化工设备机械基础.ppt

《化工设备机械基础.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、化工设备机械基础授课课件1本课程将学些什么————————看看再说2化工设备——储罐换热设备塔设备反应釜3＊所有的设备都有一个外壳，这个外壳我们把它叫做容器。＊化工中，这些外壳容器都需要承受一定的压力，我们把它叫做压力容器。4压力容器一般由筒体、封头、支座（基本件）接管、法兰（对外连接件）人孔、手孔、液面计（附件）以及一些内构件等零部件组成。5１.这些设备要满足什么样的工艺要求？结构如何？２.用什么材料？如何制作？３.抵抗压力和温度的能力如何？——安全性如何？４.经济性如何？7一.主要内容：1.化工设备常用材料——简介化工设备常用材

2、料性能、分类、热处理方法；2.中、低压化工容器设计——薄膜理论；内、外压容器设计方法、容器零部件设计；3.典型化工设备机械设计——列管式换热器、塔设备以及反应釜的结构及机械设计方法。8二.主要参考书及参考资料：1.《化工设备机械基础》(第五版）刁玉玮王立业编著；2.《压力容器安全技术监察规程》1999；3.《钢制压力容器》GB150---1998；4.《管壳式换热器》GB151---1999；5.《钢制塔式容器》JB4710---2002；9学时：４８学时期末成绩：平时1０％，期中３０％，期末６０％。10第一篇化工设备材料第一章化工

3、设备材料及其选择1.1概述1）.化工设备的使用环境：压力：真空—低压—中压—高压—超高压温度：低温—中温—高温介质：腐蚀性；易燃；易爆；有毒；剧毒。111.2金属材料的性能1.2.1力学性能——在外力作用下不产生超过允许的变形或不被破坏的能力。12补充材料力学基础知识131.强度及其主要指标.固体材料在外力作用下抵抗产生塑性变形或断裂的特性。例如：※容器爆裂；※管道破裂;※地脚螺栓拉断;※炉管爆裂；…..——强度不够！14（1）.屈服点屈服现象：金属材料承受载荷作用，当载荷不再增加时，仍继续发生明显的塑性变形。屈服点：（s）——材

4、料发生屈服时的应力。单位：MPa。——一些合金没有明显的屈服点,规定发生0.2%残余变形时的应力，作为“条件屈服点”。记作σ0.2。15（2）.抗拉强度(sb)定义：金属材料在受力过程中，发生断裂所达到的最大应力值，以σb表示，单位MPa。是压力容器设计常用的性能指标。屈强比：s/sb屈强比小，表明材料具有较大的塑性储备。(希望屈强比大一些)16（3）.蠕变强度（sn）“蠕变”现象：高温高压的蒸汽管道下挠变形；高温高压下法兰及螺栓蠕变变形而泄漏；铅丝在常温下受重力作用而变长变细。17“蠕变”现象：在高温时,在一定的应力下,应变随时

5、间而增加的现象,或金属在高温和存在内应力情况下逐渐产生塑性变形的现象.“蠕变强度”：材料在高温下，抵抗发生缓慢塑性变形的能力，以sn表示，单位MPa。18（4）.持久强度（sD）定义：在一定温度下，经过一定时间断裂时的应力，以sD表示，单位MPa。材料抵抗断裂的能力越大，在相同的条件下，能支持的时间越久。规定：化工设备设计寿命一般为十万小时，所以用试件在十万小时断裂时的应力作为持久强度。设备的设计寿命！19（5）疲劳强度构件或零件受到大小和方向变化的交变载荷作用，应力远小于屈服点就断裂——疲劳。“疲劳极限”——构件或零件在交变载荷作

6、用下不致断裂的最大应力。表示符号：σ-1(MPa)。例如：频繁开、停车——容器内压力或温度波动；活塞式压缩机压缩气体——容器及管道内压力波动；离心泵频繁开停机或震动——泵轴受力成交变式。202.塑性及其主要指标金属的塑性：外力作用下产生塑性变形，而不破坏的性质。因塑性不足引起材料破坏的例子：◎锻件裂纹;◎卷板裂纹;◎焊缝热影响区裂纹21主要指标：(1)延伸率（δ）22（2）断面收缩率（y）如：纯铁的延伸率为50%，20R的d5不小于25%；16MnR的d5不小于21%；1Cr18Ni9Ti的d5不小于40%。23（3）冷弯性能---

7、是钢材塑性指标和冶金质量的综合指标。室温下对试板以一定的内半径（R=0.5～3板厚）进行弯曲，是否出现裂纹或起层。在试样被弯曲受拉伸面出现第一条裂纹前,金属材料的变形越大,塑性越好24塑性指标的实际意义：便于成型加工和焊接。如弯卷、锻压、冷冲、焊接等；使构件在承载后由于变形而避免发生断裂。——压力容器及其零件都需要具备这个性质。253.硬度的概念金属材料表面抵抗其它硬物压入的能力。硬度高材料强度也高，耐磨性较好；—综合性能指标。布氏硬度试验示意图26常用硬度指标：布氏硬度（HBS);洛氏硬度（HRA、HRB、HRC);维氏硬度（HV

8、)等。硬度和强度间有一定关系：如：低碳钢sb≈36HBS;用硬度计测量！274.冲击韧性及指标（Ak）材料在外加动载荷作用下的一种吸收机械能，迅速塑性变形，抵抗断裂的能力。28摆锤冲断试样所失去的位能为冲击功（试件所吸收的功）：Ak=