化工设备机械习题及解答

化工设备机械习题及解答
一、填空题
1） 衡量金属材料的强度指标是（ ）、（ ）；衡量金属材料的塑性指标是（ ）、（ ）、（ ）；衡量金属材料的耐腐蚀性能指标是（ ），为了使设计的构件具有一定的使用寿命，在设计截面尺寸时必须考虑（ ）。

答案:屈服极限或 ;强度极限或 ;延伸率或δ;断面收缩率或Ψ；弹性模量或E ；腐蚀速率V ；腐蚀裕量
2）冷脆现象是指金属材料由常温下的（ ）材料，在深冷状态下变成（ ）材料的现象。

答案: 塑性; 脆性
3）金属材料具有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）等加工的可能性称为加工工艺性能。

答案:切削 ; 焊接; 铸造 ; 锻造
4）弹簧、刀具等所用的金属材料主要是优质（ ）钢。

答案: 高碳
5）调质钢是指先进行（ ）处理然后再进行高温（ ）处理的钢。

答案: 淬火;回火
6）薄壁容器承受内压作用后，由于变形的不同产生的应力可分为三类，即（ ）应力、（ ）应力、( )应力。

答案: 薄膜应力;边缘应力;峰值应力
7）回转壳体的轴对称问题是指壳体的（ ）、 （ ）、（ ）都是关于其回转轴对称的。

答案: 几何形状 ; 承受的载荷 ;约束条件
8）薄膜应力理论的两个基本方程是（ ）、（ ）；其应用条件是壳体的（ ）及（ ）必须
是连续的和对称的。

答案: ; ;几何形状;承受的载荷
9）计算压力是指相应的设计（ ）下，用于确定元件最小（ ）的压力。

答案: 温度; 壁厚
10）按刚度条件设计不锈钢容器的最小壁厚不小于（ ）mm 。

答案: ≥3 mm
11）化工容器及设备制造完毕后，需做压力试验，目的是为了检验其（）和（）。

对于碳纲、16MnR 、15MnDR 制容器做水压试验时，水温不低于（）℃答案: 宏观强度; 致密性 ; 5 ℃
12）在凸型封头、锥型封头、平板封头中受力最好、加工最困难的是（）封头；受力最差、加工最易的是（ ）封头。

在高压容器中应用最广泛是（封头。

答案: 半球形;平板;平板
13）法兰联接结构设计的主要内容有（）的设计、（）的选型、{）的设计、（）的设计。

答案: 法兰; 密封面形式; 垫片; 螺栓、螺母
14）开孔补强的方法有（）补强和（ ）补强，在容器上开孔后，判断其是否需要补强的依据是：若（ ） 则需要补强；若（ ）则不需要补强。

答案:局部 ; 整体 ;＞ ;
15）在化工容器及设备上开圆形人孔时，人孔的最小直径不小于（ ）mm ；开椭圆形人孔时其长轴不小于（ ） mm ；短轴不小于（ ）mm 。

答案:400; 400 ; 250或380 ; 280
16）边缘应力具有（ ）、（ ）、（ ）的特性。

答案:局部性 ; 自限性 ; 周期性
17）内径为D i =1000、工作压力为 P w = 3.0Kgf/cm2 的容器，其DN （ ）、PN （ ）。

答案1000 ; 6Kgf/cm2
二、简答题
1）化工容器及设备零、部件设计的机械要求有哪些？答: ①具有一定的强度; ②具有足够的刚度; ③具有充分的稳定性; ④具有一定的耐久性; ⑤具有良好的密封性
2）边缘应力和薄膜应力有何不同？答: ①薄膜应力具有整体性,边缘应力具有局部性②薄膜应力无自限性,边缘应力具有自限性③薄膜应力无周期性,边缘应力具有周期性
3） 如何在内压薄壁容器及裙式支座上开椭圆孔？答:在内压薄壁容器上开椭圆孔时,由于危
险截面是纵截面,为了减少其被削弱面积,应使椭圆孔的长轴与容器的轴线垂直;在裙式支座上开椭圆孔时,由于危险截面是横截面,为了减少其被削弱面积,应使椭圆孔的长轴 与容器的轴线平行.
4）简述气压试验的操作过程。

答: 试验时缓慢地将压力升至 p T 10%，且不超过0.05MPa ,保压5分钟，对所有焊缝和连接部位进行出初次检查，合格后，将压力缓慢地升至pT50%，22m p S ρσ=12
m p S θσσρρ+=
以后按pT10%的级差逐级升至p T，保压30分钟，将压力降至pT87%，保持足够长时间，对所有焊缝和连接部位进行检查，如有渗漏，修补后重新试验，直至合格为止。

5）在设计碟形封头时，为防止封头受力太差，作了哪些规定？答:在任何情况下球面的半径不大于与其连接筒体的内径、过渡圆弧的半径不小于连接筒体的内径10%且大于3倍的封头壁厚。

6）平板封头受力最差，为何在化工容器及设备中还广泛应用？答: 平板封头受力虽然最差,但加工最容易,因此在化工容器及设备中广泛应用。

7）什么叫金属热处理？其目的是什么。

答:将金属材料或金属构件保持在固态范围内,加热到一定温度以上,在该温度下保温一段时间,然后再冷却下来的一种工艺。

改变组织结构，提高其机械、加工性能。

8）S型、F型鞍式支座为何要配对使用？答: S型、F型鞍式支座配对使用的目的是使容器随温度的变化, 能够自由变形以降低温差应力。

9）补强圈上规格为M 10的螺纹孔的作用是什么？答: M10的螺纹孔的作用是为了向补强圈结构内注压缩空气,以检验焊缝的质量。

10）说明下列金属材料牌号的意义Q235-B、15MnVR 、65 、00Cr18Ni11Ti、KT 350-5 答: Q235-B-----表示屈服极限为235MPa、质量等级为B级的甲类三号镇静纲。

15MnVR-----表示含碳量为万分之十五、含M n 量低于1.5%、含V 量低于 1.5%的普通低合金容器钢。

65-----表示含碳量为万分之六十五的优质高碳纲。

00Cr18Ni11Ti-----表示含碳量为0.3‰、含Cr 量为18% 、含Ni量为11%、含Ti量低于1.5%的不锈钢。

KT 350-5-----表示抗弯强度为350MPa、延伸率为5 % 的可锻铸铁
11）阐述容器法兰的设计步骤？答: ①由与法兰配套的筒体或封头的PN、DN 确定法兰的PN、DN。

②根据法兰的PN、DN法兰的类型③由法兰的类型选择对应的法兰标准，根据法兰的PN、DN由标准确定法兰的尺寸
12）提高和改善碳钢的机械性能和加工性能的方法和途径有哪些？答: ①调正和控制碳钢的化学成份②改变碳钢的组织结构（如热处理和化学处理）③对碳钢进行热加工和冷加工三、计算题。