化工设备设计习题解答1

化工设备设计习题

概述 (1)

材料 (2)

薄膜理论 (2)

平板理论 (4)

内压容器设计 (4)

外压容器设计 (13)

法兰 (16)

开孔补强 (17)

支座 (19)

储存设备 (20)

换热设备 (20)

塔设备 (21)

反应设备 (23)

概述

●填空题

1.化工压力容器设计应当是以（安全）为前提，并尽可能作到（经济）。

2.构成压力容器外壳的六大部件是（筒体），（封头），（密封装置），（开孔接管），

3.（支座）及（安全附件）。

4.内压容器按设计压力大小分类如下：（0.1Mpa≤p<1.6MPa）为低压容器，（1.6Mpa≤

p<10MPa）为中压容器，（10Mpa≤p<100MPa）为高压容器，（p≥100MPa）为超高压容器。

5.容器按其在生产工艺过程中的作用原理可分为（反应压力容器）、（换热压力容器）、

（分离压力容器）、（储存压力容器）。

6.按压力容器技术管理和监督检查，将压力容器分为（三）类。

7.直径为2000mm，设计压力为10Mpa的废热锅炉。（三类容器）

8.设计压力为0.6Mpa的氟化氢气体储罐。（二类容器）

9.设计压力为1.0Mpa的搪玻璃压力容器。（二类容器）

10.p为4Mpa的剧毒介质容器。（三类容器）

11.直径为2000mm，设计压力为1MPa的圆筒形容器。（一类容器）

12.设计压力为3.6MPa的搪玻璃压力容器。（三类容器）

13.设计压力为0.5MPa的管壳式余热锅炉。（二类容器）

14.p为3MPa的氰化氢容器。（三类容器）

15.设计压力为1.5MPa，毒性程度为极度和高度危害介质的容器为（二）类容器。

16.易燃介质且毒性程度为中度危害介质的低压储存容器属于（二）类。

17.毒性为高度或极度危害介质，PV大于0.2MPam3的低压容器为（一）类。

18.计压力为1.6 Mpa,盛装液化石油气且pv值乘积为9Mpa.m3的容器属于（二）类容器。

19.我国的第一部压力容器国家标准是（GB150-89《钢制压力容器》），该标准适用于设计

压力不大于（35 MPa）的钢制压力容器的设计，制造，检验及验收。

20.压力容器设计准则大致可分为（强度失效设计准则），（刚度失效设计准则），（稳定失效

设计准则）和（泄漏失效设计准则）。

●问答题

1.为什么对压力容器分类时不仅要根据压力高低，还要视压力乘容积的大小？

2.容器上的基本受压部件和非受压部件分别指的是什么？

●简述题

1.目前在化工容器设计中已被采用的设计准则有哪几种？答：弹性失效设计准则、塑性失效设计准则、爆破失效设计准则、弹塑性失效设计准则、疲劳失效设计准则、断裂失效设计准则、蠕变失效设计准则、失稳失效设计准则。

2.《压力容器安全技术监察规程》与GB150的适用范围如何？是否相同？为什么？答：不相同，因为GB150是设计、制造压力容器产品的依据，适用于设计压力不大于35 Mpa的固定的、承受恒定载荷的钢制压力容器的设计，制造，检验及验收。而《压力容器安全技术监察规程》是政府对压力容器实施安全技术监督和管理的依据，属于技术法规范畴。适用于同时具备下列条件的压力容器：

（1）最高工作压力大于等于0.1Mpa（不含液体静压力）；

（2）内直径大于等于0.15m，且容积大于等于0.025m3;

（3）盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高原等于标准沸点的液体。

二者相辅相成，构成了中国压力容器产品完整的国家质量标准和安全管理法规体系。

材料

●填空

1.压力容器用钢的基本要求是有较高的（强度）、良好的（塑性）、（韧性）、（制造性能）和（与介质相容性）。

2.影响压力容器钢材性能的环境因素主要有（温度高低），（载荷波动），（介质性质），（加载速率）等。

3.不锈钢中的主要合金元素(铬)是耐腐蚀性能的主要来源；（镍）扩大不锈钢耐蚀范围；（钼）提高不锈钢对氯离子的抗蚀能力，提高钢的耐热强度；（钛）防止焊接用不锈钢发生晶间腐蚀。

●问答题

1、压力容器专用的低合金钢板16MnR与一般合金钢板16Mn有什么主要区别？

答：磷、硫的含量不同，16MnR均要求低于0.035%，而16Mn仅要求分别低于0.045%和0.050%；16MnR的检验要求更严格。

2、硫和磷对钢材性能有何影响？为什么要控制压力容器用钢中的硫磷合量？

答：因为硫和磷是钢中最主要的有害元素。硫能促进非金属夹杂物的形成，使塑性和韧性降低。磷能提高钢的强度，但会增加钢的脆性，特别是低温脆性。将硫和磷等有害元素含量控制在很低水平，即大大提高钢材的纯净度，可提高钢材的韧性、抗中子辅照脆化能力，改善抗应变时效性能、抗回火脆化性能和耐腐蚀性能。因此，与一般结构钢相比，压力容器用钢中的硫磷合量控制更加严格。

3、下列钢号各代表何种钢，符号中的字母和数字各有什么意义？

答：Q215-B.F 代表普通碳素钢（钢种），其中Q为屈服强度的头一个拼音字母，215为屈服强度值，B表示质量等级，F表示沸腾钢。

20A代表高级优质碳素钢，20为含碳量0.2%。

15MnVDR 代表普通低合金钢，含碳量0.15%左右，含Mn小于1.5%，含V小于1.5%，D表示低温用钢，R代表容器用钢。

Q235-A.F 代表普通碳素钢（钢种），其中Q为屈服强度的头一个拼音字母，235为屈服强度值，A表示质量等级，F表示沸腾钢。

20代表优质碳素钢，20为含碳量0.2%。

16MnDR 代表普通低合金钢，含碳量0.16%，含Mn小于1.5%，D表示低温用钢，R代表容器用钢

薄膜理论

●问答题