压力容器各类考试试题压力容器设计人员考核试题集及答案word版

栓载荷Wp相接近。即Wa=WP。

4.105 法兰连接的合理设计中，对螺栓中心圆直径的确定有什么要求？

答：为使法兰承受尽可能小的法兰力矩，在螺栓设计中应尽可能控制较小的螺栓中心圆直径，为此要求由法兰径向结构要求所确定的螺栓中心圆直径与由法兰环向结构要求所确定的螺栓中心圆直径相接近。即：

Db径≈Db环。

4.106 法兰设计时，为获得尽可能紧凑的法兰设计结果，对法兰的应力有什么要求？ 答：应使法兰的三个应力尽量与相应的许用应力相接近。 即：?H ?1.5???f

t

?R?2???tf??H ?T?2???tf??H

目的使法兰环的趋满应力状态，则可最充分的发挥材料的强度性能。 4.107 增加法兰环的厚度对法兰的应力有何影响？

答：法兰是由组成法兰的三部分：法兰环、维颈和圆筒共同承载的。三者的承载比例与它们的旋转刚度成正比，即刚度大者、承载比例大。增加法兰厚度，使法兰环的旋转刚度得到提高，为此其承载比例加大，则法兰锥颈和圆筒部分的承载减小。具体地说，就是锥颈作用于法兰环的边界力矩和边界力将减小。由此使法兰环的径向应力大大下降。锥颈上轴向弯曲应力下降。法兰环的环向应力一般可下降，但当法兰环的刚度与锥颈刚度相当时，也可能出现环向应力有所升高。 4.108 增加法兰锥颈厚度对法兰的应力有何影响？

答：增大法兰锥颈尺寸，使锥颈的旋转刚度增加，则锥颈的承载比例加大，为此锥颈作用于法兰环的边界力矩和边界力矩增大。故法兰环的径向应力会增大，法兰环向应力减小，锥颈的轴向弯曲应力由于锥颈厚度增加，其抗弯矩成两次方增大而减小。 4.109 内外压圆筒的制造圆度为什么不同？

答：内压圆筒在压力作用下，其横截面形状将由非正圆趋于正圆。圆筒初始的不圆度对其承载影响较小。

外压圆筒在压力作用下，初始不圆度直接影响其稳定性。外压圆筒设计中的稳定安全系数与圆筒的初始不圆度有关。故外压圆筒的不圆度要求高于内压圆筒。

4.110 GB150中规定相邻筒节的A类焊缝中心线间距应不小于3倍壳体厚度且不小于100mm的出发点是什么？

答：是为了避免相邻筒体焊缝的热影响区互相重叠对材料带来的不良影响。

4.111 GB150规定相邻壳体的厚度差超过一定数值后应以1：3的斜度削薄较厚板的边缘是出于什么考虑？

答：是为了使结构过渡平缓，以减小压力作用下由边界效应引起的局部应力。

4.112 长颈对焊法兰的直边段与对接圆筒的厚度相差较大时，是否应按GB150规定削薄直边段？ 答：不可简单按GB150要求削薄直边段。法兰直边段的受力不同于一般圆筒。它既受内压的作用，又受法兰力矩的作用，且由法兰力矩引起的轴向弯曲应力大大超过由内压引起的轴向应力(薄膜应力)。对法兰直边段的削薄应遵循削薄后确保薄端(即与较薄圆筒连接的一端)的轴向弯曲应力不超过许用值(1.5［σ］f)的要求进行。具体作法是将削薄的直边段视作锥颈，并将其f控制在等于1，计算确定直边段的最小长度后方能进行削薄。

4.113 为什么必须加强对长颈法兰与圆筒连接环缝的检测？

答：长颈法兰直边段与对接圆筒的环焊缝不仅承受着圆筒中由内压引起的轴向薄膜应力，而且还承受由法兰力矩引起的轴向弯曲应力。

长颈法兰的最大应力通常发生于锥颈小端，即直边段与法兰锥颈的连接部位。其轴向弯曲应力已达到

1.5???f。此轴向弯曲应力虽沿直边段可有所衰减，但由于法兰直边段极短，故在直边段端部的轴向

t弯曲应力仍接近于1.5???f，加上由压力引起的轴向薄膜应力----0.5???f，则该截面处的轴向总应力

tt可接近

2???f，达到对接圆筒中的轴向薄膜应力0.5???f的4倍。为此必须加强对该连接环焊缝的认识，将

tt长颈法兰与圆筒的连接环焊缝与通常圆筒的环焊缝相区别。

由于法兰设计中，对轴向弯曲应力是按许用值1.5???f；进行控制的，其中不计焊缝系数，即认为

t焊缝系数等于1。为此必须对上述环焊缝系数 1的要求进行100%的检测。

4.114 GB3531与GB6654对16MnDR和16MnR在化学成分，低温冲击试验和超声检测方面的要求有什么差别？ 答：差别如下：

⒈16MnDR对S、P含量和残余元素含量要求比 16MnR严格。 ⒉ 16MnDR的最低冲击试验温度为-40℃，而16MnR为-20℃。 ⒊ 16MnDR的夏比(V型缺口)低温冲击功值不小于24J，而16MnR的低温试验要求根据协议冲击不小于24J。此外，16MnDR可根据需方要求，保证低温冲击功不小于27J。

⒋ 16MnDR钢板厚度大于20mm时，规定作超声检测。厚度不大于20mm时，超声检测为协议项目；16MnR钢板的超声检测不论厚度，均为协议项目。 4.115 压力容器用大型锻件的质量可能存在哪些主要问题？

答：大型锻件在生产工艺复杂，须经过冶炼，铸锭、锻造、锻后热处理以及机加工和最终热处理等工序。因锻件大，易产生较大程度的偏析，存在纵向与横向、表面与心部的性能差别，并且有高的白点敏感性和回火脆性等问题。

4.116 不同强度级别的低碳钢、低合金高强度钢之间的异种钢焊接，以及珠光体耐热钢与低碳钢、碳锰钢(如

16Mn)之间的异种钢焊接，选择焊条的原则是什么？ 答：一般有以下原则：

⒈ 不同强度级别的低碳钢、低合金高强度钢之间的异种钢焊接，要求焊接接头的强度不应低于强度较低一侧母材标准规定的抗拉强度下限值，而接头的塑性、韧性应不低于强度较高的而塑性、韧性较差一侧的母材；

⒉ 珠光体耐热钢与低碳钢、碳锰钢(如16Mn)之间的异种钢焊接，一般采用中间合金成分的低氢碱性焊条，并根据其中焊接性能较差的一侧材料确定预热温度。 4.117 奥氏体钢之间的焊接材料选择的原则是什么？ 答：原则如下：

应保持熔敷金属的Cr、Ni、Mo或Cu等主要合金元素的含量不低于母材标准规定的下限值；对于防止晶间腐蚀要求的焊接接头，应采用熔敷金属中含有稳定化元素Nb(氩弧焊时可含Ti)，或保证熔敷金属含C≤0.04%的焊接材料。

4.118 碳对钢的焊接性能有何影响？其他合金元素又有何影响？

答：钢材焊接时，焊缝热影响区被加热到Ac以上，快速冷却后会被淬硬。钢材含碳量愈高，热影响区的硬化与脆化倾向大，在焊接应力作用下容易产生裂纹。钢的化学成分对钢淬硬性的影响通常折成碳当量。一般认为钢可焊性好坏的临界碳当量为0.45%。

焊接时，焊缝区域由于高温作用会引起晶粒长大从而增加焊后开裂的倾向；钢中加入细化晶粒和阻碍晶粒长大的元素，如Mo、Ti、V、且以A1脱氧时，有利于改善焊接性能，而C、Ni、Mn则会增加开裂的危险。