过程设备设计课后习题标准答案

过程设备设计(第二版）

1.压力容器导言

思考题

1.压力容器主要由哪几部分组成？分别起什么作用?

答：压力容器由筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座、安全附件六大部件组成。

筒体的作用:用以储存物料或完成化学反应所需要的主要压力空间。

封头的作用:与筒体直接焊在一起,起到构成完整容器压力空间的作用。

密封装置的作用:保证承压容器不泄漏。

开孔接管的作用：满足工艺要求和检修需要。

支座的作用:支承并把压力容器固定在基础上。

安全附件的作用:保证压力容器的使用安全和测量、控制工作介质的参数,保证压力容器的使用安全和工艺过程的正常进行。

2.介质的毒性程度和易燃特性对压力容器的设计、制造、使用和管理有何影响？

答:介质毒性程度越高,压力容器爆炸或泄漏所造成的危害愈严重,对材料选用、制造、检验和管理的要求愈高。如Ｑ23５-A或Q23５-Ｂ钢板不得用于制造毒性程度为极度或高度危害介质的压力容器;盛装毒性程度为极度或高度危害介质的容器制造时,碳素钢和低合金钢板应力逐张进行超声检测,整体必须进行焊后热处理，容器上的A、Ｂ类焊接接头还应进行100%射线或超声检测,且液压试验合格后还得进行气密性试验。而制造毒性程度为中度或轻度的容器,其要求要低得多。毒性程度对法兰的选用影响也甚大，主要体现在法兰的公称压力等级上,如内部介质为中度毒性危害,选用的管法兰的公称压力应不小于1.0MPa;内部介质为高度或极度毒性危害,选用的管法兰的公称压力应不小于1.6ＭPa,且还应尽量选用带颈对焊法兰等。

易燃介质对压力容器的选材、设计、制造和管理等提出了较高的要求。如Q2３5－A·F不得用于易燃介质容器;Q2３５-A不得用于制造液化石油气容器;易燃介质压力容器的所有焊缝（包括角焊缝)均应采用全焊透结构等。

3.《压力容器安全技术监察规程》在确定压力容器类别时，为什么不仅要根据压力高低，还要视压力与容积的乘积pＶ大小进行分类？

答:因为pV乘积值越大,则容器破裂时爆炸能量愈大，危害性也愈大，对容器的设计、制造、检验、使用和管理的要求愈高。

4.《压力容器安全技术监察规程》与GB150的适用范围是否相同？为什么?

答：不相同。

《压力容器安全技术监察规程》的适用范围：错误!最高工作压力≥0．1ＭPａ(不含液体静压力)；错误!内直径（非圆形截面指其最大尺寸)≥０．１5ｍ,且容积≥０．０25m3；错误!盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。

GB150的适用范围：错误!0.１MPａ≤ｐ≤3５ＭPa，真空度不低于０.０2MPa；错误!按钢材允许的使用温度确定（最高为700℃，最低为-１96℃）;错误!对介质不限；错误!弹性失效设计准则和失稳失效设计准则;错误!以材料力学、板壳理论公式为基础，并引入应力增大系数和形状系数；错误!最大应力理论;错误!不适用疲劳分析容器。

GB150是压力容器标准是设计、制造压力容器产品的依据;《压力容器安全技术监察规程》是政府对压力容实施安全技术监督和管理的依据，属技术法规范畴。

5.GB１5０、JB4７32和JB/T47３5三个标准有何不同？它们的适用范围是什么?

答：JB/T４73５《钢制焊接常压容器》与ＧB１5０《钢制压力容器》属于常规设计标准;JB4732《钢制压力容器—分析设计标准》是分析设计标准。JB／Ｔ4735与GB15０及JＢ4７3２没有相互覆盖范围，但GB150与ＪB４７3２相互覆盖范围较广。

ＧＢ１50的适用范围: 错误!设计压力为0.1MPa≤p≤３５MPa,真空度不低于0．02MPａ；错误!设计温度为按钢材允许的使用温度确定(最高为70０℃，最低为-１96℃）;错误!对介质不限；错误!采用弹性失效设计准则和失稳失效设计准则；错误!应力分析方法以材料力学、板壳理论公式为基础,并引入应力增大系数和形状系数;错误!采用最大应力理论；错误!不适用疲劳分析容器。

ＪB４73２的适用范围:○，１设计压力为０.1MPa≤p＜100MPａ,真空度不低于0.02MPａ；错误!设计温度为低于以钢材蠕变控制其设计应力强度的相应温度(最高为47５℃)；错误!对介质不限；错误!采用塑性失效设计准则、失稳失效设计准则和疲劳失效设计准则,局部应力用极限分析和安定性分析结果来评定;错误!应力分析方法是弹性有限元法、塑性分析、弹性理论和板壳理论公式、实验应力分析;错误!采用切应力理论；错误!适用疲劳分析容器,有免除条件。

ＪB／T4７３5的适用范围: 错误!设计压力为-0．02ＭPa≤ｐ<０.1ＭPa；错误!设计温度为大于-20~3５0℃（奥氏体高合金钢制容器和设计温度低于-20℃,但满足低温低应力工况，且调整后的设计温度高于-20℃的容器不受此限制）；○3不适用于盛装高度毒性或极度危害的介质的容器；错误!采用弹性失效设计准则和失稳失效设计准则；错误!应力分析方法以材料力学、板壳理论公式为基础，并引入应力增大系数和形状系数;错误!采用最大应力理论；错误!不适用疲劳分析容器。

2.压力容器应力分析