过程设备机械设计基础3课件

1、过程设备机械设计基础3过程设备机械设计基础3七 过程设备常用材料Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.七 过程设备常用材料Evaluation only.教学目的与要求了解过程设备对材料的基本要求熟悉常用材料的特性和化学成分重点掌握钢材的性能和热处理掌握环境温度对材料力学性能的影响掌握材料腐蚀产生的原因和防护措施了解实践中选择材料应该注意的一些事项Evaluation only.Created with A

2、spose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.教学目的与要求了解过程设备对材料的基本要求Evaluatio重点内容7.1 过程设备用材的要求7.1.1 基本要求1. 材料来源可靠,性能稳定,保证使用寿命2. 力学性能满足使用要求3. 介质有腐蚀性时的耐蚀要求4. 良好的加工性能,如焊接性5. 经济6. 供货方便,稳定持续性Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.

3、0.Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.重点内容7.1 过程设备用材的要求Evaluation on7.1.2 对力学性能的要求1. 强度：确定许用应力的依据，S ( 0.2)，b2. 塑性：反映材料可塑性指标，5=1020%3. 韧性：抵抗缺陷扩展能力指标，K=4060J/cm24. 硬度：抵抗外物侵入的能力5. 材料在高温和低温下的力学性能Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty

4、Ltd.7.1.2 对力学性能的要求1. 强度：确定许用应力的依据7.1.3 耐腐蚀性 抵抗腐蚀性介质侵蚀的能力。抗氧化性 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Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.7.1.3 耐腐蚀性 抵抗腐蚀性介质侵蚀的能力。抗氧化性 7.1.4 材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：决定设备的重量熔点和导电性：

5、7.1.5 材料的经济性-价格表Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.7.1.4 材料的物理性能导热系数：设备要求传热线膨胀系数7.2 过程设备常用材料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2的铁合金。2、碳钢分类 优质碳素结构钢：高、中、低普通碳素钢：A、B、C、D1、碳钢与铸铁Evaluation only.Created with Aspose.Slides for

6、.NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.7.2 过程设备常用材料7.2.1 碳钢碳钢：碳含量在 合金钢2、不锈钢3、耐热钢4、低温钢1、普通低合金钢 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Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019

7、Aspose Pty Ltd.7.2.2 合金钢2、不锈钢3、耐热钢4、低温钢1、普通低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 7.2.5 非金属材料无机材料有机材料Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.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用途耐蚀材料保温材料耐火材料密封材料强度材料Evaluation only.Created with Aspose.S

8、lides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.用途Evaluation only.7.3 钢材的热处理定义：将钢材通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，称钢的热处理。目的：获得预期的机械性能和加工性能Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.7.3 钢材的热处理定义

9、：将钢材通过适当的加热和冷却过程，使退火正火淬火回火常用热处理方法Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.退火常用热处理方法Evaluation only.表面淬火提高零件表面硬度和耐磨性方法：火焰加热，（高频）感应加热特点：处理过程短，不易氧化和变形时效化学热处理Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.

10、2.0.0.Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.表面淬火Evaluation only.7.4 金属材料的腐蚀与防护腐蚀分类全面腐蚀均匀腐蚀局部腐蚀区域腐蚀点腐蚀晶间腐蚀缝隙腐蚀应力腐蚀Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.7.4 金属材料的腐蚀与防护腐蚀分类区域腐蚀缝隙腐蚀Eval7.4.1 金属材料的化学腐蚀与电化学腐蚀7.4.2 影响腐蚀的因素 合金元素的影响与n/8

11、定律 腐蚀介质酸碱性的影响 温度和压力的影响 应力对腐蚀的影响Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.7.4.1 金属材料的化学腐蚀与电化学腐蚀Evaluatio7.4.3 腐蚀评定与防护 金属腐蚀的评定方法称重法 减薄量 防腐蚀措施 涂覆保护层 电化学防护 添加缓蚀剂合理的结构设计消除应力处理Evaluation only.Created with Aspose.Slides

12、for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.7.4.3 腐蚀评定与防护 防腐蚀措施合理的结7.5 过程设备材料选择1 根据要求的工况按标准选取 GB150-2019 GB6654-2019 GB4726-19942 材料的质量保证书/证明书 必要时，复检3 合理选材： 镇静钢 半镇静钢 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 A

13、spose Pty Ltd.7.5 过程设备材料选择Evaluation only.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材料6腐蚀介质存在的场合， 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使用温度，设计时应该根据工艺条件和设备的结构、设计温度来选择材料。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.4 优先采用低合金钢Evaluation only.第八章 压

14、力容器Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.第八章 压力容器Evaluation only.教学目的与要求学习压力容器的常用零部件。这些零部件包括圆筒体、封头、支座、接管、法兰、人（手）孔、液位计等。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试验。 了解外压容器的失效形式和设计方法学习压力容器的使用和管理应掌握压力容器在各个不同阶段所实施的

15、使用和管理内容。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.教学目的与要求学习压力容器的常用零部件。这些零部件包括圆筒体重点内容过程设备零部件的基本参数为公称压力和公称直径，以此为标准设计制造的零部件具有一定的通用性；8.1压力容器常用零部件筒体和封头法兰和垫片支座开孔与接管及安全附件Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Pr

16、ofile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.重点内容过程设备零部件的基本参数为公称压力和公称直径，以此为8.2 压力容器分类压力容器分类考虑主要因素压力，毒性和易燃性，储能按压力分为低压、中压、高压和超高压按工艺分为：反应器（R），换热器（E），分离器（S），储存容器（C，B）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.8.2 压力容器分类Evaluation

17、 only.按安装方式分为：固定式和移动式按监察规程分为三类。该分类方式考虑了多种因素，是一种综合的分类方法，其核心是容器破坏后的危险性和危害性。高压容器，移动式和容积大于50m3的储罐属于三类压力容器；普通中压容器为二类压力容器；普通低压容器为一类压力容器。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.按安装方式分为：固定式和移动式Evaluation only内压薄壁容器设计1、按容器的外径Do和内径Di的比值

18、K 不同，可将容器分为：厚壁容器：K1.2薄壁容器：K1.2Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.内压薄壁容器设计1、按容器的外径Do和内径Di的比值K 球形壳体 二、边缘应力及其处理1. 边缘应力的产生原因2. 边缘应力的特点：局部性、自限性3. 工程上的处理方法：危害性较小，不做特殊处理,仅作局部结构调整Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NE

19、T 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.球形壳体 二、边缘应力及其处理1. 边缘应力的产生原因2. 三 薄壁筒体强度设计1、 强度设计公式强度条件：设计公式：Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.三 薄壁筒体强度设计1、 强度设计公式强度条件：设计公式：E2、设计参数确定2 设计温度3 焊缝系数1 设计压力(P)4 许用

20、应力5 .厚度(t)及厚度附加量Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.2、设计参数确定2 设计温度3 焊缝系数1 设计压力(P)压力与气密性试验1、水压试验3、气密性试验2、气压试验8.4 外压薄壁容器1、外压容器失稳的概念外压大于内压Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyrigh

21、t 2019-2019 Aspose Pty Ltd.压力与气密性试验1、水压试验3、气密性试验2、气压试验8.42、失效的主要形式：失稳。其后果是造成容几何形状偏离原形状。 3 提高稳定性的措施设置加强圈局部设置加强圈可以缩短筒体的计算长度，增加外压圆筒的稳定性且节约材料加强圈材料通常为碳钢，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Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.2

22、、失效的主要形式：失稳。其后果是造成容几何形状偏离原形状。8.5 压力容器的安全使用与管理一、 压力容器的安全技术监察1 、安全技术监察的依据容规涉及内容:类别划分，材料选用，结构与强度设计，制造组装，无损检测探伤，压力试验，使用管理，定期检验及安全附件，等等Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.8.5 压力容器的安全使用与管理一、 压力容器的安全技术监察2 、压力容器的设计监察资格3 、压力容器的制造监察

23、许可二、压力容器的安全使用与管理1 、管理体系与职责2 、建立压力容器技术档案3、压力容器的使用登记4 、制订容器的安全操作规程5 、正确操作容器Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.2 、压力容器的设计监察资格3 、压力容器的制造监察三、 压力容器的定期检验1 、定期检验的目的2 、定期检验的内容与期限 外部检测，内外部检验，耐压试验； 检验程序 检验报告Evaluation only.Created w

24、ith Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.三、 压力容器的定期检验1 、定期检验的目的2 、定期检验的第十一章 管道与管配件Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.第十一章 管道与管配件Evaluation only.教学目的和要求管道的组成和分类；压力管道的概念和分类；管道

25、的工程表达/工程图识读；管子的分类；管子的尺寸系列标准；管件的连接方式；常用阀门的结构特点；阀门的应用管系的支撑、应力分析及热补偿、管道的防腐处理、管道标识和保温 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.教学目的和要求管道的组成和分类；压力管道的概念和分类；管道的重点内容11.1管道的组成与分类管道的组成 管道是各种管路的总称。一般由管子，阀门、支吊架、仪表装置及其他附件组成。 管道的分类 管道的分类标准：压

26、力，材质，设计温度等Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.重点内容11.1管道的组成与分类管道的组成管道的分类 管道的）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。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 C

27、lient Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.）根据管道的设计压力分类：Evaluation only.） 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Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.） 按管道的设计温度T（）分类3） 按管道的材质，管道可压力管道某些管道使用过程中

28、危险性大，发生事故后危害性大，使用工况苛刻，为了便于管理，杜绝灾害事故，劳动部将这些管道统称为压力管道，并制定相关法规进行管理。 管理文件：压力管道安全管理与监测规定 压力管道设计单位资格认证与管理办法 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.压力管道某些管道使用过程中危险性大，发生事故后危害性大，使用11.2 管道工程图识别11.3 管件管件的作用管件是用来改变管道方向、改变管径大小、进行管道分支、局部加强

29、以及实现其他特殊作用的管道元件。 管件的制造管件可用钢板焊制、钢管热推制或液压成形、铸造或锻制等方法制作。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.11.2 管道工程图识别管件的作用Evaluation o11.4 管件的连接四种连接形式对焊连接型、螺纹连接型、承插焊连接型、法兰连接型 （对夹式） 11.4.2 阀门Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .

30、NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.11.4 管件的连接四种连接形式 11.4.2 阀门Eva1 作用：接通和截断介质；防止介质倒流；调节介质压力、流量；分离、混合或分配介质；防止介质压力超过规定数值，以保证管道或设备安全运行等。2 分类：见表Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.1 作用：Evaluation

31、only.3 阀门选用原则(1).输送流体的性质 (2).阀门的功能 (3).阀门的尺寸 (4).阻力损失 (5).温度和压力 (6).阀门的材质 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.3 阀门选用原则Evaluation only.11.4.3 管法兰及紧固件11.5 管系的支撑11.5.1 管道支吊架的作用 (1) 支承管道的重量。（该重量包括管道自重，内部介质重量和外部保温层的重量等） (2) 限制管道在某个或某几个方向的位移，防治发生意外移动。 (3) 平衡介质反力，避免介质泄漏或管道爆破。 (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。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.11