr18Ni9TiB20RCQ235-AFD16MnR三、判断题1．内压圆筒开椭圆孔时，其长轴应与轴线平行。（×）2．设计压力为4MPa的容器为高压容器。（×）(压力分类标准0.1--1.6,1.6--10,10--100,<1000MPa>)3．容器的名义厚度与计算厚度的差值是壁厚附加量。（×）(名义厚度是计算厚度+腐蚀余量C2+厚度负偏差C1+圆整值，有效厚度是计算厚度+圆整值，设计厚度是计算厚度+腐蚀余量C2C2=K*a金属每年厚度的减小量Ka=1000*(Mo-M1/1000*pFNt))4．受内压作用的容器必须按强度计算进行壁厚设计。（√）5．一常压塔最大压应力应发生在安装检修时的设备迎风侧。（×）6．在补强圈上开有一个M10的小螺纹孔。（√）7．压力容器无论制造完毕后或检修完毕后，必须进行压力试验。（√）8．边缘应力具有自限性和局限性。（✘）9．当焊缝系数一定时，探伤比例随焊缝系数的增加而减小。（×）10．容器的强度反映了外压容器抵抗失稳的能力。（✔）11．压力容器的设计寿命是从腐蚀裕量中体现出来（√）12．法兰密封中，法兰的刚度与强度具有同等重要的意义。（×）13．当材质与压力一定时，壁厚大的容器的应力总是比壁厚小的容器应力小（×）14．塔的最大质量出现在其水压试验时（√）15．塔的稳定性计算也可用计算法进行计算。（×）16．从管理角度出发，低压容器一定是一类容器。（×）17．内、外压容器的壁厚设计均是按强度设计方法进行设计。（×）18．以无缝钢管制成的压力容器其公称直径为钢管的内径。（×）19．按无力矩理论求得的应力为薄膜应力，薄膜应力是沿壁厚均匀分布的。（√）20．法兰联结结构中，垫片是一个不可缺少的元件之一。（√）21.列管式换热器中的折流板的作用是时壳层流体改变流向，发生湍流，增强传热效果，另外还有支承换热管的作用。（✔）对。22.筛板塔中的气相上升速度过小会导致泛塔，速度过大会导致漏液。（✔）对。23．碳钢是铁塑性材料，而铸铁是典型的脆性材料。和碳组成的合金,但是它们却有非常明显的性能差别。（✔）对。24．碳钢和铸铁都是铁和碳组成的合金。一般来说,对钢材性能有害的元素是硫和磷,其有害作用主要表现在硫使钢材发生热脆,磷使钢材发生冷脆。（✔）对。25．制造压力容器用碳钢主要是15号钢、20号钢，主要原因是低碳钢有良好的塑性、韧性与焊接性能。（✔）对。26．图纸标注的容器壳体厚度指的是名义厚度，即可以作为依靠来承受介质压力的厚度。（✘）前半句对,后半句不对。可以作为依靠来承受介质压力的厚度是有效厚度δe。27．在中低压容器设计中,由于半球形封头受力情况好，因此常常作为最佳的凸形封头被选用。（✘）不对。虽然球形封头受力情况最好,但由于制造困难,多用于大型高压容器封头和压力较高的储罐上：而在中低压器器设计中,通常选用的是标准椭圆形封头,其受力情况虽不如球形封头好,但优于碟形封头,制造虽较碟形封头难,但易于球形封头。28．因为封头的尺寸不能太多，压力容器筒体的直径必须按一定的公称直径系列来选取，而不是单纯按化工工艺要求来确定。（✔）对。因为封头是标准零部件,结构尺寸按公称直径系列标准化,容器筒体与之焊接或通过设备法兰与之连接,同一公称直径系列的封头与筒体才能对接。所以压力容器筒体的直径必须按一定的公称直径系列来选取,而不是单纯按化工工艺要求来确定。29．壁厚、内径和内压均相同的球形容器比圆筒形容器具有优越性：二者经向应力相同，而圆筒形容器环向应力是球形容器的2倍。（✔）对。30．受气体内压的锥形壳体，壳体上的薄膜应力随距锥顶经向距离的增大而增大，锥顶处应力为零，最大应力位于锥底处。（✔）对。31．边缘应力的两个基本特征是局部性,自限性。（✔）对。32．目前我国现行的钢制压力容器常规设计所遵循的国家标准的名称是《钢制压力容器》,标准号是GB150-1998。（✘）不对GB150-201233．对于用钢板卷焊的压力容器筒体，用它的内径作为其公称直径；如果压力容器筒体是用无缝钢管直接截取的，规定用钢管的外径作为其公称直径。（✔）对34．钢板卷制的容器的公称直径是其内径，钢管制作的容器的公称直径是其外径；管子的公称直径既不是管子的内径也不是管子的外径，而是与管子外径相对应的一个数值。（✔）对35．壳体加工成形后不包括腐蚀裕量的最小厚度，对于碳素钢、低合金钢制压力容器，不小于3mm；对于高合金钢制压力容器不小于2mm。（✔）对36.金属材料的腐蚀按破坏的形式分为均匀腐蚀与非均匀腐蚀,其中均匀腐蚀在容器设计阶段考虑腐蚀裕量即可保证容器强度。（✔）对37．计算压力，设计压力，最大工作压力，与安全阀的起跳压力，四者之间的关系应该是。38．计算压力，设计压力，最大工作压力，与允许最大工作压力，四者之间的关系应是。39、材料的屈强比越高越有利于充分发挥材料的潜力，因此应极力追求高大屈强比。（✘）40、材料的冲击韧性值高则其塑性指标也高，当材料的塑性指标高则韧性指标也高。（✘）41、只要设备的使用温度在0℃到250℃范围内设计压力小于0.6Mpa不论处理何种介质均可采用Q235-A.F钢板制造。（✘）42、当焊缝结构一定时，焊缝系数的大小与探伤比率等其它因素无关。（✘）还与无损检测长度比有关43、厚度为60mm和6mm的16MnR热轧钢板，其屈服点是不同的，且60mm厚钢板的屈服强度大于6mm厚钢板的屈服强度。（✘）44、壳体有效壁厚一般大于其计算厚度，主要差别在于圆整值。（√）45、化工容器进行气压试验后进行气密性试验。（✘）46、化工容器设计规范中规定最小壁厚，主要是考虑到容器的强度是否足够。（√）47、管壳式换热器设计计算中，只有固定管板式换热器考虑温差应力。（✘）48、承受内压的筒壳容器上开长圆孔，应使长圆孔长轴与筒体轴线平行。（✘）49．进行压力容器零部件的机械设计应满足强度、刚度、稳定性、耐久性、气密性、节约材料和便于制造、运输、安装、操作及维修均应方便等要求。（选5个）50．压力容器的主要受压元件有压力容器筒体、封头（端盖）、人孔法兰、人孔接管、开孔补强圈、设备法兰、换热器的管板和换热管、膨胀节、M36以上的设3备主螺栓、公称直径大于250mm的接管及管法兰等。（选5个）51.材料的屈强比（）越高，越有利于充分发挥材料的潜力，因此，应极力追求高的屈强比。（×）54.弹性模数和泊桑比是材料的重要力学性能，一般钢材的和都不随温度的变化而变化，所以都可以取为定值。（×）(泊桑比是单位横向截面收缩与单位纵向伸长之比，一般0.3。)55、因为内压薄壁容器的两向应力与壁厚成反比，当材质与介质压力一定时，则壁厚大的容器，壁内的应力总是小于壁厚小的容器。（×）56、因为从受力分析角度来说，半球形封头最好，所以在任何情况下，都必须首先考虑采用半球形封头。（×）57、材料的屈强比越高越有利于充分发挥材料的潜力，因此应极力追求高大屈强比。（✘）58、材料的冲击韧性值高则其塑性指标也高，当材料的塑性指标高则韧性指标也高。（✘）反之不成立啊！59、只要设备的使用温度在0℃到250℃范围内设计压力小于0.6Mpa不论处理何种介质均可采用Q235-A.F钢板制造。（✘）60、当焊缝结构一定时，焊缝系数的大小与探伤比率等其它因素无关。（✘）61、厚度为60mm和6mm的16MnR热轧钢板，其屈服点是不同的，且60mm厚钢板的屈服强度大于6mm厚钢板的屈服强度。（✘）62、壳体有效壁厚一般大于其计算厚度，主要差别在于圆整值。（√）63、化工容器进行气压试验后进行气密性试验。（✘）做完液压和气压试验后不做气密性实验！64、化工容器设计规范中规定最小壁厚，主要是考虑到容器的强度是否足够。（✘）不是强度是刚度！65、管壳式换热器设计计算中，只有固定管板式换热器考虑温差应力。（✘）66、承受内压的筒壳容器上开长圆孔，应使长圆孔长轴与筒体轴线平行。（✘）不是平行是垂直！67.蠕变强度是表示材料在高温条件下抵抗发生缓慢塑性变形的能力；持久强度表示材料在在高温抵抗断裂的能力；冲击韧性则表示材料在外加载荷突然袭击时及时和迅速塑性变形的能力。（√）68、安全系数是一个不断发生变化的数据，按照科学技术发展的总趋努，安全系数将逐渐变小。（√）69、假定外压长圆筒和短圆筒的材质绝对理想，制造的精度绝对保证，则在任何大的外压下也不会发生弹性失稳。（×）70、法兰密封中，法兰的刚度比强度更重要。（√）71、依据弹性失效理论，容器上一处的最大应力达到材料设计温度下的屈服点σtS时，即宣告该容器已经“失效”。（√）72、安全系数是一个不断发生变化的数据，按照科学技术发展的总趋努，安全系数将逐渐变小。（√）73、假定外压长圆筒和短圆筒的材质绝对理想，制造的精度绝对保证，则在任何大的外压下也不会发生弹性失稳。（✘）74、法兰密封中，法兰的刚度比强度更重要。（√）实际生产中，由于法兰刚度不足产生过大的翘曲变形，往往是导致法兰失效的原因。提高法兰刚度的方法有增加法兰厚度，减小螺栓作用的力臂，增加法兰盘外径，法兰公称压力确定由法兰最大操作压力、操作温度、法兰材料三因素确定。75、钢板卷制的筒体和成型封头的公称直径是指它们的内径。（√）76．图纸标注的容器壳体厚度指的是名义厚度δn,即可以作为依靠来承受介质压力的厚度。前半句对,后半句不对。可以作为依靠来承受介质压力的厚度是有效厚度δe。77．对同一公称直径和公称压力的标准法兰,材料不同,法兰的尺寸也不同,但法兰实际承压能力不变。不对。法兰尺寸相同,而承压能力改变。78．在中低压容器设计中,由于半球形封头受力情况好,因此常常作为最佳的凸形封头被选用。不对。虽然球形封头受力情况最好,但由于制造困难,多用于大型高压容器封头和压力较高的储罐上：而在中低压器器设计中,通常选用的是标准椭圆形封头,其受力情况虽不如球形封头好,但优于碟形封头,制造虽较碟形封头难,但易于球形封头。79．因为封头的尺寸不能太多,压力容器筒体的直径必须按一定的公称直径系列来选取,而不是单纯按化工工艺要求来确定。对。因为封头是标准零部件,结构尺寸按公称直径系列标准化,容器筒体与之焊接或通过设备法兰与之连接,同一公称直径