化工设备机械基础_PPT.ppt

化工设备机械基础 压力容器的常规设计方法内压 外压 中 低压 几类常用化工设备换热设备 塔设备 搅拌设备 第一节概述 一 化工设备选材的重要性和复杂性1 操作条件的限制2 制造条件的限制3 材料自身性能的限制二 选材要遵循适用 安全和经济的原则 第二节材料的性能 一 力学性能材料在外力 或外加能量 作用下抵抗外力所表现的行为 包括变形和抗力 即在外力作用下不产生超过允许的变形或不被破坏的能力 硬度 强度 塑性 韧性 金属材料承受载荷作用 当载荷不再增加或缓慢增加时 仍继续发生明显的塑性变形 这种现象就称为屈服 1 强度 固体材料在外力作用下抵抗产生塑性变形和断裂的特性 韧性高的材料 塑性好 塑性较高的材料 韧性也好 问题 判断正误并说出理由 注意 韧性是材料在外加动载荷突然袭击时的一种及时和迅速塑性变形的能力 韧性高的材料 一般都有较高的塑性指标 但塑性较高的材料 却不一定都有高的韧性 其所以如此 就是因为静载菏下能够缓慢塑性变形的材料 在动载荷下不一定能迅速塑性变形 三 化学性能 1 耐腐蚀性2 抗氧化性 第三节金属材料的分类及牌号 一 分类 1 金属的分类 铸造生铁 金属 黑色金属 有色金属 生铁 钢 炼钢生铁 合金生铁 铜及其合金 轻金属及其合金 其它有色及其合金 纯铜 紫铜 铜锌合金 黄铜 铜锡合金 锡青铜 无锡合金 铝青铜等 铝及铝合金 钛及钛合金 镁及镁合金 铅 锡及其合金 锌及其合金 镍 钴及其合金 2 钢的分类 二 钢铁牌号及表示方法 GB T221 2000 1 碳素结构钢 1 普通碳素结构钢 GB700 88 代表钢材屈服点的字母 屈服点的数值 材料质量等级符号 脱氧方法符号 常用Q235B Q235C Q235A F2 优质碳素结构钢 GB711 88 较普通碳素结构含S P量较少 表面质量较好 常用10 15 20g 20R和20等 表1 2压力容器用碳素钢镇静钢板的适用范围表 二 钢铁牌号及表示方法 GB T221 2000 2 合金 高强度 钢在碳素钢的基础上加入少量合金元素 特别 锅炉钢和容器钢主要用于壳体或锅炉承压元件 如16MnR 15MnVR 18MnMoNb等 性能指标等见附录 二 钢铁牌号及表示方法 3 特殊性能钢主要指不锈耐酸钢铬不锈钢 如1Cr13铬镍不锈钢 如0Cr18Ni9节镍不锈钢 第四节化工设备的腐蚀及防腐 一 金属的腐蚀1 定义 金属与周围介质发生化学或电化学作用而引起的破坏现象 2 类型 腐蚀过程有无电流产生 1 化学腐蚀 如氢腐蚀 2 电化学腐蚀 如晶间腐蚀 应力腐蚀 二 常见腐蚀类型 1 氢腐蚀氢气在较低温度和压力 200 5 0MPa 下对普通碳钢及低合金钢不会有明显的腐蚀 但是在高温高压下则会对它们产生腐蚀 结果使材料的机械强度和塑性显著下降 甚至损坏 这种现象常称为 氢腐蚀 二 常见腐蚀类型 2 晶间腐蚀 图1 1奥氏体不锈钢的晶间腐蚀 发生在晶界 晶粒之间结合力下降 与元素Cr的含量有关 二 常见腐蚀类型 3 应力腐蚀 图1 2应力腐蚀的裂纹扩展 金属在腐蚀介质和拉应力的共同作用下产生的一种破坏形式 腐蚀与拉应力起互相促进的作用 三 金属腐蚀的破坏形式 均匀腐蚀2