第六章 高压厚壁容器
《化工设备机械基础》第六章习题解答
第六章 容器零部件二、填空题：A 组：1 法兰联接构造，一般是由〔联接〕件，〔被联接〕件和〔密封元〕件三局部组成。
2 在法兰密封所需要的预紧力一定时，采取适当减小螺栓〔直径〕和增加螺栓〔个数〕的方法，对密封是有利的。
3 提高法兰刚度的有效途径是1〔增加法兰厚度〕 2〔减小螺栓作用力臂〕 3〔增加法兰盘外径〕。
4 制定法兰标准尺寸系列时，是以〔16MnR 〕材料，在〔200〕℃时的力学性能为根底的5 法兰公称压力确实定与法兰的最大〔操作压力〕，〔操作温度〕和〔法兰材料〕三个因素有关。
6 卧式容器双鞍座的设计中，容器的计算长度等于〔筒体〕长度加上两端凸形封头曲面深度的〔2/3〕。
7 配有双按时制作的卧室容器，其筒体的危险截面可能出现在〔支座〕处和〔跨距中间〕处。
8 卧式容器双鞍座的设计中，筒体的最大轴向总应力的验算条件是：轴向应力应为〔σ拉 ≤[]σt 〕 轴向压力应为〔σ压 ≤[]σt 〕和〔轴向许用压缩应力[]σac 的较小值〕 B 组：1 采用双鞍座时，为了充分利用封头对筒体临近局部的加强作用，应尽可能将支座设计的靠近封头，即A≤()D 0,且A 不大于〔0.2〕L2 在鞍坐标准规定的鞍座包角有θ=〔120°〕 和θ=〔150°〕两种。
3 采用补强板对开孔进展等面积补强时，其补强范围是：有效补强宽度是〔}22,2m ax {nt n d d B δδ++=〕外侧有效补强高度是〔min {接管实际外伸高度,1nt d h δ= }〕 内侧有效补强高度是〔min {接管实际内伸高度,2nt d h δ=}〕 4 根据等面积补强原那么，必须使开孔削弱的截面积A≤A e =(壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积)A 1+(接收有效厚度减去计算厚度之外的多余面积)A 2+(焊缝金属截面积)A 3。
5 采用等面积补强时，当筒体径Di ≤1500mm时，须使开孔最大直径d≤(1/2)D i ,且不得超过〔520〕mm.当筒体直径D i ,>1500mm 时，，须使开孔最大直径d≤( 1/3)D i ,,且不得超过〔1000〕。
厚壁压力容器筒体的制造工艺分析
厚壁压力容器筒体的制造工艺分析发布时间：2021-04-13T11:53:12.730Z 来源：《科学与技术》2021年2期作者：孙华东[导读] 高压厚壁容器在化工行业的应用越来越广泛孙华东中国石油天然气第七建设有限公司山东胶州 266300摘要：高压厚壁容器在化工行业的应用越来越广泛，容器筒体实体的质量直接决定着化工生产的成效，制造厚壁高压容器在工艺上要求高，制造过程复杂。
本文介绍了高压厚壁压力容器筒体的下料、预弯、成形、矫圆、组对、焊接等制造工艺和质量控制措施。
关键词：厚壁；压力容器；筒体；制造工艺0引言高压厚壁压力容器向着高温、高压、厚壁、大型化发展，压力容器的工作压力达到30MPa以上，筒体壁厚达到200mm以上，直径也达到Φ12000mm。
高温、高压的大型压力容器在筒体制造上不容易控制，压力容器制造厂在厚壁筒体制造过程中容易的出现质量问题，如卷筒时不认真执行工艺要求，易发生筒体直径偏差较大、钢板折断、纵缝开裂等现象。
1.筒体的制作1.1钢板下料，根据高压厚壁压力容器施工图，主体依据容器要求尺寸进行排版，避开开孔位置在焊道上，主体板下料根据直径计算周长，要求下料时板材对角线、长度、宽度控制在1.5毫米以内。
1.2筒体钢板周长超过15米以上，一般采用2张拼接，根据焊接工艺要求进行坡口角度切割。
2.钢板预弯卷制2.1钢板滚弧时要考虑钢板延展，钢板的厚度与筒体直径之比大于1~3%时，则考虑钢板卷制的延展量，预完后进行实际尺寸测量后切割，保证按照图纸要求的直径误差范围之内。
2.2为了不改变材料的原来热处理状态，筒节成形尽量采用冷成形，冷卷一般按中性层展开尺寸下料，钢板为防止钢板折断，要在钢板四周打磨2毫米的圆弧角，避免钢板延迟裂纹的发生。
2.3筒节预弯卷制时，由于卷板机的特性，下辊水平位移过小，在预弯时会产生直段，所以要留预弯直段，考虑1.5～2倍的板厚（根据卷板机卷制能力大小），预留100-250毫米，小直径筒体可以不留预弯量。
厚壁容器
当介质有腐蚀时，内筒可选用耐蚀钢板，而层板则用普通碳钢材料，降低成本；
筒体制造工序多、周期长、效率低、钢材利用率低（仅60%左右）； 深环焊缝对制造质量和安全有显著影响。
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5.2
厚壁容器的筒体结构型式
二、多层圆筒结构
2、多层热套式圆筒（图5-7）
特点： 与多层包扎式圆筒相比，不仅具有前者大多数优点，而且还避免了工序多、 生产周期长的缺点；
热套容器大多采用25～80mm的中厚钢板作圆筒，故抗脆性能又比单层筒体 好；
各层圆筒贴合紧密，不存在间隙，除了可以改善筒体操作时的应力状态外， 对用筒壁作传热的容器也十分有利； 热套式筒体的各层圆筒纵焊缝能进行100%探伤，因此，纵向焊缝质量易于 证； 由于热套式结构只能热套短圆筒，故筒体节连接较多，深环焊缝存在缺陷 的可能性增大， 增加了环焊缝焊接和探伤检测的工作量；热套式结构需要大型设备加工坡 口和进行整体热处理的加热炉。 常用范围：设计压力10～70MPa，设计温度-45～538°C，内直径600～ 4000mm，壁厚50～500mm，筒体长度2.4～38m。
层 板之间互相贴紧，产生一定的预紧力；
•筒节上均开有安全孔—— 排气、 报 警。
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图5-7 多层热套式厚壁圆筒
结构、制造：
内筒（厚度> 30mm）卷 焊成直径不同但可过盈配合的 筒节， 将外层筒节加热到计算 的温度进行套合，冷却收缩后 得到紧密 贴合的厚壁筒节。
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图5-9 5-10、5-11 多层绕板式筒体及卷制示意图
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5.2
厚壁容器的筒体结构型式
二、多层圆筒结构 3、多层绕板式圆筒（图5-9、5-10、5-11） 多层错开和多层绕板式都是在多层包扎式圆筒基础上发展起来的。主要目的 是为了克服多层包扎结构中焊缝多，生产周期长的缺点。 与多层包扎式圆筒相比，具有纵向焊缝少，机械化程度高，绕制快，材料利 用率高（达到90%以上）、操作简便等优点； 由于该结构的筒节长度与钢板宽度相等，因此，筒节和封头均需要用深环焊 缝进行连接，增加了焊接和检验的工作量； 钢板厚度误差累计会使圆筒圆度增大； 绕板不容易绕紧，层间存在间隙。 4、多层绕带式圆筒（图5-12、5-13） 特点：兼有绕带式和多层包扎式筒体的优点，可用轧制容易的扁平钢带代替 轧制困难的型槽钢带，钢带只需冷绕；与厚板卷焊圆筒相比，它能够提高工效一 倍，降低焊接和热处理能耗80%，减少钢材消耗20%，降低制造成本约30%～50%；
高压厚壁容器接管安装焊接反变形方法探究
高压厚壁容器接管安装焊接反变形方法探究摘要：高压厚壁容器接管安装在容器壁板上有多种形式焊接而成，所需坡口形式根据焊接位置，所切割的内外坡口也有差别，这就要求在开孔前采用放样尺寸研究坡口满足施工焊接要求，又符合焊接人员的施焊方式。
关键词：厚壁；压力容器；接管；焊接0引言高压厚壁容器制造的难点就是接管开孔、安装、焊接，接管焊接采用全熔透形式，需要进行RT、UT探伤，接管安装尺寸要求更加严格，特别是液位计双法兰连接位置，接管跟筒体倾斜角度大，焊接困难，焊接应力大，容易变形。
1.法兰接管与筒体垂直相交焊接而成，坡口形式采用外单面坡口，此接管根据图纸技术要求安装后，采用坡口周圈均匀焊接，外侧焊接完后进行内壁清根，只要焊接方法合适，可以法兰处不用打支撑固定。
接管法兰固定2.法兰接管与筒体斜交焊接而成。
2.1坡口形式采用双坡口形式，在斜切部分难以试焊位置坡口要求小，因为坡口形式差别很大，斜插管双面焊坡口，外侧坡口包括外坡口根部，外坡口根部为接管与壳体内壁相贯线，既在壳体的内表面上，又在接管的外表面上。
2.2内侧坡口包括内侧坡口根部，内侧坡口根部为接管与壳体外壁的相贯线，既在壳体的外表面上，又在接管外表面上，外坡口根部和内坡口根部之间具有坡口过渡线，沿接管倾斜角度方向贯穿壳体壁厚，外侧坡口和内侧坡口内侧具有坡口过渡区。
2.3无论焊接是否均匀，存在很多焊接应力变形，接管对称焊接也存在焊接变形，所以要进行接管焊接防变形措施，高压厚壁容器接管材质特殊，焊接时需要加热100度以上施工，接管与产品壳体成一角度，夹角处空间小，操作不便，不利于焊接和观察，普通单面坡口会在锐角处去除很多母材，导致焊接工作量增加，熔敷金属量大效率相对较低，并且产生较大的焊接应力。
采用双坡口形式减少焊接填充量，提高生产效率。
焊接时所采用的对焊接加固件的选用非常重要，法兰外部数控加固圈，内圈比法兰外皮大1.5毫米，外圈半径大30毫米，两个圆盘环连接后，进行与筒体三角形交接，增加稳固性，焊接完后拆除，外连接是一种非常好的形式，考虑到焊接带来的变形，收缩量的确定也是非常关键重要环节。
厚壁容器ppt课件
c）纵向或环向深厚焊缝中缺陷检测与消除的可
能性。
由于以上因素而使以上五种结构的厚壁容
器使用受到限制，从而相继出现了许多组合式
的高压厚壁容器。
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过 程 设 备 设 计
2、组合式厚壁容器（即多层式）
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（1）多层包扎式
1、结构： 深环焊缝 内层——12～25mm 筒体 筒节 外层——4～12mm
为避免裂纹沿壁厚 方向扩展，各层板 之间的纵焊缝应相 互错开75°。 筒节的长度视钢板的 宽度而定，层数则随 所需的厚度而定。
纹向厚度方向扩展的能力；
减少了脆性破坏的可能性； 包扎预应力改善筒体的应力分布； 对介质适应性强，可选择合适的内筒材料。
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过 程 设 备 设 计
4、缺点：
筒体制造工序多、周期长、效率低、钢材 利用率低（仅60%左右）； 深环焊缝对制造质量和安全有显著影响。 ①无损检测困难，环焊缝的两侧均有层板， 无法用超声检测，只能射线检测； ②焊缝部位存在很大的焊接残余应力，且 焊缝晶粒易变得粗大而韧性下降； ③环焊缝的坡口切削工作量大，且焊接复 杂。 15
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(1)型槽绕带式
(2)用特制的型槽钢带螺旋缠绕在特制的内筒上，端
(3)面形状见图4-4（a），内筒外表面上预先加工有
(4)与钢带相啮合的螺旋状凹槽。
缠绕时，钢带先经电加热，再进行螺旋缠绕，绕 制后依次用空气和水进行冷却，使其收缩产生预 紧力，可保证每层钢带贴紧；各层钢带之间靠凹 槽和凸肩相互啮合，缠绕层能承受一部分由内压 引起的轴向力。
过 程 设 备 设 计
二、高压容器的结构特点
1、结构细长 2、采用平盖或球形封头 3、密封结构特殊多样
4、高压筒体（身）限制开孔
化工设备书后习题
化工设备书后习题第一章化工设备概述习题：1-1什么是化工设备和压力容器？它们有何特点？1-2为什么要对压力容器进行分类？其中，按《容规》分类有何意义？共分为几类？1-310m3的液氨储罐属于那一类容器？1-4什么是薄壁容器、高压容器、反应压力容器和换热压力容器？1-5对化工设备有何基本要求？怎样才能使其安全可靠的运行？1-6压力容器用材有哪些基本要求选材时应遵循什么原则？1-7有普通碳素钢做压力容器用材，应有那些限制条件？为什么？1-8中国GB150-1998《钢制压力容器》和JB4732-1995《钢制压力容器——分析设计标准》两个标准有何不同？其中，GB150-1998包括那些主要内容？第二章化工设备强度计算基础习题：2-1如习题2-1图所示带折边的锥形封头，是确定其上A、B、C各点处的第一和第二曲率半径，以及相应的曲率中心。
2-2设一圆筒形壳体承受气体内压p，圆筒壳体中间面直径为D，厚度为δ，失球圆筒形壳体中的应力。
若壳体材料有20R（σb=400MPa，σ=245MPa）改为16MnR（σb=510MPa，σ=345MPa）时，圆筒形壳体中的应力姜如何变化？为什么？2-3试分析椭圆行封头长短轴之比分别为2、2、3的受力特点，并求出该封头在这三种情况下出现最大和最小环向应力、经向应力的位置。
2-4如习题2-4图所示，对一标准椭圆形风头进行应力测定。
该封头中间面的长轴D=1000mm，厚度δ=10mm，现测得E点（某=0）处的环向应力为50MPa.cihi压力表A表示为1MPa，压力表B指示为2MPa，试问哪一只压力表不准确，为什么？2-5有一密闭平底平盖圆筒形容器，垂直放置在基础上。
内径Di、厚度为δ、高度为H，内装有密度为ρ的液体，页面高度为0.6H，现测得的液面上的压力为p0。
试求圆筒体1/2深度处器壁上的环向应力和经向应力。
2-6举例说明连接边缘及边缘应力的概念。
2-7边缘应力有何特点？在那些情况下应注意边缘盈利的影响？2-8单层厚壁圆筒应力状况与薄壁通体有何不同？其延壁厚方向的应力分布有什么特征？2-9单层厚壁圆筒同时承受内压pi和外压po作用时，能否用Δp=pi-po带入仅受内压或外压的应力计算式来计算厚壁圆筒的应力，为什么？2-10一单层厚壁圆筒，内径为3100mm，壁厚为165mm，承受的内压力为150MPa，试求该圆筒体内壁和外壁上的三向应力值，并根据计算结果绘制三向应力沿壁厚的分布图。
压力容器基础知识
压力容器课件第一节压力容器定义在石油化工领域，容器是指储存设备和其它各种设备的外壳。
按容器所承受压力的高低又可分为常压容器和压力容器两大类，但两者之间的压力分界是人为规定的，因此在不同规范中其数值可能略有差异。
一般压力容器是指同时具备下列三个条件的容器：1.最高工作压力≥0.1MPa（不含液体静压力，下同）；2.内直径（非圆形截面指其最大尺寸）≥0.15m，且容积≥0.025m3；3.盛装介质为气体、液化气体和最高工作温度高于等于标准沸点的液体。
第二节压力容器分类按压力容器的设计压力分为：低压、中压、高压、超高压四个压力等级，具体划分如下：（1）低压 0.1MPa≤P＜1.6MPa，代号为“L”（2）中压 1.6MPa≤P＜10MPa，代号为“M”（3）高压 10MPa≤P＜100MPa，代号为“H”（4）超高压 P≥100Mpa，代号为“U”按压力容器的压力等级、品种、介质毒性程度和易燃介质的划分，压力容器划分为三类：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540 Mpa）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）、罐式汽车和罐式集装箱等；（10）球形储罐（容积大于等于50 m3）；（11）低温液体储存容器（容积大于等于5 m3）。
2.下列情况之一的，为第二类压力容器：（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存储容器（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。
6.2压力容器设计技术进展-II压力容器设计准则的发展讲解
Treaca屈服条件或 Mises屈服条件
6.2近代化工容器设计技术进展概述-Ⅱ压力容器设计准则的发展
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第一节 近代化工容器设计技术进展概述
二、化工容器的设计准则发展
(3) 爆破失效设计准则 非理想塑性材料在屈服后尚有增强的能力，对于容器(主要是厚壁的)在整
体屈服后仍有继续增强的承载能力，直到容器达到爆破时的载荷才为最大 载荷。 若以容器爆破作为失效状态，以爆破压力作为设计的依据并加以限制，以 防止发生爆破，这就是容器的爆破失效设计准则。高压容器章所介绍的 Faupel公式就是这一准则的体现。
6.2近代化工容器设计技术进展概述-Ⅱ压力容器设计准则的发展
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第一节 近代化工容器设计技术进展概述
二、化工容器的设计准则发展
(6) 断裂失效设计准则 实际难于避免裂纹，包括制造裂纹(焊接裂纹)和使用中产生或扩展的裂纹
(疲劳裂纹、应力腐蚀裂纹)，为防止缺陷导致低应力脆断，可按断裂力学 限制缺陷的尺寸或对材料提出必须达到的韧性指标，这是防脆断设计。 防脆断设计并不意味着允许新制造的容器可以存在裂纹，而是对容器使用 若干年后的一种安全性估计。 新制造的容器，设计时是假定容器内产生了可以检测到的裂纹，通过断裂 力学方法对材料的韧性(主要是指断裂韧性)提出必须保证达到的要求以使 容器不会发生低应力脆断。 在役容器检测出裂纹，可用断裂力学评价是否安全，即压力容器的缺陷评 定。这是基于断裂失效设计准则(或称防脆断失效设计准则)的方法。
得超过允许的泄漏率。 由于介质的泄漏率与结构设计、密封材料的性能和紧固件所施加的载荷密
切有关，非常复杂，所以泄漏失效设计准则很难建立。 大多数国家的设计规范中尚未采用。但欧盟承压设备规范中已在大量研究
与试验的基础上建立了泄漏失效的设计准则与方法。
超高压容器安全监督规定
超高压容器安全技术监察规程第一章总则第一条为了保证超高压容器的安全运行，防止和减少事故，保障人民群众生命和财产日勺安全，根据《特种设备安全监察条例》的有关规定，制定本规程。
笫二条本规程是超高压容器安全的基本规定。
超高压容器的生产（含设计、制造、安装、改造、维修，下同）、使用、检查检测及其监督检查，应当遵守《特种设备安全监察条例》的有关规定，并且满足本规程的规定。
笫三条本规程的合用范围如下：（一）设计压力不小于或者等于100MPa（表压，不含液体静压，下同），且设计压力与容积日勺乘积不小于或者等于2.5MPa∙L三⅛气体、最高工作温度高于或者等于原则沸点的液体的超高压容器；（二）超高压容器与外部管道或者装置用螺纹连接的第一种螺纹接头、法兰连接的第一种法兰密封面、专用连接件或者管件连接的第一种密封面；（三）超高压容器开孔部分日勺承压盖及其紧固件；（四）超高压容器所用日勺爆破片（帽）、压力表、测温表等安全附件。
笫四条本规程不合用于下列超高压容器：（一）军事装备、核设施、航空航天器、铁路机车、海上设施和船舶使用时超高压容器。
（二）机器上非独立日勺超高压部件（如超高压压缩机、超高压泵的缸体等）。
（三）强度和密封性能试验研究用超高压容器。
第六章不合用于绕丝式超高压容器。
第五条超高压容器产品设计、制造应当符合对应原则的规定。
直接采用国际原则或者国外先进原则日勺应当先将其转化为企业原则。
无对应原则日勺，不得进行超高压容器产品日勺设计和制造。
笫六条研制和开发超高压容器产品，其技术规定与本规程规定不一致时，制造单位应在试验研究的基础上，提出结论性汇报，约请有第三方检查检测资格对其安全性能进行检查检测。
检测合格后，可以投入正式制造。
采用新材料制造超高压容器应当满足第十六条规定。
笫七条进、出口超高压容器除满足本规程外，还应当满足国家质量监督检查检疫总局（如下简称质检总局）颁布日勺《锅炉压力容器制造监督管理措施》日勺规定。
压力容器篇-----超高压容器安全监察规程
超高压容器安全监察规程第一章总则第1条为了加强超高压容器的安全监察，保证安全运，保护人民生命和财产的安全，促进社会主义建设事业的发展，根据《锅炉压力容器安全监察暂行条例》的有关规定，制定本规程。
第2条本规程是对超高压容器安全的基本要求。
超高压容器的设计、制造、安装、使用、检验、修理和改造等单位，必须遵守《锅炉压力容器安全监察暂行条例》的有关规定，并满足本规程的要求。
各级主管部门对本规程负责贯彻执行；各级劳动部门锅炉压力容器安全监察机构负责监督检查。
第3条本规程适用于同时具备下列条件的超高压容器。
1．最高工作压力大于等于100MPa小于等于1000MPa；设计温度为零至425℃；2．内直径大于等于100mm；3．介质为气体或气一液体。
本规程不适用下列超高压容器：1．军事装备用的超高压容器；2．机器上非独立的超高压部件（如超高压压缩机、超高压泵的缸体等）。
本规程超高压容器的范围划定如下：1.与外部管道、装置连接的：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；专用连接件、管道连接的第一个密封面。
2．超高压容器开孔部分的承压盖及其紧固件。
第4条研制和开发超高压容器产品，其有关技术要求与本规程的有关规定不一致时，应在试验研究的基础上，提出结论性报告，并经省级以上（含省级，下同）主管部门和劳动部门审查批准，然后向劳动部申请试制、试用。
经一定时期的验证，证明满足安全要求，经省级以上主管部门组织技术鉴定并得到认可，由劳动部锅炉压力容器安全监察机构进行制造资格审查，取得相应制造资格之后，方可投入正式制造。
第5条超高压容器产品设计、制造应符合相应国家标准、行业标准的要求；尚无相应的国家标准或行业标准的，应符合全国标准化专业委员会认定的有关标准。
否则，不得进行超高压容器产品的设计和制造。
第6条进出口超高压容器的管理按国家商检局和原劳动人事部颁发的《中华人民共和国进出口锅炉压力容器监督管理办法》执行。
第7条本规程采用的主要术语的含义1．超高压容器系指设计压力大于等于100MPa的压力容器。
化学实验室安全技术 第六章 实验室仪器设备使用安全
6.2.2 高压装置使用注意事项
• 一定要购买正规产品，并设置安全设施 • 实验特别危险时，采用遥控、遥测仪器进行操作 • 高压装置一般在其试验压力2/3以内使用 • 平稳操作，禁止超负荷运行 • 高压釜投料不可过多，以防爆炸 • 定期检查仪器安全性 • 高压装置管道要确认在超过其常用压力时也不漏气 • 注意室内通风良好 • 实验室内的电气设备要根据使用气体的不同性质，选用防
•钢瓶要直立固定好，存放在阴 凉、干燥、远离热源
•专瓶专用，不能随意改装，各种气压表一般不得混用 •氧气瓶严禁油污，注意手、扳手或衣服上的油污 •气瓶内气体不可用尽，以防倒灌,一般要保留0.05 MPa以上的残留压力，
可燃性气体如乙炔气应剩余0.2～0.3 MPa压力
•可燃性气体钢瓶必须与氧气钢瓶分开存放，并远离明火至少10米以上
6.1.2 玻璃仪器使用的基本注意事项
割伤
1. 使用玻璃仪器前要仔细检查的仪器完好性，避免使用有裂 痕的仪器，尤其是用于减压、加压、或加热等操作。
2. 使用干净的玻璃仪器，必要时要对玻璃仪器进行干燥。
3. 玻璃仪器容易破碎，使用时要拿好或固定好，用试管夹夹 玻璃仪器时要控制松紧适度。
4. 安装可能发生破碎的玻璃仪器时，戴手套或用布包裹操作。
接触电炉材料，以免触电
• 高温试验时，处于高温的物料或炉体禁止接触水，以防发 生水蒸气爆炸
• 禁止用敞开式电炉加热挥发性易燃物质
马弗炉的使用注意事项
化工设备机械基础课后答案
《化工设备机械基础》习题解答第一篇: 化工设备材料第一章化工设备材料及其选择一.名词解释A组：1.蠕变：在高温时，在一定的应力下，应变随时间而增加的现象。
或者金属在高温和应力的作用下逐渐产生塑性变形的现象。
2.延伸率：试件受拉力拉断后，总伸长的长度与原始长度之比的百分率。
3.弹性模数(E)：材料在弹性范围内，应力和应变成正比，即σ=Eε,比例系数E为弹性模数。
4.硬度：金属材料表面上不大的体积内抵抗其他更硬物体压入表面发生变形或破裂的能力。
5.冲击功与冲击韧性：冲击功是冲击负荷使试样破断所做的功。
冲击韧性是材料在外加动载荷突然袭击时的一种及时和迅速塑性变形的能力。
6.泊桑比（μ）：拉伸试验中试件单位横向收缩与单位纵向伸长之比。
对于钢材，μ=0.3 。
7.耐腐蚀性：金属和合金对周围介质侵蚀（发生化学和电化学作用引起的破坏）的抵抗能力。
8.抗氧化性：金属和合金抵抗被氧化的能力。
9.屈服点：金属材料发生屈服现象的应力，即开始出现塑性变形的应力。
它代表材料抵抗产生塑性变形的能力。
10.抗拉强度：金属材料在受力过程中，从开始加载到发生断裂所能达到的最大应力值。
B组：1.镇静钢：镇静钢在用冶炼时用强脱氧剂Si, Al等完全脱氧脱氧，是脱氧完全的钢。
把FeO中的氧还原出来，生成SiO2和Al2O3。
钢锭膜上大下小，浇注后钢液从底部向上，向中心顺序地凝固。
钢锭上部形成集中缩孔，内部紧密坚实。
2.沸腾钢：沸腾钢在冶炼时用弱脱氧剂Mn脱氧，是脱氧不完全的钢。
其锭模上小下大，浇注后钢液在锭模中发生自脱氧反应，放出大量CO 气体，造成沸腾现象。
沸腾钢锭中没有缩孔，凝固收缩后气体分散为很多形状不同的气泡，布满全锭之中，因而内部结构疏松。
3.半镇静钢：介于镇静钢和沸腾钢之间，锭模也是上小下大，钢锭内部结构下半部像沸腾钢，上半部像镇静钢。
4.低碳钢：含碳量低于0.25%的碳素钢。
5.低合金钢：一般合金元素总含量小于5%的合金钢。
2023年一级造价师之建设工程技术与计量(安装)高分题库附精品答案
2023年一级造价师之建设工程技术与计量（安装）高分题库附精品答案单选题（共40题）1、对于焊接某些重要构件，如高压厚壁容器或塑性较差以及淬火倾向很强的焊件，都要进行焊前预热，以防止焊接过程中产生（）。
A.晶间腐蚀B.冷脆性C.渗碳应力D.裂纹【答案】 D2、除锈质量好、效率高，但只适用于较厚的，不怕碰撞的工件，不适用于大型、异形工件的除锈方法为（）。
A.手工工具除锈B.抛射除锈C.化学除锈D.火焰除锈【答案】 B3、被誉为通用控制网络，采用了ISC/IOS模型的全部七层通信协议，采用了面向对象的设计方法，把单个分散的测量控制设备变成网络节点，通过网络实现集散控制。
该现场总线系统为（）。
A.FF总线B.CAN总线C.Lonworks总线D.PROFIBUS总线【答案】 C4、030101001001 中的前两位表示的是（）。
A.工程分类码B.专业工程顺序码C.分部工程顺序码D.分项工程项目名称顺序码【答案】 A5、优点是发光效率高、省电、附件少，功率因数接近于1。
缺点是寿命短，只有大约1000h 左右的电光源为（）。
A.荧光灯B.白炽灯C.低压钠灯D.自镇流高压汞灯【答案】 D6、实质是一个中继器，主要功能是对接收到的信号进行再生放大，以扩大网络的传输距离的网络设备为（）。
A.网卡B.集线器HUBC.交换机D.路由器【答案】 B7、某台起重机吊装一设备，已知吊装重物的量为Q（包括索、吊具的重量）、吊装计算载荷应为（）。
A.QB.1.1QC.1.2QD.1.1×1.2Q【答案】 B8、某种探测器适用于在正常情况下有烟和蒸气滞留的场所，如厨房、锅炉房、发电机房、烘干车间、吸烟室等，这种探测器类型为（）。
A.感烟式探测器B.感温式探测器C.感光式火灾探测器D.红紫外复合火焰探测器【答案】 B9、对高温、高压工况，密封面的加工精度要求较高的管道，应采用环连接面型法兰连接，其配合使用的垫片应为（）。
高压厚壁容器斜向开孔强度分析及极限载荷计算
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但 是 不 能 有 效 降低 肩 部 内壁 转 角 的应 力 ，结 构 在 长 期运行 中，高应 力 区容易 出现裂 纹 。
位 移 等 原 因 ，三 通 还 受 到 各 种 外载 的作 用 ， 由于 计 算 上 的 困难 ，到 目前 为 止 尚未 见 到有 足 够 精 度 的分 析 解 。 由于 三 通 在 结 构 上 属 于 不规 则 的几 何
径 作 为 开孔 直 径 来 校 核 壳 体 强度 ，导 致 其 计 算 结 果 与 实 际值 相 差 较 大 ，且 无法 估 算 极 限载 荷 ，往 往 使 设 计 更加 趋 于 保 守 ， 故 该 结构 的设 计 引起 了 工程 技术 人 员的广泛 关注 。 １ 工 程 经 验 设 计 方 法
１ ８ 一 ■ 论文广场
一
石油和化工设备
２ Ｏ １ ３ 年第 １ ６ 卷
高压厚壁容器斜 向开孔强度分析及极 限载荷计算
张红星 ，谢 志刚 ，高树梅
（ １ ． 嘉兴市特种设备检测院 ， 浙江 嘉兴 ３ １ ４ ０ ５ ０ ）
（ ２ 山 头职业技术学院机 电工程系 ，广东 汕头 ５ １ ５ ０ ７ ８ ） （ ３ ． 嘉 兴学 院 生 化 学 院 ， 浙 江 嘉 兴 ３ １ ４ ０ ０１ ）
厚壁 容 器 的开 孔 结 构 常 见 于 石 油 、化 工 等 高 温 高压 工 况 ，其 结 构 比普 通Ｔ型 三 通 更 为 复 杂 ， 如 图１ 所 示 ，主 管 的进 出管 径和 支 管 管径 不 同 ，且
压力容器制造培训
内容
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
压力容器概述 划线下料 部件成型 组对装配
焊接概述
质量检验
第一章 压力容器概述
1、压力容器的类型
● 压力容器的定义 是指压力和容积达到一定的数值，容器所处的工作温 度使其内部介质呈气态的密闭容器。按《固容规》的规定， 同时具备下列条件的容器称为压力容器。 ＊ 工作压力大于等于0.1MPa（不含液柱静压力）； ＊ 工作压力与容积的乘积≥2.5MPa·L； ＊ 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。
密度增加，使热量更集中，温度显著升高，最终导致全部电离成等离子体。
2）. 等离子切割的应用
能切割100mm以下的任何材料，且不受工件形状、 切口形状和空间位置的限制，但切口宽度大，切口精度及光洁度都不如氧 气切割。等离子切割由于成本最高，目前仅用于氧气切割无法应用的材料 切割。
3
电弧气刨
电弧气刨又称碳弧气刨，是用碳棒作为电极产生电弧，将金属局部熔化， 同时用压缩空气流把熔化的金属吹走，从而达到切割目的的方法。其工作 原理如图17所示。电弧温度高不受金属种类限制，作为切割，由于生产率 低，切割精度差，仅用于切割薄不锈钢。目前仅用于挑焊根，开坡口等。
碳弧气刨的主要设备是气刨枪、碳棒、
压缩空气和电源设备等。碳棒电极是包 铜皮的的实心碳棒，要求耐高温，烧损 少，导电性好，强度较高。电流对加工
精度影响大，其大小与碳棒直径有关，
电流大则加工深且宽，速度高，表面光 滑。压缩空气压力一般为0.4~0.6MPa。
第三章 成型
3.1
筒体的弯曲
筒体的弯曲主要采用卷板机滚弯方式。
3.2
锥形封头的弯曲
超高压容器爆破压力及壁厚计算公式
附件1超高压容器爆破压力及壁厚计算公式（补充件）（一）超高压圆筒容器爆破压力的计算1．按材料拉伸实验数据计算(2)lnsb sbP Kσσ=-（附—1）式中 K—容器外径与内径之比；bP—爆破压力，MPa；bσ—材料在常温下的抗拉强度，MPa；sσ—材料在常温下的屈服点，MPa。
2．按材料扭转实验数据计算11 2.5 4.52[(2(3303240bP Aνννννν=-+-+011 2.25 4.254[(4()]|2.5273060Bνννννν-+-+011 2.125 4.1258[(8)(2.2525.52970Cνννννν-+-（附—2）式中 A、B、C—用12141A B Cτννν=++去拟合材料切应力切应变曲线所得的常数；iν、oν—容器内、外壁切应变，按式（附—3）和式（附—4）用试差法计算。
21(1)i ov ve K e-=-（附—3）111824111824i ov vi i io o oAv Bv CveAv Bv Cv-++=++（附—4）111824Av Bv Cvτ=++（附—5）3．超高压圆筒容器爆破压力按材料扭转实验数据计算的具体步骤： （1）根据超高压圆筒容器材料的切应力切应变τν-曲线（此曲线由该材料扭转实验数据求得），在塑性段取三组切应力和切应变，代入式（附—5），求得三个常数A 、B 、C 。
（2）根据式（附—3）和式（附—4），通过试差法确定超高压圆筒容器直径比为K 的容器的内外壁切应变i ν和o ν。
（3）将i ν、o ν之值代入式（附—2），即可求得爆破压力b P 。
4．多层套合圆筒的爆破压力各层材料相同时，按单层圆筒考虑；各层材料不同时，按各层材料分别计算，然后叠加或其强度按各层材料的壁厚比例综合考虑，再按单层圆筒方法计算。
（二）超高压圆筒容器设计压力和壁厚计算1．设计压力设计压力P 按下式计算：()b b P P n φ= （附—6）式中 b n —爆破安全系数；φ—设计温度下材料强度减弱系数；按拉伸实验数据计算圆筒容器爆破压力时，取3b n ≥；按扭转实验数据计算圆筒容器爆破压力时，取 2.7b n ≥。
石油工程与装备课件 第六章 石油机械中厚壁筒强度计算
第一节 厚壁筒概念
（外径/内径） K ≥1.2 称厚壁筒。 套管 D/t<10（外径/壁厚）为厚壁管。 厚壁与薄壁筒强度算法不同。 一、 石油机械中厚壁筒构件
厚壁筒
1. 承受内压：钻井泵泵头和缸套、防喷器外壳、油缸。 2. 承受外压：绞车滚筒（受钢丝绳外挤压力）。 3. 承受内外压：厚壁套管、钻杆、钻铤。 二、破坏形式 厚壁筒破坏形式为：强度破坏。 破坏原因是：筒内应力达到或超过材料允许的屈服极限 S 。
Lame公式
当 p0 0
Ri2 pi Ro2 r 2 (1 2 ) 2 Ro Ri r 2 2 Ri pi Ro 2 (1 2 ) 2 Ro Ri r
（21）
Ro 令， K （18）、（21）有： Ri
pi Ro2 r 2 (1 2 ) K 1 r pi Ro2 2 (1 2 ) K 1 r p Z 2 i K 1
（单位长度应力概念）
（2）
此式为（
r
， 平面）：
平面问题，对称轴应力平衡方程。 该方程含两个未知数，为静不定。 （无法求 r ， ）
三、变形几何方程（应变与位移关系）
筒受力变形后，单元体A B C D位移 (变形) →A’ B’ C’ D’ （微元体有径向位移，周向位移为0。）（图(c)）。 1. 径向应变：（应变＝变形（位移）增量/原长）
【dr 长度上径向位移（变形）增量】
du (u dr) u du dr r （3） dr dr
【D（C）点位移为u，A（B）点 du u dr 】 位移 径向变 dr 形图
2. 周向应变：
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第六章高压厚壁容器第一节厚壁容器设计理论及结构【学习目标】掌握高压容器设计理论及壁厚计算公式，了解多层包扎压力容器、热套压力容器等多层厚壁圆筒结构。
一、厚壁容器设计理论高压容器（10MPa≤P＜100MPa）又称为厚壁容器，δ/D＞0.1或K=D0/D i＞1.2。
厚壁容器由于径向应力较大，不能忽略，因此筒壁处于三向应力状态。
在三向应力中，除经向应力仍可视为沿壁厚均匀分布外，径向应力和环向应力并不沿壁厚均匀分布，最大当量应力发生在容器的内壁上。
1、厚壁容器的失效准则（1）弹性失效准则这种观点认为，器壁上应力最大处（内壁）的应力达到屈服极限后，容器便失去正常的工作能力，亦即失效，这种失效称之为弹性失效。
厚壁容器内壁屈服后，可能会在局部应力较大处出现微裂纹，并且在各种因素作用之下，可能会使裂纹进一步扩展，最终导致破坏。
弹性失效准则被许多国家采用，我国的GB150《压力容器》标准也是依据了这一准则。
（2）塑性失效准则这种观点认为，器壁上应力最大处的材料进入屈服阶段，并不导致整个容器的破坏，因为容器都是用具有一定塑性及韧性的材料制成的，内壁处的材料虽然屈服了，但在它外面的材料仍处于弹性状态，故屈服了的材料想进一步发生塑性变形，便要受到仍处于弹性状态的外层材料的约束。
只有当压力逐渐增加，塑性区不断扩展，直至容器的整个截面从里到外都达到屈服，才失去正常的工作能力。
这种失效称之为塑性失效。
（3）爆破失效准则这种观点认为，厚壁容器的壁很厚，材料的塑性又较好，它不会一达到整体屈服就发生破坏，它有明显的应变硬化现象，只有当容器承受的压力继续增大时，器壁中的应力和应变才会继续增加，直至压力增大到爆破压力，容器发生爆破，才能算真正失效。
2、厚壁容器弹性设计理论弹性设计理论下厚壁容器三向应力计算公式见表6-1。
在材料力学中，三个主应力按一定的顺序排列，即σ1＞σ2＞σ3，对应厚壁圆筒的三向应力为σt＞σx＞σr。
在弹性失效准则下，有四个不同的弹性强度理论，见表6-2。
通过实验证明，K=D0/D i＜1.5时，应用四个不同的弹性强度理论，其计算结果和实验值都比较接近，尤其是当K=D0/D i＜1.2时，各公式的计算结果颇为接近。
当K=D0/D i≥1.5时，各公式的计算结果差异较大，而且K越大，计算结果差异也越大，但第三强度理论和第四强度理论与实验数据相近，尤其是第四强度理论尤为相近。
3、中径公式采用第一强度理论的中径公式见表6-3。
表6-3① 中径公式以圆筒内径为基准时，将设计压力p 换成计算压力p c ,考虑焊接接头系数φ：()()()[]φσδδδt D p D D D D p K K pi c i i c ≤+=-+=-+=42212100导出δ得到筒壁厚度计算公式：[]ctic p D p -=φσδ2 （6-1）② 中径公式以圆筒外径为基准时，将设计压力p 换成计算压力p c ,考虑焊接接头系数φ：()()()[]φσδδδt D p D D D D p K K pc i i c ≤-=-+=-+=422121000导出δ得到筒壁厚度计算公式：[]ctc p D p +=φσδ20（6-2）按GB 150规定，中径公式的适用范围为：[]φσtc p 4.0≤。
GB 150-2011《压力容器》标准适用于设计压力不大于35MPa 的压力容器，因此设计压力10MPa ≤P ≤35MPa 的高压容器仍采用与薄壁容器相同的中径公式来计算最大主应力，并以第一强度理论来设计容器的壁厚。
二、厚壁圆筒结构1、单层厚壁圆筒单层厚壁圆筒与中、低压薄壁圆筒一样，由卷板机卷制而成，制造技术要求也与中、低压薄壁圆筒基本相同。
2、多层压力容器圆筒由两层以上（含两层）板材或带材、层间以非焊接方法组合构成的压力容器，不包括衬里容器。
① 多层包扎压力容器在内筒上逐层包扎层板形成多层压力容器。
② 钢带错绕压力容器在整体内筒上沿一定缠绕角度，逐层交错缠绕钢带形成的多层压力容器。
③ 套合压力容器由数层具有一定过盈量的筒节，经加热逐层套合，并经热处理消除其套合预应力形成套合筒节，再通过环向焊接接头组焊后形成的压力容器。
三、多层容器制造GB150.4第12章“多层容器”。
第二节密封结构及零部件【学习目标】学习GB1500.3附录C“密封结构”，了解高压容器金属平垫密封、双锥密封等密封结构及相关零部件。
一、金属平垫密封1、适用范围平垫密封的适用范围见表6-4,其结构见图6-1。
表6-4 适用范围1-主螺母 2-垫圈 3-平盖 4-主螺栓 5-筒体端部 6-平垫片图6-1 金属平垫密封结构2、平垫片材料和尺寸①平垫片材料a) 退火铝（硬度为15HBW10/250～30 HBW10/250）；b) 退火紫铜（硬度为30HBW10/500～50 HBW10/500）；c) 10钢。
②平垫片的宽度b和厚度δ按表6-5、表6-6选取。
3、密封面密封面尺寸按表6-7确定。
平盖和筒体端部的密封面上应各有2条深1mm 的三角形沟 槽。
密封面配合公差见图6-2。
图6-2 平盖 图6-3 密封面配合公差 4、筒体端部筒体端部和主螺栓、主螺母的设计按GB 150.3第7章7.7的规定。
5、平盖平盖的结构见图6-2。
密封面配合公差见图6-3。
平盖厚度按式（6-4）：[]φσδtccp Kp D = （6-4）6、释义金属平垫密封属于强制式密封，密封初始压紧力依靠螺栓的预紧力，在高压工作状态下，螺栓产生微量弹性伸长，降低了作用在垫片上的压紧力，因此需要金属垫片有较好的弹性回弹变形能力，以保证密封的紧密性。
这种密封的缺点是需要较大直径的主螺栓，适用的筒体内径较小（≤1000mm ），温度不能过高（≤200℃）。
二、双锥密封1、适用范围双锥密封的适用范围见表6-8,其结构见图6-4。
表6-8 适用范围设计温度/℃ 设计压力/MPa 内直径D i /mm 0～4006.4～35400～32002、结构① 双锥密封结构见图6-4。
② 双锥环用托环、螺栓固定在平盖上。
双锥环的内圆柱面与平盖的圆柱支承面之间的单侧径向间隙〔g =(D 1—D T )/2〕应控制在双锥环内圆柱面直径的0.075%～0.125%。
③ 平盖的圆柱支承面上开有几条纵向的半圆形沟槽。
④ 密封面之间的软金属垫片厚度约为1mm ，密封特性参数按表GB 150.3表7-2。
非金属垫片厚度约0.5mm ～1mm ，软金属丝直径d s 为2mm ～5mm ，其密封特性参数和摩擦角按经验确定。
⑤ 图6-4（b ）所示双锥环的两个密封面上应各开2条半径为1mm ～1.5mm ，深1mm 的半圆形沟槽或深1mm 左右的三角形沟槽，沟槽槽口圆角半径约0.5mm ；图6-4（c ）所示双锥环的两个密封面上应各开1条或2条半圆形沟槽，沟槽直径为d s +0.1mm 。
⑥ 双锥环密封面锥角及公差0'1530-=α，粗糙度R a 为3.2μm ～1.6μm 。
平盖及筒体端部密封面锥角及公差'15030+=α，粗糙度R a 为3.2μm ～1.6μm 。
（a ） （b ）软垫片 （c ）软金属丝1-主螺母 2-垫圈 3-主螺栓 4-平盖 5-双锥环 6-软垫片或金属丝 7-筒体端部 8-螺栓 9-托环图6-4 双锥密封结构3、双锥环、软垫片和软金属丝材料① 双锥环应选用35、16Mn 、20MnMo 、15CrMo 、S30408和S32168等的Ⅲ级或Ⅳ级压力容器用锻件。
② 软垫片和软金属丝材料按表6-9选用。
4、双锥环结构尺寸双锥环结构尺寸按式（6-5）～（6-7）确定。
i D A 7.2= （6-5） A C )6.0~5.0(=（6-6） mcp CA B σ75.02+=（6-7）5、筒体端部筒体端部、主螺栓和主螺母的设计按GB 150.3第7章7.7的规定。
）6、平盖平盖结构见图6-5。
平盖厚度按式（6-4）计算，式中D c 以D G 代入。
图6-57、释义双锥密封属于半自紧式密封，初始密封压紧力依靠主螺栓预紧力。
在高压工作条件下，介质进入双锥环与平盖之间的环形间隙，使双锥环向外扩张，增加了密封压力，从而达到径向自紧作用。
三、其他密封结构GB 1500.3附录C “密封结构”规定了高压容器各种密封结构型式和设计方法。
除上述金属平垫密封、双锥密封结构外，GB 150.3附录C “密封结构”还有伍德密封（自紧式密封）、卡扎里密封（强制式密封）、八角垫和椭圆垫密封（自紧式密封）、卡箍紧固结构等，此内容参考GB150.3附录C“密封结构”。
表6-10 适用范围四、筒体端部筒体端部和主螺栓、主螺母的设计按GB150.3第7章7.7的规定。
3、筒体端部①端部厚度端部厚度δn（见图6-6），不得小于按内压确定的圆筒的名义厚度。
②端部结构③应力校核④释义高压容器密封结构完全不同于中、低压容器，它需要一个较大尺寸的筒体端部，筒体端部的一端与厚壁圆筒对焊连接，另一端与平盖连接，筒体端部实际上起到了法兰的作用，因此在GB150标准中，筒体端部的设计是与法兰编入同一章中（GB150.3第7章“法兰”）。
五、锻制紧缩口封头锻制紧缩口封头结构形式和强度校核按GB150.3第5章5.10的规定。
1、锻制紧缩口封头①范围及一般要求紧缩口封头的结构形式见图6-7，直边段的厚度按式GB150.3（3-1）计算，但其有效厚度不得小于与之对接的圆筒有效厚度；直边段长度l一般应小于50mm。
其余尺寸可按结构要求确定。
此形式封头可按图6-8所示范围及内容进行强度校核。
图6-7 带直边的紧缩口封头图6-8 不带直边的紧缩口封头六、焊接结构GB150.3附录D（D.14）规定了多层容器的焊接结构，。