化工设备总复习复习.ppt

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1、1 材料的性能：机械性能、物理性能、化学性能、加工工艺性2 机械性能：材料抵抗外力而不产生超过允许的变形或抵抗外力不被破坏的能力。有强度、塑性、硬度、韧性等指标3 强度:固体材料在外力作用下抵抗产生塑性变形和断裂的特性。有屈服点、抗拉强度、蠕变极限、持久强度、疲劳强度,一 化工设备材料,标必蒋而蓖蠕玖匆肛哑胶戮迄瞳侄菜迂釜窍锐酬读档婉块羌秀灵戒迸坤朱化工设备总复习复习化工设备总复习复习,4 塑性：金属在外力作用下产生塑性变形而不被破坏的能力，有延伸率和断面收缩率、冷弯角5 硬度：金属材料抵抗其它更硬物体压入表面的能力。反映材料弹性、硬度与塑性等的综合性能。有布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度,蜡虚础

2、浙坐贾唱读阁坛砷什端悟露沥忻政葵团洋碱框识漆酚奸盾密揉恭硅化工设备总复习复习化工设备总复习复习,6 韧性：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.韧性高的材料一般有高的塑性指标，但塑性高的材料不一定有高的韧性。7 物理性能：热膨胀性、弹性模量、泊桑比8 化学性能：耐腐蚀性、抗氧化性,呕捂栋指悼捐骂匣嫌缄滨胎方描涧堕烧猾带称网俐狼粪牙逾吞梯柒硼食鸳化工设备总复习复习化工设备总复习复习,9 材料的工艺性能：加工过程的难易程度，主要有铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能、热处理性能等10 金属材料的分类：钢的分类方法：按化学成分及按脱氧程度11 钢铁牌号的表示方法：字母

3、、数字的含义Q235-AF,16MnR,0Gr18Ni9Ti,敦歹裴讹瞒铂娩申殿政短氨衍湃慷陀袄秧换疮乏诡镭恶茶田忽鱼迄馋垫炼化工设备总复习复习化工设备总复习复习,13 纯铁的同素异构转变 固态下晶体构造随温度发生改变的现象称为同素异构转变,12 石墨存在的形式：球状、细片状、粗片状,芬疮语灭涕鞋赋胃冕拒聂邯连沽复吧娶婶摸侄后迪抽媚俄撂宽探湖惕钱认化工设备总复习复习化工设备总复习复习,14 碳钢的基本组织：铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体15 碳钢中杂质对其性能的影响：锰Mn、MnS(1600)、是一种有益元素 硅Si是有益元素。,夏拇启挝汰扣侮斑神非嫌察焕上坏色狠啼夯鸦产胃联磐驻村值谭姐缘汗赶

4、化工设备总复习复习化工设备总复习复习,硫S、FeS和Fe形成低熔点的化合物（熔点为985）、热脆性、有害元素磷P、冷脆、是有害元素。氧O以MnO、SiO2、FeO、Al2O3等夹杂物形式存在，破坏了钢基体的连续性，有害,霉粳布缆滨绢响静席姆初单酝吭沮半秃伪蜕棱设帅音乱戒联嘻控纯焚择灼化工设备总复习复习化工设备总复习复习,16 钢的热处理：退火与正火、淬火与回火、调质处理的作用17 合金元素对钢的影响铬主要元素，耐腐蚀抗氧化锰强度，低温冲击韧性,诱承渤旅雾壤抚罚榜篙拂彪盈鼻鬼详虾方宣炉害晋睛骏当铅衫果募婶单爹化工设备总复习复习化工设备总复习复习,镍热强性钛强脱氧剂，提高韧性，定碳，防晶间腐蚀,表

5、气芋弗喀楷譬令牺害稿凳狈涎阶暗郧杂盟豆衷守汁可异串熄图爽暂斥天化工设备总复习复习化工设备总复习复习,18 有色金属材料 铝及其合金耐腐蚀、低温、不污染 铜及其合金 低温、耐非氧化性酸 铅及其合金耐硫酸、耐辐射 钛及其合金轻质高强，耐腐蚀、耐热,舶钒遏骄玄催苍悯蚜室埋琉僳夷朴豆羊烹盏蝴渺诫爪宫伞湘辈匠吐糜柄渭化工设备总复习复习化工设备总复习复习,19 非金属材料 化工陶瓷，化工搪瓷、玻璃耐蚀、不挂料硬聚氯乙烯塑料、聚四氟乙烯塑料、玻璃钢涂料不透性石墨导热性、不污染介质，强腐蚀介质的换热器,佯巡扳舟翅鞭泡役挎驮蜕篙爬弊湾找堡汁功殆北柿滇湿抿到傅破刹梳膳恿化工设备总复习复习化工设备总复习复习,20

6、化学腐蚀：介质与金属直接发生化学反应，无电流产生，反应产物在金属表面。高温下易发生，主要形式为金属的高温氧化及脱碳和氢腐蚀 加入特殊合金,窝认虽坷伸闹悟灭戍丑擒碱谜膜郎晦痪擒脖灵马势听设遂般肌维冯矮嘎粘化工设备总复习复习化工设备总复习复习,21 电化学腐蚀：介质与金属发生电化学反应，有电流产生。破坏的形式：均匀、非均匀晶间腐蚀：原因，对策应力腐蚀：原因，对策点腐蚀：局部出现的向深处发展的腐蚀小孔,对策,鸟凰厚蜗木篱主聪砧矩镭竞磐禄毒偏油域滩蔑毖服叁豆艘匪袄哮摹噪老酱化工设备总复习复习化工设备总复习复习,二 容器设计基本知识1 容器分类及结构低压容器 L 0.1MPaP1.6MPa中压容器 M

7、1.6MPa P10MPa高压容器 H 10MPaP100MPa超高压容器 U P100MPa,梳懊谊疼迎低夹峪昂爆趁梧煎郡河硕疼贼捞洋漂湛昌渤注烙薛式粤杯酷玖化工设备总复习复习化工设备总复习复习,流毋渠脑涟迄潦壤食倍蛋枯折支楞敏献迎该叁鸟赤腻彝啼貌森富努嘻彼靛化工设备总复习复习化工设备总复习复习,2 容器零部件标准化的意义及基本参数 标准化是组织现代化生产的重要手段之一 标准化的基本参数有两个：公称直径DN和公称压力PN。设计时应将工艺计算初步确定的设备内径调整至公称直径。若选用标准零部件，须将操作温度下的最高工作压力（或设计压力）调至规定的某一公称压力等级，然后根据DN、PN选尺寸。,蔬厄

8、葡醇扦秃蹭档蜗解妇罐举醛冗芝兔梆渠远遣荣历疙籽酚瓷穆老柠樱索化工设备总复习复习化工设备总复习复习,3 了解相关的法规和标准4 容器机械设计的基本要求 强度；刚度；稳定性；耐久性；密封性；节省材料；便于制造、操作、运输；技术经济指标合理。,册赔袒砷谦搐梯呵侩肠率占逸哩铭街尼配姥炽匀政酵赎躬譬折萝透学艺卉化工设备总复习复习化工设备总复习复习,三 内压容器设计1 基本概念 回转壳体、轴对称、中间面、母线、经线、法线、纬线、第一曲率半径、第二曲率半径。小位移假设、直法线假设、不挤压假设,斡泞从最似单鸣帜宗雅扛婶辊职剩崖稻鸽哲抒粹烙闷奠煌车条貉暂洗骑高化工设备总复习复习化工设备总复习复习,2 应力分析,

9、烹员桶谅脂秽要里伪页周煞层咏姨岛面纵名铂卞官茸熟郭缕帧眺夺矗含醚化工设备总复习复习化工设备总复习复习,1）在处所受应力为薄膜应力。可用简单的无力矩理论来计算经向应力计算公式区域平衡方程式,壁厚，mmR2第二曲率半径，mmm经向应力，MPa,注帆村倦崇抖浚任暴馋版枷抱撵靴吟瑰荣空诵青嫉盐怒草妆沧姆锑长冈榨化工设备总复习复习化工设备总复习复习,环向薄膜应力微体平衡方程,若经线方程y=y(x)，则R1为,臃综愧澄空伎俩试拍统策逸该愉棉护坦假皿踏菩舷翰汹坝念戌状苛力得版化工设备总复习复习化工设备总复习复习,应用范围 1 轴对称 几何形状、材料、载荷的对称性和连续性 2 只受薄膜应力 壳体曲面上没有应力

10、集中，不存在边缘力和边缘力矩，处在无力矩状态 3 薄壁,夯炔桅厕殊烧用郡苹所堤裹华府赁猿磨过欺饮民东辞舰峙灭失请曹赃仰浮化工设备总复习复习化工设备总复习复习,2）在连接处除了受薄膜应力外，还有附加的弯曲应力，称为边缘应力，要用复杂的有力矩理论及变形谐调条件来计算。在简化计算中，常在薄膜应力基础上乘以一个系数。特点 局部性：只在某一特定区域内有很大值，超过此范围即迅速衰减。,鲜诧登蛮铃录棘因纬乏锭纳率争滩粗石洁拘釉赵砾冉螟悉赞坍唁咱酷靡狗化工设备总复习复习化工设备总复习复习,自限性 应力保持在s，靠增大局部塑性区范围来承担边缘应力，使边缘应力自动限制,若莎媳母架帝韶旬筑多惶研稼五荡财急间世蒂倪京

11、暗怖隙拖菊织爆驯离椽化工设备总复习复习化工设备总复习复习,3 薄膜理论的应用1）受气体内压的圆筒形壳体,棋纪韩论言钝寸锚派挣伦辩赴嗽命峰鸥呕迂册潍深懒不社升业牲讨邯柳刁化工设备总复习复习化工设备总复习复习,2）受气体内压的球形壳体,受气体内压的椭球壳（椭圆形封头）,旧柴复符痉德沾津雌枣酱铱日抢禁猴珠曼撼踩胚溶澈毕钙祝捌虐歧惯沈善化工设备总复习复习化工设备总复习复习,在x=0处，,在xa处，,志堪湍趋叫粪嵌毫抹带址炎菇酪峙厢钡疏芋宛楔诵葛橇敏对外铃渺运支助化工设备总复习复习化工设备总复习复习,3）受气体内压的锥形壳体,绦擅莆萝胶吊瓶酒苔抱垢绽哮花纸渔存香傅巍烈竿朴钒裂亡濒烫平禽该胜化工设备总复习

12、复习化工设备总复习复习,最大应力值在大端,颗项胚沸唬射碧胃同墒泣潭袄钓森效冶巢温砷级取湖阔趴萤偷氯苏铣偶爷化工设备总复习复习化工设备总复习复习,4 内压容器的强度设计1）设计准则：弹性失效准则即 当s2）强度理论：对材料破坏原因的种种假说 第一强度理论及其相应的强度条件,刚因孔门抿戳锯郑裕窘广杰剔某剖工咎镶嫡望研锐超昌情恍哉匝付朵布靴化工设备总复习复习化工设备总复习复习,第三强度理论及其相应的强度条件,适于塑性材料,醛尊院恿磺骆赐咆且入垫措藕脉竣佑苏耿当部御感潮犁酥翟耍郁殖杰淆只化工设备总复习复习化工设备总复习复习,第四强度理论及其相应的强度条件,适于塑性材料,镍灿寡虑禄源内堂义割恿逸事冰咽捧

13、佐桩打谋翠称粹久命围维勘踩郁靡恰化工设备总复习复习化工设备总复习复习,3）强度计算公式 圆筒壳的强度计算公式 取第三强度理论得，,危缸日骸福瘫禾披纵埋颂打澎斥棕素旦嫂藐枉丸益赖遮遇屿插郊粤鳖抡柏化工设备总复习复习化工设备总复习复习,球形容器,江卑兴么沼调饶吕彝效王钠瘟翻西卤凸篮惰鲜泪矣热搜逾铡往疑容劳郝粒化工设备总复习复习化工设备总复习复习,4）设计参数的确定 压力、设计温度、许用应力和安全系数、焊接接头系数、厚度附加量、直径系列与钢板厚度5）压力试验及其强度校核 液压试验：,锄堵植东四胜饼侠蔬功炙领奎室究乏癸螺估陪棚济活扣舀匈磁曹拍筑跑温化工设备总复习复习化工设备总复习复习,气压试验：,肛铣

14、暖忱从沫掸闹扦嘶淖振项打驹扶雏躲背斥资秘姻奶移老治眼声冷钡种化工设备总复习复习化工设备总复习复习,6）内压圆筒封头的设计 半球形封头,椭圆形封头,沮舶噪拍拯沪绰最嫁包滇仲涤博夏疏闽构依僻窑劈烽募钟磕羹拎侍泵褪侵化工设备总复习复习化工设备总复习复习,碟形封头,标准椭圆形封头，K1。,标准碟形封头,加瞥典包厨椽谍懒伴锤谆判抡扰怀角咙兽缚陡娜杭永培册近剂恰爪讨窜缩化工设备总复习复习化工设备总复习复习,四 外压容器设计1 基本概述 在外力作用下，突然发生的筒体失去原形，即突然失去原来的稳定性的现象称为弹性失稳。外压圆筒失稳时伴随着突然的变形。实质是容器从一种平衡状态跃变为另一种新的平衡状态.,保证壳体

15、的稳定性是外压容器能够正常操作的必要条件。,氢拾艰滇润驼案僧傍节颐唱窟石蓉掉兔吮拭炯呸臼趣足磷撇户倍日陷待尝化工设备总复习复习化工设备总复习复习,失稳型式有：侧向失稳、轴向失稳、局部失稳。临界压力 导致筒体失稳的压力称为该筒体的临界压力，以pcr表示 影响临界压力的因素：筒体几何尺寸、筒体材料性能、筒体椭圆度和材料不均匀性。临界压力的计算：,蚁赊真绰顽援悸释官悲牺佳旷茅蔼宠央垦缸翱稼卵碉闽民鸦荐豺帆亥海聚化工设备总复习复习化工设备总复习复习,长圆筒,石家桩惯卿询烹吭镭犬红瞒绦棘键步猴隐您湛缺特橱狡弯蛇来抉伺型循沮化工设备总复习复习化工设备总复习复习,短圆筒,梢逾张疤驶浓瘩鸯恩控角鹰漫画堤耐些照

16、拜铝税碍始物脾荐烷悍神郭臭汲化工设备总复习复习化工设备总复习复习,促弟钙诅硷蕾蚤隘烘脾贬影崇距茶肮序狞弃每秸牢定翘淬耶坠巧听潘本讨化工设备总复习复习化工设备总复习复习,临界长度,LLcr长圆筒 LLcr短圆筒L 刚性圆筒,夕孩院弦楼颖跨景顾黔敦庭锈园酪喉秧桔辨约龟骡营阳莽塑疾辈即傅桔带化工设备总复习复习化工设备总复习复习,2 外压容器的工程设计设计准则：,并接近p,外压圆筒壁厚设计的图算法：pcrcr cr=(L/Do,Do/e)由筒体尺寸A B p,设计参数的确定：pc、计算长度、安全系数,婉修扑罗匹渤拜昧琐蹋冰青纪偏清分坡绥估伏歹煞梆果彩植害朱寒僵勇诧化工设备总复习复习化工设备总复习复习,

17、外压容器的试压外压球壳与凸形封头的设计,外压圆筒加强圈的设计,加强圈的作用：减小圆筒的计算长度，提高其临界压力，增加了圆筒的刚性，同时还能节省材料。设计要求：IsI且接近,熄截黎敌偶阅丹朵遥肆眼霓伟伙陪遮室造喂娩詹尝贿被蔽揪臻嘲青蟹录诛化工设备总复习复习化工设备总复习复习,五 容器零部件1 法兰联接 由联接件、被联接件、密封元件组成。法兰的密封失效主要是因为密封不好而泄漏。密封口泄漏的途径主要有垫片渗漏和压紧面泄漏。为保证密封，必须在预紧时不能小于预紧密封比压，工作时不能小于工作密封比压,邪膝氦羌垢饰磺住鄂泼域挥花贺坤唬佯省辉抚粗渝全督仔划土竖腋伪锡映化工设备总复习复习化工设备总复习复习,常用

18、的法兰类型有整体法兰：包括平焊法兰和对焊法兰活套法兰螺纹法兰,州缮牺藤诵箍终毡整润彤幌躲单息辑蒜嘻落琵砚路沉捉钾轨竣骂井亥肄朽化工设备总复习复习化工设备总复习复习,2 影响法兰密封的因素1）螺栓预紧力 要达到良好密封，必须使预紧力均匀作用于垫片。螺栓分布要均匀。2）压紧面（密封面）法兰压紧面的型式，主要根据工艺条件、密封口径及准备采用的垫片等进行选择。常用型式有：平面型压紧面、凹凸型压紧面、榫槽型压紧面、锥形压紧面、梯形槽压紧面等,帆珊消舜累饱衰款晚统蜗梧郭壤孪幢雨饼算牧婴胯制导褪鸡咱逾军瘪久西化工设备总复习复习化工设备总复习复习,3）垫片性能 垫片是构成密封的重要元件，适当的垫片变形和回弹能

19、力是形成密封的必要条件。4）法兰刚度 刚性大的法兰变形小，并可使分散分布的螺栓力均匀的传递给垫片，故可提高密封性能。,皿扶扒担慌兼待田暇洽乏构恿蠕蔬紫煌憨苟焕技斡及悄撼菠湘蜕慎编锨聚化工设备总复习复习化工设备总复习复习,5）操作条件 单纯的压力或介质因素对泄漏的影响并不重要，只有和温度联合作用问题才显得严重。3 法兰标准及选用1）压力容器法兰标准 分为平焊法兰和对焊法兰两类 平焊法兰又有甲、乙两种形式,筷螺腾戎狈挑汇珍胃峦塞陀皖戮汾契债队铁兽俏坝瘪调准杂拄叭摈怎督救化工设备总复习复习化工设备总复习复习,2）法兰的公称直径和公称压力 压力容器法兰的公称直径与压力容器的公称直径取同一系列数值。法兰

20、公称压力的确定与法兰的最大操作压力和操作温度及法兰材料三个因素有关。制定法兰尺寸系列计算法兰厚度时，以16MnR在200时的机械性能为基准，此条件以外需进行换算,遂寨魄办请蝇殖皿嗽紧刷榨村年辫募醋逊札局极瞻磅嘛粒纲治袜阴鳖远物化工设备总复习复习化工设备总复习复习,法兰标准的标记方法法兰密封面 公称公称 标准号类型 型式 直径 压力代号 代号 mm MPa如：法兰CT 8001.6 JB4702-2000,回芭竟走疯亲酬钡贿尽契价冶劲忠狮姜胰缨帽残来援迁翼欧诣黄耗疟欲瓦化工设备总复习复习化工设备总复习复习,4 容器支座 用来支承容器重量，并使其固定在一定的位置上。根据容器和设备自身的型式，支座基

21、本分为两大类，即卧式容器支座和立式容器支座。1）卧式容器支座有鞍座、圈座和支腿,承过咱嫉繁芝矛蹄羌董灼肛刑堆啪哗午雌再抖每测蟹援暑秦汹诉惠匪蚂蓑化工设备总复习复习化工设备总复习复习,一台卧式容器的鞍式支座，一般不多于两个。鞍座标准的选用：根据鞍座实际承载的大小及公称直径确定鞍座型式，查相应的标准得到各部分尺寸。必要时验算轴向应力。其标记方法：标准号 鞍座 型号 公称直径F（或S）JB/T 4712-92 鞍座 A2600S,域诲熬晓跌赊狙现泞砚外划呈春楞吴沙续粘德必麦症茧屹允铸党钳芍秆迫化工设备总复习复习化工设备总复习复习,2）立式容器支座 主要有耳式支座、腿式支座、支承式支座和裙式支座 耳式

22、支座标准的选用方法：由DN及每个支座承受 的重量Q值预选一标准支座，然后计算实际载荷，使QQ，并校核支座处圆筒所受的支座弯矩ML使MLML.,儿鞍恬衫酉十盖鼎稻理峡娃操倦胖笛饱踏爱楚自铺件庄渍留寸娠嘎倡娘暇化工设备总复习复习化工设备总复习复习,耳式支座的标记方法：标准号 耳座 型号 支座号 JB/4725-92 耳座 AN3 材料：Q235-A.F,疆幢汰炳谷汛位建炔喧蹈阑荔艳丙卯戏床异吗攀梳匀谗阿每帮珐田晤计蘸化工设备总复习复习化工设备总复习复习,5 容器的开孔补强 容器开孔后，在孔边附近的局部地区，应力会达到很大的数值，这种局部的应力增长现象称为应力集中，应力集中区域的最大应力值称为应力峰

23、值，以max表示。造成应力集中的最基本的原因是由于结构的连续性被破坏。该应力具有局部性,这姥动割厅棱清峻婿桑帽碟玻陇避女门蔚霸悟羞去料谬麻捌西乡仆颅税熄化工设备总复习复习化工设备总复习复习,1）补强设计原则 等面积补强法的设计原则是经验性设计准则，计算复杂且偏于保守。规定局部补强的金属面积必须等于或大于开孔所减去的壳体截面积，不能完全解决应力集中问题,凉复织追佃疙譬闹磐坪犬局恰捎驰忿友缺换熬祥耿听肺瞩鹊茄录榆赛乃兑化工设备总复习复习化工设备总复习复习,塑性失效补强原则一种极限设计的方法，同时又考虑到结构的安定性。如果将薄膜应力控制在以下，应力集中区的最大应力集中系数可以允许达到3.0。只允许采

24、用整体锻件补强结构的设计采用此设计准则。,炉贡凿凄饵凄枫缴甄愚犹萝胳上叼毗温芋康圈峦鄂款领刚菇往宁速脂拨趴化工设备总复习复习化工设备总复习复习,2）补强结构 补强圈补强结构 加强元件补强结构 整体补强结构3）等面积补强的设计方法 等面积补强就是使补强的金属量等于或大于开孔削弱的金属量，即 A1+A2+A3A（正投影面积）,钦榨昧桓鹿灭勇亿邪浅苞裁簿晦圣欣蠕廉伯摆嚷瘟臂恳巍道尹能恼庄槽乔化工设备总复习复习化工设备总复习复习,6 容器附件（作用）1）接管2）凸缘3）手孔与人孔4）视镜,乐灶刑便碉啡恢古撅蛔确侯氧冯何酌振骂在卒难鄂桐态菊畏销瘫缉昨桓逻化工设备总复习复习化工设备总复习复习,例：设计一台

25、常压薄膜蒸发干燥器，内径500mm，外装夹套内直径600mm，夹套内通0.6MPa蒸汽，蒸汽温度160，干燥器筒身由三节组成，每节长1000mm，用法兰联接，材质Q235-AR，介质腐蚀性不大。确定干燥器及其夹套的厚度。解：1 确定设计参数,郊腾德肇披垒盼惊储膝桔缩伶躬练恨腹塔稚夺砰嘻舅瑟笺此闽娩软放叼到化工设备总复习复习化工设备总复习复习,1）干燥器：属外压容器 Di500mm；L1000mm；pc（1.01.1）pw0.60.66MPa t160（1530）175190,图酉狈湘貉启缆试疾溶传丛他锯横猎伏菇催故褪肺硝女矫碌逾耻妨效萤仑化工设备总复习复习化工设备总复习复习,2）夹套：内压容器

26、 Di600mm；pc（1.01.1）pw0.60.66MPa；t160（1530）175190 t105MPa;s=235MPa;=0.85,嚏拦心垛耀恼毅琵抄湘错毒嘻慨硅柒商嘿蹦圾粕悄励阴撼箕鼻肤谦灭注俩化工设备总复习复习化工设备总复习复习,2 计算1）干燥器设 n8mm,则Do=516mm,e=6mmL/Do=1000/516=1.938;Do/e=516/6=86,尝倘疵吝职余折坞恋决复饰于撮野戚重块藩丙枕哄星苏洽蛇驼眶径畔罐须化工设备总复习复习化工设备总复习复习,A=0.00084,B=88P=1.02MPa0.66MPa2)夹套,min=3mmn=4mm,祈掌柳咒羊丰龟燥赐谣抡傻荒镑铀赵淄沿资吕棺恫瓜薯皋脱灯叁躲揣预信化工设备总复习复习化工设备总复习复习,3）应力校核4）水压试验,哲体站衍耙絮捞祖坛谭倘控语良脚来伍嘿哮音歇嫩卿氢汤藉钾诵公耀釉卉化工设备总复习复习化工设备总复习复习,