过程设备机械设计基础3ppt课件

1、过程设备机械设计根底-学习辅导3华东理工大学郝俊文七 过程设备常用资料教学目的与要求教学目的与要求o 了解过程设备对资料的根本要求o 熟习常用资料的特性和化学成分o 重点掌握钢材的性能和热处置o 掌握环境温度对资料力学性能的影响o 掌握资料腐蚀产生的缘由和防护措施o 了解实际中选择资料应该留意的一些事项重点内容o 7.1 过程设备用材的要求o 7.1.1 根本要求o 1. 资料来源可靠,性能稳定,保证运用寿命o 2. 力学性能满足运用要求o 3. 介质有腐蚀性时的耐蚀要求o 4. 良好的加工性能,如焊接性o 5. 经济o 6. 供货方便,稳定继续性o 7.1.2 对力学性能的要求1. 强度：确

2、定许用应力的根据，S ( 0.2)，b2. 塑性：反映资料可塑性目的，5=1020%3. 韧性：抵抗缺陷扩展才干目的，K=4060J/cm24. 硬度：抵抗外物侵入的才干5. 资料在高温暖低温下的力学性能o 7.1.3 耐腐蚀性 抵抗腐蚀性介质侵蚀的才干。抗氧化性 o 7.1.4 加工工艺性1.可焊性2. 可锻性：不发生热脆3. 可塑性4. 机械加工性能o7.1.4 资料的物理性能导热系数：设备要求传热线膨胀系数：防止热应力密度：决议设备的分量熔点和导电性：o7.1.5 资料的经济性-价钱表o 7.2 过程设备常用资料o 7.2.1 碳钢碳钢：碳含量在0.022之间的铁碳合金;铸铁：碳含量大于

3、2的铁合金。p2、碳钢分类 优质碳素构造钢：高、中、低普通碳素钢：A、B、C、Dp1、碳钢与铸铁o7.2.2 合金钢2、不锈钢3、耐热钢4、低温钢1、普通低合金钢p 7.2.3 铸 铁1 灰口铸铁：HT150330 2 球墨铸铁：QT400153 可锻铸铁：KT30006 4 合金铸铁：如高硅铸铁，用于耐酸泵o 7.2.4 有色金属及合金铜及铜合金铝及铝合金镍及镍合金钛及钛合金p 7.2.5 非金属资料无机资料有机资料o用途o耐蚀资料o保温资料o耐火资料o密封资料o强度资料o 7.3 钢材的热处置o 定义：将钢材经过适当的加热和冷却过程，使钢材的组织按一定的规律变化，以获得预期的机械性能，称钢

4、的热处置。o 目的：获得预期的机械性能和加工性能o 退火o 正火o 淬火o 回火p常用热处置方法o 外表淬火o 提高零件外表硬度和耐磨性o 方法：火焰加热，高频感应加热o 特点：处置过程短，不易氧化和变形o 时效o 化学热处置o 7.4 金属资料的腐蚀与防护o 腐蚀分类o 全面腐蚀均匀腐蚀o 部分腐蚀n区域腐蚀n点腐蚀n晶间腐蚀n缝隙腐蚀n应力腐蚀o 7.4.1 金属资料的化学腐蚀与电化学腐蚀o 7.4.2 影响腐蚀的要素o 合金元素的影响与n/8定律o 腐蚀介质酸碱性的影响o 温度和压力的影响o 应力对腐蚀的影响7.4.3 腐蚀评定与防护7.4.3.1 金属腐蚀的评定方法称重法 减薄量 7.

5、4.3.2 防腐蚀措施 涂覆维护层 电化学防护 添加缓蚀剂 合理的构造设计 消除应力处置o 7.5 过程设备资料选择o 1 根据要求的工况按规范选取o GB150-2019 GB6654-2019 GB4726-1994o 2 资料的质量保证书/证明书o 必要时，复检o 3 合理选材：o 镇静钢 半镇静钢 4 优先采用低合金钢5 仅受刚度控制的设备，不宜选择强度过高的资料6腐蚀介质存在的场所， 优先采用无 NiCr铁素体钢7低温用钢8中温用钢9 各种钢材都有一定的运用温度，设计时应该根据工艺条件和设备的构造、设计温度来选择资料。第八章第八章 压力容器压力容器教学目的与要求教学目的与要求o 学习

6、压力容器的常用零部件。这些零部件包括圆筒体、封头、支座、接纳、法兰、人手孔、液位计等。o 掌握内压容器的设计。内容包括内压薄壁圆筒体的应力分析，设计时的强度条件，设计公式的来源、设计参数的选择以及压力实验。 o 了解外压容器的失效方式和设计方法o 学习压力容器的运用和管理应掌握压力容器在各个不同阶段所实施的运用和管理内容。重点内容o 过程设备零部件的根本参数为公称压力和公称直径，以此为规范设计制造的零部件具有一定的通用性；o 8.1压力容器常用零部件o 筒体和封头o 法兰和垫片o 支座o 开孔与接纳及平安附件o 8.2 压力容器分类o 压力容器分类思索主要要素o 压力，o 毒性和易燃性，o 储

7、能o 按压力分为低压、中压、高压和超高压o 按工艺分为：反响器R，换热器E，分别器S，储存容器C，Bo 按安装方式分为：固定式和挪动式o 按监察规程分为三类。该分类方式思索了多种要素，是一种综合的分类方法，其中心是容器破坏后的危险性和危害性。o 高压容器，挪动式和容积大于50m3的储罐属于三类压力容器；o 普通中压容器为二类压力容器；o 普通低压容器为一类压力容器。o 内压薄壁容器设计o 1、按容器的外径、按容器的外径Do和内径和内径Di的比值的比值K 不同，可将容器分为：不同，可将容器分为：o 厚壁容器：厚壁容器：K1.2o 薄壁容器：薄壁容器：K1.2tPRtPR2o 球形壳体tpR2p

8、二、边缘应力及其处置二、边缘应力及其处置1. 边缘应力的产生缘由2. 边缘应力的特点：部分性、自限性3. 工程上的处置方法：危害性较小，不做特殊处置,仅作部分构造调整o 三 薄壁筒体强度设计1、 强度设计公式强度设计公式 tittDP2)（ CPDPttin2强度条件：设计公式：o 2、设计参数确定2 设计温度设计温度3 焊缝系数焊缝系数1 设计压力设计压力(P)4 许用应力许用应力5 .厚度厚度(t)及厚度附加量及厚度附加量o 压力与气密性实验1、水压实验、水压实验3、气密性实验、气密性实验2、气压实验、气压实验o8.4 外压薄壁容器外压薄壁容器1、外压容器失稳的概念外压大于内压o 2、失效

9、的主要方式：失稳。其后果是呵斥容几何外形偏离原外形。 o 3 提高稳定性的措施设置加强圈部分设置加强圈可以缩短筒体的计算长度，添加外压圆筒的稳定性且节约资料加强圈资料通常为碳钢，采用型钢。加强圈可以和内件合二为一；加强圈可以设置在外部,也可以设置在内部o 8.5 压力容器的平安运用与管理一、一、 压力容器的平安技术监察压力容器的平安技术监察1 、平安技术监察的根据、平安技术监察的根据容规容规涉及内容涉及内容:类别划分，资料选用，构造与类别划分，资料选用，构造与强度设计，制造组装，无损检测探伤，强度设计，制造组装，无损检测探伤，压力实验，运用管理，定期检验及平安压力实验，运用管理，定期检验及平安

10、附件，等等附件，等等2 、压力容器的设计监察、压力容器的设计监察资历资历3 、压力容器的制造监察、压力容器的制造监察答应答应二、压力容器的平安运用与管理二、压力容器的平安运用与管理1 、管理体系与职责、管理体系与职责2 、建立压力容器技术档案、建立压力容器技术档案3、压力容器的运用登记、压力容器的运用登记4 、制定容器的平安操作规程、制定容器的平安操作规程5 、正确操作容器、正确操作容器三、三、 压力容器的定期检验压力容器的定期检验1 、定期检验的目的、定期检验的目的2 、定期检验的内容与期限、定期检验的内容与期限 外部检测，内外部检验，耐压实验；外部检测，内外部检验，耐压实验； 检验程序检验

11、程序 检验报告检验报告第十一章第十一章 管道与管配件管道与管配件教学目的和要求o 管道的组成和分类；压力管道的概念和分类；管道的工程表达/工程图识读；o 管子的分类；管子的尺寸系列规范；管件的衔接方式；o 常用阀门的构造特点；阀门的运用o 管系的支撑、应力分析及热补偿、o 管道的防腐处置、o 管道标识和保温 重点内容o 11.1管道的组成与分类管道的组成与分类管道的组成管道的组成 管道是各种管路的总称。普通由管子，管道是各种管路的总称。普通由管子，阀门、支吊架、仪表安装及其他附件组成。阀门、支吊架、仪表安装及其他附件组成。 管道的分类管道的分类 管道的分类规范：压力，材质，设计温度等管道的分类

12、规范：压力，材质，设计温度等根据管道的设计压力分类：真空管道，指p0的管道表压，以下同；低压管道，指0p1.6MPa的管道；中压管道，指1.6p10MPa的管道；高压管道，指10 100MPa的管道。 按管道的设计温度T分类低温管道，指t200的管道。3 按管道的材质，管道可以分为：金属管道非金属管道复合管道p压力管道o 某些管道运用过程中危险性大，发惹事故后危害性大，运用工况苛刻，为了便于管理，杜绝灾祸事故，劳动部将这些管道统称为压力管道，并制定相关法规进展管理。 o 管理文件：o o o 11.2 管道工程图识别o 11.3 管件o 管件的作用o 管件是用来改动管道方向、改动管径大小、进展

13、管道分支、部分加强以及实现其他特殊作用的管道元件。 o 管件的制造o 管件可用钢板焊制、钢管热推制或液压成形、铸造或锻制等方法制造。o 11.4 管件的衔接四种衔接方式对焊衔接型、螺纹衔接型、承插焊衔接型、法兰衔接型 对夹式o 1 作用：o 接通和截断介质；o 防止介质倒流；o 调理介质压力、流量；分别、混合或分配介质；o 防止介质压力超越规定数值，以保证管道或设备平安运转等。o 2 分类：见表o 3 阀门选用原那么o (1).保送流体的性质 o (2).阀门的功能 o (3).阀门的尺寸 o (4).阻力损失 o (5).温度和压力 o (6).阀门的材质 o11.4.3 管法兰及紧固件o1

14、1.5 管系的支撑o11.5.1 管道支吊架的作用o (1) 支承管道的分量。该分量包括管道自重，内部介质分量和外部保温层的分量等o (2) 限制管道在某个或某几个方向的位移，防治发生不测挪动。o (3) 平衡介质反力，防止介质走漏或管道爆破。o (4) 控制管道的振动，摆动或冲击，防止管系产生疲劳破坏或发出噪音。 o 11.5.2 管系支承安装的分类选用原那么管系支承安装的分类选用原那么1 管系支撑安装的分类广义的管线支架包括了一切的管系支承安装。其构造、外形众多，但就机能和用途可分为支架(包括管托、滚动支架、管卡、平衡锤支架、弹簧支架等)、吊架(包括刚性吊架、弹簧吊架等)、限制性支架和支撑安装等等。 o 11.5 .4管道支吊架位置确实定1 管道最大允许跨距的计算2 管道最大导向间距确实定3 确定管道支吊架位置的要点 (1)承重管架应安装在接近设备管嘴处，以减少管嘴受力 (2).管系中有阀门和小型管道设备等集中载荷时，