化工设备机械基础复习要点

化工设备机械基础复习要点第六章1910C以下为具有体心立方晶格结构的α91oC心立方晶格结构的γ-铁。2αγ-铁中形成奥氏体均具有良好的塑性。钢分为碳素钢、低合金钢、高合金钢。3、退火是将零件放在炉中，缓慢加热至某一温度，经一定时间保温后，随炉或埋入沙中缓慢冷却。正火只是在冷却速度上与退货不同，退火是随炉缓冷而正火是在空气中冷却。经过正火的零件，有比退火更高的强度和硬度。350—450oC500—650oC。4碳钢分为低碳钢中碳钢高碳钢三种低碳钢含碳量小于是钢中强度较低，塑性最好的一类。冷冲压及焊接性能均好，是用于制作焊制的化工容器及负荷不大的机械零件。 中碳钢：含碳量在0.3%—0.6%之间钢的强度和塑性适中可通过适当的热处理获得优良的综合力学性能，适用制作轴、齿轮、高压设备顶盖等重要零件。高碳钢：含碳量在0.6%以上，钢的强度及硬度均高，塑性较差，用来制造弹簧，钢丝绳等。5、Q245RR指“容”，容器专用20GG指“锅”，锅炉专用6、高合金钢号表示：①不锈钢Cr11Cr132Cr13Cr17Ni2）Cr17：17%②耐热钢73—400mm600—4800mm，公2000—20000mm。B-0.3mm。8、无缝钢管做筒体公称直径为筒体的外径，板卷制钢管的公称直径为筒体内径，筒体和封头的公称直径为内径。9HT:灰铸铁RuT：蠕墨铸铁QT：球墨铸铁KT：可锻铸铁白口铸HT150 150---用单铸试棒作出的最低抗拉强度为150MPa。QT350-22L：22指有室温-22℃下的冲击性能要求。QT500-7 500—抗拉强度

/MPa7—最小伸长率7/%(min)m钢和铸铁的分界线碳含量＞2.11%为铸铁＜2.11%为钢11（环向薄膜应力11（环向薄膜应力θ=（Di（Di，δ）经向拉伸应力（经向薄膜应力=内压球壳中的拉伸应力δ=θδ=m同厚度圆柱形壳体内薄膜应力的2K倍。p同厚度圆柱形壳体内薄膜应力的2K倍。13、二次应力（边缘应力，边界应力）产生原因：边缘应力是由于不连续点的两侧产生相互约束而出现的附加应力。性质：局部性只产生在局部区域内，边缘应力衰减很快。自限性当边缘处的附加应力达到材料屈服极限时，相互约束便缓解了，不会无限制地增大。对二次应力的限制：①利用局部性特点，改变边缘结构，边缘局部加筒体纵向焊缝错开焊接，焊缝与边缘离开，焊后热处理②利用自限性保证材料塑性，可以使边缘应力不会过大，避免产生裂纹。13、强度理论最大伸长线应变理论(第二强度理论)：无论是简单还是复杂应力状限值。只要发生屈服破坏，共同的原因是最大剪应力达到某个共同的危险值。δ=δ-δ.r3 1 3形状改变比能理论(第四强度理论):无论是简单还是复杂应力同的极限值。脆性断裂选用第一、第二强度理论屈服失效 选用第三、第四强度理容器设计采用第三、第四强度理论。第八章14（公称。容器直径：对于用钢板卷焊的筒体，以内径作为它的公称直径，用无缝钢管做筒体时，以外径作为它的公称直径。设计压力：指设定的容器顶部的最高压力。力称为容器的最大工作压力，用pw表示。①装有安全阀的容器，其设计压力不得低于安全阀的整定压力，整定压力是根据容器最大工作压力调定的。取不低于安全阀开启压力：p≤（1.05～1.1）pw

系数取决于弹簧起跳压力。(1.15-1.75）pw。③无安全泄放装置——取p=（1.0~1.1）pw。（地面安装的容器按最高饱和蒸汽压不低于50℃时的气体压力考虑。设计温度：指容器在正常工作情况下，设定的元件的金属温度（件金属截面的温度平均值。设计温度在容器设计中的作用：①选择材料；②确定许用应力。※确定设计温度的方法：1）2）3）参照书P90表4-。计算压力：在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，其中包括液柱静压力。当元件所承受的液柱静压力小于5%设计压力时，可忽略不计。即计算压力=设计压力+液柱静压力(≥5%P时计入)。许用应力：定义式：

极限应力（安全系数（n）（1）许用应力〔s〕的确定：MinMinsn0.2),bnsbMinMin t ts 0.2 bn n(),tsb

t

)

t Min

s 0.2n

,nn,

nD工作温度为高温，取 s n D中snt,sDt----设计温度下材料的蠕变强度和持久强度。nn,nD 蠕变强度和持久强度的安全系数。焊接接头系数：容器上存在有：纵焊缝----A类焊缝环焊缝----B类焊缝。焊接系数常取1.0双面局部无损探伤需要进行无损检验。检验方法主要是：X查。腐蚀裕量：对单面腐蚀取C2=1mm;对双面腐蚀取C2=2mm。对于不锈钢，一般取0。15、厚度计算理论计算厚度δ有第三强度理论得薄膜应力强度条件为δ=δ≤[δ]δ=δ≤[δ]t,对于筒体，该强度条件应写成δr3θ=r3≤[δ],由于钢t应力乘以焊接接头系数ψ，所以δ=r3应力乘以焊接接头系数ψ，所以δ=r3≤[δ]ψ,即δ≥t,将

+δpp论计算厚度的计算公式：δ=。δ为筒体的理论计算厚度，i 论计算厚度的计算公式：δ=。δ为筒体的理论计算厚度，

代替后，得到理=δ=δδδ+CC=n*λmm为使用寿命n年内的总腐蚀裕量。

d d 2 2名义厚度δδδ+C

为负偏差，⊿为去除负偏差后的圆整n n d 1 1值。对压力容器用的低合金钢板和不锈钢钢板，它们的厚度负偏差一律为-0.3mm。有效厚度δδ=δ+⊿=δ-C-Ce e n 1 2最小厚度δ

:最小厚度是指为满足容器在制造、运输及安装过程中min的刚度要求，根据工程实践经验所规定的不包括腐蚀裕量的最小厚度。对于碳素钢和低合金钢制容器，δmin

不小于3mm；对于高合金钢制容器，δmin

不小于2mm。若算出的δ＜δmm

取δ为计算厚度mmδδ＞C，δδCmm 1 n mm 2δδ＜C，δδCCmm 1 n mm 2 116、强度校核公式：）t

p(D)ieie

]t852e）现有容器的最大允许工作压力如何？2[p]

Di

]t86由薄膜应力理论可推导球形容器强度计算公式 m

1 2

03由第三强度理论，强度条件：r3

pD4则导出壁厚计算公式：

pDii

(mm) d

pDii

C(mm)2球壳应力校核公式p（D ）

tt

4ie

e 球壳最大允许工作压力i pDin

CC(mm) p2 1

4D i

t“实测壁厚”概念。即无需考虑负偏差问题。第九章18长度。P能维持稳定平衡的那个压力就是该外压圆筒的临界压力用 表示。Pcr临界应力：筒体在临界压力作用下，筒壁内产生的环向压缩应力称为临界应力，用δcr

表示。临界长度：L=1.18D临界长度：L=1.18DcroL＞L L＜Lcrcr19、钢制长圆筒临界压力公式：19、钢制长圆筒临界压力公式：除了与材料物理性质（弹性模量E,μ）有关外，几何方面只与径厚比（δe/DO)有关，与长径比（L/DO)无关。试验结果证明：长圆筒失稳时的波数为2。( e)2.5p' 2.59E Docr 钢制短圆筒 临界压力公

Do L.从公式看，短圆筒临界压力大小与何因素有关？2的整数。20、外压圆筒的设计方法：图算法。对于δ≥0（）根据假定的、δ计算/δe并查取A（）根据材料查找A（通过曲线得到B值B-A的最大值，则取右端点纵坐标为若A（c为止。21、压杆稳定计算---实用计算方法：折减系数法P P ]A cr

cr—极限应力法nc

P crnPwPPPAw

[Pw[n

]—许可荷载法]—安全系数法P wφ—折减系数（9-49-5σσw]φ<1 ()

nw

n(w

()2、—两端铰支细长压杆的临界力计算公式（欧拉公式：P 2EIcr l2不同支承情况的压杆其边界条件不同，临界力值也不同。2EIP

min也可由挠曲线比较得出欧拉公式的通式：cr

(l)2一端固定，一端自由：μ＝2；两端铰支：μ＝1；一端固定，一端铰支：μ＝0.7；两端固定：μ＝0.5；两端球形铰接：μ＝1 2Ecr2或2Eppp第十章23、法兰连接是由一对法兰、数个螺栓好一个垫片所组成。法兰是一种可以拆的结构。法兰连接包括设备法兰连接和管法兰连接。24、压力容器法兰从整体看有三种形式：甲型平焊法兰，乙型平焊法兰，长颈对焊法兰。25、标记：法兰（-T800-160JB/4702-2000）800：公称直径（mm）160：公称压力PN（MPa）26、最大允许工作压力不等于公称压力（有可能大于也有可能小于，取决于法兰所使用的材料和实际工作温度）第十一章26、压力容器应开设检查口，检查口包括人孔和手孔。第十二章27、开孔补强：补强圈补强，补强原则（等面积补强）的方法，可以减小开孔附近应力集中，叫做补强圈补强。第十三章28、支座中的鞍座：卧式容器的支座应用最为普遍，由底板、腹板、筋板、垫板四种板组焊而成。第十五章29、压力容器划类有三类。30、压力等级：低压、中