化工设备总复习复习ppt课件

1、1 资料的性能：机械性能、物理性能、化学性资料的性能：机械性能、物理性能、化学性能、加工工艺性能、加工工艺性2 机械性能：资料抵抗外力而不产生超越允许机械性能：资料抵抗外力而不产生超越允许的变形或抵抗外力不被破坏的才干。有强度、的变形或抵抗外力不被破坏的才干。有强度、塑性、硬度、韧性等目的塑性、硬度、韧性等目的3 强度强度:固体资料在外力作用下抵抗产生塑性变固体资料在外力作用下抵抗产生塑性变形和断裂的特性。有屈服点、抗拉强度、蠕形和断裂的特性。有屈服点、抗拉强度、蠕变极限、耐久强度、疲劳强度变极限、耐久强度、疲劳强度一一 化工设备资料化工设备资料l4 塑性：金属在外力作用下产生塑性变形塑性：金

2、属在外力作用下产生塑性变形而不被破坏的才干，有延伸率和断面收缩而不被破坏的才干，有延伸率和断面收缩率、冷弯角率、冷弯角l5 硬度：金属资料抵抗其它更硬物体压入硬度：金属资料抵抗其它更硬物体压入外表的才干。反映资料弹性、硬度与塑性外表的才干。反映资料弹性、硬度与塑性等的综合性能。有布氏硬度、洛氏硬度、等的综合性能。有布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度维氏硬度6 韧性：韧性是资料在外加动载荷忽然袭韧性：韧性是资料在外加动载荷忽然袭击时的一种及时和迅速塑性变形的才干击时的一种及时和迅速塑性变形的才干. 韧性高的资料普通有高的塑性目的，但塑韧性高的资料普通有高的塑性目的，但塑性高的资料不一定有高的韧性。性高

3、的资料不一定有高的韧性。7 物理性能：热膨胀性、弹性模量、泊桑物理性能：热膨胀性、弹性模量、泊桑比比8 化学性能：耐腐蚀性、抗氧化性化学性能：耐腐蚀性、抗氧化性l9 资料的工艺性能：加工过程的难易程度，资料的工艺性能：加工过程的难易程度，主要有铸造性能、锻造性能、焊接性能、切主要有铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能、热处置性能等削加工性能、热处置性能等l10 金属资料的分类：金属资料的分类：l钢的分类方法：按化学成分及按脱氧程度钢的分类方法：按化学成分及按脱氧程度l11 钢铁牌号的表示方法：字母、数字的含义钢铁牌号的表示方法：字母、数字的含义lQ235-AF, 16MnR, 0Gr18

4、Ni9Til13 纯铁的同素异构转变l 固态下晶体构造随温度发生改动的景象称为同素异构转变体体心心立立方方面面心心立立方方体体心心立立方方F Fe eF Fe eF Fe eC C9 91 10 0C C1 13 39 90 0o oo o12 12 石墨存在的方式：球状、细片状、粗片状石墨存在的方式：球状、细片状、粗片状l14 碳钢的根本组织：铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体l15 碳钢中杂质对其性能的影响：l 锰Mn、MnS(1600)、是一种有益元素l 硅Si是有益元素。u硫硫S、FeS和和Fe构成低熔点的化合物熔构成低熔点的化合物熔点为点为985、热脆性、有害元素、热脆性、有害元素u磷磷

5、P、冷脆、是有害元素。、冷脆、是有害元素。u氧氧O以以MnO、SiO2、FeO、Al2O3等夹等夹杂物方式存在，破坏了钢基体的延续性，杂物方式存在，破坏了钢基体的延续性，有害有害l16 钢的热处置：退火与正火、淬火与回火、钢的热处置：退火与正火、淬火与回火、调质处置的作用调质处置的作用l17 合金元素对钢的影响合金元素对钢的影响l铬铬主要元素，耐腐蚀抗氧化主要元素，耐腐蚀抗氧化l锰锰强度，低温冲击韧性强度，低温冲击韧性l镍镍热强性热强性l钛钛强脱氧剂，提高韧性，定碳，防晶强脱氧剂，提高韧性，定碳，防晶间腐蚀间腐蚀l18 有色金属资料有色金属资料l 铝及其合金铝及其合金耐腐蚀、低温、不污染耐腐蚀

6、、低温、不污染l 铜及其合金铜及其合金 低温、耐非氧化性酸低温、耐非氧化性酸l 铅及其合金铅及其合金耐硫酸、耐辐射耐硫酸、耐辐射l 钛及其合金钛及其合金轻质高强，耐腐蚀、耐热轻质高强，耐腐蚀、耐热l19 非金属资料非金属资料l 化工陶瓷，化工搪瓷、玻璃化工陶瓷，化工搪瓷、玻璃耐蚀、不耐蚀、不挂料挂料l硬聚氯乙烯塑料、聚四氟乙烯塑料、玻璃硬聚氯乙烯塑料、聚四氟乙烯塑料、玻璃钢钢l涂料涂料l不透性石墨不透性石墨导热性、不污染介质，强腐导热性、不污染介质，强腐蚀介质的换热器蚀介质的换热器l20 化学腐蚀：介质与金属直接发生化学反化学腐蚀：介质与金属直接发生化学反响，无电流产生，反响产物在金属外表。响

7、，无电流产生，反响产物在金属外表。l 高温下易发生，主要方式为金属的高温氧高温下易发生，主要方式为金属的高温氧化及脱碳和氢腐蚀化及脱碳和氢腐蚀l 参与特殊合金参与特殊合金l21 电化学腐蚀：介质与金属发生电化学反响，电化学腐蚀：介质与金属发生电化学反响，有电流产生。有电流产生。 l 破坏的方式：均匀、非均匀破坏的方式：均匀、非均匀l晶间腐蚀：缘由，对策晶间腐蚀：缘由，对策l应力腐蚀：缘由，对策应力腐蚀：缘由，对策l点腐蚀：部分出现的向深处开展的腐蚀小孔点腐蚀：部分出现的向深处开展的腐蚀小孔,对策对策二二 容器设计根本知识容器设计根本知识1 容器分类及构造容器分类及构造低压容器低压容器 L 0.

8、1MPaP1.6MPa中压容器中压容器 M 1.6MPa P10MPa高压容器高压容器 H 10MPaP100MPa超高压容器超高压容器 U P100MPal2 容器零部件规范化的意义及根本参数容器零部件规范化的意义及根本参数l 规范化是组织现代化消费的重要手段之规范化是组织现代化消费的重要手段之一一l 规范化的根本参数有两个：公称直径规范化的根本参数有两个：公称直径DNl和公称压力和公称压力PN。l 设计时应将工艺计算初步确定的设备设计时应将工艺计算初步确定的设备内径调整至公称直径。假设选用规范零部内径调整至公称直径。假设选用规范零部件，须将操作温度下的最高任务压力或件，须将操作温度下的最高

9、任务压力或设计压力调至规定的某一公称压力等级，设计压力调至规定的某一公称压力等级，然后根据然后根据DN、PN选尺寸。选尺寸。l3 了解相关的法规和规范了解相关的法规和规范l4 容器机械设计的根本要求容器机械设计的根本要求l 强度；刚度；稳定性；耐久性；密强度；刚度；稳定性；耐久性；密封性；节省资料；便于制造、操作、运输；封性；节省资料；便于制造、操作、运输；技术经济目的合理。技术经济目的合理。l三三 内压容器设计内压容器设计l1 根本概念根本概念l 回转壳体、轴对称、中间面、母线、回转壳体、轴对称、中间面、母线、经线、法线、纬线、第一曲率半径、第二经线、法线、纬线、第一曲率半径、第二曲率半径。

10、曲率半径。l 小位移假设、直法线假设、不挤压假设小位移假设、直法线假设、不挤压假设l2 应力分析应力分析l1 1 在处所受应力为薄膜应力。可在处所受应力为薄膜应力。可用简单的无力矩实际来计算用简单的无力矩实际来计算l经向应力计算公式经向应力计算公式区域平衡方程式区域平衡方程式2()2mpRMPa 壁厚，壁厚，mmmmR2R2第二曲率半径，第二曲率半径，mmmmmm经向应力，经向应力，MPaMPal环向薄膜应力环向薄膜应力微体平衡方程微体平衡方程12mpRR 假设经线方程假设经线方程y=y(x)y=y(x)，那么，那么R1R1为为 2/32111yyRl运用范围运用范围l 1 轴对称轴对称l 几

11、何外形、资料、载荷的对称性和延续几何外形、资料、载荷的对称性和延续性性l 2 只受薄膜应力只受薄膜应力l 壳体曲面上没有应力集中，不存在边缘壳体曲面上没有应力集中，不存在边缘力和边缘力矩，处在无力矩形状力和边缘力矩，处在无力矩形状l 3 薄壁薄壁l2 2 在衔接处除了受薄膜应力外，在衔接处除了受薄膜应力外，还有附加的弯曲应力，称为边缘应力，要还有附加的弯曲应力，称为边缘应力，要用复杂的有力矩实际及变形谐调条件来计用复杂的有力矩实际及变形谐调条件来计算。在简化计算中，常在薄膜应力根底上算。在简化计算中，常在薄膜应力根底上乘以一个系数。乘以一个系数。l特点特点l 部分性：部分性：l 只在某一特定区

12、域内有很大值，超只在某一特定区域内有很大值，超越越l此范围即迅速衰减。此范围即迅速衰减。l 自限性自限性l 应力坚持在应力坚持在s，靠增大部分塑性区，靠增大部分塑性区范围来承当边缘应力，使边缘应力自动限范围来承当边缘应力，使边缘应力自动限制制l3 薄膜实际的运用薄膜实际的运用l1受气体内压的圆筒形壳体受气体内压的圆筒形壳体4mpD 2pD l2受气体内压的球形壳体受气体内压的球形壳体4mpD 4pD 受气体内压的椭球壳椭圆形封头受气体内压的椭球壳椭圆形封头 42222mpaxabb 44222422222paaxabbaxab 在在x=0 x=0处，处，2mpaab 在在x xa a处，处，2

13、mpa 2222paab l3受气体内压的锥形壳体受气体内压的锥形壳体12cosmpr 1cospr l最大应力值在大端最大应力值在大端14cosmpD 12cospD l4 内压容器的强度设计内压容器的强度设计l1设计准那么：弹性失效准那么即设计准那么：弹性失效准那么即 当当Lcr长圆筒长圆筒 LLcr短圆筒短圆筒LI IsI且接近且接近l五五 容器零部件容器零部件l1 法兰联接法兰联接l 由联接件、被联接件、密封元件组由联接件、被联接件、密封元件组成。法兰的密封失效主要是由于密封不好成。法兰的密封失效主要是由于密封不好而走漏。密封口走漏的途径主要有垫片渗而走漏。密封口走漏的途径主要有垫片渗

14、漏和压紧面走漏。漏和压紧面走漏。l 为保证密封，必需在预紧时不能小于为保证密封，必需在预紧时不能小于预严密封比压，任务时不能小于任务密封预严密封比压，任务时不能小于任务密封比压比压l常用的法兰类型有常用的法兰类型有l整体法兰：包括平焊法兰和对焊法兰整体法兰：包括平焊法兰和对焊法兰l活套法兰活套法兰l螺纹法兰螺纹法兰l2 影响法兰密封的要素影响法兰密封的要素l1螺栓预紧力螺栓预紧力l 要到达良好密封，必需使预紧力均要到达良好密封，必需使预紧力均匀作用于垫片。螺栓分布要均匀。匀作用于垫片。螺栓分布要均匀。l2压紧面密封面压紧面密封面l 法兰压紧面的型式，主要根据工艺法兰压紧面的型式，主要根据工艺条

15、件、密封口径及预备采用的垫片等进展条件、密封口径及预备采用的垫片等进展选择。常用型式有：平面型压紧面、凹凸选择。常用型式有：平面型压紧面、凹凸型压紧面、榫槽型压紧面、锥形压紧面、型压紧面、榫槽型压紧面、锥形压紧面、梯形槽压紧面等梯形槽压紧面等l3垫片性能垫片性能l 垫片是构成密封的重要元件，适当垫片是构成密封的重要元件，适当的垫片变形和回弹才干是构成密封的必要的垫片变形和回弹才干是构成密封的必要条件。条件。l4法兰刚度法兰刚度l 刚性大的法兰变形小，并可使分散刚性大的法兰变形小，并可使分散分布的螺栓力均匀的传送给垫片，故可提分布的螺栓力均匀的传送给垫片，故可提高密封性能。高密封性能。l5操作条

16、件操作条件l 单纯的压力或介质要素对走漏的单纯的压力或介质要素对走漏的影响并不重要，只需和温度结协作用问影响并不重要，只需和温度结协作用问题才显得严重。题才显得严重。l3 法兰规范及选用法兰规范及选用l1压力容器法兰规范压力容器法兰规范l 分为平焊法兰和对焊法兰两类分为平焊法兰和对焊法兰两类l 平焊法兰又有甲、乙两种方式平焊法兰又有甲、乙两种方式l2法兰的公称直径和公称压力法兰的公称直径和公称压力l 压力容器法兰的公称直径与压力容压力容器法兰的公称直径与压力容器的公称直径取同一系列数值。器的公称直径取同一系列数值。l 法兰公称压力确实定与法兰的最大法兰公称压力确实定与法兰的最大操作压力和操作温

17、度及法兰资料三个要素操作压力和操作温度及法兰资料三个要素有关。有关。l 制定法兰尺寸系列计算法兰厚度时，制定法兰尺寸系列计算法兰厚度时，以以16MnR在在200时的机械性能为基准，时的机械性能为基准，此条件以外需进展换算此条件以外需进展换算l法兰规范的标志方法法兰规范的标志方法l法兰法兰密封面密封面 公称公称公称公称 规范号规范号l类型类型 型式型式 直径直径 压力压力l代号代号 代号代号 mm MPal如：如：l法兰法兰CT 8001.6 JB4702-2000l4 容器支座容器支座l 用来支承容器分量，并使其固定在用来支承容器分量，并使其固定在一定的位置上。一定的位置上。l 根据容器和设备

18、本身的型式，支座根根据容器和设备本身的型式，支座根本分为两大类，即卧式容器支座和立式容本分为两大类，即卧式容器支座和立式容器支座。器支座。l1 卧式容器支座有鞍座、圈座和支腿卧式容器支座有鞍座、圈座和支腿l一台卧式容器的鞍式支座，普通不多于两一台卧式容器的鞍式支座，普通不多于两个。个。l 鞍座规范的选用：根据鞍座实践承载鞍座规范的选用：根据鞍座实践承载的大小及公称直径确定鞍座型式，查相应的大小及公称直径确定鞍座型式，查相应的规范得到各部分尺寸。必要时验算轴向的规范得到各部分尺寸。必要时验算轴向应力。应力。l其标志方法：其标志方法：l 规范号规范号 鞍座鞍座 型号型号 公称直径公称直径F或或Sl

19、 JB/T 4712-92 鞍座鞍座 A2600Sl2立式容器支座立式容器支座l 主要有耳式支座、腿式支座、支承式支主要有耳式支座、腿式支座、支承式支座和裙式支座座和裙式支座l 耳式支座规范的选用方法：由耳式支座规范的选用方法：由DN及每及每个支座接受个支座接受 的分量的分量Q值预选一规范支座，值预选一规范支座，然后计算实践载荷，使然后计算实践载荷，使QQ，并校核支，并校核支座处圆筒所受的支座弯矩座处圆筒所受的支座弯矩ML使使MLML.l耳式支座的标志方法：耳式支座的标志方法：l 规范号规范号 耳座耳座 型号型号 支座号支座号l JB/4725-92 耳座耳座 AN3l 资料：资料：Q235-

20、A.Fl5 容器的开孔补强容器的开孔补强l 容器开孔后，在孔边附近的部分地域，容器开孔后，在孔边附近的部分地域，应力会到达很大的数值，这种部分的应力应力会到达很大的数值，这种部分的应力增长景象称为应力集中，应力集中区域的增长景象称为应力集中，应力集中区域的最大应力值称为应力峰值，以最大应力值称为应力峰值，以max表示。表示。呵斥应力集中的最根本的缘由是由于构造呵斥应力集中的最根本的缘由是由于构造的延续性被破坏。的延续性被破坏。l 该应力具有部分性该应力具有部分性l1补强设计原那么补强设计原那么l 等面积补强法的设计原那么是阅等面积补强法的设计原那么是阅历性设计准那么，计算复杂且偏于保历性设计准

21、那么，计算复杂且偏于保守。守。l 规定部分补强的金属面积必需等规定部分补强的金属面积必需等于或大于开孔所减去的壳体截面积，于或大于开孔所减去的壳体截面积，不能完全处理应力集中问题不能完全处理应力集中问题 塑性失效补强原那么一种极限设计塑性失效补强原那么一种极限设计的方法，同时又思索到构造的安定性。的方法，同时又思索到构造的安定性。 假设将薄膜应力控制在假设将薄膜应力控制在以下，以下，应力集中区的最大应力集中系数可以允应力集中区的最大应力集中系数可以允许到达许到达3.0。 只允许采用整体锻件补强构造的设只允许采用整体锻件补强构造的设计采用此设计准那么。计采用此设计准那么。l2 补强构造补强构造l 补强圈补强构造补强圈补强构造l 加强元件补强构造加强元件补强构造l 整体补强构造整体补强构造l3等面积补强的设