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1、化工设备机械基础 u压力容器的常规设计方法 u内压、外压（中、低压） u几类常用化工设备 u换热设备、塔设备、搅拌 设备 第一节 概述 一、化工设备选材的重要性和复杂性 1.操作条件的限制 2.制造条件的限制 3.材料自身性能的限制 二、选材要遵循 适用、安全和经济的原则 第二节 材料的性能 一、力学性能 材料在外力（或外加能量）作用下抵抗外 力所表现的行为，包括变形和抗力，即在外力 作用下不产生超过允许的变形或不被破坏的能 力。 硬 度 强 度 塑 性 韧 性 金属材料承受载荷作用 ，当载荷不再增加或缓 慢增加时，仍继续发生 明显的塑性变形，这种 现象就称为屈服。 1、强度：固体材料在外力作
2、用下抵抗产生塑性变 形和断裂的特性。 持久强度D 蠕变强度n 屈服强度s(0.2) 抗拉强度b 疲劳极限n 韧性高的材料，塑性好；塑性较高 的材料，韧性也好。 问题 判断正误并说出理由 注意！韧性是材料在外加动载荷 突然袭击时的一种及时和迅速塑性 变形的能力。韧性高的材料，一般 都有较高的塑性指标；但塑性较高 的材料，却不一定都有高的韧性。 其所以如此，就是因为静载菏下能 够缓慢塑性变形的材料在动载荷 下不一定能迅速塑性变形。 三、化学性能 1、耐腐蚀性 2、抗氧化性 第三节 金属材料的分类及牌号 一、分类 1、金属的分类 铸造生铁 金属 黑色金属 有色金属 生铁 钢 炼钢生铁 合金生铁 铜及
3、其合金 轻金属及其合金 其它有色及其合金 纯铜（紫铜） 铜锌合金（黄铜） 铜锡合金（锡青铜） 无锡合金（铝青铜等） 铝及铝合金 钛及钛合金 镁及镁合金 铅、锡及其合金 锌及其合金 镍、钴及其合金 2、钢的分类 二、钢铁牌号及表示方法（GB/T221-2000） 1、碳素结构钢： 1）普通碳素结构钢（GB700-88） 代表钢材屈服点的字母 屈服点的数值 材料质量等级符号 脱氧方法符号， 常用Q235B，Q235C，Q235AF 2）优质碳素结构钢（GB711-88） 较普通碳素结构含S、P量较少，表面质量较好。 常用10、15 、20g、20R和20等。 表1-2 压力容器用碳素钢镇静钢板的适
4、用范围表 钢钢板 牌号 使用温 度 设计设计 压压力 MPa 壳体钢钢 板厚度 mm 其它限制 Q235-B 0350 1.6 20 不得用于毒 性程度为为高 度或极度危 害介质质的压压 力容器 Q235-C 0400 2.5 30 二、钢铁牌号及表示方法（GB/T221-2000） 2、合金（高强度）钢 在碳素钢的基础上加入少量合金元素。 特别：锅炉钢和容器钢 主要用于壳体或锅炉承压元件。 如16MnR，15MnVR，18MnMoNb等。 性能指标等见附录。 二、钢铁牌号及表示方法： 3、特殊性能钢 主要指不锈耐酸钢 铬不锈钢，如1Cr13 铬镍不锈钢，如0Cr18Ni9 节镍不锈钢 第四节
5、 化工设备的腐蚀及防腐 一、金属的腐蚀 1.定义： 金属与周围介质发生化学或电化学作用而引起的 破坏现象。 2.类型（腐蚀过程有无电流产生） 1）化学腐蚀（如氢腐蚀） 2）电化学腐蚀（如晶间腐蚀，应力腐蚀） 二、常见腐蚀类型 1. 氢腐蚀 氢气在较低温度和压力(200，5.0MPa)下 对普通碳钢及低合金钢不会有明显的腐蚀，但 是 在高温高压下则会对它们产生腐蚀，结果使材 料 的机械强度和塑性显著下降，甚至损坏，这种 现 象常称为“氢腐蚀”。 二、常见腐蚀类型 2. 晶间腐蚀 图1-1 奥氏体不锈钢的晶间腐蚀 发生在晶界，晶粒之间结合力下降，与元素Cr的含量有关。 奥氏体不锈钢晶粒阴极 晶粒边界析出的碳化铬 贫铬区阳极 晶粒边界 二、常见腐蚀类型 3. 应力腐蚀 图1-2 应力腐蚀的裂纹扩展 金属在腐蚀介质 和拉应力的共同 作用下产生的一 种破坏形式。腐 蚀与拉应力起互 相促进的作用。 腐蚀性介质 金属本身 原始裂纹 裂纹尖端 保护膜 裂纹将扩展的区域 应力方向 三、金属腐蚀的破坏形式 均匀腐蚀 2. 非均匀腐蚀 区域腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀 第五节 化工设备材料的选择 一、选材的一般原则 遵循标准 根据钢材的选用范围 经济性 综合考虑：压力、温度和介质
