【应用化工系】化工设备机械基础-习题

化工设备机械基础
期末复习题
一、选择题(共75题):
1、在一定条件下使化工原料(物料、介质)发生化学和物理变化,进而得到所需要的新物质(产品)的生产过程,称为:(  )
A:化学工业    B:化工生产    C:过程工业
2、机械工作时不运动,依靠特定的机械结构等条件,让物料通过机械内部自动完成工作任务的,称为:(  )
A:化工设备    B:化工机械    C:化工机器
3、化工容器中主要用于完成介质的热量交换的是:(   )
A:反应压力容器     B:分离类容器    C:换热压力容器
4、某一化工容器的设计压力为5MPa,那么该容器属于:(   )
A:低压压力容器     B:中压压力容器    C:高压压力容器
5、以下属于列管式换热器组成部件的是:(   )
A:管板    B:塔盘    C:燃烧器
6、固定管板式换热器最大的缺点是会产生很大的:(   )
A:温差应力    B:流体阻力    C:温差轴向力
7、列管式换热器中,管子与管板为活动连接的是:(   )
A:固定管板式换热器    B:浮头式换热器    C:U形管式换热器
8、为了避免壳程流体对换热管产生的剧烈冲刷,延长换热管的使用寿命,我们应在壳程流体入口处设置:(   )
A:设备法兰    B:安全附件    C:缓冲挡板与接管
9、列管式换热器中,折流板与支持板的固定主要是通过(   )来实现:
A:拉杆和定距管    B:导流筒    C:填料函
10、板式塔总体结构分为塔顶、塔体和群座部分,其中塔顶部分主要功能是:(   )
A:固液分离     B:气液分离    C:液体再分布
11、板式塔总体结构分为塔顶、塔体和群座部分,其中塔体部分主要结构元件是:(   )
A:泡罩    B:浮阀    C:塔盘
12、浮阀塔中最常用的F-1型浮阀,其避免浮阀与塔板粘黏的装置是:(   )
A:阀腿    B:降液管    C:定距片
13、填料塔所用的填料分为实体填料和网体填料两大类,以下属于网体填料的是:(   )
A:拉西环    B:鲍尔环    C:鞍形网
14、填料塔所用的填料分为实体填料和网体填料两大类,以下属于实体填料的是:(   )
A:波纹板    B:阶梯环    C:鞍形网
15、搅拌反应釜为了使参加反应的各种物料混合均匀、接触良好,以加速反应进行和便于反应控制,我们需要设置:(   )
A:传热装置    B:搅拌装置    C:轴封装置
16、搅拌反应釜为了使釜体内温度控制在反应所需的范围内,我们需要设置:(   )
A:传热装置    B:搅拌装置    C:轴封装置
17、搅拌反应釜为了保持设备内的压力(或真空度),防止反应物料逸出和杂质的渗入,我们需要设置:(  )
A:传热装置    B:搅拌装置    C:轴封装置
18、(   )是使细颗粒状的固体物料装填在一个垂直的圆筒形容器的多孔板上,气体通过多孔板向上通过颗粒层,足够大的气速使固体颗粒浮起呈沸腾状态,以达到均匀反应。
A:固定床反应器    B:流化床反应器    C:鼓泡反应器
19、以下不属于管式加热炉的结构组成的是:(   )
A:辐射室    B:对流室    C:分离室
20、以下属于管式加热炉的结构组成的是:(   )
A:预热回收系统    B:干燥系统    C:循环系统
21、废热锅炉内的蒸汽压力为15MPa时,属于:(   )
A:低压锅炉    B:中压锅炉    C:高压锅炉
22、烟道式废热锅炉具有的特点是:(   )
A:炉气压力高于大气压力。
B:高温炉气中不含对金属产生腐蚀的腐蚀性气体。
C:高温炉气含有大量矿尘,对金属会造成严重磨损。
23、蒸发是一个热量传递的过程,它能完成以下操作:(   )
A:使溶液增浓,制取浓溶液。
B:使固体溶质从溶液中析出。
C:利用加热除去固体物料中的水分或其他溶剂。
24、以下各类设备中属于对流干燥器的是:(   )
A:厢式干燥器    B:滚筒干燥器    C:微波干燥器
25、以下各类结晶设备中与搅拌反应釜结构几乎相同的是:(   )
A:循环式蒸发结晶器    B:真空结晶器    C:釜式结晶器
26、化工生产中,适用于深度冷冻的管道多采用:(   )
A:铸铁管    B:紫铜或黄铜管    C:铝管
27、化工生产中,主要用于输送硫酸的管道是:(   )
A:铝合金管    B铅管    C:硅铁管
28、日常生产生活中,我们使用的各种塑料管的主要原料是:(   )
A:聚酯树脂    B聚氯乙烯    C:聚四氟乙烯
29、闸门是化工管道上控制介质流动的一种重要附件,其主要作用有:(   )
A:切断或沟通管内的流体流动。
B:调节通过阀门的流体的温度。
C:使流体通过阀门后产生很大动压力。
30、根据介质压力自动启闭,避免设备管道遭受破坏的闸门是:(   )
A:截止阀    B:节流阀    C:安全阀
31、机械传动按工作原理可以分为摩擦传动和啮合传动,以下属于摩擦传动的是:(   )
A:平带传动    B:齿轮传动    C:蜗杆传动
32、机械传动的工作能力可以用功率效率和传动比表示,其中传动比的公式为:(   )
A:η=Pw/Po    B:i=n1/n2    C:Pm=(1-1.3)Po
33、能保持恒定的瞬时传动比,传递运动准确可靠的是:(   )
A:齿轮传动    B:链传动    C:带传动
34、在传动中能缓和冲击、吸收振动,工作平稳无噪声的是:(   )
A:带传动    B:齿轮传动    C:链传动
35、当承受重载时,由于齿面之间相互摩擦发热,而使两齿面啮合时互相黏着,分开时,较软的齿面材料被撕下,齿面形成撕裂沟痕,这种现象称为:(   )
A:齿面磨损    B:齿面点蚀    C:齿面胶合
36、转轴可以分为空心轴和实心轴,,以下属于空心轴的是:(   )
A:汽车转向轴    B:火车车轮轴    C:内燃机活塞
37、滚动轴承的滚动体是放在轴承内、外圈之间的(   )内滚动。
A:轴瓦    B:凹槽滚道    C:保持架
38、轴毂连接中以键连接最为常见,其中普通平键连接里适用于轴端部的形状是:(   )
A:圆头(A型)    B:方头(B型)    C:单圆头(C型)
39、根据国家标准规定,螺纹连接件分为A、B、C三个等级,其中精度最高的是:(   )
A:A级    B:B级    C:C级
40、能缓和冲击、吸收振动并且允许被连接的两轴间有微小位移的是:(   )
A:钢性联轴器    B:弹性套柱销联轴器    C:链条联轴器
41、(   )是一种将液体或固体悬浮物,从一处输送到另一处或从低压腔体输送到高压腔体的机器。
A:泵    B:压缩机    C:离心机
42、(   )是压缩气体,提高气体压力,从而达到输送气体和使气体增压的目的的机器。
A:离心机    B:泵    C: 压缩机
43、固体原料、成品或半成品进行粉碎后,物料颗粒直径在20mm的分为:(   )
A:粗碎    B:中碎    C:细碎
44、在化工生产中,我们需要依靠输送机来完成固体物料的输送及储存,以下三种输送机中,可以用于垂直方向输送物料的是:(   )
A:带式输送机    B:斗式提升机    C:螺旋输送机
45、润滑不良、工作中加料和加载不均衡,都有可能造成:(   )
A:疲劳裂纹    B:振动与运转故障    C:超压及超负荷
46、以下属于人为故障的是:(   )
A:磨损    B:腐蚀    C:错用性故障
47、在水冷却器的水侧,不会产生的腐蚀形态是:(   )
A:冲蚀    B:汽蚀    C:氢侵蚀
48、换热器开车操作前我们需要:(   )
A:彻底排净气体和冷凝液    B检查泄漏与结垢情况    C:清洗
49、下列不属于塔设备的缺陷和故障的是:(   )
A:塔内工作面积垢    B:塔体壁厚减薄
C:换热管与管板间的缝隙腐蚀
50、目前最常用的清除积垢的方法有机械法和化学法,以下属于化学除垢法的是:(   )
A:水力除垢    B:6%-8%的酸液除垢    C:喷砂除垢
51、由于摩擦而引起零件表面层材料被破坏的现象称为:(   )
A:摩擦    B:磨损    C:润换
52、机器零件在不正常的工作条件下,在很短的时间内产生的磨损,我们称之为(   )
A:自然磨损    B:事故磨损    C:正常磨损
53、润滑油是一种(   )的润滑剂。
A:液体    B:固体    C:半固体
54、(   )的润滑剂我们又称为润滑脂。
A:半固体    B:液体    C:固体
55、下列属于润滑脂润滑的是:(   )
A:滴油润滑    B:飞溅润滑    C:旋盖注油杯
56、离心泵启动前,若有轴承水冷却系统,则需要打开(   )
A:轴承冷却水给水阀门    B:填料函冷却水给水阀门    C:液封系统阀门
57、离心泵停车时,需要完成的作业是:(   )
A:灌泵    B:逐渐打开排液阀    C:停止电机运转
58、阀门在使用的过程中,产生填料泄露故障的最主要的原因是:(   )
A:阀杆螺纹生锈    B:阀门密封面被破坏    C:阀件开关频繁,填料磨损
59、阀门在使用的过程中,产生阀门关不严故障的最主要原因是:(   )
A:填料老化变硬    B:有杂质卡住阀门密封面    C:填料加量不足或过多
60、设备的维护保养完全由操作工人独立负责执行的是:(   )
A:日常保养    B:二级保养    C:三级保养
61、设备的维护保养必须由维修工人执行,操作工人参加的是:(   )
A:日常保养    B:一级保养    C:三级保养
62、设备资产的编号方法各企业有所不同,但前面字母表示的都是:(   )
A:设备的类型或代号    B:设备的定位号    C:管道编号
63、在设备润滑工作中,要做到定点、定质、定量、定人、定时,其中,按规定的油量注油是指(   )
A:定人    B:定量    C:定时
64、机电设备中,连续旋转和往复运动的两个偶合件之间的密封属于:(   )
A:静密封    B:密封点    C:动密封
65、设备及附属管线和附件,在运行过程中,两个没有相对运动的偶合件之间的密封属于:(   )
A:动密封    B:静密封    C:密封点
66、在全厂系统的大检修中,用水、蒸汽、惰性气体将设备、管道里的可燃性或有毒、有害气体彻底交换出来的作业是:(   )
A:置换    B:排放    C:吹扫
67、化工压力容器不仅承受压力,而且还受到介质的腐蚀和压力、温度波动的影响,所以我们每隔(   )要作一次全面检验。
A:一年    B:三年    C:六年
68、化工生产上,用于高压、超高压容器的压力表,其精度不能低于:(   )
A:2.5级    B:1.5级    C:1级
69、(   )是指材料抵抗更硬物体压入而产生塑性变形,包括产生压痕或划痕的能力。
A:塑性    B:硬度    C:韧性
70、材料在外力作用下其尺寸和形状发生变化,当外力卸除,材料又恢复到原始形态和尺寸的特性,我们称之为(   )。
A:弹性    B:刚度    C:强度
71、碳钢中含碳量大于或等于0.6%的属于(   )
A:低碳钢    B:中碳钢    C:高碳钢
72、铸铁是含碳量为(   )的铁碳合金。
A:2%—4.5%     B:小于2.11%     C:大于0.6%
73、下列属于无机非金属材料的是:(   )
A:塑料    B:玻璃    C:石墨
74、下列属于有机非金属材料的是:(   )
A:橡胶    B:陶瓷    C:搪瓷
75、金属材料常见的腐蚀破坏形式有多种,其中对应于化学腐蚀机理的腐蚀形式为:(   )
A:全面腐蚀    B:气体腐蚀    C:局部腐蚀
二、填空题(共25题,50个空):
1、现代化工生产追求的生产运行目标为:安全、(      )、(        )、满负荷运行、优化生产组合和产品结构。
2、化工容器常见结构形式为:(      )、封头、化工工艺接管、人孔手孔视孔、(        )、支座等。
3、化工生产对化工设备在安全方面的要求有:强度、(      )、稳定性、(        )、耐腐蚀性。
4、列管式换热器根据管束、管板和壳体的结构和连接方式不同,主要可分为:固定管板式、(        )、填料函式、(          )等几种。
5、塔设备按其在生产操作过程中的作用来分,可将其分为:(        )、解吸塔、吸收塔、(           )等。
6、板式塔按照塔盘结构的不同,可以分为:泡罩塔、(        )、(        )。
7、填料塔内的液体喷淋装置常用的类型有:喷洒型、(        )、(        )。
8、搅拌反应釜内常用的搅拌器按结构来分,可以分为:(          )、框式和锚式搅拌器、(            )、涡轮式搅拌器。
9、搅拌反应釜内常用的搅拌器按流体的流动形态来分,可以分为:(             )、(                  )、混合流搅拌器。
10、管式加热炉的结构组成主要由:(       )、(       )、余热回收系统、燃烧器及通风系统组成。
11、化工上常用的废热锅炉形式有:固定平管板式废热锅炉、(                     )、(                       )、螺旋管式废热锅炉。
12、化工管道的连接方法主要有:螺纹连接、(        )、(             )、承插连接。
13、把电动机输出的运动和动力传递给工作机的中间环节,称为(             ),一台完整的机器,主要由动力机、(         )、传动系统组成。
14、根据齿轮的形状,齿轮传动可以分为以下三种类型:圆柱齿轮传动、(            )、(                    )。
15、轴承主要分为滑动轴承和滚动轴承两大类,其中滚动轴承由四个基本部分组成,即:内圈、(        )、滚动体、(            )。
16、螺纹连接的基本类型有以下四种:螺栓连接、(                 )、(            )、紧定螺钉连接。
17、粉碎机存在的目的在于将物料(        )后,增加物料单位质量的(          ),从而改善固体物料参与的传热、传质过程,加快化学反应速度,提高化学产品质量。
18、刮刀卸料式离心机的特点是转鼓在连续全速运转的情况下,能自动依次循环,间歇地进行进料、(       )、洗涤滤渣、甩干、(         )、洗网等工序的操作。
19、在水冷却器的水侧,会产生各种形态的腐蚀,包括:冲蚀、(        )、(        )、电化学均匀腐蚀。
20、恢复设备法兰的密封能力可用以下三种措施:(             )、(              )、加工不平的法兰或更换新法兰。
21、根据磨损产生的原因和磨损过程的本质,磨损可分为:(             )、黏着磨损、(                 )、腐蚀磨损。
22、化工运转设备操作维护的主要环节有:启动前的准备、(          )、运行和维护、(                 )、事故停车或紧急停车、停车后的保养和修理。
23、化工压力容器的安全附件主要有:安全阀、爆破片、易熔塞、(          )、(          )、液位计、紧急切断阀和紧急排放装置等。
24、为了改善碳钢的力学性能和耐腐蚀性能,特意在钢中加入少量(          ),如铬、镍、钛、锰、钼、钒等熔合而成,所得到的钢统称为(             )。
25、金属材料对应于化学腐蚀机理的腐蚀形式称为(             ),对应于电化学腐蚀机理的腐蚀形式称为(                    )。
 
三、判断题(共50题):
1、反应釜、换热器、填料塔、输送机和废热锅炉都是化工设备。(    )
2、具有对初级工传授技能的能力是化工操作中级工技术标准中的应会内容。(    )
3、浮头式换热器应设置膨胀节以避免温差应力的产生。(    )
4、换热管的直径、长度、数量和材料是决定换热管传热的主要因素。(    )
5、换热器设计压力P≤4MPa、设计温度t≤300℃,则换热管与管板之间的连接最好使用胀接。(    )
6、换热器内的支持板可以提高壳程内流体的流速,增加介质的湍流程度,提高传热效率。(    )
7、泡罩塔具有结构简单、性能优良、制造和维护费用低等优点,因此应用最为广泛。(    )
8、筛板塔结构与浮阀塔相似,不同之处是塔板上不是开设装置浮阀的阀孔,而只是开设许多筛孔,因此结构简单。(    )
9、板式塔内的溢流装置包括溢流堰、降液管、筛孔等。(    )
10、填料塔的塔顶安装有液体分布装置,其作用是将液体均匀地喷洒在塔顶填料上,使填料表面能够全部被淋湿。(    )
11、填料塔内安装的液体再分布装置,其主要作用是避免干锥现象的产生,防止壁流。(    )
12、搅拌反应釜釜体外部设置的供加热或冷却用的传热装置,使釜体内温度控制在反应所需的范围内的称为蛇管传热装置。(    )
13、搅拌反应釜釜体内部设置的供加热或冷却用的传热装置,使釜体内温度控制在反应所需的范围内的称为夹套传热装置。(    )
14、我们把管式加热炉对流室内的炉管称为对流炉管,辐射室内的炉管称为辐射炉管,辐射炉管往往采用翅片管或钉头管。(    )
15、管式加热炉中的大型方炉与箱式炉、立式炉和圆筒炉的最大区别是其对流室单独设置在地面上,可以把几台方炉的烟气用烟道汇集起来统一处理。(    )
16、利用加热除去固体物料中水分或其他溶剂的单元操作,称为蒸发。(    )
17、使溶于液体中的固体溶质从溶液中析出的单元操作,称为结晶。(    )
18、有缝钢管比无缝钢管的强度更高,主要用于高温高压的管道上或作为加热管。(    )
19、改变管道的方向和管径的大小以及管道的分支和汇合,都必须依靠管件来实现。(    )
20、化工管道的连接,当我们需要经常拆卸或车间不允许动火时,必须使用焊接。(    )
21、截止阀、闸阀都是利用阀杆升降带动与之相连的阀盘,改变阀盘与阀座间的距离从而达到控制阀门的启闭和开度。(    )
22、机械传动的作用,除了改变原动机输出的转速和动力的大小以满足工作机的要求外,还可以把原动机输出的运动形式转变为工作机所需要的运动形式。(    )
23、齿面磨损、齿面点蚀和齿面胶合都可能引起轮齿折断。(    )
24、轴承的作用是支承和固定传动零件,使其和传动零件一起转动。(    )
25、滑动轴承具有摩擦因数小,机械效率高,启动容易,内部间隙小,运动精度高,润滑油耗量小,便于安装和维护等优点。(    )
26、半圆键连接在圆锥形轴端部的轴毂连接中最常采用。(    )
27、管螺纹用于管道中管件之间的连接,其牙型角为60°的正三角形。(    )
28、叶片泵是依靠泵内作高速旋转的叶轮把能量传递给液体,进行液体的输送,其排液过程是连续的。(    )
29、离心式压缩机多适用于中、小输气量及高压和超高压场合。(    )
30、活塞式压缩机多适用于大流量连续式及中、低压的场合。(    )
31、设备的故障,指的是整机或零部件在规定时间和使用条件下不能完成规定的功能,或各项技术经济指标偏离了它的正常状况,但在某种情况下尚能维持一段时间工作,若不能得到妥善处理将导致事故的情况。(    )
32、 换热器的正常运行与维护中,当螺栓温度上升到100℃及以上时,应重新紧固螺栓。(    )
33、工艺操作人员参与塔设备的停车检查,对更加熟悉设备,更好地进行操作维护很有好处。(    )
34、化工设备裂缝的修理,只适用于工作压力大于0.07MPa(表压)的常压设备。(    )
35、当有硬质微粒进入摩擦表面时,由于它们对摩擦表面的刮伤而引起的磨损,称为腐蚀磨损。(    )
36、润滑剂除了具有润滑作用外,还具有冷却、冲洗、减振、保护、卸荷、密封等作用。(    )
37、润滑剂的选择应考虑轴承上载荷的大小和性质、润滑表面相对速度的大小,以及轴承的工作温度等因素。(    )
38、化工生产企业的运转设备中,按台数计,压缩机类设备较多,而离心式压缩机又是使用最为广泛的液体输送设备。(    )
39、离心泵与容积泵的启动与停车步骤完全一致。(    )
40、现代的化工设备管理是指设备交付使用后只需要做好维修管理就好。(    )
41、现代设备管理主要包括:设备管理的选择和评价;设备的使用;设备的检查、维护、保养和修理;设备的改造与更新;设备的日常管理等五大方面。(    )
42、现代化工生产可以做到100%杜绝泄露。(    )
43、压力容器运行中不准超过最高允许工作温度,但是可以低于最低允许工作温度。(    )
44、安全阀与压力容器的连接最好采用直接连接、垂直安装的方法。(    )
45、压力表的量程通常为最高工作压力的1.5—3倍,最好为2倍。(    )
46、液位计上的玻璃板有裂纹或破碎时,不影响生产,还可以继续使用。(    )
47、一般认为介质对材料的腐蚀速度在0.1mm/a以下时,在这种介质中材料是耐腐蚀的。(    )
48、碳钢是含碳量大于2.11%的铁碳合金。(    )
49、硬聚氯乙烯和聚四氟乙烯的使用温度范围都是-200到250℃。(    )
50、化工设备常用的防腐蚀措施包括:改善介质的防腐蚀条件、采用电化学保护和采用表面覆盖层保护。(    )
 
四、简答题(共4题):
1、按照压力容器在生产过程中的作用机理,可以将压力容器分为哪几类?(P.7)
 
2、换热器需要满足的工艺条件要求是?(P.10)
 
3、机械传动系统的概念、作用、组成部分?(P.60)
 
4、化工生产操作中设备维护的主要要求是什么?(P.90)
 化工设备机械基础复习题整理
1.         金属的化学性能有哪些?
金属材料的主要性能:力学性能、化学性能、加工工艺性能
Ø  力学性能
  • 机械强度:它是指材料抵抗外力作用避免引起破坏的能力,它是过程装备设计与选材的主要依据之一,是材料的重要机械性能指标。反映材料强度高低的指标有:屈服极限(ReLRp0.2)、强度极限(Rm),蠕变、疲劳极限
  • 塑性:塑性是指材料在断裂前发生不可逆永久变形的能力,通常用伸长率δ和断面收缩率Z表示。
  • 韧性 :韧性是指材料在断裂前吸收变形能量的能力。韧性是材料对缺口或裂纹敏感程度的反映。评定材料韧性的指标通常以标准试样的冲击吸收功(AK) 表示。
  • 硬度:是指材料抵抗其它物体压入的能力。工程上常用的硬度指标为布氏硬度(HBS、HBW)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)和维氏硬度(HV)等。 硬度的大小说明材料的耐磨性及切削加工的可能性;材料的硬度与强度之间存在近似的对应关系: 材料的强度愈高,其硬度也高
Ø  化学性能
  • 耐腐蚀性能:它是指材料在使用工艺条件下抵抗腐蚀性介质侵蚀的能力。
              特点:对于均匀腐蚀,在过程设备设计中通常是采用普通钢材再留有一定的腐蚀裕量来解决的;对于有局部腐蚀的过程设备,则必须从选择相应的耐腐蚀材料及防护措施着手解决。
  • 抗氧化性能:设备在高温等工作条件下抵抗氧、水蒸气、CO2、SO2等对其的氧化作用。
Ø    加工工艺性能
  • 金属材料的加工工艺性能是指保证加工质量的前提下,加工的难易程度。
              金属材料的主要加工工艺性能:焊接性能、铸造性能、 压力加工性能、机加工性能及热处理性能等。
 
2.         目前过程工业使用的碳钢按照品质的分类。 P136
按照品质的好坏,碳钢可分为普通碳素钢、优质碳素钢和高级优质碳素钢。
(1)       普通碳素钢
 这种钢含硫、磷等有害杂质较多(含S≤0.055%,P≤0.045%)。GB/T 700-2006《碳素结构钢》中规定碳素钢的牌号和化学成分见附录3,在化工容器与设备中承压件应用最多的是Q235-B和Q25-C,非承压件应用最多的是Q235-A。
(2)       优质碳素钢
这种钢含硫、磷量较少(含S,P均小于等于0.04%),非金属夹杂物少,组织均匀,表面质量较好。优质碳素钢按含锰量又分为正常含锰量和较高含锰量两种。
正常含锰量的钢号有08,10,15,20等,较高含锰量的钢号有30Mn,40Mn等。如30Mn中数字30表示含碳量为0.3%,含锰量为0.7%~1.2%。化工设备中常用的优质碳素钢有10,15,20等。
(3)       高级优质碳素钢
这种钢的特点硫、磷含量比优质碳素钢的更少,均不高于0.03%。其表示方法是在优质碳素钢钢号后面加一个A字,如20A。
3.         高温设备对钢的要求有哪些。
高温设备对钢材的要求主要是:良好的化学稳定性与热强性。
(1)       化学稳定性
化学稳定性又称热稳定性,主要是指钢材抵抗高温气体(如O2、H2S、SO2等)腐蚀的能力,但对一般耐热钢来说,高温气体主要是指O2,所以,耐热钢的热稳定性主要是指抗氧化性。
在钢中加入Cr、Al、Si等合金元素,可以提高钢的热稳定性,这主要是由于钢中的Cr(或Al,Si)被氧化后能生成一层致密的氧化膜,保护钢的表面,从而避免氧的继续侵蚀。
(2)       热强性
在一定热稳定性的前提下,钢材的高温强度愈高,蠕变过程愈缓慢,说明其热强性愈好。为了提高钢的热强性,通常采用三种方法:
①     强化固溶体。
②     稳定金相组织。
③     提高钢的再结晶温度。
(详见P141)
 
4.         影响法兰密封的主要因素有哪些。
影响密法兰封性能的主要因素:
v  1 螺栓预紧力
  • 预紧力使垫片压紧实现初始密封
  • 适当提高预紧力可增加垫片的密封能力,即在正常工况下保留较大的接触面比压力
  • 预紧力不宜太大,否则使垫片整体屈服丧失回弹能力,甚至将垫片挤出或压坏
  • 预紧力应均匀地作用到垫片上,可采取减小螺栓直径、增加螺栓个数等措施来提高密封性能
v  2 垫片性能
  • 垫片变形能力和回弹能力是形成密封的必要条件
  • 垫片主要性能包括压缩回弹性能和蠕变松弛性能
             变形能力大的密封垫易填满压紧面上的间隙,并使预紧力不致太大;回弹能力大的垫片,能适应操作压力和温度的波动
  • 垫片还应具有能适应介质的温度、压力和腐蚀等的性性能
  • 垫片比压力y和垫片系数m:与垫片材料、结构与厚度关,还与介质性质、压力、温度、压紧面粗糙度等因素有关, 而且my之间也存在内在联系
v  3 压紧面质量
  • 压紧面又称密封面,其形状和粗糙度应与垫片相匹配
  • 使用金属垫片时其压紧面的质量要求比使用非金属垫片时高
  • 压紧面表面不允许有刀痕和划痕
  • 应能均匀地压紧垫片,保证压紧面的平面度和压紧面与法兰中心轴线的垂直度
v  4 法兰刚度
  • 刚度不足引起过大的翘曲变形,是密封失效的主要原因之一。
提高法兰刚度的措施:增加法兰环的厚度、缩小螺栓中心圆直径、增大法兰环外径;采用带颈法兰或增大锥颈部分尺寸,提高抗弯能力
v  5 操作条件
  • 指压力、温度及介质的物理化学性质等对密封性能的影响。
  • 单一操作条件对密封的影响不显著,在压力、介质和温度的联合作用下,尤其是波动的高温下,会严重影响密封性能,甚至使密封因疲劳而完全失效。
 
5.         容器支座分类。

 
6.         内压力容器封头的分类。
容器的封头又称端盖,按其形状可分为三类:凸形封头、锥形封头和平板封头。其中凸形封头包括半球形封头、椭圆形封头、碟形封头(带折边的球形封头)和球冠形封头(无折边的球形封头)四种。
 
7.         几种热处理方式及其目的作用。
钢材的热处理:
(1)退火
Ø  退火:把钢件放在炉中加热至一定温度,根据零件形状尺寸在该温度保温一定时间后,然后随炉以缓慢的冷却速度冷却下来,以得到接近平衡状态组织的一种热处理工艺。
Ø  钢经过退火处理后能达到消除内应力、强度和硬度下降而塑性、韧性提高的目的。
Ø  根据钢的成分和热处理目的要求不同,退火可以分为完全退火、再结晶退火、低温退火三种热处理工艺。
(2)正火
Ø  正火:将钢件加热到一定温度,经适当保温后在空气中冷却的一种热处理工艺。
Ø  正火与退火不同之处在于,正火时钢的冷却速度比退火时快,因此,所得组织更细,强度和硬度有所提高。
Ø  正火处理具有减少钢件内应力、均匀组织和细化晶粒,为最终热处理做好组织准备等作用。另外,对于低碳钢也可以作为最终热处理,因为正火使其晶粒细化,并使碳化物分布更均匀,以获得优良的综合性能。
(3)淬火
Ø  淬火:是把钢件加热到临界温度以上,使钢的组织成为单一的奥氏体,然后保温一定的时间后用油或水急速冷却的热处理工艺。
Ø  由于冷却速度很大且温度很低,钢材组织中的碳原子无能力扩散被全部保留在铁素体中,形成一种硬度高、脆性大、塑性和韧性都很差且极不稳定的过饱和固溶体,称为马氏体。
Ø  淬火的主要目的是获得马氏体。由于马氏体是一种不稳定的组织,因此,淬火后一定要进行回火。
4)回火
Ø  回火:就是将经过淬火后的钢件重新加热到PSK线以下某一温度,以使其转变为较稳定的组织,提高钢的综合力学性能。
Ø  在回火过程中,回火温度是决定回火后钢件机械能的主要因素。因此,常按回火温度的不同分为低温回火、中温回火、高温回火三种热处理工艺。
Ø  通常在生产上将淬火加高温回火的热处理称为调质处理,它广泛应用于要求高强度、承受交变载荷或冲击载荷的工件(如过程机器中重要的轴等)。
(5)化学热处理
Ø  化学热处理:将钢件置入特殊介质中加热和保温,使特殊介质中的一种或几种元素渗入钢件表面,改变其成分和组织,从而改变钢件表面性能的热处理工艺。
Ø  它可以提高钢件的耐蚀性、耐磨性、抗氧化性、耐热性和抗疲劳性。化学热处理按照渗入的元素不同可分为渗碳、渗氮、碳氮共渗以及渗铝、渗铬、渗硼、渗硫和多元共渗等多种表面处理方法。
 
8.         锅炉和压力容器选取钢板的要求。
综合诸多因素,对锅炉钢板和压力容器钢板都提出了较高的要求,主要是:
(1)       中、常温容器材料应具有较高的工作温度强度及室温强度;高温容器材料应具有足够的蠕变强度和持久强度;承受疲劳载荷的容器材料应具有足够多的疲劳强度。
(2)       良好的塑形、韧性和冷弯性能;
(3)       较低的缺口敏感性;
(4)       良好的焊接性能和其他加工工艺性能;
(5)       良好的冶金质量。要求钢板有良好的低倍组织,要求钢的分层、非金属夹杂物、疏松等缺陷尽可能少,不允许有白点和裂纹。
 
9.         压力容器的常见分类方式。P164
按照安装方式:
a.固定式压力容器
有固定安装和使用地点,工艺条件和操作人员也较固定的压力容器。
b.移动式压力容器
使用时不仅承受内压或外压载荷,搬运过程中还会受到由于内部介质晃动引起的冲击力,以及运输过程带来的外部撞击和振动载荷,因而在结构、使用和安全方面均有其特殊的要求。          
按压力等级分类:
按承压方式分类,压力容器可分为内压容器与外压容器。
v  内压容器又可按设计压力(p)大小分为四个压力等级,具体划分如下 :

 
10.     金属腐蚀的主要形式
金属腐蚀分类:

 
11.     法兰连接密封口泄漏的两种途径。P275
一般来说,密封口泄漏有两个途径:一是垫片渗漏,二是压紧面泄漏。
渗透泄漏:
    密封件本体毛细管的渗透泄漏,不但与介质压力、温度、粘度、分子结构等流体状态性质有关,还与密封材料的结构与材料性质有关 。
界面泄漏:
    密封件与压紧面间的泄漏,主要与界面间隙尺寸有关,其是密封失效的主要途径。
 
详见P275
12.     支座的各种形式,以及卧式容器的支座形式。P296

支座是用来支承容器及设备重量,并使其固定在某一位置的压力容器附件。在某些场合还受到风载荷、地震载荷等动载荷的作用。
容器与设备设备的结构型很多,根据容器与设备自身的型式,支座的型式基本上可以分成两大类,即卧式容器支座和立式容器支座。
卧式容器的支座有三种:鞍座、圈座和支腿。
 
13.     按照传递原理或传热方式进行分类,换热设备的分类。P331
按作用原理和实现传热的方式分类:
(1)       直接接触式换热器
它是利用两种换热流体的直接接触与混合来进行热量交换的,其传热效果最好。为了获得大的接触面积,可在设备中放置格栅或填料,也可将液体设计成喷淋形式。
(2)       蓄热式换热器
它是让两种温度不同的流体交替通过同一种载热体表面,使载热体被加热或冷却,而进行冷、热流体之间的热量传递。根据工艺的需要,在连续生产过程中,这类换热器需成对使用。
(3)       间壁式换热器
它是利用一种固体壁面将两种流体隔开,是它们之间通过壁面进行热量交换。这类换热器应用最为广泛。
14.     几种厚度的定义。
(1)           计算厚度:按照压力容器相关国家标准中各章的公式计算或者有限元分析所得到的厚度。是按各章公式计算得到的厚度。需要时,尚应计入其他载荷所需厚度。
(2)           设计厚度:是计算厚度δ与腐蚀裕量C1之和
(3)           名义厚度:是设计厚度δd加上钢材厚度负偏差C1后向上圆整至钢材标准规格的厚度。即标注在图样上的厚度。(指将计算厚度加上钢材厚度负偏差与腐蚀裕量后向上圆整至钢材标准规格的厚度,即图样上标注的厚度。当钢材标准规定的厚度负偏差不大于0.25mm时,且不超过名义厚度的6%时,可忽略不计。)
(4)           有效厚度:是名义厚度δn减去腐蚀裕量C2和钢材厚度负偏差C1的厚度 (指名义厚度减去腐蚀裕量与钢材厚度负偏差。它是容器实际运行过程中容器壁厚的理论最小值。
(5)           投料厚度(即毛坯厚度):
    δs=δ +C1+C2+Δ1(厚度第一次设计圆整值)+C3(加工减薄量)+(厚度第二次制造圆整值)
 
15.     计算题
静力学、拉伸压缩、弯曲、内压力容器设计
Ø  静力学——计算杆、设备的平衡
Ø  拉升压缩——求应力、应变
Ø  弯曲——求梁的最大剪力、弯矩
Ø  内压力容器设计——求壁厚、水压试验校核
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