1、压力容器设计人员综合考试题及答案一2013/7/15 压力容器设计人员综合考试题 (闭卷) 姓名： 得分 一、 填空（本题共 25 分，每题 0.5 分） 1 、结构具有抵抗外力作用的能力，外力除去后，能恢复其原有形状和尺寸的这种性质称为 弹性。 点评：这是材料力学的基本定义，压力容器的受压元件基本上应该具有这个性质。 2 、压力容器失效常以三种形式表现出来：强度；刚度；稳定性。 点评：该失效形式是压力容器标准所要控制的几种失效形式。 3 、当载荷作用时，在截面突变的附近某些局部小范围内，应力数值急剧增加，而离开这个区域稍远时应力即大为降低，趋于均匀，这种现象称为_应力集中。 点评：这是弹性力
2、学的基本概念。常见于压力容器的受压元件。 4 、有限元法单元基本方程Fe = Ke 所表示的是 单元节点力 与 单元节点位移 之间的关系。 点评：这是一道拉开分数档次的题，考查所掌握的基础理论深度。该题是有限元数值分析中最基本概念。 5 、厚度 16mm 的 Q235C 钢板，其屈服强度 ReL 的下限值为 235MPa 。 点评：该题主要是考察对压力容器常用材料钢号含义的掌握，并不是考查对具体数字的记忆。 6 、在正常应力水平的情况下，Q245R 钢板的使用温度下限为 -20。 点评：该题出自 GB150.2，表 4，考查设计人员对材料温度使用范围的掌握 。7 、Q345R 在热轧状态下的金
3、相组织为 铁素体加珠光体。 点评：考查设计人员的综合知识，提示大家应该掌握常用材料的金相组织的知识深度。 8 、用于壳体的厚度大于 36 mm 的 Q245R 钢板，应在正火状态下使用。 点评：该题出自 GB150，4.1.4 条款，考查对常用压力容器材料订货技术条件掌握的熟练程度。 9 、GB16749 规定，对于奥氏体不锈钢材料波纹管，当组合应力_R2St _时，可不考虑疲劳问题。 点评：考查波纹管的基础知识的掌握，同时这里包含一个结构安定性的力学概念 10、 波纹管的性能试验包括刚度试验、稳定性试验、_疲劳试验_。 点评：考查波纹管的基础知识的掌握， 11、 GB150 规定的圆筒外压周
4、向稳定安全系数是 3.0 ,球壳及成形封头的外压稳定安全系数是 15 。 点评：GB150 释义P41。考查设计人的基础知识和标准的理解掌握。 12、 对于盛装液化气体的容器，设计压力除应满足 GB150 中其值不得低于工作压力的规定外，还应满足固容规中的相应规定。 点评：对于盛装液化气体的容器，固容规第 3.9.3 条有明确的规定。 13、 对于同时承受两个室压力作用的受压元件,其设计参数中的计算压力应考虑两室间 可能出现的最大压力差。 点评：考查设计压力与计算压力的概念，GB150 .1 4.3.3 规定。 14、焊接接头系数的取值取决于焊接接头型式_和无损检测长度比例 。 点评：考查设计
5、人员对焊接接头系数选取的理解。 15、 对于不能以 GB150.3 来确定结构尺寸的容器或受压元件,.GB150允许用应力分析_,验证性实验分析, 对比经验设计方法设计. 点评：标准对结构是没有限制的，设计应符合标准的基本安全要求，具体的手段由设计者根据 GB150 .1 4.1.6 来确定。 16、 内压圆筒厚度计算公式为 , 其适用范围为. 点评：考查对 GB150 最基本的公式的掌握。在这道题的错误多为 Pc 不明确。 17、GB150 规定，钢材许用应力的确定,应同时考虑材料的抗拉强度, 屈服强度, 持久强度,和蠕变极限.。 点评：考查对许用应力确定时所要考虑的因素。 18、圆筒中径公
6、式假设圆筒中的应力沿壁厚都是均匀分布的。实际上高压厚壁圆筒中的环向应力沿壁厚是不均匀分布的，最大环向应力位于圆筒的_内_壁。 点评：这是一个厚壁圆筒中最常见的应力分布，考查设计人员对基本应力分布的了解和基本概念的掌握。 19、周边简支的圆平板，在内压作用下最大应力发生于_中心_。周边固支的圆平板，最大应力发生于_边缘_ 。 点评：考查在平封头与筒体连接的几种情况下，边界条件对平封头应力分布的影响。 20、整体补强的型式有：a. 增加壳体的厚度，b.厚壁管，c. 整体补强锻件_ 。 21、壳体圆形开孔时，开孔直径是指接管内径加_2_倍厚度_附加量。 22、 椭圆封头在过渡区开孔时，所需补强面积
7、A 的计算中，壳体的计算厚度是指 椭圆封头的_计算_厚度。 点评：明确开孔部位不同，开孔补强计算所用的厚度不同，见公式5-1（P116），开孔位于封头过渡区内时，封头厚度计算公式按6-2（P156）。23、 垫片起到有效密封作用的宽度位于垫片的_外径 侧。 点评：考查在螺栓力的作用下，垫片哪部分是有效密封面积。 24、 当螺栓中心圆直径D b 受法兰径向结构要求控制时，为紧缩D b 宜改选直径较小_的螺栓。 点评：考查对法兰设计的理解。 25、 垫片系数 m 是针对法兰在操作状态下，为确保密封面具有足够大的流体阻力，而需作用在垫片单位_密封面积上的压紧力与流体_压力的比值，垫片愈硬，m愈_大_
8、。 点评：见 GB150.3 7.5.1 26、 法兰按其整体性程度可分为：松式法兰、整体 法兰、任意_法兰。 点评：见 GB150.3 7.4，法兰的设计计算方法是与其整体程度有关的。 27、 压力容器无损检测的方法包括射线、超声、磁粉、渗透 和电磁检测 等。 点评：见固容规的第 4.5.2 条。 28、 奥氏体不锈钢制压力容器用水进行液压试验时，应严格控制水中的氯离子含量不超过 25mg/L 。试验合格后，应立即将水渍去除干净。 29、 最高允许工作压力是根据容器各受压元件的有效厚度，考虑了该元件承受的所有载荷而计算得到，且取各受压元件的 最小值。 点评：考察设计者对最大允许工作压力概念的
9、掌握。最大允许工作压力是压力容器标准中的一个重要概念，涉及安全泄放装置、压力试验等相关内容。见GB150.1 3.1.6 30、 压力容器的对接焊接接头的无损检测比例，一般分为全部（100%）和局部（大于等20%）两种。对碳钢和低合金钢制低温容器，局部无损检测的比例应大于等于50% 。 31、 换热器设计中强度胀中开槽是为了增加管板与换热管之间的拉脱力 而对管孔的粗糙度要求是为了 密封 。 点评：考察设计者对标准的理解和结构设计要求的目的。 32、 立式管壳式换热器外导流筒应在内衬筒的下端开泪孔。 点评：GB151 5.11.5,工程基本概念。 33、 焊接接头由 焊缝 、 熔合区 、 热影响
10、 三部分组成。34、 在卧式容器计算中圆筒的许用轴向压缩应力取设计温度下材料的 许用应力 与 B 值的较小 值。 点评：这是许用轴向压缩应力的基本概念。 35、 卧式管壳式换热器壳程为气液共存或液相中含有固体颗粒时，折流缺口应 垂直左右布置。 点评：GB151 5.9.5.1。该条为折流板在各种介质条件下结构布置的要求。 36、 塔式容器液压试验时允许采用 立 试或 卧 试。 点评：做过塔式容器设计的地球人都知道。 37、 设计基本地震加速度取值，对设防烈度为七度时为 0.1g 、0.15g；八度时为 0.2g 、0.3g ；九度时为 0.4g 。 点评：载荷规范要求，考查设计者对除压力载荷以
11、外的其它载荷的理解和掌握程度。 JB/T4710 P21.38、 塔式容器下封头的设计温度大于或等于 400 时，在裙座上部靠近封头处应设置隔气圈。 点评：温度高是，裙座与封头连接处会出现很大的局部应力，因此规范对 400以上时的结构做了规定。 39、 按 JB/T4710 的规定，在计算自振周期时，如加大塔壳和裙座壳的厚度，则该塔的自振周期将变 小 。 点评：考查设计者对自振周期与壁厚关系的理解程度，设计者除了正确使用计算机软件外，还应对基本的原理和规律要烂熟于心，应该对计算结果运用原理和规则进行判断并合理的调节参数。 40、 球罐可视为一个单质点体系，对其进行基本自振周期计算。 点评：球罐
12、的在地震、风载荷下的计算模型。 41、 边缘应力的特点自限性 、局部性 。42、 压力容器壳体采用接管补强后一般会引起局部薄膜应力、弯曲应力、峰值应力 三种应力。43、 按 GB150 规定，超压泄放装置不适用于操作过程中可能产生压力剧增，反应速度达到 爆轰时 的压力容器。 点评：见 GB150.1 附录 B1.3，GB150 提供的安全泄放装置在反应达到爆轰时，不能瞬时泄放，保证容器安全。是超压泄放装置的最基本概念。安全泄放装置是压力容器的重要组成部分，作为压力容器设计人员应该准确掌握其概念，计算。不应只是按照工艺条件，写上安全阀型号即可，安装在设备上的安全泄放装置是压力容器设计人员的职责范
13、围。 44、 容器用金属材料中，钛 材及其容器不应在空气中接触明火，以免易产生金属的燃烧。 点评：见 JB/T 47452000 标准释义 第一章。JB/T4734-2002铝制焊接容器和 JB/T4745-2002钛制焊接容器于 2003年3月1日开始实施，作为压力容器设计人员应及时了解标准动态，很多单位不涉及有色金属的设计，因此我们只考了最基本的内容，占很少的分数，意在告诉设计人员对行业发展的动向要有所掌握。 45、 铝、钛的常压容器一般可不进行容器的压力试验，通常进行盛水试验。 点评：同上 46、 外压及真空容器的圆度要求严于内压容器,主要是为了防止 失稳 。 点评：外压容器结构的基本要
14、求，意在让设计人员掌握技术条件制定的根本原因，掌握处理问题最基本的出发点。 47、 容器制造时应先完成标记移植才能进行受压元件材料的分割。 点评：压力容器制造的基本常识。设计人员需掌握基本的制造工序。 48、 依封头规格大小不同其制作方式有整板成形、先拼板后成形、分辨成形后组焊等三种。 点评：封头基本制作方式，依制作方式不同应该有不同的技术要求。 49、 产品焊接试件的用材应与容器用材具有相同标准 、 相同牌号、相同厚度和相同热处理状。 50、 铝容器的最高设计压力为 8 MPa；钛容器的最高设计压力为 35 MPa。 点评：见 JB/T4734-2002铝制焊接容器和 JB/T4745-20
15、02钛制焊接容器。同44题。 二、 选择（本题共 25 分，每题 0.5 分，以下答案中有一个或几个正确，少选按比例得分，选错一个不得分） 1 、设计温度为 350的压力容器，其壳体材料可选用的钢板牌号有b、c. a.Q235-B b.Q245R c.Q345R 点评：见GB150.2表 2 及附录D, 压力容器最常用的碳钢和低合金钢材料，对其适用的基本范围应熟记于心。并不是要求所有的材料必须背下所有的技术参数。 2 、设计温度为 600的压力容器，其壳体材料可选用的钢板牌号有 a、b. a.S30408, b.S31608, c.S31603 点评：奥氏体不锈钢当温度超过 525时，含碳量应
16、不小于 0.04%，超低碳不锈钢不能适用，因热强性下降，此题是考查此概念。 3 、设计温度为-50的压力容器，其壳体材料可选用的钢板牌号有_（c） 。 点评：见GB150.2表 4 ,其中几种材料为压力容器最常用的低温材料，对其适用的基本范围应熟记于心。并不是要求所有的材料必须背下所有的技术参数。 a.16MnDR, b.15MnNiDR, C.09MnNiDR 4 、按钢板标准，16mm 厚的 Q345R 钢板，在 0时的一组冲击功（J）数值为_d_的是合格产品。. a. 22，35，38； b. 25, 38, 38, c. 22, 45, 45, d. 25, 39, 39. 点评：见G
17、B713-2008,本题考查设计人对冲击功结果评定的基本概念，前两组数据中因为有“22”的数据，小于合格指标的 70%，不可能是合格的产品,另一组的三个试样算术平均值低于合格指标。 5 、外压球壳的许用外压力与下述参数有关 b，d 。 a.腐蚀裕量 b.球壳外直径 c.材料抗拉强度 d.弹性模量 点评：本题为基本概念试题，考查影响许用外压力的的有关因素 6 、在 GB150 外压圆筒校核中，是以 Do / e b 为界线区分薄壁圆筒和厚壁圆筒的。 a. 10 b. 20 c. 4.0 7 、一台外压容器直径1200mm，圆筒壳长 2000mm，两端为半球形封头，其外压计算长度为 b a. 20
18、00mm b.2400mm c.2600mm 点评：本题为基本概念试题，考查设计者对外压容器中基本参数的掌握 8 、外压计算图表中，系数 A 是（ a，c，d ）。 a. 无量纲参数 b. 应力 c. 应变 d 应力与弹性模量的比值 点评：本题为基本概念试题，加深设计者对 GB150 中图表的物理意义的解. 9 、在圆筒壳体中由轴向温度梯度引起的应力属于_b_。 a 一次弯曲应力 b 二次应力 c 峰值应力 点评：本题为力学基本概念试题，不同类别的应力对安全性的影响是不同的。 10、 分布力是表面力的一种，下面哪些力属于表面力_a_b_。 a.雪载荷 b.风载荷 c.容器自重 点评：本题为基本
19、概念试题 。11、 GB150 不适用下列容器 b ，d a.操作压力为 0.05MPa, 设计压力为 0.1MPa 的容器； b.涡轮机外壳； c. 立式容器； d. 火焰加热消毒锅。 点评：本题为压力容器设计基础，是 GB150.1 通用要求内容，设计人应牢牢掌握见 GB150.1 . 12、 以下哪些元件是受压元件 a ，b， c 。 a.壳体锥形封头； b. 人孔平盖； c. 加强圈； d 支座垫板 点评：本题为压力容器设计基础，必须掌握的内容。见 GB150.1 1.6 及GB/T26929压力容器术语的定义。13、 压力容器元件的金属温度是指该元件的金属的 C a 表面温度的较高者
20、 b 内外表面温度的平均值 c 截面温度的平均值 点评：本题为压力容器设计概念，见 GB150.1 3.1.7 14、 椭圆封头计算式中的 K 称为形状系数，其意义是封头上的_c_应力与对接圆筒的_d_薄膜应力的比值。 a. 最大薄膜 b. 最大弯曲 c .最大总 d. 环向 e. 轴向 点评：本题为基本理论试题。 15、 C 低于-20C0 的碳素钢及低合金钢制低温压力容器称之为低温容器. a 操作温度 b 钢材的使用温度环境温度 c 设计温度 d 大气极端温度. 点评：本题为基本压力容器设计概念，见 GB150.3 附录E 16、 压力容器设计时一般情况下不考虑 c 载荷. a 液体静压力
21、 b雪载荷 c 惯性力 d 设计压差 17、 加工成形后的圆筒壳体最小厚度，对碳素钢低合金钢制容器不小于 3mm，这其中不包括 a c 。 a 腐蚀裕量 b 钢材厚度负偏差 c 加工减薄量 18、 在校核膨胀节平面失稳压力时，所用的屈服极限值应是 b 的实际值。 a 材料冷作硬化前； b 材料冷作硬化后 点评：本题考查膨胀节的基本知识，稍有些偏，但膨胀节也是压力容器的 一个重要元件，希望设计人对其有所了解. 19、 法兰设计压力较高时，一般应选用m和y_c_的垫片。当垫片的预紧载荷远大于操作载荷时，宜改选_a b_ 较小的垫片。 a. m b. y c. 较大 d. 较小 点评：本题为法兰设计
22、基本概念。很多设计者由于计算软件的应用，不再重视各种参数的意义，针对计算的结果，应准确判断出参数选择的是否合理，法兰的设计是由何种因素来控制，从而选择更加合理的结构。压力容器设计的优劣，不仅是安全性，还有结构的合理性。 20、 法兰设计压力较高时，如选用强度较低的螺栓，会因所需螺栓面积_ a _ _增大，使螺栓中心圆直径_ a _ ，导致法兰力矩的力臂_ a _ ，造成法兰设计的不合理 a.增大 b.减小 21、 下列缺陷中，acdf 是压力容器常见的焊接缺陷。 a.裂纹 b.分层 c.未焊透、未熔合 d.气孔、夹渣 e.腐蚀 f.咬边点评：焊接常识。 22、 在下列管壳式换热器元件中,应考虑
23、腐蚀裕量的元件为 b a 换热管 b 管板 c 折流板 d 支持板 点评：换热器基本设计概念，见 GB151 23、 管壳式换热器双管板结构型式适用于 b 的场合. a 管程设计压力比壳程高 b 管壳程介质严禁混合 C 管壳程温差大 点评：不同的换热器类型适合不同的场合。很多人没有设计过双管板的结构，但是作为压力容器设计者，应该对不同的类型有最基本的了解。 24、 管壳式换热器计算传热面积是以换热管 c 为基准计算的。 a 内径 b 中径 c 外径 点评：换热器设计基本概念。 见 GB151 25、 对于金属温度在 C 的容器，其设计温度不得高于壳体金属可能达到的最低金属温度。 A.-20 B
24、.-20 C.0 D.0 点评：设计温度的确定的基本概念。GB150.1 4.3.426、 H/D 大于 5 中的 D 对于不等直径的塔式容器是指 d a 各塔段中最小直径； b 各塔段中最大直径； c 各塔段直径的算术平均值； d 各塔段直径的加权平均值。 点评：掌握标准中对不等直径塔的处理方法 JB 4710 1 27、 等直径、等壁厚塔式容器的自振周期是将其简化成 d a 单自由度体系； b 双自由度体系； c 多自由度体系； d 弹性连续体。 点评：塔式容器设计基本概念。 28、 基本风压的重现期为 d a 20 年； b 30 年； c 40 年； d 50 年 点评：塔式容器设计载
25、荷选取中建筑结构荷载规范的新规定 GB 500092001 7.1.2 29、 基本风压值按“建筑结构荷载规范”选取，但均不应小于 b a 250N/m2 b 300N/m2 c 350N/m2 d 400N/m2 点评：塔式容器设计载荷选取中建筑结构荷载规范的新规定。GB 500092001 7.1.2； 30、 计算垂直地震力时，应先计算出总垂直地震力，然后再分配至各质点，其 分配原则为 c 。 a 平均分配； b 三角形分配； c 倒三角形分配； d 全部分配至底部质点。 点评：塔式容器设计基本概念。(P22) 31、 GB12337-1998 适用于设计压力不大于 c 的球罐。 a.
26、30.0MPa b. 10.0Pa c. 4.0MPa d. 1.0MPa 点评：球形容器设计范围。GB12337 1.1 32、 下列密封属于自紧密封的有 b 。 a.平垫密封 b.伍德密封 c.卡扎里密封 d.双锥密封 点评：GB150.3附录C。强制密封：金属平垫密封、卡扎里密封、透镜垫密封、卡箍紧固结构;半自紧密封：双锥密封自紧密封：伍德密封、椭圆垫及八角垫密封33、 最大允许工作压力是按 b 计算而得。 .设计厚度；.有效厚度.计算厚度。34、 用有延迟裂纹倾向的材料应在焊接完成至少经 b 小时后，方可进行焊缝的无损检测。 a.12 b. 24 c. 36 d.48 35、 下列有关
27、压力容器耐压试验的要求，哪些是不正确的？ a c a. 一台压力容器制造完毕后是进行液压试验，还是气压试验，由设计者任意选择； b. 气压试验所用气体不能任意选择； c. 碳素钢和低合金钢制压力容器的试验用气体温度不得低于 5； d. 气压试验合格的要求是，试验过程中，压力容器无异常响声，经检漏，无漏气，无可见的变形。 点评：压力容器耐压试验的要求。GB150.4 11 36、 下列哪些容器的A和B类焊接接头应进行 100%射线或超声检测 a.c . a.厚度 34mmQ235-C 制容器；b 厚 28mmQ345R 制容器；c.厚 36mmQ245R 制容器 点评：压力容器无损检测的要求 G
28、B150.4 10.3.1 37、 下列哪些焊接接头只能用射线方法进行检测 b . a 多层包扎容器内筒 A 类接头； b.多层包扎容器筒节间 B 类接头； c.30mm12Cr2Mo1R 制容器 A、B 类接头； 点评：压力容器无损检测方法的选择，要求设计人员应掌握基本的制造检验的知识，否则会造成设计的产品无法制造或检验，或提出的要求不合理。 38、 多层包扎容器内筒同一断面最大与最小直径之差应符合下述哪个要求 a a 不大于内径的 0.4%,且不大于 5mm； b.不大于内径的 1%且不大于 25mm 39、 不锈钢材料发生晶间腐蚀的机理是 b . 奥氏体过饱和碳的析出； . 贫铬区的产生
29、； . 缝隙腐蚀的结果。点评：晶间腐蚀、应力腐蚀、氢腐蚀等几种常见腐蚀的机理应掌握。40、 多腔压力容器(如换热器、夹套容器等)按照类别高的压力腔来作为该容 器类别，其设计制造技术要求按 c 。 a、 较低类别 b、 较高类别 c、 每个压力腔各自类别 点评：见固容规A1.3.241、 钢制塔式容器中设置长圆形人孔时，按强度要求筒体上人孔长轴方向与筒体轴线方向 b 时为最佳；裙座上人孔长轴方向与轴线方向 a 时为最佳。 a、 平行 b、 垂直 c、 夹角 30o d、 夹角 45o点评：根据受力性质设置。42、 焊缝余高对容器运行安全的影响主要在于下述哪个方面 a a、疲劳寿命； b、应力腐蚀
30、； c、强度削弱 点评：在多层焊焊接过程中,下一焊道对上一焊道可以起到缓冷和保温的作用,对于消除焊接应力,改善组织和提高焊接接头的塑性是有好处的。焊缝的余高对最后一道焊道也起到了这种作用,因此,从焊接的要求来讲,应有一定的余高。因为余高的存在使得局部形状发生突变,由于这种突变,不可避免地会引起应力集中。余高往往会成为压力容器疲劳断裂或脆性断裂的根源。 43、 一压力容器由四个受压元件组成。经计算四个元件的最大允许工作压力分别为Pw1=2.14MPa,Pw2=2.41MPa, Pw3=2.25MPa, Pw4=2.15MPa,请确定该容器的最大允工作压力 Pw= a a. Pw=2.14MPa,
31、 b. P w=2.15MPa, c. P w=2.25MPa, d. P w=2.41MPa, 点评：明确最大允许工作压力的概念。 44、 热壁加氢反应器不宜采用下列哪些壳体结构 b、d . a. 单层卷焊； b.热套； c.锻焊 d.多层包扎； 点评：压力容器结构设计应用 45、 产品焊接试板为何要求进行无损检测 c . a. 保证试板焊接接头与产品焊接接头质量相当； b. 检查焊接工艺是否合格； c. 保证在焊接接头的合格部位取样，避免超标缺陷影响力学性能检验的准确性 点评：压力容器与设计有关的焊接基本概念。见 NB/T47016-2011 3.7 46、 JB 4708 中规定进行焊接接头冲击韧性试验时，应在 _C_制备冲击试样 a. 焊缝区，熔合区，热影响区； b. 焊缝区
