過程設(shè)備設(shè)計復(fù)習(xí)資料1-1

1—壓力容器導(dǎo)言過程設(shè)備設(shè)計二、課程的目的和任務(wù)本課程是一門綜合性的技術(shù)學(xué)科，是過程裝備與控制工程專業(yè)的核心課程之一。其任務(wù)是綜合運用精品文檔放心下載力學(xué)、材料學(xué)、制造工藝學(xué)等許多方面的基本理論，使學(xué)生能以安全為前提，綜合考慮質(zhì)量保證的各個方精品文檔放心下載面，進行壓力容器和過程設(shè)備結(jié)構(gòu)分析和工程設(shè)計，并盡可能在安全的前提下做到經(jīng)濟合理，培養(yǎng)學(xué)生全謝謝閱讀面分析和解決工程實際問題的能力，使學(xué)生在學(xué)完本課程以后能初步建立起完整的過程設(shè)備設(shè)計思想。謝謝閱讀三、課程基本要求通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)學(xué)會過程設(shè)備零部件的強度計算及校核、結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計，繪制容器施感謝閱讀工圖樣并能提出技術(shù)要求。本課程的教學(xué)重點為壓力容器零部件的強度計算及校核、材料選擇、典型過精品文檔放心下載程設(shè)備的結(jié)構(gòu)分析、有關(guān)設(shè)計規(guī)X和標準的使用、標準零部件的選用和設(shè)計等。精品文檔放心下載要求：1、采用合理的方法進行壓力容器的強度設(shè)計和穩(wěn)定性設(shè)計。感謝閱讀2、能從材料行為、強度、結(jié)構(gòu)、制造、質(zhì)量保證等方面對壓力容器的工程設(shè)計進行綜合分析。感謝閱讀3、具備對過程設(shè)備零部件及整體進行結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計的能力。感謝閱讀五、有關(guān)說明本課程的先修課程：機械制圖；理論力學(xué)；材料力學(xué)；機械設(shè)計基礎(chǔ)；工程材料及熱處理；機械制造基礎(chǔ)等精品文檔放心下載導(dǎo)言1、過程裝備與控制工程的概念從原材料到產(chǎn)品要經(jīng)歷一系列物理的或化學(xué)的加工處理步驟，這些加工處理步驟稱為過程。如化工、輕工、煉油、制藥、橡膠、食品等。過程工業(yè)是加工制造流程性材料產(chǎn)品的現(xiàn)代國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一。成套過程裝置通常是由一系列的過程機器和過程設(shè)備，按一定的流程方式用管道、閥門等連接起來的感謝閱讀一個獨立的密閉連續(xù)系統(tǒng)，再配以必要的控制儀表和設(shè)備，即能平穩(wěn)連續(xù)地把以流體為主的各種流程性材料，讓其在裝置內(nèi)部經(jīng)歷必要的物理化學(xué)過程，制造出人們需要的新的流程性材料產(chǎn)品感謝閱讀單元過程設(shè)備（如塔、換熱器、反應(yīng)器、儲罐等）與單元過程機器（如壓縮機、泵、分離機等）二者的統(tǒng)稱為過程裝備。精品文檔放心下載2、過程裝備技術(shù)的創(chuàng)新關(guān)鍵在于裝備內(nèi)件技術(shù)的創(chuàng)新。3、流程性產(chǎn)品先進制造技術(shù)與一般硬件產(chǎn)品先進制造技術(shù)的區(qū)別精品文檔放心下載（1）理論基礎(chǔ)不同1/9一般硬件產(chǎn)品先進制造技術(shù)的理論基礎(chǔ)側(cè)重于固體力學(xué)、材料與加工學(xué)、機械結(jié)構(gòu)學(xué)、電工和信息技術(shù)科學(xué)等，而流程性產(chǎn)品先進制造技術(shù)則側(cè)重于化學(xué)、固體力學(xué)、流體力學(xué)、熱力學(xué)、機械結(jié)構(gòu)學(xué)、化學(xué)工程和工藝、電工和信息技術(shù)科學(xué)等。感謝閱讀（2）過程裝備技術(shù)的創(chuàng)新與過程原理和技術(shù)的創(chuàng)新及工藝流程技術(shù)的創(chuàng)新緊密相關(guān)。感謝閱讀4、專業(yè)及專業(yè)課程介紹5、教材更新內(nèi)容、編排結(jié)構(gòu)、習(xí)題、學(xué)習(xí)方法6、學(xué)習(xí)基本要求及考核方式（1）教與學(xué)有機結(jié)合，多想多問。（2）課后及時復(fù)習(xí)，答疑。（3）學(xué)習(xí)過程中的問題及時和教師溝通、反饋，提出好的建議。感謝閱讀（4）按時交作業(yè)，及時糾正錯誤。（5）成績評定：平時成績10% 課堂提問5% 期末考試85%感謝閱讀緒論一、過程設(shè)備和容器的概念1、過程設(shè)備-----用于傳質(zhì)、傳熱和化學(xué)反應(yīng)等過程的裝置感謝閱讀容器-----設(shè)備外部殼體的總稱過程設(shè)備為過程的實現(xiàn)服務(wù)，因此過程設(shè)備的設(shè)計必須滿足過程的要求，沒有相應(yīng)的設(shè)備，過程也無法實現(xiàn)。感謝閱讀舉例：合成氨工藝過程及相應(yīng)設(shè)備設(shè)備是靜止的，沒有相對運動的機構(gòu)（有些靜止設(shè)備上帶有運動的傳動裝置，如夾套反應(yīng)釜），如儲存設(shè)備、換熱設(shè)備、塔設(shè)備、反應(yīng)設(shè)備等。精品文檔放心下載機器有相對運動的機構(gòu)，如泵、壓縮機、離心機等。2、過程設(shè)備設(shè)計的主要內(nèi)容本課程主要介紹儲存設(shè)備、換熱設(shè)備、塔設(shè)備、反應(yīng)設(shè)備的一般設(shè)計方法，從設(shè)備工作時的受載情況出發(fā)，通過應(yīng)力分析和強度計算，結(jié)合結(jié)構(gòu)分析，并按相應(yīng)設(shè)計標準和規(guī)X進行設(shè)備的零部件及整體的設(shè)計工作。精品文檔放心下載受載情況→應(yīng)力分析、強度計算→結(jié)構(gòu)分析→零部件及整體設(shè)計感謝閱讀·設(shè)計參數(shù)的選取·設(shè)計方法的確定2/9·設(shè)計標準和規(guī)X的選用·教學(xué)中的實踐環(huán)節(jié)及實踐經(jīng)驗的積累·課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計的作用二、過程設(shè)備的應(yīng)用a、加氫反應(yīng)器（反應(yīng)設(shè)備）b、液態(tài)氫儲存容器（儲存設(shè)備）c、超高壓食品殺菌釜（高壓設(shè)備）d、核反應(yīng)堆（反應(yīng)設(shè)備）e、超臨界流體萃取裝置（傳質(zhì)、傳熱、反應(yīng)）三、過程設(shè)備的特點1、非標設(shè)備，功能原理多樣化2、機電一體化-----過程工藝、設(shè)備、控制緊密結(jié)合謝謝閱讀3、外殼一般為壓力容器4、過程設(shè)備設(shè)計的規(guī)X性和能動性四、過程設(shè)備的基本要求為防止容器在使用過程中發(fā)生破壞或失效，在設(shè)計時應(yīng)根據(jù)外載荷進行容器的應(yīng)力計算及校核，并綜合考慮材料、制造方法、檢驗方法等因素，進行容器的合理設(shè)計，保證容器在運行中的安全。謝謝閱讀·合理設(shè)計----安全 經(jīng)濟·容器設(shè)計的基本原則：在保證安全的前提下，盡可能做到經(jīng)濟。謝謝閱讀設(shè)備的基本要求：a、安全可靠①強度、韌性②耐腐蝕性（材料與介質(zhì)相容）③剛度和抗失穩(wěn)能力④密封性能b、滿足過程要求①功能要求②壽命要求c、綜合經(jīng)濟性好生產(chǎn)效率高（單位生產(chǎn)能力高）、消耗系數(shù)低單位生產(chǎn)能力----單位時間、單位設(shè)備容積（面積）處理的物料量或所得產(chǎn)品的數(shù)量。精品文檔放心下載消耗系數(shù)----生產(chǎn)單位重量或體積產(chǎn)品所消耗的資源（原材料、能量、燃料、水、電、蒸汽等。精品文檔放心下載3/9②結(jié)構(gòu)合理、制造方便③便于安裝和運輸d、易于操作、維護和控制①操作簡單② 易于維護、修理----安全、正常地運轉(zhuǎn)，維修周期長精品文檔放心下載③便于控制e、優(yōu)良的環(huán)境性能泄漏、環(huán)境污染、環(huán)境失效以上各方面要求在設(shè)備設(shè)計時應(yīng)綜合考慮、具體分析，采用工程觀點來解決主要矛盾。精品文檔放心下載五、過程設(shè)備設(shè)計的基本內(nèi)容和步驟需求分析和目標界定↓總體結(jié)構(gòu)分析↓零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計↓ 按規(guī)則設(shè)計設(shè)計準則 分析設(shè)計參數(shù)設(shè)計材料規(guī)范標準↓設(shè)計實施設(shè)計步驟：工藝條件↓結(jié)構(gòu)分析↓設(shè)計標準和規(guī)X↓應(yīng)力分析及強度計算↓繪圖、提出技術(shù)要求第1章 壓力容器導(dǎo)言§1-1壓力容器總體結(jié)構(gòu)4/9主 要 教 學(xué) 內(nèi) 容1、壓力容器基本組成2、壓力容器零部件的焊接教學(xué)目的和要求 了解壓力容器基本組成和主要零部件教學(xué)重點和難點 壓力容器基本組成一、壓力容器總體結(jié)構(gòu)1-1壓力容器由許多基本部件組成，如筒體、封頭、接管、法蘭、支座等，在外載荷作用下，各部件中會感謝閱讀產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)力，容器設(shè)計時應(yīng)考慮各零部件的結(jié)構(gòu)、材料及應(yīng)力分布狀況，進行應(yīng)力分析和計算，并進感謝閱讀行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計。（1） 筒體（2） 封頭（3） 密封裝置（4） 開孔與接管（5） 支座（6） 安全附件圓柱殼—筒體球殼—球罐（或球形封頭）橢球殼—橢圓形封頭七種殼球冠環(huán)殼—碟形封頭（帶直邊球形封頭）感謝閱讀球冠—球冠形封頭（無直邊球形封頭）錐殼—錐形封頭環(huán)形板環(huán)殼—膨脹節(jié)二、壓力容器零部件之間的焊接1、焊接結(jié)構(gòu)2、焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容§1-2壓力容器分類主 要 教 學(xué) 內(nèi) 容1、介質(zhì)的危害性2、壓力容器分類5/91、了解介質(zhì)的毒性和易燃性教學(xué)目的和要求 2、掌握壓力容器的分類方法教學(xué)重點和難點 壓力容器的分類方法一、介質(zhì)危害性1、毒性：極度危害（Ⅰ級）最高容許質(zhì)量濃度＜0.1mg/m3感謝閱讀高度危害（Ⅱ級）最高容許質(zhì)量濃度0.1~＜1.0mg/m3精品文檔放心下載中度危害（Ⅲ級）最高容許質(zhì)量濃度1.0~＜10mg/m3謝謝閱讀輕度危害（Ⅳ級）最高容許質(zhì)量濃度≥10mg/m3Q235-A或Q235-B鋼板不得用于制造毒性程度為極度或高度危害的壓力容器謝謝閱讀2、易燃性爆炸濃度極限----可燃氣體或蒸汽與空氣混合物遇到明火能夠發(fā)生爆炸的濃度X圍。精品文檔放心下載易燃介質(zhì)----爆炸上限和下限的差值大于等于20%的介質(zhì)。精品文檔放心下載Q235-AF不得用于制造易燃介質(zhì)容器Q235-A不得用于制造液化石油氣容器二、壓力容器分類《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》a、按壓力等級分類低壓(代號L)容器 0.1MPa≤p<1.6MPa；謝謝閱讀中壓(代號M)容器 1.6MPa≤p<l0.0MPa；感謝閱讀高壓(代號H)容器 10MPa≤p<100MPa；感謝閱讀超高壓(代號U)容器 p≥100MPa。b、按承壓方式分類內(nèi)壓容器----容器內(nèi)部壓力大于外部壓力，主要進行強度計算。感謝閱讀外壓容器----容器外部壓力大于內(nèi)部壓力，主要進行穩(wěn)定性計算，如減壓塔和真空容器，對于帶有夾套感謝閱讀的容器，當(dāng)夾套內(nèi)介質(zhì)壓力大于容器內(nèi)壓時，容器也是外壓容器。感謝閱讀c、按作用原理換熱容器（E）----主要用于實現(xiàn)介質(zhì)的熱量交換，如熱交換器、冷卻器、廢熱鍋爐等。謝謝閱讀反應(yīng)容器（R）----主要用于完成介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，如各種反應(yīng)釜。謝謝閱讀分離容器（S）----主要用于對混合物料進行分離，如分餾塔、吸收塔等。精品文檔放心下載6/9貯運容器（C）----主要用于盛裝物料，如貯罐、槽車等。其中球罐（B）精品文檔放心下載在一種壓力容器中，如同時具備兩個以上的工藝作用原理時，應(yīng)按工藝過程中的主要作用來劃分品種。精品文檔放心下載d、按安裝方式分類固定式容器----由相對固定的安裝、工作地點，工藝條件和操作人員也較為固定，如塔、反應(yīng)器、儲罐精品文檔放心下載等。移動式容器----需經(jīng)常搬運的容器，承受介質(zhì)壓力外還要承受介質(zhì)沖擊力、外部撞擊及振動載荷，在結(jié)謝謝閱讀構(gòu)、使用、安全上有特殊要求。e、按容器形狀分類方形或矩形容器----由平板焊制而成，制造簡單，承壓能力差，用于小型常壓貯罐。精品文檔放心下載球形容器----由數(shù)塊球瓣拼焊而成，承壓能力好，內(nèi)件安裝不便，制造困難，常用作大型貯罐。謝謝閱讀圓筒形容器----由圓柱形筒體和各種形狀的成型封頭組成，筒體制造簡單，內(nèi)件安裝方便，承壓能力較謝謝閱讀好，應(yīng)用最普遍。f、按安全技術(shù)管理分類（按綜合因素，即壓力高低、生產(chǎn)過程重要性、介質(zhì)危險程度等）感謝閱讀一類容器二類容器三類容器§1-3壓力容器標準和規(guī)X主要教學(xué)內(nèi)容1、壓力容器的質(zhì)量保證2、壓力容器標準和規(guī)X教學(xué)目的和要求1、了解壓力容器的質(zhì)量保證體系的內(nèi)容2、了解常用壓力容器標準和規(guī)X教學(xué)重點和難點常用壓力容器標準和規(guī)X一、壓力容器的質(zhì)量保證（介紹）（1）定義壓力容器的質(zhì)量保證可以理解為廣義的、更嚴格的安全性，是為使容器在整個使用過程中能夠安全運謝謝閱讀行，不發(fā)生事故，而采取的有計劃的、系統(tǒng)的措施，是一種系統(tǒng)工程。精品文檔放心下載7/9（2）質(zhì)量保證≠安全性（3）容器設(shè)計標準和規(guī)X必須依據(jù)質(zhì)量保證系統(tǒng)的要求來制定感謝閱讀（4）質(zhì)量監(jiān)督是達到質(zhì)量保證的手段《壓力容器安全技術(shù)檢查規(guī)程》（5）質(zhì)量保證的內(nèi)容①設(shè)計工藝條件→設(shè)計標準和規(guī)X→應(yīng)力分析及強度計算→繪圖、提出技術(shù)要求感謝閱讀設(shè)計環(huán)節(jié)的步驟：外載荷→應(yīng)力分析→強度計算→零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計→總體結(jié)構(gòu)設(shè)計→繪圖精品文檔放心下載②材料·壓力容器廣泛使用金屬材料，如碳鋼、合金鋼、有色金屬等。感謝閱讀·《金屬材料工藝學(xué)》·由于壓力容器在加工、使用過程中都有嚴格要求，所以選用的材料原則上應(yīng)符合壓力容器用鋼的標準。常用標準：GB6654-86《壓力容器用碳素鋼和低合金鋼厚鋼板》精品文檔放心下載R---容器用鋼，如16MR、15MVR、20R等謝謝閱讀n n·壓力容器用鋼的基本要求a、化學(xué)成分-----C、S、P、M、S等n ib、力學(xué)性能強度（拉伸強度極限、屈服極限）塑性（延伸率、斷面收縮率）韌性（沖擊韌性：夏比V形缺口沖擊試驗、沖擊功A ；斷裂韌性：極限應(yīng)力強度因子、裂紋尖端X開位移）謝謝閱讀KV硬度（HB、HRC）疲勞特性（疲勞壽命）c、加工工藝性----可焊性、可鍛性、鑄造性、切削加工性能等。精品文檔放心下載d、熱處理性能----正火、回火、退火、淬火等，“調(diào)質(zhì)處理”謝謝閱讀·壓力容器用鋼的基本類型我國壓力容器用鋼三大基本類型：普通碳素鋼—Q235A,Q235AF謝謝閱讀碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼—20R低合金鋼----是壓力容器的主要結(jié)構(gòu)材料8/9σS350MPa級的16MRnσS400MPa級的15MVRnσS450MPa級的15MVNRnσS500MPa級的18MMNRn o b不銹鋼高合金鋼耐熱鋼·壓力容器材料的選用③制造和制造過程中的檢驗④使用過