認(rèn)識化工設(shè)備

認(rèn)識化工設(shè)備第一節(jié)化工設(shè)備及應(yīng)用第二節(jié)化工設(shè)備的特點(diǎn)第三節(jié)化工設(shè)備的基本要求第四節(jié)壓力容器結(jié)構(gòu)與分類第五節(jié)壓力容器常用材料及其選擇第六節(jié)壓力容器常用規(guī)范簡介1第一節(jié)化工設(shè)備及應(yīng)用石化企業(yè)的雄姿

2第一節(jié)化工設(shè)備及應(yīng)用石化企業(yè)的雄姿

3第一節(jié)化工設(shè)備及應(yīng)用化工設(shè)備應(yīng)用廣泛化工設(shè)備是化工工藝的基礎(chǔ),

是實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)的重要工具4第二節(jié)化工設(shè)備的特點(diǎn)

1.

功能原理多樣化

2.外殼多為壓力容器

3.化工—機(jī)械—電氣一體化

4.設(shè)備結(jié)構(gòu)大型化5化工設(shè)備:

是化工工藝的基礎(chǔ),是實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)的重要工具。壓力容器：承受一定壓力載荷，與外界形成一個封閉系統(tǒng)的外殼。壓力容器特點(diǎn)：在高溫、高壓、高真空、低溫、強(qiáng)腐蝕條件下操作，工藝條件苛刻和惡劣，安全性要求極高。

6壓力容器的安全7壓力容器的安全8第三節(jié)化工設(shè)備的基本要求1.安全可靠性要求

化工設(shè)備必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，良好的韌性、耐腐蝕性和可靠的密封性。2.工藝條件要求

工藝性能要求通常包括：反應(yīng)設(shè)備的反應(yīng)速度、換熱設(shè)備的傳熱量、塔設(shè)備的傳質(zhì)效率、儲存設(shè)備的儲存量等。3.經(jīng)濟(jì)合理性要求

在滿足工藝要求和安全可靠運(yùn)行的前提下，要盡量作到適用和經(jīng)濟(jì)合理。4.便于操作和維護(hù)5.環(huán)境保護(hù)要求9

第四節(jié)壓力容器結(jié)構(gòu)及分類

（1）P≥0.1MPa（2）D≥0.15m（3）介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體（一）、壓力容器結(jié)構(gòu)基本承壓部件1.筒體2.封頭3.密封裝置(法蘭、密封元件、堅(jiān)固件）4.開孔(人/手孔)5.接管6.支座附件7.安全附件（安全閥、爆破片）8.測量與控制儀表10

第四節(jié)壓力容器結(jié)構(gòu)及分類

（一）壓力容器結(jié)構(gòu)11（二）壓力容器分類第四節(jié)壓力容器結(jié)構(gòu)及分類1、按設(shè)計(jì)壓力分類

低壓容器0.1MPa≤p＜1.6

MPa。中壓容器1.6MPa≤p＜10.0

MPa。高壓容器10.0MPa≤p＜100

MPa。超高壓容器p≥100MPa。12第四節(jié)壓力容器結(jié)構(gòu)及分類（二）壓力容器分類133、按工作溫度分類低溫容器設(shè)計(jì)溫度≤-20℃。常溫容器設(shè)計(jì)溫度≤-20～200℃。中溫容器設(shè)計(jì)溫度≤200～450℃。高溫容器設(shè)計(jì)溫度＞450℃

第四節(jié)壓力容器結(jié)構(gòu)及分類（二）壓力容器分類144、按壁厚分類薄壁容器K=D0/Di≤1.2厚壁容器K=D0/Di

＞1.2第四節(jié)壓力容器結(jié)構(gòu)及分類（二）壓力容器分類155、按《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》分類第四節(jié)壓力容器結(jié)構(gòu)及分類（二）壓力容器分類165、按《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》分類第四節(jié)壓力容器結(jié)構(gòu)及分類（二）壓力容器分類17小結(jié)1.化工設(shè)備:是化工工藝的基礎(chǔ),是實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)的重要工具.2.壓力容器：承受一定壓力載荷，與外界形成一個封閉系統(tǒng)的外殼。3.壓力容器特點(diǎn)：在高溫、高壓、高真空、低溫、強(qiáng)腐蝕條件下操作,工藝條件苛刻和惡劣，安全性要求極高。4.化工設(shè)備的基本要求:

五條5.壓力容器結(jié)構(gòu):基本承壓部件六部分6.壓力容器分類18復(fù)習(xí)一、壓力容器的結(jié)構(gòu)筒體封頭密封裝置開孔接管支座1920二、壓力容器分類1.按壓力等級分類低壓容器（L）0.1MPa≤P<1.6MPa中壓容器（M）1.6MPa≤P<10.0MPa高壓容器（H）10.0MPa≤P<100MPa超高壓容器（U）P≥100MPa3.按《容規(guī)》分類

《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，綜合考慮了設(shè)計(jì)壓力、幾何容積、材料強(qiáng)度、應(yīng)用場合和介質(zhì)危害程度等影響因素。Ι對容器的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、使用和管理要求愈高。ⅡⅢ21課堂作業(yè)：判斷題判斷下列容器屬一、二、三類容器的哪一類？1）φ2000mmx5000mm的液氨儲罐；2）p為4MPa的劇毒介質(zhì)容器；3）p為10MPa，V為800L的乙烯儲罐。22第五節(jié)壓力容器常用材料及其選擇教學(xué)重點(diǎn)：（1）材料的力學(xué)性能；（2）壓力容器材料的選擇。

教學(xué)難點(diǎn)：材料的選擇。23（一）、金屬的分類鑄造生鐵金屬黑色金屬有色金屬生鐵鋼煉鋼生鐵合金生鐵第五節(jié)壓力容器常用材料及其選擇一、金屬材料基本知識24復(fù)習(xí)工程材料知識：

“鐵碳合金”由95％以上鐵和0.05％～4％碳及1％左右雜質(zhì)元素所組成合金 一般含碳量0.02％～2％稱為鋼； 大于2％稱為鑄鐵； 當(dāng)含碳量小于0.02％時稱純鐵(工業(yè)純鐵)； 含碳量大于4.3％的鑄鐵極脆，后二者的工程應(yīng)用價(jià)值都很小。

251、碳素結(jié)構(gòu)鋼（1）、普通碳素結(jié)構(gòu)鋼代表鋼材屈服點(diǎn)的字母＋屈服點(diǎn)的數(shù)值＋材料質(zhì)量等級符號＋脫氧方法符號，常用：Q235B，Q235C，Q235A·F（2）、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼

較普通碳素結(jié)構(gòu)含S、P量較少，表面質(zhì)量較好。常用：10、15、20g、20R和20等第五節(jié)壓力容器常用材料及其選擇碳鋼特殊性能鋼合金鋼常用三類鋼（二）、鋼鐵牌號及表示方法一、金屬材料基本知識263、特殊性能鋼

主要指不銹耐酸鋼。

如：鉻不銹鋼，如1Cr13

鉻鎳不銹鋼，如0Cr18Ni92、合金鋼

在碳素鋼的基礎(chǔ)上加入少量合金元素。特別：鍋爐鋼和容器鋼主要用于殼體或鍋爐承壓元件。常用：

16MnR，15MnVR，18MnMoNb等第五節(jié)壓力容器常用材料及其選擇一、金屬材料基本知識（二）、鋼鐵牌號及表示方法27

材料在外力(或外加能量)作用下抵抗外力所表現(xiàn)的行為，包括變形和抗力，即在外力作用下不產(chǎn)生超過允許的變形或不被破壞的能力。第五節(jié)壓力容器常用材料及其選擇硬度強(qiáng)度塑性韌性固體材料在外力作用下抵抗產(chǎn)生塑性變形和斷裂的特性。1、強(qiáng)度屈服強(qiáng)度σs抗拉強(qiáng)度σb材料承受載荷作用，當(dāng)載荷不再增加或緩慢增加時，仍繼續(xù)發(fā)生明顯的塑性變形，這種現(xiàn)象就稱為屈服金屬在拉伸條件下，從開始加載到發(fā)生斷裂所能承受的最大應(yīng)力值，叫作抗拉強(qiáng)度。力學(xué)性能二、金屬材料的性能28主要有兩個塑性指標(biāo)：延伸率δ斷面收縮率Ψ2、塑性金屬材料在斷裂前發(fā)生不可逆永久變形的能力3、韌性表示材料彈塑性變形為斷裂全過程吸收能量的能力，也就是材料抵抗裂紋擴(kuò)展的能力承受靜載荷抗裂紋擴(kuò)展的能力——缺口敏感性承受動載荷時抗裂紋的能力——沖擊韌性4、硬度金屬材料抵抗其它更硬的物體壓入其內(nèi)的能力。表示金屬材料在一個小的體積范圍內(nèi)抵抗彈性變形、塑性變形或破斷的能力。力學(xué)性能二、金屬材料的性能29（二）、1、耐腐蝕性金屬和合金對周圍介質(zhì)，如大氣、水汽、各種電解液侵蝕的抵抗能力叫做耐腐蝕性。

2、抗氧化性在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的許多高溫化工設(shè)備，在高溫工作條件下，不僅有自由氧的氧化腐蝕過程，還有其他氣體介質(zhì)如水蒸氣，CO2、SO2等的氧化腐蝕作用，因此鍋爐給水中的含氧量和其他介質(zhì)中的硫及其他雜質(zhì)的含量對鋼的氧化是有一定影響的?；瘜W(xué)性能二、金屬材料的性能30

金屬和合金的加工工藝性能是指鑄造性、可鍛性、可焊性、切削加工性、熱處理性能等直接影響化工設(shè)備和零部件的制造工藝方法，也是選擇材料時必須考慮的因素。三、壓力容器選擇材料的基本要求較高的強(qiáng)度，良好的塑性、韌性，良好的焊接性和耐腐蝕性。加工工藝性能二、金屬材料的性能31三、壓力容器選擇材料的基本要求為滿足工藝要求，材料就具有較好的耐腐蝕能力

32（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼板

非壓力容器專用鋼板，但質(zhì)量穩(wěn)定，價(jià)格便宜。Q235-A·F、Q235-A、Q235-B、Q235-C，四、壓力容器常用材料1、殼體表

壓力容器用結(jié)構(gòu)鋼板的適用范圍表鋼板牌號使用溫度℃設(shè)計(jì)壓力MPa

殼體鋼板厚度mm其它限制Q235-B0~350≤1.6≤20不得用于毒性程度為高度或極度危害介質(zhì)的壓力容器Q235-C0~400≤2.5≤3033（2）壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鋼板

這類材料屬于一般壓力容器專用鋼板。常見的有：20R、16MnR、15MnVR四、壓力容器常用材料1、殼體性能指標(biāo)等見書P12表1-2鋼板牌號使用溫度℃殼體鋼板厚度mm說明20R-20~4756~100嚴(yán)于碳素結(jié)構(gòu)鋼16MnR-20~4756~120加入適量Mn元素強(qiáng)度顯著提高34（3）低溫壓力容器用低合金鋼鋼板

常見的有

16MnDR、15MnNiDR、09Mn2VDR、09MnNiDR、07MnNiCrMoVDR等

四、壓力容器常用材料1、殼體（4）不銹鋼鋼板常見的有0Cr13、0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti、0Cr17Ni12Mo2Ti、0Cr19Ni13Mo3等2、接管鋼管在化工設(shè)備中應(yīng)用也是很多的，如容器殼體上各種接管，管殼式換熱器上的換熱管、加熱爐的爐管等。這些都要求使用無縫鋼管，另外大直徑的無縫鋼管還可直接用來制作容器的殼體。無縫鋼管材料分為四類：碳素鋼、低合金鋼、低合金耐熱鋼、高合金鋼。見P13表35四、壓力容器常用材料3、管板與法蘭受力元件，與介質(zhì)接觸。受力情況復(fù)雜，故要求其材料力學(xué)性能要高于殼體。4、螺栓、螺母不與介質(zhì)接觸，但承受較大負(fù)荷，故材料機(jī)械強(qiáng)度要高，要具有良好的塑性、韌性以及良好的機(jī)械加工性能；對高溫和高強(qiáng)度螺栓用鋼，還必須具有良好的抗松弛性、良好的耐熱性以及較低的缺口敏感性；同時，螺栓與螺母需要配套使用，通常螺栓用材料的強(qiáng)度和硬度應(yīng)略高于螺母用材料。螺栓、螺母常用材料見P14表1-45、支座與附件

不與介質(zhì)接觸，但承受整個容器負(fù)荷，選項(xiàng)用鋼性好的材料。如：Q235-A、Q235-B36設(shè)備的使用和操作條件；材料的力學(xué)性能；材料的焊接和冷熱加工性能；設(shè)備的使用功能和制造工藝；材料的來源與價(jià)格四、壓力容器用鋼的選用原則37課后思考題1.選擇液氨貯罐材料38第六節(jié)壓力容器常用規(guī)范簡介一、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)

1、

GB150—1998是中國壓力容器方面一部最重要的國家標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鋼制壓力容器在設(shè)計(jì)、制