压力容器安全技术作业答案

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，画水压加载曲线和写出技术条件16MnR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[ϭ]/[ϭ]t且不小于（p+0.1）MPa（液压试验）PT=2.25p（最大）PT=1.15p[ϭ]/[ϭ]t且不小于（p+0.1）MPa（气压试验）PT=2.07p（最大）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，在容器上线进口处设泄压装置。2、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：ϒ=1.4（空气的绝热系数）C=356（气体特性系数）M=28.96g/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）'2227.610PZ28.967.6101/43.142523560.81.0(25273)6621kg/hsdMWACkT该阀的额定泄放量是6621kg/h4、（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）。220.341.028.960.34100151.0(20273)5040.82kg/hSPMWdvZT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