(完整word版)过程设备设计知识点,推荐文档

1、1.从原料到产品，要经过一系列物理的、化学的或者生物的加工处理步骤，这一系列加工处理步骤称为过程。2.过程设备必须满足过程的要求。设备的新设计、新材料和新制造技术是在过程的要求下发展起来的，没有响应的设备，过程也无法实现。3.过程设备设计是根据产品在全寿命周期内的功能和市场竞争（性能、质量、成本等）要求，综合考虑环境要求和资源利用率，运用工业、机械、控制、力学、材料以及美学、经济学等知识，经过设计师的创造性劳动，制定可用于制造的技术文件。4.随着科学技术的发展，过程设备向多功能、大型化、成套化和轻量化方向发展。5.压力容器外壳构成：筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座及安全附件6.压力容器规范

2、简介ASME锅炉与压力容器规范 ，GB150-1998钢制压力容器 ，GB151-1999管壳式换热器 ，GB-12337-1998钢制球形储罐 ，JB4732-1995钢制压力容器 -分析设计标准 ，JB4710-2000钢制塔式容器7.轴向压力 =PD/4t ，径向压力=PD/2t8.热应力的特点：热应力随约束程度的增大而增大；热应力与零外载相平衡；热应力具有自限性屈服流动或高温蠕变可使热应力降低9.失稳：承受外压载荷的壳体，当外压载荷增大到某一值时，壳体会突然失去原来的形状，被压扁或出现波纹，载荷卸去后，壳体不能恢复原状，这种现象称为外压壳体的屈曲或失稳。10.失稳时呈现两个波纹，即n=

3、2，这样的圆柱壳称为长圆筒；失稳时呈现两个以上的波纹数，即n>2 这种圆柱壳称为短圆筒。11.长圆筒临界应力 Pcr=2.2E(t/D 0)3,短圆筒 Pcr=2.59Et/LD 0(D0/t)0.5.临界长度 2.2E(t/D 0) 330.5cr0.5=2.59E（t/D ） /(L/D(t/D)L =1.17D(D/t) .12.降低局部应力措施： 1.合理的结构设计（ a,减少两连接件的刚度差；b，尽量采用圆弧过渡； c，局部区域补强 d，选择合适的开孔方位） ； 2.减少附件传递的局部载荷；3.尽量减少结构中的缺陷。13.减少焊接应力和变形的措施：为减少焊接应力和变形，应从结构

4、设计和焊接工艺两个方面采取措施，如尽量减少焊接接头数量，相邻焊缝间应保持足够的间距，尽可能避免交叉，焊缝不要布置的高应力区，避免出现十字焊缝，焊前预热等。当焊接造成的残余应力会影响结构安全运行时，还需设法消除焊接残余应力。14.焊接缺陷：裂纹、夹渣、未熔透、未熔合、焊瘤、气孔和咬边15.无损检测：射线透照检测、超声检测、表面检测（包括磁粉检测、渗透检查、涡流检测等）16.正火与退火的最大区别在于正火的冷却速度快17.环境对钢性能影响因素：温度高低、载荷波动、介质性质、加载速率等18 氢腐蚀，是指高温高压下氢与钢中的碳形成甲烷的化学反应，又称氢蚀19 氢脆，系指钢因吸收氢而导致韧性下降的现象，属

5、氢致环境脆化20,介质局部腐蚀包括：晶间腐蚀、小孔腐蚀、缝隙腐蚀。21.应力腐蚀预措施： 1 合理选择材料； 2，减少或消除残余拉应力； 3.改善介质条件； 4.涂层保护； 5.合理设计22.压力容器用钢基本要求：较高的强度，良好的塑性、韧性、制造性能和介质相容性。23.硫和磷是钢中最主要的有害元素。硫能促进非金属夹杂物的形成，使塑性和韧性降低。磷能提高钢的强度，但会增加钢的脆性，特别是低温脆性。硫和磷等有害元素含量控制在很低水平，即大大提高钢材的纯净度，可提高钢材的韧性、抗中字辐照脆化能力，改善抗应变时效性能、抗回火脆化性能和耐腐蚀性能。24.钢材的力学行为，不仅与钢材的化学成分、组织结构有

6、关，而且与材料所处的应力状态和环境有密切关系。25.压力容器的设计文件， 包括强度计算书或者应力分析报告、 设计图样、 制造技术条件、 风险评估报告 （使用于第 111（3）类压力容器） ，必要时，还应当包括安装及使用维修说明书。26.压力容器失效的最终表现形式为过渡变形、断裂和泄露27.在同一承载能力下，最大切应力准则计算出的厚度最厚；中径公式算出的厚度最薄28.焊接接头系数。通过焊接制成的容器，焊缝中可能存在夹渣、未熔透、裂纹、气孔等焊接缺陷，且在焊接的热影响区很容易形成粗大晶粒而使母材强度或塑性有所降低，因此焊缝往往成为容器强度比较薄弱的环节。为弥补焊缝对容器整体强度的削弱，在强度计算中

7、需引入焊接接头系数。焊接接头系数表示焊缝金属与母材强度的比值，反应容器强度受削弱的程度。影响焊接接头系数大小的因素较多，但主要与焊接接头形式和焊缝无损检测的要求及长度比例有关。29.形成初始密封条件时垫片单位面积上所受的最小压紧力，称为“垫片比压力”，用 y 表示。单位为MPa.为保证在操作状态时法兰的密封性能而必须施加在垫片上的压应力，称为操作密封比压。操作密封比压往往用计算压力的m 倍，这里m 称为“垫片系数” ，无因此30.公称直径：是容器和管道标准化后的尺寸系列，以DN 表示。对容器而言是容器的内径（用管子做筒体的除外）；对管子或管件而言，公称直径是指名义直径，是与内径相近的某个数值，

8、公称直径相同的钢管，外径是相同的，由于厚度是变化的，所以内径也是变化的，工程压力：指规定温度下的压力。应取设计压力相近又稍高一级的工程压力。31.高压密封的基本特点： 1.一般采用金属密封元件； 2，采用窄面或线接触密封； 3，尽可能采用自紧式或半自紧式密封。32.耐压试验压力P=P/ t,薄膜应力T=PT（ Di +e）/2e,液压试验时，T 应满足 T<=0.9 ReL ,33.下列情况采用分析设计：1 作为常规设计的替代方法；2.常规设计适用范围以外的压力容器，如受变动载荷作用的压力容器、结构或者载荷特殊的压力容器；3.压力高、直径大的高参数压力容器；4.超过常规设计制造允差的例外

9、情况。34.在储存设备设计时，要考虑：环境温度、地震载荷、雪载荷、地基条件等还要注意液化气体的膨胀性和压缩性。35.卧式储罐发生扁塌的根本原因：由于支座处截面受剪力作用而产生轴向弯矩，在轴向弯矩的作用下，导致支座处圆筒的上半部发生变形，产生所谓扁塌现象。措施：可以设置加强圈或者使支座靠近封头布置，利用加强圈和封头的加强作用。36.何时应对卧式支座设置加强圈：卧式容器支座因结构原因，不能设置在靠近封头处，且圆筒不足以承受弯矩时，就需要在支座截面处的圆筒上设置加强圈，以便与圆筒一起承载。37.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载荷，以及运输过程

10、中带来的外部撞击和震动载荷，因而在结构、使用和安全方面有其特殊的要求。38.板式换热器可用于处理从水到高粘度的液体的加热、冷却、冷凝、蒸发等过程，适用于经常需要清洗、工作环境要求十分紧凑的场合。39.管板分析时，应考虑下列危险工况：只有壳程设计压力Ps，而管程设计压力Pt=0，不及热膨胀变形差；只有壳程设计压力Ps，而管程设计压力Pt=0，同时考虑热膨胀变形差；只有壳程设计压力Pt，而管程设计压力Ps=0，不及热膨胀变形差；只有壳程设计压力Pt，而管程设计压力Ps=0，同时考虑热膨胀变形差.40.传热过程强化： 1.提高传热系数；2.增大传热面积；3.增大平均传热温差。41.无论是填料塔还是板

11、式塔，除了各种内件之外，均由塔体、支座、人孔或手控、除沫器、接管、吊柱及扶梯、操作平台等组成。42.挡板的作用：消除漩涡，变切向流为轴向流。43.生物搅拌器区别：生物反应都是在多相体系中进行的；大多数微生物颗粒对剪切力非常敏感；大多数微生物发酵需要氧气。44.影响搅拌功率的因素：搅拌器的几何尺寸和转速；搅拌容器的结构；搅拌介质的特性；重力加速度。45.设计搅拌轴时，应考虑的因素：扭转变形；临界转速；转矩和弯矩联合作用下的强度；轴封处允许的径向位移。46.轴封的目的是：避免介质通过转轴从搅拌容器内泄漏或外部杂质渗入搅拌容器内。填料密封：结构简单，制造容易，适用于肺腐蚀性和弱腐蚀性介质、密封要求不

12、高、并允许定期维护的搅拌设备。机械密封：是把轴的密封面冲轴向改为径向，通过动环和静环两个端面的相互贴合。并做相对运动达到密封的装置，又称端面密封。机械密封泄漏率低，密封性可靠。功耗小，使用寿命长，在搅拌反应器中得到广泛使用。1.过程设备的设计文件包括设计图样，技术条件，强度计算书。2.不连续应力具有局部性，自限性特征 .3.按安全技术管理对压力容器的分类是综合考虑容器压力与容积乘积大小，介质危害程度，容器品种4.应力腐蚀一般有三个特征拉伸应力，特定合金和介质的组合，一般为延迟脆性断裂5.压力容器的设计温度是指容器在正常情况下，设定元件的金属温度。6.外压圆筒的计算长度是指圆筒外（内）部两相邻刚性构