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文檔簡介

1、1.2材料的性能力學(xué)性能物理性能化學(xué)性能加工工藝性能屈服點:發(fā)生屈服現(xiàn)象時的最小應(yīng)力,即開始出現(xiàn)塑性變形時的應(yīng)力。常用Mpa做單位代表金屬材料抵抗產(chǎn)生塑性變形的能力。工程上規(guī)定發(fā)生0.2%殘余變形時的應(yīng)力,作為“條件屈服點”,記作b0.2o3 抗拉強度:材料在拉伸條件下,從開始加載到發(fā)生斷裂時所能承受的最大應(yīng)力值。4 蠕變:在高溫時,在一定的應(yīng)力下,應(yīng)變隨時間而增加的現(xiàn)象?;蛘呓饘僭诟邷睾蛻?yīng)力的作用下逐漸產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象。蠕變極限:材料在高溫條件下抵抗發(fā)生緩慢塑性變形的能力。5 持久強度:在給定溫度下,促使試樣或工件經(jīng)過一定時間發(fā)生斷裂的應(yīng)力。的一種及時和迅速塑性變形的能力。10缺口敏感性:

2、在帶有一定應(yīng)力集中的缺口條件下,材料抵抗裂紋擴展的能力,屬于材料的韌性范疇。11彈性模數(shù):材料在彈性范圍內(nèi),應(yīng)力和應(yīng)變成正比,即b=E,比例系數(shù)E為彈性模數(shù)。12 .泊桑比(r):拉伸試驗中試件單位橫向收縮與單位縱向伸長之比。對于鋼材,g=0.3o13 .耐腐蝕性金屬和合金對周圍介質(zhì)侵蝕(發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)作用引起的破壞)的抵抗能力。1.3金屬材料的分類及牌號2生鐵:分為煉鋼生鐵鑄鐵合金生鐵3鋼4 .鎮(zhèn)靜鋼:鎮(zhèn)靜鋼在用冶煉時用強脫氧劑Si,Al等完全脫氧脫氧,是脫氧完全的鋼。把FeO中的氧還原出來,生成SiO2和AlzQ。鋼錠膜上大下小,澆注后鋼液從底部向上,向中心順序地凝固。鋼錠上部形成集中縮

3、孔,內(nèi)部緊密堅實。5 .沸騰鋼:沸騰鋼在冶煉時用弱脫氧劑Mn脫氧,是脫氧不完全的鋼。其錠模上小下大,澆注后鋼液在錠模中發(fā)生自脫氧反應(yīng),放出大量CO氣體,造成沸騰現(xiàn)象。沸騰鋼錠中沒有縮孔,凝固收縮后氣體分散為很多形狀不同的氣泡,布滿全錠之中,因而內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松。6 .半鎮(zhèn)靜鋼:介于鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間,錠模也是上小下大,鋼錠內(nèi)部結(jié)構(gòu)下半部像沸騰鋼,上半部像鎮(zhèn)靜鋼。7 牌號表示:課本13至14頁8 .4碳鋼與鑄鐵1 “鐵碳合金”由鐵(95%)和碳(0.05%4%)1%及雜質(zhì)所組成合金鋼:含碳量0.02%2%鑄鐵含碳量大于2%含碳量大于2 體心立方晶格塑性比面心立方晶格的好,而后者的強度高于前者。3 a

4、-Fe:體心立方晶格的純鐵稱:丫-Fe:面心立方晶格的鐵稱為:a-Fe加熱變?yōu)榧訜嶙優(yōu)閞-Fe,高溫下的加熱變?yōu)?,高溫下的?Fe冷卻變?yōu)閍-Fe。4 .鐵素體:碳溶解在a-Fe中所形成的固溶體叫鐵素體。5 .奧氏體:碳溶解在丫-Fe中所形成的固溶體叫奧氏體。脆”。(3)錳:脫氧劑,有益元素減輕s的有害作用(4)硅:脫氧劑,有益的元素(5)氧:有害元素,(6)氮:硬度、強度提高,易析出,固氮處理可消除時效傾向氫脆、(7)氫:氫脆、白點等缺陷8按品質(zhì)好壞碳鋼可分為1普通碳素鋼:這種鋼含硫,磷等有害雜質(zhì)較多,要求S700時一一脫碳作用Fe3C+O2=3Fe+CO2Fe3C+CO2=3Fe+COFe

5、3C+H2O=3Fe+CO+H2力學(xué)性能下降特別是降低表面硬度和抗疲勞強度3 氫腐蝕:氫氣在高溫高壓下對普通碳鋼及低合金鋼產(chǎn)生腐蝕,使材料的機械強度和塑性顯著下降,甚至破壞的現(xiàn)象。第一階段:氫脆以原子狀態(tài)侵入鋼材內(nèi)部,聚集,使鋼變脆。與氫在鋼中的溶解度成正比。第二階段:氫侵蝕發(fā)生化學(xué)反應(yīng):Fe3C+2H2=3Fe+CH4危害:1)甲烷在晶界聚集,成為裂紋源;2)甲烷在鋼材表面鼓泡,降低力學(xué)性能;3)滲碳體還原為鐵素體,體積減小,產(chǎn)生組織應(yīng)力,促進(jìn)裂紋擴展。又提供氫和甲烷聚集條件,加重氫侵蝕一一鋼材組織成為網(wǎng)格。4電化學(xué)腐蝕:金屬與電解質(zhì)溶液間產(chǎn)生電化學(xué)作用而引起的破壞,其特點是在腐蝕過程中有電

6、流產(chǎn)生。包括三個環(huán)節(jié)陽極反應(yīng)陰極反應(yīng)電子流動電化學(xué)腐蝕進(jìn)行的三個條件1)同一金屬中有不同電位的組織成分之間存在電位差或是不同金屬之間存在電位差2)陽極和陰極互相連接;3)陽極和陰極同處在連通的電解液中5晶間腐蝕:一種局部的,選擇性的破壞。腐蝕性介質(zhì)沿晶粒間滲入金屬深處,腐蝕破壞金屬晶粒間的結(jié)合力,使之強度和塑性完全喪失。一“內(nèi)部瓦解”作用。解決辦法:1)鋼中加入Ti和Nb元素;2)減少不銹鋼中的碳含量。6應(yīng)力腐蝕:金屬在腐蝕性介質(zhì)和拉應(yīng)力的共同作用下產(chǎn)生的一種破壞形式。腐蝕斷裂過程分三個階段:1)孕育階段一一機械裂紋。2)裂紋擴展一一裂紋尖端為高度應(yīng)力集中區(qū),出現(xiàn)微電池。3)破壞階段。第二章1

7、容器按壓力等級分類低壓容器L0.1P1.6中壓容器M1.6P10高壓容器H10P0.1MPa(2)內(nèi)直徑Di150mm容積V0.025m3(3)介質(zhì)為氣體液化氣體或最高工作溫度高于標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體第三章0.1即S/Dimax0.1 ; K=D0/Dimax2,出現(xiàn)三波、四波等的曲形波。剛性圓筒:若筒體較短,筒壁較厚,即L/Do較小,Se/Do較大,容器的剛性好,不會因失穩(wěn)而破壞。4臨界長度:容器在外壓作用下,與臨界壓力相對應(yīng)的長度,稱為臨界長度作用:用臨界長度和作為長、短圓筒和剛性圓筒的區(qū)分界限。LLcr長圓筒LcrLLcr短圓筒LLcr剛性圓筒第六章1 法蘭連接結(jié)構(gòu),它由一對法蘭,數(shù)個螺栓、螺

8、母和墊片所組成。2 法蘭按接觸面形式分類窄面法蘭法蘭與墊片的整個接觸面積都位于螺栓孔包圍的圓周范圍內(nèi)寬面法蘭法蘭與墊片接觸面積位于法蘭螺栓中心圓的內(nèi)外兩側(cè)。3 法蘭與設(shè)備連接方式分三類墊片1)非金屬墊片(2)金屬墊片(3)金屬-非金屬組合墊片5 壓力容器法蘭標(biāo)準(zhǔn)平焊法蘭和對焊法蘭平焊法蘭分為甲型焊縫開V型坡口;只限于使用非金屬軟墊片,并配有光滑密封面和凹凸密封面。參數(shù)PN0.25MPa,0.6MPa,1.00MPa,1.6MPa四個壓力等級,直徑范圍DN3002000mm,溫度范圍為-20300C。乙型開U型坡口;有一個圓筒形的短節(jié)參數(shù)PN0.25MPa,0.6MPa,1.00MPa,1.6M

9、Pa,2.5MPa,4.0MPa。適用全部直徑范圍為DN3003000mm,溫度范圍為-20350C。7 法蘭標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)記方法法蘭類型代號密封面形式代號公稱直徑,mm公稱壓力,MPa標(biāo)準(zhǔn)號8 臥式容器支座分為鞍座、圈座、支腿臥式容器大型臥式貯槽熱交換器多用鞍座采用圈座:大直徑薄壁容器和真空容器多于兩個支承的長容器。耳式支座小型設(shè)備有筋板和支腳板組成還用到墊片9 開孔應(yīng)力集中現(xiàn)象:容器開孔后,在孔邊附近的地區(qū)局部,應(yīng)力會達(dá)到很大的數(shù)值,局部應(yīng)力增長的現(xiàn)象叫應(yīng)力集中。基本原因結(jié)構(gòu)的連續(xù)性被破壞10 開孔補強設(shè)計原則(1)等面積補強法的設(shè)計原則(2)塑性失效補強原則第七章1 板式換熱器優(yōu)點:傳熱效率高

10、,金屬消耗量低缺點:流體阻力較大,強度剛度差制造困難,難以維修,列管式換熱器優(yōu)點:結(jié)構(gòu)堅固,可靠程度高,適應(yīng)性強,材料范圍廣缺點:傳熱效率緊湊性金屬消耗量不如板式換熱器2 管殼式換熱器的分類( 1) 固定管板式換熱器:優(yōu)點:結(jié)構(gòu)較簡單,造價較低,相對其它列管式換熱器其管板最薄。缺點:管外清洗困難;管殼間有溫差應(yīng)力存在;當(dāng)兩種介質(zhì)溫差較大時必須設(shè)置膨脹節(jié)。適用于殼程介質(zhì)清潔,不易結(jié)垢,管程需清洗以及溫差不大或溫差雖大但是殼程壓力不大的場合(2)浮頭式換熱器:優(yōu)點一端管板固定,另一端管板可在殼體內(nèi)移動;管殼間不產(chǎn)生溫差應(yīng)力;管束可抽出,便于清洗。缺點結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,金屬耗量較大;浮頭處發(fā)生內(nèi)漏時不便檢

11、查;管束與管體間隙較大,影響傳熱。適用殼體和管束之間壁溫相差較大,或介質(zhì)易結(jié)垢的場合。(3)填料函式換熱器:優(yōu)點管束一端可自由膨脹;造價比浮頭式低;檢修、清洗容易;填函處泄漏能及時發(fā)現(xiàn)。缺點殼程內(nèi)介質(zhì)有外漏的可能;殼程中不宜處理易揮發(fā)、易燃、易爆、有毒的介質(zhì)。適用4MPa以下,且不適用于易揮發(fā)、易燃、易爆、有毒及貴重介質(zhì),使用溫度受填料的物性限制。(4)U型管式換熱器:優(yōu)點只有一個管板;管程至少為兩程;管束可以抽出清洗;管子可自由膨脹。缺點管內(nèi)不便清洗;管板上布管少,結(jié)構(gòu)不緊湊,管外介質(zhì)易短路,影響傳熱效適用管內(nèi)介質(zhì)清潔,不易結(jié)垢的高溫、高壓、腐蝕性較強的場合3換熱管在管板上固定方式有三種:脹

12、接、焊接、脹焊結(jié)合。脹接:利用脹管器擠壓伸入管板孔中的管子端部,使管端發(fā)生塑性變形,管板孔同時產(chǎn)生彈性變形,取去脹管器后,管板與管子產(chǎn)生一定的擠壓力,貼在一起達(dá)到密封緊固連接的目的。一般用在換熱管為碳素鋼,管板為碳素鋼或低合金鋼,設(shè)計壓力不超過4.0MPa,設(shè)計溫度在350c以下,且無特殊要求的場合。換熱管脹接于管板上時應(yīng)注意:采用脹接時,管板硬度應(yīng)比管端硬度高,以保證脹接質(zhì)量。這樣可避免在脹接時管板產(chǎn)生塑性變形,影響脹接的緊密性。如達(dá)不到這個要求時,可將管端進(jìn)行退火處理,降低硬度后再進(jìn)行脹接。另外,對于管板及換熱器材料的線膨脹系數(shù)和操作溫度與室溫的溫差t,必須符合規(guī)定(焊接:焊接連接比脹接連

13、接有更大的優(yōu)越性:在高溫高壓條件下,焊接連接能保持連接的緊密性;管板孔加工要求低,可節(jié)省孔的加工工時;焊接工藝比脹接工藝簡單;在壓力不太高時可使用較薄的管板。焊接連接的缺點是:由于在焊接接頭處產(chǎn)生的熱應(yīng)力可能造成應(yīng)力腐蝕和破裂;同時管子與管板間存在間隙,這些間隙內(nèi)的流體不流動,很容易造成“間隙腐蝕”。焊接接頭的形式有:管板孔上不開坡口;管板孔端開60o坡口;管子頭部不突出管板;孔四周開溝槽。一般用在溫度壓強都較高的情況下,并且對管板孔加工要求不高時。脹焊結(jié)合:適用于高溫高壓下,連接接頭在反復(fù)的熱沖擊、熱變形、熱腐蝕及介質(zhì)壓力作用,工作環(huán)境極其苛刻,容易發(fā)生破壞,無法克服焊接的“間隙腐蝕”和“應(yīng)

14、力腐蝕”的情況下。脹焊結(jié)合方法的優(yōu)點:由于焊接連接產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕及間隙腐蝕,尤其在高溫高壓下,連接接頭在反復(fù)的熱沖擊、熱變形、熱腐蝕及介質(zhì)壓力作用下,工作環(huán)境極其苛刻,容易發(fā)生破壞,無論采用脹接或焊接均難以滿足要求。而脹焊結(jié)合法能提高連接處的抗疲勞性能,消除應(yīng)力腐蝕和間隙腐蝕,提高使用壽命。主要方法有:先強度焊后貼脹、先強度焊后強度脹、先強度脹后密封焊等多種。4管子在管板上排列的標(biāo)準(zhǔn)形式有哪些?各適用于什么場合?答:排列的標(biāo)準(zhǔn)形式有:正三角形和轉(zhuǎn)角正三角形排列,適用于殼程介質(zhì)污垢少,且不需要進(jìn)行機械清洗的場合。正方形和轉(zhuǎn)角正方形排列,一般可用于管束可抽出清洗管間的場合。5分程原因當(dāng)換熱器所需的換

15、熱面積較大,而管子做得太長時,就得增大殼體直徑,排列較多的管子。此時,為了增加管程流速,提高傳熱效果,須將管束分程,使流體依次流過各程管子。分程滿足條件各程換熱管數(shù)應(yīng)大致相等;相鄰程間平均壁溫差一般不應(yīng)超過各程間的密封長度應(yīng)最短;分程隔板的形狀應(yīng)簡單。28;第八章1 基本結(jié)構(gòu):塔體:包括筒節(jié)、端蓋和聯(lián)接法蘭等;內(nèi)件:塔板或填料及其支承裝置;支座:一般為裙式支座;附件:包括人孔、進(jìn)出料接管、各類儀表接管、液體和氣體的分配裝置,塔外的扶梯、平臺、保溫層等。2 自支撐式塔設(shè)備設(shè)計,除考慮操作壓力,還考慮質(zhì)量載荷、風(fēng)載荷、地震載荷、偏心載荷等載荷3 板式塔總結(jié)構(gòu)塔體與裙座結(jié)構(gòu)塔盤結(jié)構(gòu):塔盤板、降液管、

16、溢流堰、緊固件和支承件。除沫裝置:用于分離氣體夾帶的液滴,多位于塔頂出口處。設(shè)備管道:人孔、接管等。塔附件:保溫圈、吊柱、扶梯、平臺等。4 塔盤的結(jié)構(gòu)有整塊式(800-900以下)和分塊式(800-900以上)兩種5 填料塔結(jié)構(gòu)基本特點:填料塔在傳質(zhì)形式上與板式塔不同,它是一種連續(xù)式氣液傳質(zhì)設(shè)備。這種塔由塔體、噴淋裝置、填料、再分布器、柵板以及氣、液的進(jìn)出口等部件組成。6 噴淋裝置要求:使整個塔截面的填料表面很好潤濕,結(jié)構(gòu)簡單,制造維修方便。作用:噴出液體,使整個塔截面的填料很好潤濕,直接影響塔的處理能力和分離效率。常用類型噴灑型溢流型沖擊型7 支承結(jié)構(gòu)作用:支承填料設(shè)計要求足夠的強度、剛度以及足夠的自由截面第九章1 攪拌設(shè)備的作用使物料混合均勻使氣體在液相中很好地分散使固體粒子(如催化劑)在液相中均勻地懸浮使不相溶的另一液相均勻懸浮或充分乳化強化相間的傳質(zhì)(如吸收等)強化傳熱2 攪拌設(shè)備有攪拌裝置(傳動裝置攪拌軸攪拌器),軸封,攪拌罐(罐體附件)組成3 常見攪拌器有漿式渦輪式推進(jìn)式錨式框式螺桿式螺帶式等功能提供

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