《化工设备机械基础》学习指南

1、化工设备机械基础学习指南第I篇 化工设备材料第1章 化工设备材料及其选择掌握金属材料的机械性能的主要指标概念；了解金属材料的物理性能、化学性能及工艺性能；了解铁碳合金组织、结构及其对性能的影响；掌握钢的化学成分对钢的性能影响；掌握碳钢、铸铁、低合金钢、不锈钢和特种钢的分类，牌号，特性及用途；了解钢材常用热处理工艺及其作用；了解化工设备形成化学腐蚀、电化学腐蚀的条件，化工设备腐蚀破坏的形式及防腐措施；了解选材的原则，会运用选材原则对化工设备进行选材。重点和难点材料各种强度指标的含义；材料塑性（静载荷）与冲击韧性（动载荷）的区别，掌握冲击韧性对化工设备材料的意义；特别是低温环境下工作的化工设备，必

2、须进行低温冲击韧性试验；C元素对材料性能的影响，碳钢与铸铁的区别；常用碳钢、低合金钢和特种钢分类、牌号、特性和用途；晶间腐蚀的概念和发生条件；根据给定的工况条件进行化工设备材料选用。第II篇 化工容器设计 第2章 容器设计的基本知识了解压力容器的分类与管理掌握容器设计的基本要求基本掌握容器零部件标准化的概念了解压力容器基本法规和标准重点和难点按压力、温度、监管三种压力容器分类方式；压力容器主要标准和法规第3章 内压薄壁容器的应力分析了解薄膜应力理论；掌握圆筒、球壳、椭圆壳、锥壳等壳体的应力分布特点，掌握这些壳体的薄膜应力的计算；了解边缘应力的概念及其特性重点和难点内压薄壁容器应力分析的基本假设

3、；第一曲率半径和第二曲率半径的概念；圆筒、球壳、椭圆壳、锥壳等壳体的应力分布特点和相应薄膜应力的计算；边缘应力的概念及其特性第4章 内压薄壁圆筒与封头的强度设计掌握容器失效设计准则掌握内压薄壁圆筒的强度设计方法及其设计公式掌握容器设计中设计参数的选择和确定了解容器压力试验的目的及方法，掌握容器压力试验强度校核计算掌握椭圆形、球形封头的结构及强度设计方法了解锥形封头和平板封头的设计方法学习本章内容，首先要掌握工程设计的基本思想，即化工设备首要保证就是安全性和可靠性。在此指导思想下，化工设备设计有三种模式，即设计条件、结构尺寸、安全限值三项，在已知两项的情况下，可以对第三项进行计算。计算的依据就是

4、弹性失效准则。本章的重点在于可以确定设计条件和安全限值的情况下，如何对化工设备进行合理的结构尺寸设计，并对设计结果进行压力试验校核。因此，本章沿着以下思路进行教学，课下可以融会贯通。弹性失效准则内压薄壁容器强度设计公式（由设计条件和安全限值计算结构尺寸）设计条件的选取原则（设计压力和设计温度）安全限值的选取原则（安全系数和许用应力）最后得出计算厚度圆整至图样厚度（腐蚀裕量、钢板负偏差）压力试验校核（水压试验、气密性试验）。重点和难点内压薄壁容器的弹性失效准则；内压薄壁圆筒的强度设计方法及其设计公式；设计参数（设计压力、设计温度、计算压力、焊缝系数、安全系数、许用压力等）的选取；几种厚度概念以及

5、之间的区别和联系；容器压力试验强度校核的目的、方法和计算；椭圆形、球形封头的结构与强度设计；第5章 外压容器设计掌握失稳概念和外压圆筒设计准则掌握临界压力的概念及影响临界压力的因素掌握外压圆筒设计的工程图算法掌握外压球壳及凸形封头设计的工程图算法了解加强圈的作用及结构重点和难点外压容器失效模式以及与内压容器失效模式的不同；失稳概念和外压圆筒设计准则；计算长度的概念；临界压力的概念及影响临界压力的因素；外压圆筒设计的工程图算法第6章 容器零部件掌握法兰连接的密封原理、结构形式和分类，了解法兰密封垫的选择掌握法兰标准及其标准的使用方法掌握容器支座（双鞍支座）的结构、安装方法及其标准选用 掌握容器开

6、孔补强的原则及其设计方法重点和难点法兰连接的密封原理、结构形式和分类；我国法兰标准及其标准的使用方法；会根据给定条件选用容器法兰或管法兰，并查取相关尺寸；要求能够手工绘图，描述常见板式平焊法兰、带颈平焊法兰和带颈对焊法兰的连接结构；容器支座（双鞍支座）的结构、安装位置的要求；容器开孔补强的等面积设计方法第III篇 化工容器设计第7章 管壳式换热器的机械设计了解管壳式换热器的结构及主要零部件、分类与机械设计内容掌握管板与管子、管板与壳体的连接方式；掌握管板结构；了解温差应力的产生原因、计算方法；温差应力的补偿措施；掌握拉脱力产生的原因及计算方法。重点和难点管壳式换热器的结构及主要零部件、分类；管板与管子、管板与壳体的连接方式；温差应力的产生原因、计算方法；温差应力的补偿措施；拉脱力产生的原因及计算方法第8章 塔设备的机械设计