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福建体彩网压力容器安全技术作业答案
发布时间:2020-08-25 14:20

  压力容器安全技术作业答案_机械/仪表_工程科技_专业资料。1、简述压力容器安全的重要性和压力容器安全工程学的任务 重要性:压力容器由于失效而造成严重后果的称为压力容器事故,事故的后果包括人员伤亡、设 备和厂房破坏等。 压力容器事故造成的破坏,不仅使工厂停产,

  1、简述压力容器安全的重要性和压力容器安全工程学的任务 重要性:压力容器由于失效而造成严重后果的称为压力容器事故,事故的后果包括人员伤亡、设 备和厂房破坏等。 压力容器事故造成的破坏,不仅使工厂停产,污染环境和影响社会安定,而且还 会使国家和人民的生命财产造成难以估量的损失。因此,压力容器安全问题的研究具有重要的意义。 研究任务:压力容器安全技术的任务就是要了解国内外的相关规范和标准, 以压力容器的安全分 析为中心,研究它的各种破坏形式和不安全因素,以及防止事故发生的具体措施和现代化的检测、评 价方法。 2、简述压力容器超压的原因 1)自身不产生压力的压力容器,由于以下情况可能产生超压:输入气量大于输出气量、管道被 异物堵塞(包括腐蚀产物)、阀门操作失误; 2)较高压力系统的介质进入较低压力系统使压力容器形成超压; 3)压力容器装料过量产生超压。装液过量可能会使器内在较低的温度时即被液体所充满。随着 环境温度升高,不仅使饱和蒸汽压增大,而且因液体体积增大,挤占气相空间,形成满液,并引起超 压。 4)反应器中产物的化学反应剧烈,当操作失控时可能产生超压。 3、简述压力容器事故率高的原因 1)工作条件恶劣 2)局部应力比较复杂 3)容易产生超压 4)管理方面的原因 4、简述安全科学和安全工程 安全科学:分析、控制人、机、环境系统中任何危害人类健康和安全的因素,研究这些因素的规 律,以及可能发生的危害,使人、机、环境系统达到最佳状态的科学。 安全工程:应用科学的方法与技术去识别、防治与控制种类繁多难以识别的“隐患”的一门专门 工程技术。 5、什么是绝对安全和相对安全 绝对安全:安全指没有危险,不受威胁,不出事故,既消除能导致人员伤害、发生疾病、死亡或 造成设备财产破坏、损失、以及危害环境的条件 相对安全:在生产活动中,能将人员伤亡或财产损失控制在可接受的水平状态。即若超出了可接 受的水平,为不安全。 1、试述压力容器安全的重要性 压力容器由于失效而造成严重后果的称为压力容器事故,事故的后果包括人员伤亡、设备和厂房 破坏等。 压力容器事故造成的破坏,不仅使工厂停产,污染环境和影响社会安定,而且还会使国家 和人民的生命财产造成难以估量的损失。因此,压力容器安全问题的研究具有重要的意义。 2、解释含碳量大于 0.25 的钢材不能用于焊接容器 实验表明, 钢材强度越高, 焊接热影响区的硬度也越高, 出现焊接裂纹的可能性也越大。 我国 “安 全技术监察规程“规定,含碳量大于 0.25 的钢材不能用于焊接容器。控制碳当量的目的在于保证钢 材的焊接工艺性。 3、压力试验时,如用 16MnR 制造容器,压力为 1.8MPa,画水压加载曲线MnR 制造容器,液体温度不低于 5℃ 液压试验时,容器的顶部应设排气口,以排尽容器内的 空气,使液体充满。试验时压力应缓慢上升,达到规定的实验压力后,根据容积大小保持 10~30min, 然后将压力降到设计压力至少保持 30min,检查所有焊缝和连接部位有无泄漏和明显的残余变形。 气压试验时,压力应缓慢升至规定试验压力的 10%,保持 10min,然后对所有焊缝和连接部位进 行初次检查,合格后继续升压到规定试验压力的 50%。其后按每级为规定试验压力的 10%的级差逐 级升压到试验压力,保持 10~30min,然后降到设计压力至少保持 30min,同时进行检查,如有泄露 或明显缺陷,修补后重新试验。 PT =1.25p[? ]/ [? ]t PT =2.25p(最大) PT =1.15p[? ]/ [? ]t PT =2.07p(最大) 且不小于(p+0.1) MPa (气压试验) 且不小于(p+0.1) MPa (液压试验) 4、试述水压试验合格的标准 无渗漏;无可见变形;试验过程中无异常的响声 1、什么是焊缝的未焊透和未熔合,试述他们产生的原因 未焊透:指母材金属为熔化,焊缝金属没有进入接头根部的现象。 未熔合:是指焊缝金属与母材金属,或焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷。按其所在部位, 未熔合可分为坡口未熔合,层间未熔合和根部未熔合三种。 原因:(1)焊接电流小,熔深浅;(2)坡口和间隙尺寸不合理,钝边太大;(3)磁偏吹影响; (4)焊条偏芯度太大;(5)层间及焊根清理不良。 2、简述应力腐蚀裂纹与断裂特点 应力腐蚀断裂: 在拉应力和特定的腐蚀环境共同作用下, 所导致的脆性断裂称为金属的应力腐蚀 断裂。 特点:(1)应力腐蚀断裂属脆性断裂,即使是延性材料,也是脆性形式的断裂;(2)应力腐蚀 是一种局部腐蚀,裂纹常被腐蚀产物所覆盖,发生应力腐蚀断裂时,常常是事先没有明显预兆而突然 发生,危害极大;(3)腐蚀速度介于孔蚀等局部腐蚀断裂和纯机械断裂速度之间;(4)金属材料只 有承受拉应力并在特定的介质条件下才会发生应力腐蚀。 3、什么是冷裂纹(也称延迟裂纹),简述产生冷裂纹的原因。 冷裂纹:指焊接冷却至 300℃以下温度时产生的裂纹。冷裂纹可以在焊接后立即出现,有些也可 以延至更长时间才发生,所以称为延迟裂纹。 原因:冷裂纹一般无分枝,为穿晶型裂纹。一般在焊接低合金高强钢、中碳钢、合金钢等易淬火 钢时容易产生。焊接低碳钢、奥氏体不锈钢时较少遇到。进一步的研究表明,形成冷裂纹需要三个基 本条件:(1)焊接接头形成淬硬组织;(2)扩散氢的存在和富集;(3)较大的焊接拉伸应力。许 多情况下,氢是诱发冷裂纹的最活跃的因素。 1、简述压力容器破裂时冲击破超压的破坏作用 当容器破裂,高压气体大量冲击时,周围的空气受到冲击波扰动,使其压力、密度、温度等产生 突跃变化,这种扰动在空气中传播形成冲击波,空气冲击波中状态的突变最明显的表现在压力上。在 离爆炸中心有一定距离的地方,空气压力会随时间发生迅速而悬殊的变化,开始时压力突然升高,产 生一个很大的正压力接着又迅速衰减至零、到负压。如此反复循环数次,但压力变得一次比一次小得 多。 在爆炸中心附近,冲击波产生的超压△P 可以达到几个到十几个大气压。在这样高的超压下,建 筑物将被摧毁,设备、管道均会遭到破坏,即使在一个大气压以内的超压也具有很大的破坏作用。 2、盛装液化气体容器的爆破能量主要包括哪两部分 (1)气相绝热膨胀的爆炸能量;(2)处于过热状态的液相急剧蒸发的爆沸爆炸能量 3、压力容器安全使用管理中主要包括哪几个方面? (1)操作人员上岗前的培训考核;(2)制定安全操作规程和安全管理制度;(3)要保证容器 安全运行的环境;(4)及时检查检验及其安全附件,使其处于良好的工作状态;(5)配备必须的防 火、防爆、防毒设施;(6)重视容器的技术档案资料管理等。 1、什么情况下,压力容器必须单独设安全泄压装置 (1)在生产过程中因物料的化学反应,可能使压力增加的容器应单独设置超压泄放装置(如反 应器、高压聚合设备等);(2)容器内的介质压力因受热而升压较高,且容器与其他设备连接处装 有阀门,应单设泄放装置(如换热器等);(3)液化气容器(如球形储罐);(4)压力源经过减压 后进入容器,P 设压力源 P,在容器上线、什么是压力容器安全泄放量? 当容器在单位时间内泄放的量等于介质聚集量,则容器内的压力不再升高,该泄放量便是容器的 安全泄放量,亦即为保证容器安全,在单位时间内至少必须泄放的量。 3、简述安全泄放装置的性能要求 (1)当容器在正常操作压力下运行时,它不影响容器的工作;(2)一旦容器内的压力超过规定 时,它能自动开启,把容器内部分介质或气体迅速喷出,使容器内的压力保持在容许的范围之内,达 到保护容器的目的;(3)具备自动报警的作用。 1、简述微启式弹簧安全阀的工作特性 特点:达到瞬间开启压力(PZ)后,开启高度 h 和介质 压力 PW 成正比上升,直到压力达到 Pd(泄放压力)。下降 时也呈线线直到回座为止(回座压力 Pe),故微启式安全阀 又称为比例式安全阀。 2、安全阀的日常维护需注意哪些问题? (1)检查铅封是否完好;(2)发现安全阀又泄露迹象时,及时检修或更换;(3)禁止所增加 载荷的方法(例如加大弹簧的压缩量)来减少泄露;(4)为防止阀瓣和阀座内的密封面上沾有污垢 等对开启压力精度的影响,应定期把扳手扳动几次,放出一些介质来冲刷上述污垢与积物。但当介质 是有危害性的,应采取相应措施,确保安全。 3、(计算题) 有一只安全阀,其规格型号为 A48y-20C,DY40,额定泄放系数 k=0.8,若用压缩空气做实验(常 温),试问该阀的额定泄放量是多大?阀座准径 D=25mm。 已知:? =1.4(空气的绝热系数) C=356(气体特性系数) M=28.96 g/kmol(气体分子量) Z=1.0(气体压缩系数) (注:A48y-20C 为法兰连接 4 的弹簧式、不封闭、带扳手、全启式安全阀 8,阀座密封面为硬 质合金 y,阀体材料为碳素钢 C,压力为 2.0MPa) Ws ? 7.6 ?10?2 APd Ck M ZT 28.96 1.0 ? (25 ? 273) ? 7.6 ?10?2 ?1/ 4 ? 3.14 ? 252 ? 2 ? 356 ? 0.8 ? ? 6621kg/h 该阀的额定泄放量是 6621kg/h 4、(计算题) 一台设计压力为 P=1.0MPa,t=20℃的空气储罐,进气管内径 d=100mm,欲装全启式安装阀,恰 好库内有一只 A48y-16C,DN40,k=0.8 的安全阀,所选用的安全阀的额定泄放量=5680kg/h,问是否 使用?(假设气体在管内的流速为 15m/s)。 WS ? 0.34d 2 PM v ZT 1.0 ? 28.96 ?15 1.0 ? (20 ? 273) ? 0.34 ?1002 ? ? 5040.82kg/h Ws’≧Ws 所以可以使用 1、爆破片的优缺点是什么? 优点:(1)密封性能好;(2)泄压反应较快;(3)适用范围广;(4)容器内介质所含污染物 对爆破片的影响小 缺点:(1)爆破片不能重复使用;(2)破裂后容器必须停止运行 2、按爆破片受破坏的作用原理和与它相应的结构形式,可分为哪 4 类? (1)受拉伸破坏的爆破片;(2)受剪切破坏的爆破片;(3)受弯曲破坏的爆破片;(4)受失 稳破坏的爆破片 3、爆破片的安全使用和管理措施是什么? (1)爆破片要求正确安装,其受力方向不能装反,爆破片不能擦伤、划痕,其爆破压力与容器 要求一致;(2)若爆破片破裂有碎片产生时,则应装设拦网,以免碎片填塞管道;(3)爆破片定期 更换,每年至少一次;(4)爆破片和安全阀的混合使用 4、爆破片和安全阀的混合使用方法 (1)安全阀在进口侧;(2)爆破片在进口侧;(3)两个安全阀并联使用;(4)两个爆破片并 联组合 1、压力容器的安全使用的条件是什么? 平稳操作,防止超载,发生严重事故紧急停止运行,报告有关部门 2、压力容器投产以后,运行情况记录和检验修理记录技术档案应包含哪些主要内容? 使用情况记录包括运行情况记录和检验修理记录两部分。主要内容有: (1)压力容器开始使用日期,每次开车和停车日期、实际操作压力、温度等;(2)检修或检查 日期、内容;(3)检验中所发现的缺陷及其消除情况,检验结论;(4)强度试验,气密性试验情况 及试验评定结论;(5)主要受压元件的修理、更换情况等 3、压力容器低定期检验的目的是什么? 压力容器实行定期检验,目的是为了及时发现缺陷,消除隐患,保证压力容器安全运行。 4、压力容器的外部检查项目主要有哪些? (1)容器的防腐层、保温层是否完整无损,有无脱落、变质等不正常现象,以及铭牌是否完好; (2)器壁上有无裂纹、变形、锈蚀、凹陷、鼓包以及局部过热等现象;(3)容器上可见焊缝、法兰、 门孔及其他可拆连接处有无泄漏,以及外壁有保温层及其他覆盖层的部件,有无显示出泄漏的迹象; (4)安全装置附件是否齐全、灵敏、可靠符合要求,维护是否良好,有无超过规定的使用期限; (5) 压力容器及其管道的支承是否适当,有无倾斜下沉、震动摩擦以及膨胀受限制等情况;(6)容器的 操作压力、操作温度是否在设计规定范围内,工作介质的成分是否符合设计的规定;(7)运行管理 制度是否齐全,管理情况是否良好。 1、什么是无损检测技术? 无损检测技术就是在不损伤被检材料、工件或设备的情况下,应用某些物理方法来测定材料、工 件或设备的物理性能、状态和内部结构,检测其不均匀性,从而判定其合格与否。 2、简述超声检测的基本原理和方法 超声波在被检测材料中传播时, 材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影 响,通过对超声波受影响程度和状况的探测了解材料性能和结构变化的技术成为超声检测技术。 3、简述射线检测的基本原理和方法 当射线透过被检测物体时,有缺陷部位(如气体、非金属夹杂物等)与无缺陷部位对射线吸收能 力不同 (以金属物体为例, 缺陷部位所含空气或非金属夹杂物对射线的吸收恩呢管理大大低于金属对 射线的吸收能力)。透过有缺陷部位的射线强度高于唔缺陷部位的射线强度。可以通过检测透过工件 后的射线强度的差异,来判断工件中是否存在缺陷。 4、简述磁粉检测的基本原理和方法 磁粉法是用于探测铁磁性材料表面缺陷的一种简单易行的方法。当材料或工件呗磁化后,若在工 件表面或近表面存在裂纹、冷隔等缺陷,便会在该处形成一漏磁场。此漏磁场将吸引、聚集检测过程 中施加的磁粉,而形成缺陷显示。 5、简述渗透检测的基本原理和方法 渗透检测的基本原理就是在被检材料或工件表面上浸涂某些渗透力比较强的液体, 利用液体对微 细孔隙的渗透作用,将液体深入孔隙中,然后用水和清洗液清晰材料或工件表面的剩余渗透液,最后 再用显示材料喷涂在被检工件表面,经毛细管作用,将孔隙中的渗透液吸出来并加以显示。 1、常规的无损检测方法有哪些? 最常用的还是射线检测、超声检测、磁粉检测、渗透检测和涡流检测 5 种常规方法 2、什么是声发射? 是指材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂,以应力波形式释放出应变能的现象。 3、声发射检测与超声检测区别? 超声检测就是利用超声波来对材料和工件进行检验和测量。超声波是由检测仪器发出,经被检工 件、设备内部反射后接收,根据反射信号分析工件、设备内部结构的检测方法。 声发射检测是指材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂, 以应力波形式释放出应变能的现 象。声源是由工件、设备本身产生的。 1、断裂类型的分类 Ⅰ型断裂属于张开型断裂,外加应力σ 与裂纹垂直,在应力σ 作用下,裂纹尖端张开,裂纹扩展 方向与应力σ 方向垂直。 Ⅱ型断裂属于滑移型断裂,裂纹在平行于裂纹面的剪应力作用下,裂纹滑移扩展,且剪应力垂直 于裂纹面的交线。 Ⅲ型断裂属于撕裂型断裂,裂纹在垂直于裂纹方向的剪应力作用下错开扩展。 2、什么是应力强度因子? 描述裂纹尖端附近应力场强弱程度的参量 3、线弹性断裂力学判据是什么? K 判据是线弹性断裂力学判据,其意义是,裂纹体在应力作用下,当应力强度因子 K 小于小于 某一临界值 Kc 时,就不会发生断裂。以Ⅰ型裂纹为例,K 判据可以表达为 K? ? K?C 4、什么是 COD 法 COD 法即为裂纹张开位移法的英文缩写,用 ? 表示。裂纹尖端的 COD 与含裂纹构件上的名义应 力、名义应变之间存在对应关系,当 ? 达到某一临界值 ? C 时就会发生断裂。所以,保证不发生断裂 的 COD 判据可表示为 ? ? ? C 1、简述压力容器事故分析的一般程序 (1)检查事故现场:首先对事故现场进行周密的检查,取得分析工作的第一手资料,而且尽可 能的在事故发生之后立即进行,以防情况发生变化或者消失。 (2)了解事故前后的过程:了解和检查事故发生前条件与状态的变化,事故出现时的异常现象 等,对压力容器事故的分析十分重要。 (3)了解设备的历史情况:压力容器发生事故往往与它的历史情况(设计制造、运行使用等) 有关,所以对压力容器的调查,不但要了解它的现在,还要了解它的过去。 (4)进行必要的技术试验鉴定:使用条件比较简单的容器,经过上述情况调查,一般都可以大 体上判断出事故的原因,但要做出肯定的分析结论,尤其对于系统比较复杂的设备,往往需要进一步 进行技术检验、计算、试验和鉴定,才能找出确切的原因。 (5)分析事故原因:根据对事故现场的检查和测量,对事故发生过程及压力容器历史情况的调 查了解,以及必要的技术检验、计算以后,就可以对事故原因进行分析。 (6)提出事故分析报告:事故分析报告主要的两部分,即分析结论和建议。前者包括调查与观 察,测试检验和系统分析所得出的分析结论,后者主要是根据分析结论提出。为防止发生类似事故应 采取的有效措施的建议。事故分析报告应简明扼要、逻辑性强,判断根据要充分可靠,判断结论要中 肯明确。