机电工程常用材料及工程设备

1、1H411000 机电工程常用材料及工程设备机电工程项目是将不同规格、型号、性能、材质的设备、管路、线路等按照一定的工艺和方法，有机组合起来的项目。因此，正确选择合格的材料、设备，是满足使用功能要求、生产出合格产品的关键。本节重点是：机电工程项目常用材料；机电工程项目常用工程设备。1H411010 机电工程常用材料机电工程常用材料品种、规格、型号繁多，主要有金属材料、非金属材料和电气线材。在施工时，必须按照设计文件要求进行。本目重点是：常用金属材料的类型及应用；常用非金属材料的类型及应用；常用电气材料的类型及应用。1H411011 常用金属材料的类型及应用金属材料分为黑色金属和有色金属两大类。

2、机电工程常用的金属材料主要是制造各种大型金属构件的用钢，如建筑、机电、冶金、石化、电力以及锅炉压力容器、压力管道等工程的用钢。本条主要知识点是：黑色金属材料的类型及应用；有色金属材料的类型及应用。一、黑色金属材料的类型及应用(一)碳素结构钢1.碳素结构钢的分级。碳素结构钢又称为普碳钢，在国家标准碳素结构钢GB/T 700一2006中，按照碳素结构钢屈服强度的下限值将其分为四个级别，其钢号对应为Q195、Q215、Q235和Q275，其中Q代表屈服强度，数字为屈服强度的下限值，数字后面标注的字母A、B、C、D表示钢材质量等级，即硫、磷质量分数不同，A级钢中硫、磷含量最高，D级钢中硫、磷含量最低。

3、2.碳素结构钢的特性及用途(1)Q195、Q215、Q235A和Q235B塑性较好，有一定的强度，通常轧制成钢筋、钢板、钢管等；Q235C、Q235D可用于重要的焊接件；Q235和Q275强度较高，通常轧制成型钢、钢板作构件用。(2)碳素结构钢具有良好的塑性和韧性，易于成型和焊接，常以热轧态供货，一般不再进行热处理，能够满足一般工程构件的要求，所以使用极为广泛。例如，机电工程中常见的各种型钢、钢筋、钢丝等，优质的碳素钢还可以制成钢丝、钢绞线、圆钢、高强螺栓及预应力锚具等。 (二)低合金结构钢1.低合金结构钢的分级。低合金结构钢也称为低合金高强度钢，按照国家标准低合金高强度结构钢GB/T 159

4、1一2008，根据屈服强度划分，其共有Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620和Q690八个强度等级。2.低合金结构钢的特性及用途(1)低合金结构钢是在普通钢中加入微量合金元素，而具有高强度、高韧性、良好的冷成形和焊接性能、低的冷脆转变温度和良好的耐蚀性等综合力学性能，如，Q345强度比普碳钢Q235高约2030%，耐大气腐蚀性能2038，用它制造工程结构，重量可减轻20%30。(2)低合金结构钢主要适用于桥梁、钢结构、锅炉汽包、压力容器、压力管道、船舶、车辆、重轨和轻轨等制造，用它来代替碳素结构钢，可大大减轻结构质量，节省钢材。例如，2008年北京奥运会主会场 一

5、 国家体育场“鸟巢”钢结构总重为4.6万t，最大跨度343m，所用的钢材就是Q460，屈服强度为460MPa，是由我国自主研发生产的，这是国内在钢结构上首次使用Q460钢材，这次使用的钢板厚度达到110mm。（三）铸钢和铸铁1.铸钢(1)铸钢的分类铸钢分碳素铸钢、合金铸钢等类型。(2)铸钢的特性及用途将钢铸造成形，即能保持钢的各种优异性能，又能直接制造成最终形状的零件。铸钢主要用于制造形状复杂，需要一定强度、塑性和韧性的零件。例如，轧钢机机架是轧钢机组的重要结构件，要求有较好的强度和较好的塑性，以及较好的铸造性能、焊接性能和加工性能，轧钢机机架就是选择碳素铸钢制造加工的。例如，吊车所用的齿轮有

6、开式小齿轮、大齿轮、过渡齿轮三种不同尺寸的齿轮，一般均采用合金铸钢件。2.铸铁(1)铸铁的分类铸铁是碳质量分数大于2.11%的铁碳合金，含有较多的Si、Mn、S、P等元素。常用铸铁有灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁、特殊性能铸铁等。(2)铸铁的特性及用途铸铁具有许多优良的使用性能和工艺性能，并且生产设备和工艺简单，可以用来制造各种机器零件。例如，普通罩壳、阀壳等强度要求不高，可采用灰铸铁制造；液压泵壳体强度有较高要求，可采用孕育铸铁（经孕育处理后的灰铸铁）；汽车发动机凸轮轴常用球墨铸铁制造。（四）特殊性能低合金高强度钢1.特殊性能低合金高强度钢分类特殊性能低合金高强度钢也称特殊钢，是指具有

7、特殊化学成分、采用特殊工艺生产、具备特殊的组织和性能、能够满足特殊需要的钢类。其中，工程结构用特殊钢主要包括：耐候钢、耐热钢、耐海水腐蚀钢、耐磨钢、表面处理钢材、汽车冲压钢板、石油及天然气管线钢、工程机械用钢与可焊接高强度钢、钢筋钢、低温用钢以及钢轨钢等。2.特殊性能低合金高强度钢的特性及用途例如，在桥梁、建筑、塔架、车辆和其他要求耐候性能好的螺栓连接等钢结构中使用的耐候钢，就是在钢中加入少量的合金元素，如Cu、Cr、Ni、P等，使其在金属基体表面形成保护层，提高了钢材的耐候性能，同时保持钢材具有良好的焊接性能。例如，在加热炉、锅炉、燃气轮机等高温装置中的零件就是使用耐热钢，要求在高温下具有良

8、好的抗蠕变、抗断裂和抗氧化的能力，以及必要的韧性。例如，钢轨钢分为轻轨钢和重轨钢，轻轨钢主要用于使用临时运输线和中小型起重机轨道，重轨钢主要用于铁道、大型起重机轨和吊车轨道。例如，车辆履带、挖掘机铲斗、破碎机腭板、铁轨分道叉等使用的就是耐磨钢，耐磨钢常用于承受严重磨损和强烈冲击的零件。（五）钢材的类型及应用1.型钢。在机电工程中常用型钢主要有：圆钢、方钢、扁钢、H型钢、工字钢、T 型钢、角钢、槽钢、钢轨等。例如，电站锅炉钢架的立柱通常采用宽翼缘H型钢(HK300b)；为确保炉膛内压力波动时炉墙有一定的强度，在炉墙上设有足够强度的刚性梁。一般每隔3m左右装设一层，其大部分采用强度足够的工字钢制成

9、。2.板材。按其厚度分为厚板、中厚板和薄板。按其轧制方式分为热轧板和冷轧板两种，其中冷轧板只有薄板。按其材质有普通碳素钢板，低合金结构钢板、不锈钢板、镀锌钢薄板等。例如，油罐、电站锅炉中的汽包就是用钢板焊制成的圆筒形容器。其中，中、低压锅炉的汽包材料常为专用的锅炉碳素钢，高压锅炉的汽包材料常用低合金钢制造。3.管材。在机电工程中常用的有普通无缝钢管、螺旋缝钢管、焊接钢管、无缝不锈钢管、高压无缝钢管等，广泛应用在各类管道工程中。例如，锅炉水冷壁和省煤器使用的无缝钢管一般采用优质碳素钢管或低合金钢管，但过热器和再热器使用的无缝钢管根据不同壁温，通常采用15CrMo或12CrlMoV等钢材。4.钢制

10、品。在机电工程中，常用的钢制品主要有焊材、管件、阀门等。二、有色金属的类型及应用通常将钢铁以外的金属及其合金，统称为有色金属。有色金属具有钢铁所没有的许多特殊的力学和物理性能，为机电工程中不可缺少的材料。有色金属的种类很多，密度大于4.5 g/cm3 的金属称为重金属，如铜、锌、镍等；密度小于等于4.5 g/cm3 的金属称为轻金属，如铝、镁、钛等。1.重金属(1)铜及铜合金的特性及应用工业纯铜密度为8.96g/cm3，具有良好的导电性、导热性以及优良的焊接性能，纯铜强度不高，硬度较低，塑性好。主要用于作导体、制造抗磁性干扰的仪器和仪表零件，如罗盘、航空仪表等零件。在纯铜中加入合金元素制成铜合

11、金，除了保持纯铜的优良特性外，还具有较高的强度，主要品种有黄铜、青铜和白铜，在机电工程中广泛使用的是铜合金。例如，机电设备冷凝器、散热器、热交换器，空调器等就是使用黄铜制造的，黄铜是以锌为主要合金元素制成的铜合金。(2)锌及锌合金的特性及应用纯锌具有一定的强度和较好的耐腐蚀性，在室温下较脆，在100150时变软，超过200后又变脆。锌合金的特点是密度大、铸造性能好，可压铸形状复杂、薄壁的精密件，如压铸仪表、汽车零部件外壳等。锌合金分为变形锌合金、铸造锌合金和热镀锌合金。(3)镍及镍合金的特性及应用纯镍是银白色的金属，强度较高，塑性好，导热性差，电阻大。镍表面在有机介质溶液中会形成钝化膜保护层而

12、有极强的耐腐蚀性，特别是耐海水腐蚀能力突出。镍合金是在镍中加入铜、铬、钼等而形成的，耐高温，耐酸碱腐蚀。镍合金按其特性和应用领域分耐腐蚀镍合金、耐高温镍合金和功能镍合金等。例如，在化工、石油、船舶等领域用作阀门、泵、船舶紧固件、锅炉热交换器等。2.轻金属(1)铝及铝合金的特性及应用工业纯铝密度小，熔点低，具有良好的导电性和导热性，仅次于金、银和铜，塑性好，但强度、硬度低，耐磨性差，不适合制作受力的机械零件，可进行各种冷、热加工。工业纯铝广泛应用于制造硝酸、含硫石油工业、橡胶硫化和含硫的药剂等生产所用设备，如反应器、热交换器、槽车和管件等。在铝中加入铜、锰、硅、镁、锌等合金元素制成的铝合金，由于

13、合金元素的强化作用，可用于制造承受荷载较大的构件。铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金。例如，油箱、油罐、管道、铆钉等需要弯曲和冲压加工的零件就是使用变形铝合金，变形铝合金塑性好，易于变形加工。(2)镁及镁合金的特性及应用纯镁强度不高，室温塑性低，耐腐蚀性差，易氧化，可用作还原剂。在镁中加入铝、锰、锌等可制成镁合金，镁合金可分为变形镁合金、铸造镁合金。许多镁合金既可做铸造镁合金，也可做变形镁合金。经过锻造和挤压后，变形镁合金比相同成分的铸造镁合金有更高的强度。镁合金主要优点是密度小，强度高，刚度高，抗振能力强，可承受较大冲击荷载。如，镁合金弹性变形功效大，吸收能量多，减振性好，飞机的起落架轮毂很多

14、就是采用镁合金制造，就是发挥其减振性好这一特性。但镁合金抗蚀性差，在使用时要采取防护措施，如氧化处理，涂装保护等。例如，镁合金比强度比铝合金高，使用镁合金可减轻飞机、发动机、仪表等重量。目前，国外在汽车上应用镁合金零部件已经超过60种，已经大批量生产的如仪表盘、轮毂、桌椅框架、变速箱壳、发动机罩和汽缸盖等。(3)钛及钛合金的特性及应用纯钛的强度低，高熔点，但比强度高，塑性及低温韧性好，耐腐蚀性好，容易加工成型。纯钛在大气和海水中有优良的耐腐蚀性，在硫酸、盐酸、硝酸等介质中都很稳定。随着钛的纯度降低，强度升高，塑性大大降低。在纯钛中加入合金元素对其性能进行改善和强化形成钛合金，其强度、耐热性、耐

15、腐蚀性高，具有无磁性，声波和振动的低阻尼特性，生物相容性好，与碳复合材料的相容性好，具有超导特性、形状记忆和吸氢特性等优异性能，但也存在一些缺点，如热加工困难，冷加工性能差，切削加工性差，抗磨性差等。目前，只有碳纤维增强塑料的比强度高于钛合金，钛合金是比强度最高的金属材料。所以，也被称为“太空金属”，这也是钛合金被广泛应用于航空工业的主要原因。例如，在飞机发动机上，钛合金常用做压气机盘、压气机叶片、发动机罩、燃烧室外壳及喷气管等。1H411012 常用非金属材料的类型及应用机电工程常用非金属材料的类型很多，广泛应用在机电工程中，本条主要知识点是：硅酸盐材料的类型及应用；高分子材料的类型及应用；

16、非金属风管材料的类型及应用。一、硅酸盐材料的类型及应用以天然矿物或人工合成的各种化合物为基本原料，经粉碎、配料、成型和高温烧结等工序制成的无机非金属固体材料。包括水泥、玻璃棉、砌筑材料和陶瓷。(一)水泥以适当成分的生料烧至部分熔融，获得以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的水硬性胶凝材料。广泛应用在建设工程中。(二)绝热棉常用玻璃棉的种类很多，通常有膨胀珍珠岩类、离心玻璃棉类、超细玻璃棉类、微孔硅酸壳、矿棉类、岩棉类等。在机电安装工程中，常用于保温、保冷的各类容器、管道、通风空调管道等绝热工程。例如，玻璃钢及其制品以玻璃纤维为增强剂，以合成树脂为胶粘剂制成的复合材料，主要

17、用于石油化工耐腐蚀耐压容器及管道等。（三）砌筑材料1.砌筑材料种类很多，有各种类型的耐火砖和耐火材料，要求具有很好的耐高温性能、一定的高温力学性能、良好的体积稳定性、抗各种侵蚀性的熔渣及气体的性能等。一般用于高温窑、炉或高温容器等热工设备的内衬结构材料，也可作为高温装置中的部件材料等。2.按照用途分为钢铁行业用、有色金属行业用、石化行业用、硅酸盐行业用、电力行业用、废物焚烧熔融炉用等耐火材料。3.按照矿物组成分为氧化硅质、硅酸铝质、镁质、白云石质、橄榄石质、含碳质、含锆质耐火材料等。例如，在机电工程中，各种耐火砖和耐火材料主要用于各种类型的炉窑砌筑工程，各种类型的锅炉炉墙砌筑，各种类型的冶炼炉

18、砌筑，各种类型的窑炉砌筑等。例如，镁质耐火材料是以镁石作为原料，以方镁石为主要矿物组成，方镁石含量在8085以上的耐火材料，属于碱性耐火材料，抵抗碱性物质的侵蚀能力较好，耐火度很高，是炼钢碱性转炉、电炉、化铁炉以及许多有色金属火法冶炼炉中使用最广泛的一类重要耐火材料。（四）陶瓷1.陶瓷的特性陶瓷是以黏土等硅酸盐类矿物为原料，经粉末处理、成型、烧结等过程加工而成，具有坚硬、不燃、不生锈，能承受光照、压力等优良性能。陶瓷的硬度很高，但脆性很大。2.陶瓷的分类按照原料来源可分为普通陶瓷和特种陶瓷；普通陶瓷是以天然硅酸盐矿物为主要原料，如黏土、石英、长石等，其主要制品有建筑陶瓷、电器绝缘陶瓷、化工陶瓷

19、、多孔陶瓷等；特种陶瓷是以纯度较高的人工合成化合物为主要原料的人工合成化合物，如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硼陶瓷等。按照陶瓷材料的性能和用途不同，可分为结构陶瓷、功能陶瓷。3.陶瓷的主要用途(1)陶瓷制品。有管件、阀门、管材、泵用零件、轴承等，主要用于防腐蚀工程中。例如，氮化硅陶瓷主要用于耐磨、耐高温、耐腐蚀、形状复杂且尺寸精度高的制品，如石油化工泵的密封环、高温轴承、燃气轮机叶片等。(2)结构陶瓷。应用主要有：切削工具、模具、耐磨零件、泵和阀部件、发动机部件、热交换器等。功能陶瓷如绝缘陶瓷、敏感陶瓷、介电陶瓷、超导陶瓷、红外辐射陶瓷、发光陶瓷、透明陶瓷、生物与抗菌陶瓷、隔热陶瓷

20、等，已在能源开发、空间技术、电子技术、生物技术、环境科学等领域得到了广泛应用。（五）特种新型的无机非金属材料1.普通传统的非金属材料指以硅酸盐为主要成分的材料，并包括一些生产工艺相近的非硅酸盐材料。主要有碳化硅、氧化铝陶瓷，硼酸盐、硫化物玻璃，镁质、铬镁质耐火材料和碳素材料等。这一类材料生产历史较长，产量较大，用途也较广。2.特种新型的无机非金属材料主要指用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各种无机非金属化合物经特殊的先进工艺制成的材料。它是20世纪以后发展起来的，具有特殊性质和用途的材料。二、高分子材料的类型及应用高分子材料是由相对分子质量很大的大分子组成的材料。由小分子单体

21、经聚合反应生成大分子链而得到高分子材料，通过加工制成各种高分子材料制品。(一)高分子材料的特性高分子材料由于本身的结构特性，表现出与其他材料所不同的特点，表现为：质轻、透明，具有柔软、高弹的特性；多数高分子材料摩擦系数小，易滑动，能吸收振动和声音能量；是电绝缘体、难导热体，热膨胀较大，耐热温度低，低温脆性；耐水，大多数能耐酸、碱、盐等；使用过程中会出现“老化”现象。（二）高分子材料的类型及用途1.高分子材料的类型按来源分为天然、半合成（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料。高分子材料按用途，又分为普通高分子材料和功能高分子

22、材料。现代高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同，成为科学技术、经济建设中的重要材料。2.塑料塑料是以合成的或天然的树脂作为主要成分，添加一些辅助材料（如填料、固化剂、增塑剂、稳定剂、防老剂等)，在一定温度、压力下塑制成型。按照成型工艺不同，分为热塑性塑料、热固性塑料。(1)热塑性塑料热塑性材料是以热塑性树脂为主体成分，加工塑化成型后具有链状的线状分子结构，受热后又软化，可以反复塑制成型，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。优点是加工成型简便，具有较好的机械性能，缺点是耐热性和刚性比较差。例如，薄膜、软管和塑料瓶等常采用低密度聚乙烯制作；煤气管采用中、高密度聚乙烯制作；水管主要采用聚氯

23、乙烯制作；热水管目前均用耐热性高的氯化聚氯乙烯或聚丁烯制造；泡沫塑料热导率极低，相对密度小，特别适于用作屋顶和外墙隔热保温材料，在冷库中用得更多。(2)热固性塑料热固性塑料是以热固性树脂为主体成分，加工固化成型后具有网状体型的结构，受热后不再软化，强热下发生分解破坏，不可以反复成型。优点是耐热性高，受压不宜变形等，缺点是机械性能不好，但可加入填料来提高强度。这类塑料如酚醛塑料、环氧塑料等。例如，环氧塑料可用来制作塑料模具、精密量具、电子仪表装置、配置飞机漆、电器绝缘漆等。(3)塑料制品：聚氯乙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯等，用于建筑管道、电线导管、化工耐腐蚀零件及热交换器等。1)聚乙烯塑料管：无毒，

24、可用于输送生活用水。常使用的低密度聚乙烯水管（简称塑料自来水管)，这种管材的外径与焊接钢管基本一致。2)ABS工程塑料管：耐腐蚀、耐温及耐冲击性能均优于聚氯乙烯管，它由热塑性丙烯腈丁二烯一苯乙烯三元共聚体粘料经注射、挤压成型加工制成，使用温度为-2070，压力等级分为B、C、D三级。3)聚丙烯管(PP管）：丙烯管材系聚丙烯树脂经挤出成型而得，其刚性、强度、硬度和弹性等机械性能均高于聚乙烯，但其耐低温性差，易老化，常用于流体输送。按压力分为I、II、III型，其常温下的工作压力为：I型为0.4MPa、II型为0.6MPa、III型为0.8MPa。4)硬聚氯乙烯排水管及管件：硬聚氯乙烯排水管及管件

25、用于建筑工程排水，在耐化学性和耐热性能满足工艺要求的条件下，此种管材也可用于化工、纺织等工业废气排污排毒塔、气体液体输送等。5)铝塑复合管(PAP管）：铝合金层增加耐压和抗拉强度，使管道容易弯曲而不反弹。外塑料层可保护管道不受外界腐蚀，内塑料层采用中密度聚乙烯时可作饮水管，无毒、无味、无污染，符合国家饮用水标准；内塑料层采用交联聚乙烯则可耐高温、耐高压，适用于采暖及高压用管。例如，塑料及复合材料水管常用的有：聚乙烯塑料管，涂塑钢管，ABS工程塑料管，聚丙烯管(PP管)，硬聚氯乙烯管。3.橡胶(1)橡胶是具有高弹性的高分子材料，它是由生胶、配合剂、增强剂组成，按材料来源不同分为天然橡胶和合成橡胶

26、。天然橡胶弹性最好，具有强度大、电绝缘性好、不透水的特点，也有较好的耐碱性能，但不耐浓酸，能溶于苯、汽油等溶剂。(2)橡胶制品有天然橡胶、氯化橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丁酯橡胶等，用于密封件、衬板、衬里等。例如，天然橡胶广泛用于制造胶带、胶管和减振零件等。4.纤维具有很大长径比和一定柔韧性的纤细物质。按原材料及生产过程不同，可分为天然纤维、人造纤维与合成纤维。(1)天然纤维有棉花、麻、羊毛、蚕丝等。(2)人造纤维是利用自然界中的木料、芦苇、棉绒等原料经过制浆提取纤维素，再经过化学处理及机械加工而成的。(3)合成纤维是利用石油、煤炭、天然气等原料生产制造的纤维制品。常用的合成纤

27、维（六大纶）如聚酯纤维（涤纶）、聚酰胺纤维（锦纶）、聚丙烯腈纤维（腈纶）、聚乙烯醇纤维（维纶）、聚丙烯纤维（丙纶）和聚氯乙烯纤维（氯纶）等。例如，涤纶常用做工业上的运输带、传动带、帆布、绳索等。5.油漆及涂料（1) 涂料是一种涂覆于固体物质表面并形成连续性薄膜的液态或粉末状态的物质。涂料的主要功能是：保护被涂覆物体免受各种作用而发生表面的破坏；具有装饰效果；并能防火、防静电、防辐射。例如，涂塑钢管具有优良的耐腐蚀性能和比较小的摩擦阻力。环氧树脂涂塑钢管适用于给水排水及海水、温水、油、气体等介质的输送，聚氯乙烯(PVC)涂塑钢管适用于排水及海水、油、气体等介质的输送。根据需要，可在钢管的内外表面

28、涂塑或仅涂敷外表面。(2) 油漆广泛用于设备管道工程中的防锈保护。例如，清漆、冷固环氧树脂漆、环氧呋喃树脂漆、酚醛树脂漆等。6.胶粘剂(1)用来将其他材料粘接在一起的材料。通过粘附作用，使同质或异质材料连接在一起。按照胶粘剂的基料类型分为天然胶粘剂和合成胶粘剂。(2)常用的胶粘剂如环氧树脂胶粘胶、酚醛树脂胶粘胶、丙烯酸酯类胶粘胶、橡胶胶粘剂、聚酯酸乙烯胶粘胶等。例如，环氧树脂胶粘胶俗称“万能胶”，具有很强的粘合力，对金属、木材、玻璃、陶瓷、橡胶、橡胶、塑料、皮革等都有良好的粘合能力；酚醛树脂胶粘胶广泛用于汽车部件、飞机部件、机器部件等结构件的粘结。三、非金属风管材料的类型及应用1.非金属风管材

29、料的类型有：酚醛复合板材，聚氨酯复合板材，玻璃纤维复合板材，无机玻璃钢板材，硬聚氯乙烯板材。2.酚醛复合风管适用于低、中压空调系统及潮湿环境，但对高压及洁净空调、酸碱性环境和防排烟系统不适用；聚氨酯复合风管适用于低、中、高压洁净空调系统及潮湿环境，但对酸碱性环境和防排烟系统不适用；玻璃纤维复合风管适用于中压以下的空调系统，但对洁净空调、酸碱性环境和防排烟系统以及相对湿度90以上的系统不适用；硬聚氯乙烯风管适用于洁净室含酸碱的排风系统。1H411013 常用电气材料的类型及应用电气材料主要是电线和电缆。其品种规格繁多，应用范围广泛，在电气工程中以电压和使用场所进行分类的方法最为实用。本条主要知识

30、点是：电线的类型及应用；电缆的类型及应用；绝缘材料的类型及应用。一、电线的类型及应用1.BLX型、BLV型：铝芯电线，由于其重量轻，通常用于架空线路尤其是长途输电线路。2.BX型、BV型：铜芯电线被广泛采用在机电工程中，适合于450/750V及以下的动力装置的固定敷设，但由于橡皮绝缘电线BX型生产工艺比聚氯乙烯绝缘电线BV型复杂，且橡皮绝缘的绝缘物中某些化学成分会对铜产生化学作用，虽然这种作用轻微，但仍是一种缺陷，所以在机电工程中基本被聚氯乙烯绝缘电线BV型替代。3.RV型、RX型：铜芯软线主要采用在需柔性连接的可动部位。RV型适用于450/750V及以下的家用电器、小型电动工具、仪器仪表等，

31、长时间允许工作温度不应超过65。RX型适用于300/500V及以下的室内照明灯具、家用电器和工具等，允许工作温度不应超过704.BVV型：多芯的平形或圆形塑料护套，可用在电气设备内配线，较多地出现在家用电器内的固定接线，但型号不是常规线路用的BVV硬线，而是RVV，为铜芯塑料绝缘塑料护套多芯软线。例如，一般家庭和办公室照明通常采用BV型或BX型聚氯乙烯绝缘或橡胶绝缘铜芯线作为电源连接线；机电工程现场中的电焊机至焊钳的连线多采用RV型聚氯乙烯绝缘铜芯软线，这是因为电焊位置不固定，多移动。二、电缆的类型及应用1.VV型、YJV型：聚氯乙烯型电力电缆、交联聚乙烯型电力电缆，不能受机械外力作用，适用于

32、室内、隧道内的桥架及管道内敷设。例如，浦东新区大连路隧道中敷设的跨黄浦江电力电缆却采用的是YJV型铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆，因为在隧道里电缆不会受到机械外力作用，也不要求敢受大的拉力。2.VV22型、YJV22型：内钢带铠装电力电缆，能承受一定的机械外力作用，但不能承受大的拉力。交联聚乙烯绝缘电力电缆YJV22型长期允许最高温为90，耐老化性能、耐环境能力比聚氯乙烯绝缘电缆VV22型高，且具有重量轻、结构简单、使用方便、敷设不受落差限制。如在高层建筑、医院、地铁、核电站、发电场、矿山、石油，化工等敷设于室内、隧道、电缆沟及直埋地下敷设。3.ZR-YJFE型、NH-YJFE型：阻燃、耐

33、火、阻火等特种辐照交联电力电缆，电缆最高长期允许工作温度可达125，可敷设在吊顶内、高层建筑的电缆竖井内，且适用于潮湿场所。阻燃型电缆应具有阻燃特性，为了熄灭、减少或抑制材料的燃烧，需在材料中添加一种物质或对材料进行处理，通常在材料中加阻燃剂，使材料在燃烧时具有阻止或延缓火焰，蔓延的性能。即在明火上燃烧，离开火后一段时间自动熄灭。目前有A、B、C、D四个等级、一般常用C等级。耐火型电缆的特点是在电缆燃烧时甚至是燃烧后的一段时间内仍拥有传导电力的能力，多用于相对重要的工作环境，如军舰上。耐火电缆可以同时拥有阻燃的性能，阻燃电缆却没有耐火的性能。4.YJV32型、WD-ZANYJFE型：内钢丝铠装

34、型电力电缆、低烟无卤A级阻燃耐火型电力电缆，能承受相当的机械外力作用，用前缀和下标的变化，来说明电缆的性能及可敷设场所。铠装所用材料是钢带、钢丝等，铠装层的主要作用是防止电缆在敷设过程中遭到可能遇到的机械损伤，以确保内护层的完整性，并可以承受一定的外力作用。低烟无卤A 级阻燃耐火型电力电缆多用于防火要求较高的场合，如室内、隧道、电缆沟和管道等固定场合。例如，舟山至宁波的海底电缆使用的是VV59型铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套内粗钢丝铠装电缆，因为它可以承受较大的拉力，具有防腐蚀能力，且适用于敷设在水中。5.LGJ型、LGHJ型：架空钢芯铝绞线、架空钢芯铝合金导线。在大档距的高压架空输电线路中，需

35、由一种高强度的钢绞线作为输电线路导线的加强芯，组成钢芯铝绞线。钢芯铝合金导线比钢芯铝绞线具有抗拉强度大、重量轻、弧垂特性好等特点，在线路敷设时可降低铁塔高度，加大架设间距，节省和降低工程投资，更适用于大长度、大跨度、冰雪暴风等地区的输电线路。目前，国内外输电系统中的相导线主要还是以圆线同心绞的钢芯铝绞线为主，钢芯铝绞线在国际上已有超过100年的应用历史和成熟经验。国内已形成了一整套从产品到工程设计、施工和运行维护的严密规范，最大截面达1000mm2，已应用于交流10OOkV和直流±800kV特高压输电线路。例如，2009年投入运行的1000kV晋东南南阳荆门特高压交流试验示范输电线路

36、工程，是我国第一条特高压工程也是国内首次采用单回路八分裂钢芯铝绞线设计的输电线路工程。晋东南汝州段线路全长34.219km，共有铁塔67基（N244N340)。线路导线采用2种形式的八分裂钢芯铝绞线，N255N266为猕猴保护区采用8×LGJ-630/45 型，其余段采用为8×LGJ-500/35型。例如，2010年投产的云南至广东特高压直流输电工程是世界上第一个±800kV特高压直流输电工程，是迄今世界直流输电领域电压等级最高的项目，也是我国特高压直流输电自主化示范工程。6.KVV型控制电缆：适用于室内各种敷设方式的控制电路中。对于该类电缆来说，主要考虑耐高温特

37、性和屏蔽特性及耐油、耐酸碱、阻水性能。与电线一样，电力电缆的使用除满足场所的特殊要求外，从技术上看，主要应使其额定电压满足工作电压的要求。例如，家用电器使用的220V电线，一般工业企业用380V线缆，以及输配电线路使用的500kV、220kV、ll0kV超高压和高压线缆等。电气材料如今已衍生出新的耐火线缆、阻燃线缆、低烟无卤/低烟低卤线缆、防白蚁、防老鼠线缆、耐油/耐寒/耐温/耐磨线缆/矿用线缆、薄壁电线等产品。三、绝缘材料的类型及应用1.绝缘漆：主要是以合成树脂或天然树脂等为漆基与某些辅助材料组成。按用途分为浸渍漆，漆包线漆、覆盖漆、硅钢片漆和防电晕漆等。主要用于电机和电器设备中作为绝缘材料

38、。例如，浸渍漆主要用于浸渍电机、电器的线圈和绝缘零部件，以填充其间隙和微孔，其固化后能在浸渍物体表面形成连续平整的漆膜，并使线圈粘接成一个结实的整体，以提高绝缘结构的耐潮、导热、击穿强度和机械强度等性能。2.绝缘胶：类似于无溶剂漆，黏度较大，一般加有填料。主要有灌注胶、浇注胶、包封胶等几类。例如，在浇注电缆接头和套管、20kV以下电流互感器、l0kV及以下电压互感器、干式变压器、户内户外绝缘子、SF6断路器灭弧室绝缘子、电缆接线盒、密封电子元件等。3.云母制品：主要由云母或粉云母、胶粘剂和补强材料组成，根据不同的材料组成，可制成不同特性的云母绝缘材料。云母制品主要有云母带、云母板、云母箔和云母

39、玻璃等四类。例如，云母带是由胶粘剂粘合云母片或粉云母纸与补强材料，经烘干而成。环氧玻璃粉云母带含胶量大，厚度均匀，固化后电气、力学性能较好，适用于模压或液压成形的高压电机线圈绝缘。4.气体介质绝缘材料：在电气设备中，气体除可作为绝缘材料外，还具有灭弧、冷却和保护等作用，常用的气体绝缘材料有空气、氮气、二氧化硫和六氟化硫(SF6)等。例如，六氟化硫(SF6)一般由硫和氟直接燃烧合成，经净化干燥处理后使用。常态下，SF6是一种无色、无味、不燃不爆、无毒且化学性质稳定的气体，其分子量大，分子中含有电负性很强的氟原子，具有良好的绝缘性能和灭弧性能。在均匀电场中，其击穿强度约为空气的3倍，在0.30.4

40、MPa下，其击穿强度等于或优于变压器油。目前广泛用于SF6全封闭组合电气、SF6断路器、气体绝缘变压器、充气管路电缆等。5.液体绝缘材料：在电气设备中，通过绝缘液体的浸渍和填充，消除了空气和间隙，提高了绝缘介质的击穿强度，并改善了设备的散热条件。常用的有变压器油、断路器油、电容器油、电缆油等。例如，在变压器、油断路器、电容器和电力电缆等电气设备中广泛使用液体绝缘材料。6.层压制品：层压制品是由纸或布作底材，浸以不同的胶粘剂，经热压（或卷制）而制成的层状结构的绝缘材料。层压制品可加工制成具有良好的电气、力学性能和耐热、耐油、耐霉、耐电弧、防电晕等特性的制品。层压制品主要包括层压板、管（筒）、棒、

41、电容套管芯和其他特种型材等。层压板又包括层压纸板、层压布板、层压玻璃布板和特种层压板（如防电晕层压板）等四类。例如，环氧层压玻璃布板具有优异的绝缘性能，良好的粘结力和较高的热态机械强度，适用于300MW、600MW汽轮发电机及其他高压电机中。 1H411020 机电工程常用工程设备机电工程设备是指归业主所有、为满足合同要求、组成工程实体的各种设备，工程竣工验收后，施工单位向业主办理移交手续。机电工程常用工程设备种类很多，可根据建设工程分类标准GB/T 50841一2013 的工程划分来进行设备的分类。本目重点是：通用机械设备、专用设备、静置设备、电气设备的分类和性能。1H411021 通用机械

42、设备的分类和性能机电工程项目通用机械设备是指通用性强、用途较广泛的机械设备。一般可分为切削设备、锻压设备、铸造设备、输送设备、风机、泵、压缩机等，设备的性能一般以其参数表示。本条主要知识点是：泵、风机、压缩机、输送设备、切削设备、锻压设备、铸造设备的分类和性能。一、泵的分类和性能1.泵的分类泵主要用来输送流体或混合流体，包括液体、气体、气液混合物、固液混合物以及气固液三相混合物的机械设备。泵的种类很多，其分类方法也很多。(1) 按照泵设备安装工程类别划分，根据建设工程分类标准GB/T 50841，可分为：离心式泵、旋涡泵、电动往复泵、柱塞泵、蒸汽往复泵、计量泵、螺杆泵、齿轮油泵、真空泵、屏蔽泵

43、、简易移动潜水泵等。其中离心泵效率高，结构简单，适用范围最广。（2)根据泵的工作原理和结构形式可分为：容积式泵、叶轮式泵。1)容积式泵。靠工作部件的运动造成工作容积周期性地增大和缩小而吸排物料，并靠工作部件的挤压而直接使物料的压力能增加。根据运动部件运动方式的不同分为往复泵和回转泵两类，往复泵有活塞泵、柱塞泵和隔膜泵等；回转泵有齿轮泵、螺杆泵和叶片泵等。2)叶轮式泵。叶轮式泵是靠叶轮带动液体高速回转而把机械能传递给所输送的物料。根据泵的叶轮和流道结构特点的不同叶轮式分为离心泵、轴流泵、混流泵和旋涡泵等。(3)按泵轴位置可分为：立式泵、卧式泵。(4)按吸口数目可分为：单吸泵、双吸泵。（5)按驱动

44、泵的原动机划分，可分为：电动泵、汽轮机泵、柴油机泵、气动隔膜泵等。2.泵的性能(1)泵的性能参数主要有流量和扬程，此外还有轴功率、转速、效率和必需汽蚀余量。流量是指单位时间内通过泵出口输出的液体量，一般采用体积流量。扬程是单位重量输送液体从泵入口至出口的能量增量，对于容积式泵，能量增量主要体现在压力能增加上，通常以压力增量代替扬程来表示。泵的效率不是一个独立性能参数，它可以由别的性能参数例如流量、扬程和轴功率按公式计算求得。(2)泵的各个性能参数之间存在着一定的相互依赖变化关系，并用特性曲线来表示。每一台泵都有特定的特性曲线，由泵制造厂提供。通常在工厂给出的特性曲线上还标明推荐使用的性能区段，

45、称为泵的工作范围。选择和使用泵，应使泵的工作点落在工作范围内。同一台泵输送黏度不同的液体时，其特性曲线也会改变。对于动力式泵，随着液体黏度增大，扬程和效率降低，轴功率增大，所以工业上有时将黏度大的液体加热使黏性变小，以提高输送效率。例如，一幢30层的高层建筑，其消防水泵的扬程应在130m以上。二、风机的分类和性能1.风机的分类(1)按照建设工程分类标准中风机设备安装工程类别划分，可分为：离心式通风机、离心式引风机、轴流通风机、回转式鼓风机、离心式鼓风机。(2)按照气体在旋转叶轮内部流动方向划分，可分为：离心式风机、轴流式风机、混流式风机。(3)按结构形式划分，可分为：单级风机、多级风机。(4)

46、按照排气压强的不同划分，可分为：通风机、鼓风机、压气机。2.风机的性能风机的性能参数主要有流量、压力、功率，效率和转速，另外，噪声和振动的大小也是风机的指标。流量也称风量，以单位时间内流经风机的气体体积表示。压力也称风压，是指气体在风机内压力升高值，有静压、动压和全压之分。功率是指风机的输入功率，即轴功率。风机有效功率与轴功率之比称为效率。风机全压效率可达90。三、压缩机的分类和性能1.压缩机的分类压缩机是一种压缩气体体积并提高气体压力或输送气体的机器。各种压缩机都属于动力机械，能将气体体积缩小，压力增高，具有一定的动能，可作为机械动力或其他用途。按所压缩的气体不同，压缩机可称为空气压缩机，氧

47、气压缩机、氨压缩机、天然气压缩机。(1)按照建设工程分类标准中风机设备安装工程类别划分，可分为：活塞式压缩机、回转式螺杆压缩机、离心式压缩机（电动机驱动）等。(2)按照压缩气体方式可分为：容积式压缩机和动力式压缩机两大类。按结构形式和工作原理，容积式压缩机可分为往复式（活塞式、膜式）压缩机和回转式（滑片式、螺杆式、转子式）压缩机；动力式压缩机可分为轴流式压缩机、离心式压缩机和混流式压缩机。(3)按压缩次数可分为：单级压缩机、两级压缩机、多级压缩机。(4)按气缸的布置方式可分为：立式压缩机、卧式压缩机、L型压缩机、V型压缩机、W型压缩机、扇形压缩机、M型压缩机、H型压缩机。(5)按气缸的排列方法

48、可分为：串联式压缩机、并列式压缩机、复式压缩机、对称平衡式压缩机气缸横卧排列在曲轴轴颈互成180°的曲轴两侧，布置成H型、D型、M 型，其惯性力基本能平衡（大型压缩机都朝这方向发展)。(6)按压缩机的排气最终压力划分，可分为：低压压缩机排气压力在0.31.OMPa， 中压压缩机排气压力在1.010.OMPa;高压压缩机排气压力在10.0 100.OMPa；超高压压缩机排气压力在100.OMPa以上。(7)按压缩机排气量的大小划分，可分为：微型压缩机一输气量在1m3/min以下；小型压缩机输气量在110m3/min; 中型压缩机输气量在10100m3/min;大型压缩机输气量在100m

49、3min以上。(8)按传动种类划分，可分为：以电动机为动力的压缩机、以蒸汽机为动力的压缩机、以内燃机为动力的压缩(9)按润滑方式划分，可分为：无润滑压缩机、有润滑压缩机。(10)按冷却方式划分，可分为：水冷式压缩机、风冷式压缩机。(11)按动力机与压缩机之传动方法划分，可分为：刚性联轴器直接传动压缩机、挠性联轴器直接传动压缩机、减速齿轮传动压缩机、皮带传动压缩机、无曲轴连杆机构的自由活塞式压缩机。(12)离心式压缩机按总体结构可分为：水平剖分型、垂直剖分型（又称筒型）、等温型和多轴型。2.压缩机的性能压缩机的性能参数主要包括容积、流量、吸气压力、排气压力、工作效率、输入功率、输出功率、性能系数

50、、噪声等。四、输送设备的分类和性能1.输送设备的分类输送设备通常按有无牵引件<链、绳、带）分为：(1)具有挠性牵引件的输送设备，有带式输送机、链板输送机、刮板输送机、埋刮板输送机、小车输送机、悬挂输送机，斗式提升机等。其工作特点是把物品置于承载件上，由挠性牵引件搬运承载件沿着固定的线路运动，靠物品和承载件的摩擦力使物品与牵引件在工作区段上一起移动。(2)无挠性牵引件的输送设备，有螺旋输送机、滚柱输送机、气力输送机等。其工作特点是物品与推动件分别运动。推动件作旋转运作<滚子输送机）或往复运动（振动输送机）时，依靠物品与承载件间的摩擦力或惯性力，使物品向前运动，而推运件自身仍保持或回复

51、到原来位置。2.输送设备的性能连续输送设备只能沿着一定路线向一个方向连续输送物料，可进行水平、倾斜和垂直输送，也可组成空间输送线路。输送设备输送能力大、运距长、设备简单、操作简便、生产率高，还可在输送过程中同时完成若干工艺操作。连续输送机械的主要参数包括输送能力、线路布置（水平运距、提升高度等）、输送速度、主要工作部件的特征尺寸和驱动功率等。五、切削机床的分类和性能1.切削机床的分类切削机床是切削设备的一个类别气(1)按加工方法和所用刀具进行分类，是机床主要的分类方法。根据国家制定的机床型号编制方法，机床划分为12类：车床、铣床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、刨床、插床、拉床、

52、锯床及其他机床。在每一类机床中，又按工艺范围、布局形式和结构等分为组，每一组又细分为若干系（系列)。(2)按质量和尺寸，同类型机床可分为仪表机床、中小型机床、大型机床、重型机床、超重型机床。(3)按工作精度，同类型机床可分为普通精度机床、精密机床和高精密机床。(4)按通用性程度，同类型机床可分为以下三种：1)通用机床，用于加工多种零件的不同工序，加工范围较广，通用性较大，但结构比较复杂。这种机床主要适用于单件小批量生产，例如卧式车床、万能外圆磨床、万能升降台铣床等。2）专门化机床，工艺范围较窄，只能用于加工某一类（或少数几类）零件的某一道或少数几道特定工序，如曲轴车床、凸轮车床、螺旋桨铣床等。

53、3)专用机床，工艺范围最窄，一般是专门为某一种零件的某一道特定工序加工。适用于大批量生产，如汽车、拖拉机制造中广泛适用的各种钻、镗组合机床、加工中心等。(5)按自动化程度，可分为手动、机动、半自动和自动机床。调整好后无需工人参与便能完成自动工作循环的机床称为自动机床；若装卸工件仍需人工进行，能完成半自动工作循环的机床称为半自动机床。2.金属切削机床的性能金属切削机床的技术性能由加工精度和生产效率加以评价。加工精度包括被加工工件的尺寸精度、形状精度、位置精度、表面质量和机床的精度保持性。生产效率涉及切削加工时间和辅助时间，以及机床的自动化程度和工作可靠性。这些指标取决于机床的静态几何精度和刚度等

54、静态特性且包括机床的运动精度、动刚度、热变形和噪声等的动态特性。六、锻压设备的分类和性能1.锻压设备的分类按照建设工程分类标准中锻压设备安装工程类别划分，可分为：机械压力机、液压机、自动锻压机、锻锤、剪切机、弯曲校正机、锻造水压机等。(1)机械压力机是用机械传动，工作精度高、操作条件好、生产效率高，易于实现机械化、自动化，适于在自动线上工作。(2)液压机是以高压液体（油、乳化液、水等）传送工作压力的锻压机械。液压机的行程是可变的，能够在任意位置发出最大的工作力。液压机工作平稳，没有振动，容易达到较大的锻造深度，最适合于大锻件的锻造和大规格板材的拉伸、打包和压块等工作。液压机主要包括水压机和油压

55、机两大类：水压机产生的总压力较大，常用于锻造和冲压。锻造水压机又分为模锻水压机和自由锻水压机两种，模锻水压机要用模具，自由锻水压机不用模具。液压机按结构形式现主要分为：四柱式、单柱式(C型）、卧式、立式框架等。某些弯曲、矫正、剪切机也属于液压机一类。(3)锻锤是由重锤落下或强迫高速运动产生的动能，对坯料做功，使之塑性变形的机械。适用于自由锻和模锻。但振动较大，较难实现自动化生产。2.锻压设备的性能锻压设备的基本特点是压力大，故多为重型设备，通过对金属施加压力使其成形，有一定加工精度要求。锻压设备上设有安全防护装置，以保障设备和人身安全。我国有世界最大的、先进的自动控制的8万t模锻压力机。七、铸

56、造设备的分类和性能1.铸造设备的分类（1)按照建设工程分类标准中铸造设备安装工程类别划分，可分为：砂处理设备、造型设备、造芯设备、落砂设备、清理设备、金属型铸造设备、材料准备设备、抛丸设备、铸铁平台等。(2)按造型方法分类，可分为：普通砂型铸造设备和特种铸造设备。普通砂型铸造设备包括湿砂型、干砂型、化学硬化砂型铸造设备三类。特种铸造设备按造型材料又可分为两大类，一类以天然矿产砂石作为主要造型材料，如熔模铸造、壳型铸造、负压铸造、泥型铸造、实型铸造、陶瓷型铸造设备等；一类以金属作为主要铸型材料，如金属型铸造、离心铸造、连续铸造、压力铸造、低压铸造设备等。2.铸造设备的性能铸造设备可将熔炼成符合一

57、定要求的金属液体，浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后，形成预定形状、尺寸和性能的铸件。1H411022 专用设备的分类和性能专用设备是指专门针对某一种或一类对象或产品，实现一项或几项功能的设备。按照建设工程分类标准GB/T 50841一2013 的工程划分，专用设备有：火力发电设备、水力发电设备、核电设备、矿业设备、轻工设备、纺织设备、石油化工设备、冶金设备、建材设备和其他专用设备等。本条主要知识点是：火力发电设备、锅炉设备、水力发电设、核电设备、石油化工设备、冶金设备、建材设备的分类和性能。一、火力发电设备的分类和性能1.火力发电设备的分类火力发电设备包括：汽轮发电机组本体、汽轮发电机组辅助

58、设备、汽轮发电机附属设备、化学专用设备、脱硫设备、燃气一蒸汽联合循环机组设备、空冷机组和其他设备等。火力发电设备按其作用，分为单纯供电的和发电加供热的（热电联产的热电厂)两类。按所用燃料分，有燃煤发电、燃油发电、燃气发电、垃圾发电、沼气发电及利用工业锅炉余热发电等。2.火力发电设备的性能火力发电是指利用煤炭、石油、天然气等固体、液体、气体燃料燃烧产生的热能来加热水，使水变成高温高压水蒸气，再由水蒸气推动发电机继而发电的一种发电方式。考核火力发电的指标很多，其中主要有发电量、发电煤耗和供电煤耗、汽轮机热耗和热效率、锅炉效率、供热煤耗、补给水率、主蒸汽压力、主蒸汽温度、汽轮机真空度等。二、锅炉设备的分类和性能1.锅炉设