1章化工设备基础ppt课件.ppt

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1、第一章 化工设备基础,第一节 化工生产及其对化工设备的基本要 求第二节 化工容器结构与分类第三节 化工设备常用材料第四节 金属材料的腐蚀与防护,石化企业的雄姿,第一节 化工生产及其对化工设备的基本要求,化工生产：以流程性物料（气体、液体、粉体）为原料，以化学处理和物理处理为手段，以获得设计规定的产品为目的的工业生产。,一、化工生产的特点1.生产的连续性强2.生产的条件苛刻（1）介质腐蚀性强（2）温度和压力变化大（3）介质大多易燃易爆有毒性3.生产原理的多样化4.生产的技术含量高,二、化工生产对化工设备的基本要求,1.安全性能要求 化工设备必须具有足够的强度和刚度，良好的韧性、耐腐蚀性和可靠的密

2、封性。2.工艺性能要求 达到工艺指标如：反应设备的反应速度、换热设备的传热量、塔设备的传质效率、储存设备的储存量等； 生产效率高、消耗低。3.使用性能要求 结构合理、制造简单；运输与安装方便；操作、控制、维护简单。4.经济性能要求 在满足工艺要求和安全可靠运行的前提下，要尽量作到适用和经济合理。,一、化工容器的基本结构1.筒体2.封头3.密封装置(法兰、密封元件、坚固件）4.开孔(人/手孔)与接管5.支座6.安全附件（安全阀、爆破片）,第二节 化工容器结构与分类,2,3,3,二、化工容器与设备的分类,1、按设计压力分类 低压容器 （L）0.1 MPap1.6 MPa 中压容器 （M）1.6 M

3、Pap10.0 MPa 高压容器 （H）10.0 MPap100 MPa 超高压容器（U）p100 MPa2、按原理与作用分类 反应容器 （ R ） 换热容器（ E ） 分离容器（ S ） 储存容器（C ）,3、按壁厚分类 薄壁容器 D/d1.2 厚壁容器 D/d 1.24、按支撑形式分类5、按材料分类6、按几何形状分类7、按安全技术管理分类,第三节 化工设备常用材料,材料常用性能,使用性能,工艺性能,物理性能,化学性能,力学性能,一、材料常用性能,强度,韧性,硬度,冲击韧性,疲劳,1.强度 反映材料在外来作用下抵抗破坏的能力。 塑性变形 脆性断裂 2.塑性 反映材料在外力作用下发生塑性变形而

4、不破坏的能力 伸长率 断面收缩率 3.硬度 反映金属抵抗比它更硬物体压入其表面的能力。 布氏硬度HBS、HBW 洛氏硬度HRA、HRB、HRC4.冲击韧性 以很快的速度作用于工件上的载荷称为冲击韧性。5.疲劳 疲劳极限,二、钢的热处理,热处理： 将钢在固态下加热到给定的温度，经过保温，然后按选定的冷却速度冷却，以改变其内部组织结构，从而获得所需要的性能的一种工艺。通过热处理可以改变钢的内部组织结构，从而改善其工艺性能和使用性能。 钢的热处理种类分为整体热处理和表面热处理两大类。常用的整体热处理有退火，正火、淬火和回火；表面热处理可分为表面淬火与化学热处理两类。 1.退火和正火 退火：将金属缓慢

5、加热到一定温度，保持足够时间，缓慢冷却。 正火：将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，出炉空冷。,正火与退火工艺相比，其主要区别是正火的冷却速度稍快，所以正火 热处理的生产周期短。2.淬火和回火 淬火：将钢件加热到奥氏体化温度并保持一定时间，然后以大于临界冷却速度冷却，以获得非扩散型转变组织，如马氏体、贝氏体和奥氏体等的热处理工艺。 回火：工件淬硬后加热到AC1以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。 3.表面热处理（1）表面淬火：将钢的表面快速加热至淬火温度，并立即快速冷却的淬火工艺。（2）化学热处理：向工件表层渗入某种元素的热处理工艺。,三、金属材料,黑色金属,有色金属

6、,生铁,钢,金属,1.碳钢,三、金属材料,碳钢,碳素结构钢,优质碳素结构钢,碳素工具钢,Q235-A，屈服强度数值（MPa）；质量等级A，B，C，D。脱氧方法为F，b，Z，TZ。 化工压力容器用钢一般选用镇静钢。 普通碳素钢有Q195、Q215、Q235、Q255及Q275五个钢种。,S0.03%0.045% ；P0.04%；45号钢中含碳量平均为0.45%(0.42%0.50%),低碳钢C0.25%,中碳钢含C量0.3%0.60%,高碳钢含C0.6%,低碳钢,中碳钢,高碳钢,2.低合金钢 合金元素总质量5%，牌号表示方法与碳素结构钢相同如Q2953.合金钢这类钢的编号是利用“两位数字+元素符

7、号+数字”来表示。前面的两位数字代表钢中平均含碳量的万分之几，元素符号表示钢中所含的合金元素。元素后面的数字表示该元素的平均含量的百分之几。例如12CrNi3钢，其平均含碳量为0.12%，平均含铬量小于1.5%，平均含镍量为3%。又如30CrMnSi钢，其平均含碳量为0.3%，铬、锰、硅三种合金元素的含量均小于1.5%。若为高级优质合金结构钢，则在钢号的最后加“A”字，例如20Cr12Ni14WA。,（1）合金渗碳钢 20CrMnTi钢，常用于制造汽车、拖拉机上的齿轮（2）合金调质钢 40MnB、40Cr、35CrMo、40CrMnMo钢，用于制造重要调质件，如主轴、曲轴、连连杆和齿轮等机械零

8、件（3）滚动轴承钢GCr15、GsiMnMoV钢属轴承钢，主要用于制造滚动轴承的内圈、外圈和滚动体，也可用于制造冷冲模、冷轧辊等（4）不锈钢 1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti钢，属奥氏体不锈钢，用于制造耐硝酸、冷磷酸、有机酸及盐、碱溶液腐蚀的设备零件（5）耐热钢 15CrMo、4Cr10Si2Mo钢，属耐热钢，用于制造在高温下工作的零件或构件,低合金钢,高合金钢,（1）铝及其合金 l070 l060 l050 1形变铝合金形变铝合金包括防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金等。因其塑性好，故常利用压力加工方法制造冲压件、锻件等，如铆钉、焊接油箱、管道、容器、发动机叶片、飞机大梁及起落架、内燃机

9、活塞等。 2铸造铝合金铸造铝合金是用于制造铝合金铸件的材料，按主要合金元素的不同，铸造铝合金分为铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金和铝锌合金。（2）铜及其合金 Tl、T2、T3 、T4，纯度依次降低黄铜：铜与锌的合金称黄铜 白铜：镍的质量分数含量低于50%的铜镍合金称为简单（普通）白铜，再加入锰、铁、锌或铝等元素的白铜称为复杂（特殊）白铜。 青铜：其它合金。铜与锡的合金称为锡青铜；铜与铝、硅、铅、铍、锰等组成的合金称无锡青铜。,4.有色金属,（3）铅及其合金铅中加锑，可增加铅的硬度、强度和在硫酸中的稳定性。加入不同锑含量的铅锑合金称为硬铅（编号规则同前）。硬铅可制作硫酸工业用的泵、阀门、管道等。（4

10、）滑动轴承合金四、非金属材料1.陶瓷 具有不可燃烧性、高耐热性、高化学稳定性、不老化性、高的硬度和良好的抗压能力，但脆性很高，对温度剧变的抵抗力很低，抗拉、抗弯性能差。2.化工搪瓷特点：它兼有金属设备的力学性能和瓷釉的耐腐蚀性能双重优点。瓷表面光滑易清洗，并有防止金属离子干扰化学反应和玷污产品的作用应用：广泛用于医药、酿造、合成纤维生产中。3.玻璃特点：玻璃是一种优良的耐蚀非金属材料。它表面光滑、透明度好。耐温度急变性差、质脆、不耐冲击和震动。应用：可用作制造容器、量具、管道、阀门、泵及金属管道的内衬等。,4.塑料5.橡胶6.涂料五、选材的基本原则六、化工容器与设备常用材料规范1.钢板2.钢管

11、,第四节 金属材料的腐蚀与防护,一、腐蚀的基本概念金属材料在周围介质的作用下发生破坏称为腐蚀。二、腐蚀类型及机理,1.均匀腐蚀：材料表面均匀地遭受腐蚀，结果使金属构件截面尺寸减小，直至完全破坏。2.局部腐蚀：金属的局部区域产生腐蚀，,铝的点蚀现象,碳钢的点蚀现象,电偶腐蚀,1Cr18Ni9晶间腐蚀,3.化学腐蚀：金属与干燥的气体或非电解质溶液产生化学作用引起的腐蚀4.电化学腐蚀：金属与电解质溶液产生电化学作用引起的腐蚀,三、材料防腐方法 非金属材料1.隔离腐蚀介质 金属材料 牺牲阳极保护法 阴极保护 2.电化学保护 外加电流保护法 阳极保护（1）阴极保护的原理就是向被保护的金属通入阴极电流，消

12、除金属因成分不同造成的电位差，使腐蚀电流降为零，从而保护金属免遭电化学腐蚀 。, 牺牲阳极保护法优点：不用外加电流；施工简单，管理方便，对附近设备没有干扰，适用于安装电源困难、需要局部保护的场合。缺点：只适于需要小保护电流的场合。且电流调节困难，阳极消耗大，需定期更换。,外加电流保护法优点：可用在要求大保护电流的条件下，当使用不溶性阳极时，其装置耐用。缺点：经常维护、检修，要配备直流电源设备；附近有其它金属设备时可能产生干扰腐蚀，需要经常的操作费用。,（2）阳极保护将被保护的金属设备进行阳极极化，使其由活化态转入钝化态，从而减轻或防止金属设备腐蚀。,3.缓蚀剂保护 向腐蚀介质中添加少量的物质，

13、这种物质能够阻滞电化学腐蚀过程，从而减缓金属的腐蚀，该物质称为缓蚀剂。阳极缓蚀剂（铬酸盐、硅酸钠、苯甲酸钠等）、阴极缓蚀剂（SbCl3、AsCl3、锌盐、聚磷酸盐及多数有机缓蚀剂）、混合型缓蚀剂（琼脂、生物碱、亚硝酸二环己胺等）。,呋喃树脂材料,呋喃砂浆砌花岗岩地面,呋喃胶泥砌砖板池槽,酚醛树脂,酚醛树脂防腐材料对浓度小于 70% 的硫酸、任何浓度的盐酸、氢氟酸、醋酸、大部分有机酸及大多数有机溶剂、二氧化硫、氯化氢及大部分 PH7 的酸性盐类等均耐蚀。用于玻璃钢衬里、砖板衬里。,酚醛胶泥衬砌酚醛浸渍石墨板防腐蚀,硫化橡胶衬里,衬胶-盐酸专用汽车槽罐,玻璃钢,聚四氟乙烯简称F4，享有塑料王”的美

14、誉，采用F4衬里，F30喷涂及PO滚塑等新工艺,作业：3、17、19、22,张扬 Dreams风格style逆转结局帝皇侠梦的怒放王者舍我其谁。永不退缩活着便精采傲气逼人 。Say丶No逸轩笑看。红尘埃姊雨晨风热血进行曲。梦想的初衷！永不寂寞早已删除你我心起扬亚洲丨冭孓爷每一天，为明天。超越自己没爱，照样活！气质担当在世勿为插曲王者呐喊。反恐、精英风云人物%忠于、自己年轻不是罪。丶音乐的节奏无敌小战神夜场嗨青春夜神钺Start. 出发。平步青云坚守一份信念stop.滥情诚信赢天下青春最珍贵丶 独行侠m删滁离莂天空才是极限2开幕嵿殛钕孜封印寂寞自己读懂自己高傲自我 一颗不放弃的心让爱领舞乄刚强烈火心Wonder Boy我会给你一切分享拥抱 甩了脆弱幸福持有者做个负责任的男人。活出自己的精彩。小宇宙|燃烧吧美男子留点小胡须乱世巨星、时尚达人微笑面对未来光彩夺目的高傲耀眼的光芒晋豫达人拒绝翻版。世界的焦点丶限量版帅仔爱就一辈子漫天游潮男 SMASHBOX 亲吻资夲帅气称霸。no matter继续丿辉煌、犀利gg重写幸福将军请持续、率性淡淡的优雅耀出彩低调de张扬 笑看人生你好优秀！天王娱乐 Dj心起程 未来丶为我们而来 摩登。君子坦荡荡王牌女人Forgot you秒杀你的高傲高姿态旳浅唱调戏丶寂寞super model莪吥会输时间而已淡笑，那红尘浮华独畅绝诱惑,