壓力容器常見技術知識問答1、壓力容器在選材的時候應考慮材料的哪些性能？壓力容器的選材應考慮材料的力學性能、化學性能、物理性能和工藝性能。2、壓力容器受壓元件用鋼，應當采用何種鋼材？壓力容器受壓元件用鋼，應當是氧氣轉爐或者電爐冶煉的鎮靜鋼。對標準抗拉強度下限值大于或者的等于540MPa的低合金鋼鋼板和奧氏體—鐵素體不銹鋼鋼板，以及用于設計溫度低于-20℃的低溫鋼板和低溫鋼鍛件，還應當采用爐外精練工藝。3、壓力容器用鑄鐵材料的應用限制有哪些？鑄鐵不得用于盛裝毒性程度為極度、高度或者中毒危害介質，以及設計壓力大于或者等于0.15MPa的易爆介質壓力容器的受壓元件，也不得用于管殼式余熱鍋爐的受壓元件。4、壓力容器的設計總圖上，至少應當注明哪些內容？壓力容器的名稱、類別，設計、制造所依據的主要法規、標準；工作條件，包括工作壓力、工作溫度、介質毒性和爆炸危害程度等；設計條件，包括設計溫度、設計載荷（包括壓力在內的所有應當考慮的載荷）、介質（組分）、腐蝕裕量、焊接接頭系數、自然條件等，對儲存液化氣體的儲罐應當注明裝量系數，對有應力腐蝕傾向的儲存容器應當注明腐蝕介質的限定含量；主要受壓元件材料牌號與標準；主要特性參數（如壓力容器的容積、換熱器換熱面積與程數等）；壓力容器設計使用年限（疲勞容器表面循環次數）；特殊制造要求；熱處理要求；無損檢測要求；耐壓試驗和泄露試驗要求；預防腐蝕的要求；安全附件的規格和訂購特殊要求（工藝系數已考慮的除外）；壓力容器銘牌的位置；包裝、運輸、現場組焊和安裝要求。5、壓力容器檢查孔開設位置有何要求？檢查孔的開設應合理、恰當，便于觀察或清理內部；手孔應開設在封頭上或封頭附近的筒體上。6、哪些壓力容器可不開設檢查孔？符合下列條件之一的：筒體內徑小于等于300mm的壓力容器；壓力容器上設有可以拆卸的封頭、蓋板等或其他能夠開關的蓋子，其封頭、蓋板或蓋子的尺寸不小于所規定檢查孔的尺寸；無腐蝕或輕微腐蝕，無需做內部檢查和清理的壓力容器；制冷裝置用壓力容器。7、壓力容器用液面計應符合什么要求？壓力容器用液面計應符合有關標準的規定，并應符合下列要求：應根據壓力容器的戒指、最高工作壓力和溫度正確選用。在安裝使用前，低、中壓容器用液面計，應進行1.5倍液面計公稱壓力的液壓試驗；高壓容器的液面計應進行1.25倍液面計公稱壓力的試驗。盛裝0℃以下介質的壓力容器，應選用防霜液面計。寒冷地區室外使用的液面計，應選用夾套型或保溫型結構的液面計。用于易燃、毒性程度為極度、高度危害介質的液化氣體壓力容器上，應有防止泄露的保護裝置。要求液面計指示平穩的，不應采用浮子（標）式液面計。移動式壓力容器不得使用玻璃板式液面計。8、壓力容器筒體板材焊接坡口形式主要有幾種？壓力容器筒體板材焊接坡口形式主要有單面V形坡口，雙面V形坡口，單面U形坡口、雙面U形坡口、X形坡口等五種。9、壓力容器焊接缺陷主要有幾種？容器焊接缺陷主要有氣孔、夾渣、裂紋、咬邊、未熔合、錯邊咬邊、變形等七種。10、有的容器板材為什么焊前要預熱？容器板材焊前要預熱是由于容器選用材料的特性決定的，是為了減少焊接產生裂紋、殘余應力等焊接缺陷。11、壓力容器為什么不能改變用途？壓力容器是嚴格按照國家法律法規進行設計、制造、使用的設備，一般情況下不允許改變用途，一旦改變用途將操作溫度、壓力、介質等于發生改變后可能會造成事故。經過申報，地方質量技術監督局核準后，方可改造它用。12、對容器不超過80mm，不能檢測的單面焊，如何處理？對容器直徑不超800的圓筒與封頭的最后一道環向封閉焊縫，當用不帶墊板的單面焊對接接頭，且無法進行射線或超聲檢測時，允許不進行檢測，但需采用氣體保護焊打底。13、耐壓試驗包括什么？液壓試驗、氣壓試驗。氣液組合試驗。14、液壓試驗，對實驗液體有何要求？試驗液體一般采用水，需要時也可采用不會導致發生危險的其它液體；試驗時液體的溫度應低于其閃點或沸點.奧氏體不銹鋼制容器用水進行液壓試驗后應將水漬去除干凈，當無法達到這一要求時，應控制水的氯離子含量不超過25mg/L。碳素鋼Q345R等鋼制容器液壓試驗時，液體溫度不得低于5℃，其他低合金鋼不得低于15℃，如果由于板厚等因素造成材料無延性轉變溫度升高。則需相應提高試驗液體溫度。15、液壓試驗合格標準？無滲漏；無可見的變形；試驗過程中無異常的響聲16、何種情況下可進行氣壓試驗？容積體積過大，無法承受水的重量；結構復雜，水壓試驗不足以充分檢驗各個部位的試壓要求；由于設計結構的原因，用水不適合的（如不允許容器內殘留試驗液體）；其他難以克服的困難，諸如大型容器供水困難者。17、氣壓試驗和氣液組合壓力試驗合格標準？氣壓試驗過程中，壓力容器無異常響聲，經過肥皂液或者其他檢漏液檢查無漏氣，無可見的變形即為合格；對于氣液組合壓力試驗，應保持容器外壁干燥，經檢查無液體泄漏后，再以肥皂液或其他檢漏液檢查無漏氣，無異常聲響，無可見變形。18、內壓容器進行耐壓試驗的目的包括什么？考查容器的整體強度、剛度和穩定性；檢查焊接接頭的致密性；驗證密封結構的密封性能；消除或降低焊接殘余應力、局部不連續區的峰值應力；對微裂紋產生閉合效應，鈍化微裂紋尖端。19、泄露試驗包括什么？何時進行？氣密性試驗以及氨檢漏試驗、鹵素檢漏試驗和氨檢漏試驗等。介質毒性程度為極度、高度危害或者不允許有微量泄露的容器，應在耐壓試驗合格后進行泄露試驗。20、何種情況下要做氣密性試驗?如何進行？介質毒性程度為極度、高度危害或者不允許有微量泄露的容器，應在耐壓試驗合格后進行泄露試驗。氣密性試驗應在液壓試驗合格后進行。對設計圖樣要求氣壓試驗的壓力容器，是否需要再做氣密性試驗，應在設計圖樣上規定。碳素鋼和低合金鋼制壓力容器，其試驗用氣體的溫度不低于5℃。壓力容器進行氣密性試驗時，安全附件應安裝齊全。氣密性試驗所用氣體應為干燥、潔凈的空氣，氮氣或其他惰性氣體。氣密性試驗壓力應在圖樣上注明。試驗壓力應緩慢上升，達到規定試驗壓力后保壓30分鐘。對所有焊縫和連接部位進行泄露檢查，小型容器亦可浸入水中檢查。如有泄漏。修補后重新進行液壓試驗和氣密性試驗。經檢查無泄漏即為合格。21、常見封頭類型？各種封頭的優缺點？凸形封頭（橢圓形封頭、蝶形封頭、球冠型封頭和半球形封頭）、錐形封頭、平蓋。從受力情況看，依次為：半球形、橢圓形、碟形、錐形，平蓋最差；從制造上，平蓋最容易制造，其次為錐形、碟形、橢圓形、半球形；錐形封頭雖然受力效果不佳，但有利于流體的排料。22、內壓圓筒與球殼厚度計算公式中的焊縫接頭系數指的是何焊縫接頭系數？圓筒公式中的焊縫系數為縱焊縫（即A類焊縫）的焊縫系數。球殼公式中的焊縫系數為球殼上各焊縫的最小焊縫系數，其中包括球殼與圓筒相連接的環焊縫（即A類焊縫）的焊縫系數。23、外壓容器破壞形式有哪兩種？外壓容器的設計應包括哪兩個方面的內容？外壓容器破壞主要有強度不足引起的破壞和剛度不足引起的失穩破壞兩種；設計應包括強度計算和穩定性校核。因失穩往往在強度破壞前發生，所以穩定性計算是外壓容器設計中主要考慮的問題。24、壓力容器失效形式有哪幾種？壓力容器因機械載荷或溫度載荷過高而喪失正常工作能力，稱為失效。形式包括：強度失效：因材料屈服或斷裂引起的；剛度失效：容器發生過大彈性變形，導致運輸安裝困難或喪失工作能力；穩定失效：在載荷作用下形狀突然發生改變導致喪失工作能力；泄漏失效。25、壓力容器的常規設計法與分析設計法有何主要區別？常規設計法：是以彈性失效為準則，以薄膜應力為基礎，來計算元件的厚度限定最大應力不超過一定的許用值（通常為一倍的許用應力）。對容器中存在的較大的邊緣應力等局部應力以增強系數等形式加以體現，并對計及局部應力后的最大贏利取與薄膜應力相同的強度許用值。分析設計法：以塑性失效和彈性失效準則為基礎，計及容器中的各種應力，進行準確計算，并對應力加以分類，按照不同應力引起的不同破壞形式，分別予以不同的強度限制條件，以此對元件的厚度進行計算。26、薄壁容器和厚壁容器如何劃分？按照厚度t與其中曲率半徑R的比值大小，一般（t/R）MAX≤0.1稱為薄殼，反之為厚殼。對于圓柱殼體若外直徑與內直徑的壁紙K=（Do/Di）MAX≤1.1~1.2，則稱為薄壁圓筒。27、受內壓的圓筒與球殼，其薄膜應力有何異同？相同：均產生兩向薄膜應力，且各處一致。不同：圓筒中環向薄膜應力為軸向應力的兩倍。球殼中的兩向薄膜應力相等，其值等于等徑圓筒中的軸向應力。為此在直徑和壓力相同時，球殼所需壁厚僅為圓筒一半。28、邊緣應力特點？局部性——邊緣應力中以經向彎曲應力為主，但其作用范圍不大，在經向方向上，離開邊緣迅速下降。自限性——邊緣應力是由于滿足相鄰元件的變形協調而產生，當其應力達到材料的屈服點時，由于材料產生塑性流動，使變形協調得到滿足。一旦變形得到滿足，則材料的塑性流動也就自動中止。為此其應力和變形能自動得到限制。29、橢圓形封頭和蝶形風頭為何帶直邊段？避免封頭與圓筒的連接焊縫與邊緣應力作用區重合。30、何謂容器的穩定性和臨界壓力？有何特點？容器在壓應力作用下，形狀突然發生改變而產生癟塌的失效形式成為失去穩定，其器壁受力由原先的薄膜應力狀態突變為彎曲應力狀態容器被壓癟時的最小外壓應力稱為臨界壓力。薄壁容器中只要存在壓縮應力，就有失穩的可能。承受內壓的標準橢圓形封頭，因其過渡區域存在周向薄膜壓縮應力，故也有穩定性問題，因此會對其最小厚度加以限制。31、容器失穩有哪些類型？其特點如何？分為周向失穩和經向失穩。周向失穩是因容器周向壓縮薄膜應力所引起；經向失穩是由容器軸向壓縮薄膜應力造成。容器周向失穩，其橫截面由圓形變成波形，經向失穩時，橫截面仍為圓形，其經線由直線變為波形線。32、何謂彈性失穩和非彈性失穩？用高強度鋼代替低強度剛可否提高容器的彈性穩定性？失穩時器壁中的薄膜壓縮應力小于材料的比例極限，應力與應變符合虎克定律時，稱為彈性失穩，由于此時失穩臨界壓力與材料屈服極限無關，僅與彈性模數及泊松比有關，且各種鋼材的彈性模數和泊松比差別不大，故以高強度鋼代替低強度剛幾乎無效。若失穩時器壁中的壓縮應力大于材料的比例極限，應力與應變程非常線性關系，稱為非彈性失穩，非彈性失穩時的臨界壓力與材料屈服極限有關，此時可用高強度鋼代替低強度鋼。33、何以外壓凸型風頭均按外壓球殼進行穩定設計？橢圓封頭在內壓作用下有“趨圓現象”，在外壓作用下有“趨扁現象”，使封頭過渡區產生周向拉伸薄膜應力，而不存在失穩問題，但在其“球面部分”則存在壓縮薄膜應力，如同外壓球殼，故須以球殼進行穩定計算。對橢圓封頭則須計算其“球面部分”的當量球殼半徑。34、內壓作用下熱應力如何考慮？消除熱應力的措施？內壓內加熱：內壁應力減小，而外壁應力增大，應力狀態有可能惡化。當△t≤1.1P，可以不考慮熱應力的影響。內壓外加熱：內壁的綜合應力增大，而外壁應力減小，應力狀態惡化。必須考慮溫差應力。消除熱應力的措施：控制設備的加熱和冷卻速度；控制和減小構件的熱變形約束；設置膨脹節；采用良好的保溫層。35、等面積法和壓力面積法的區別？等面積法是基于薄膜應力的受力面積的補償而來，而與力平衡無關。而壓力面積法是基于開孔處的力平衡(以薄膜應力計算下保持在許用應力之下)。一般來說開孔較大時用壓力面積法所需的面積較大。36、螺栓法蘭連接設計包括哪些內容？確定墊片材料、形式尺寸；確定螺栓材料、規格數量；確定法蘭材料、密封面形式及結構尺寸；進行應力校核（計算中所有尺寸均不包括腐蝕裕量）。37、什么叫窄面法蘭？什么叫寬面法蘭？墊片的接觸面位于法蘭螺栓孔包圍的范圍內稱窄面法蘭；墊片接觸面分布于螺栓中心圓內外兩側的，稱為寬面法蘭。38、法蘭按其整體性程度分為幾種形式？各有什么特點？松式法蘭：法蘭未能有效地與容器或接管連成一整體。計算中認為容器或接管不與法蘭共同承受法蘭力矩的作用。整體法蘭：法蘭、法蘭頸部、及容器或接管三者能有效的連接成一整體結構，共同承擔法蘭力矩的作用。任意式法蘭：是一些焊接法蘭，其按整體法蘭計算。39、法蘭強度校核時需校核哪些強度條件？軸向應力，環向應力，徑向應力，組合應力，剪應力。40、法蘭連接的合理設計中，對墊片載荷有什么要求？為使法蘭承受盡可能小的法蘭力矩，在墊片設計中應盡可能控制較小的墊片載荷。為此要求，由墊片在預緊時的壓緊載荷Fa所確定的螺栓載荷Wa與由墊片在操作時的壓緊載荷Fp所確定的螺栓載荷Wp相接近。41、法蘭連接的合理設計中，對螺栓中心圓直徑的確定有什么確定？為使法蘭承受盡可能小的法蘭力矩，在螺栓設計中盡可能控制較小的螺栓中心圓直徑，為此要求法蘭徑向結構要求所確定的螺栓中心圓直徑與由法蘭環向結構所確定的螺栓中心圓直徑相接近。42、法蘭設計時，為獲得盡可能緊湊的法蘭設計結果，對法蘭的應力有什么要求？應使法蘭的三個應力盡可能與相應的許用應力相接近，目的使法蘭應力趨滿應力狀態，則可最充分的發揮材料的強度性能。43、增加法蘭錐頸厚度對法蘭的應力是何影響？增大法蘭錐頸尺寸，使錐頸的旋轉剛度增加，則錐頸的承載比例加大，為此錐頸與法蘭環間的邊界力和邊界力矩增大，也即錐頸端部的邊界力，力矩增大，它會引起軸向彎曲應力增大。但由于錐頸的抗彎截面橫量與錐頸厚度成二次方關系大大增加，最終造成錐頸軸向彎曲應力下降。邊界力，力矩的增大則使作用于法蘭內緣上的徑向彎矩增大，從而導致法蘭環的徑向彎曲應力增加。由于法蘭內緣上的徑向彎矩增大，使法蘭環的支持加大，則偏轉減小，故其環向應力減小。44、超壓泄放裝置包括幾種，有何優缺點，對于什么樣的壓力容器不適用？有三種：安全閥，爆破片裝置，安全法與爆破片裝置的組合。安全閥是一種由進口靜壓開啟的自動泄壓閥門，他依靠介質自身的壓