化工設(shè)備基礎(chǔ)工程材料

化工設(shè)備根底第二篇工程資料課程內(nèi)容：第一篇工程力學(xué)根底〔14學(xué)時(shí)〕第二篇化工設(shè)備資料〔2學(xué)時(shí)〕第三篇化工容器設(shè)計(jì)〔14學(xué)時(shí)〕第四篇典型化工設(shè)備簡(jiǎn)介〔2學(xué)時(shí)〕化工設(shè)備資料及其選擇〔第8章〕第2篇化工設(shè)備資料化工設(shè)備根底第二篇工程資料資料根底知識(shí)〔第7章〕鋼材根本知識(shí)資料的性能腐蝕化工設(shè)備的腐蝕及防護(hù)措施〔第9章〕碳鋼低合金鋼及化工設(shè)備用特種鋼有色金屬資料非金屬資料化工設(shè)備根底〔1〕力學(xué)性能a.機(jī)械強(qiáng)度：屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、蠕變極限、疲勞極限。b.塑性：目的：伸長(zhǎng)率、斷面收縮率。斷裂前發(fā)生不可逆永舊變形的才干。第7章資料根底知識(shí)7.1金屬資料的主要性能第二篇工程資料化工設(shè)備根底目的：沖擊吸收功。c.韌性：對(duì)缺口或裂紋的敏感程度的反映。d.硬度：抵抗其他物體壓入的才干。分為：布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度。第二篇工程資料化工設(shè)備根底運(yùn)用工藝條件下抵抗腐蝕性介質(zhì)侵蝕的才干。腐蝕裕量〔2〕耐腐蝕性能第二篇工程資料化工設(shè)備根底加工的難易程度。加工性能普通包括：焊接性能、鑄造性能、壓力加工性能、機(jī)械加工性能、熱處置性能等?！?〕加工工藝性能第二篇工程資料化工設(shè)備根底第二篇工程資料化工設(shè)備根底第二篇工程資料化工設(shè)備根底第二篇工程資料化工設(shè)備根底第二篇工程資料化工設(shè)備根底〔1〕黑色金屬〔2〕有色金屬主要有：Fe、Mn、Cr等。黑色金屬以外的。主要有：Cu、Al、Pb、Ni、Ti等。Fe+C工業(yè)純鐵：C<0.0218%鋼：C<2.11%鑄鐵：C>2.11%第二篇工程資料7.2金屬資料的分類化工設(shè)備根底7.3.1鋼的分類〔1〕根據(jù)化學(xué)成分低碳鋼：中碳鋼：高碳鋼：低合金鋼高合金鋼C≤0.25%0.25%~0.60%＞0.60%：合金元素總量在10%以下。：合金元素總量大于10%。第二篇工程資料7.3鋼材化工設(shè)備根底〔2〕根據(jù)質(zhì)量分普通鋼：優(yōu)質(zhì)鋼：高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼：特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼：S≤0.050%，P≤0.045%。S≤0.035%，P≤0.035%。S≤0.025%，P≤0.025%。S≤0.015%，P≤0.025%。有害雜質(zhì)S和P的含量。第二篇工程資料化工設(shè)備根底〔3〕根據(jù)冶煉方法平爐鋼轉(zhuǎn)爐鋼電爐鋼按脫氧程度：鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼沸騰鋼壓力容器用鋼第二篇工程資料化工設(shè)備根底〔4〕根據(jù)用途分構(gòu)造鋼工具鋼特殊性能鋼建筑用鋼專門用鋼〔如壓力容器公用鋼〕機(jī)械零件用鋼GB/T13304<鋼分類>第二篇工程資料化工設(shè)備根底將鋼材加熱、保溫暖冷卻的過(guò)程，或經(jīng)過(guò)其外表滲入某些合金元素，改動(dòng)鋼材部分或全部?jī)?nèi)部組織形狀，以獲得預(yù)期的力學(xué)性能和加工性能。7.4鋼材的熱處置常用的熱處置方法:

退火正火淬火回火化學(xué)熱處置第二篇工程資料化工設(shè)備根底〔1〕退火方法：退火是把鋼件放在爐中加熱至一定溫度，根據(jù)零件外形尺寸在該溫度保溫一定時(shí)間后，然后隨爐以緩慢的冷卻速度冷卻下來(lái)，以得到接近平衡形狀組織的一種熱處置工藝。作用〔目的〕：退火處置后能到達(dá)消除內(nèi)應(yīng)力、強(qiáng)度和硬度下降而塑性、韌性提高的目的。分類：根據(jù)鋼的成分和熱處置目的要求不同，退火可以分為完全退火、再結(jié)晶退火、低溫退火三種熱處置工藝。第二篇工程資料化工設(shè)備根底〔2〕正火方法：將鋼件加熱到一定溫度，經(jīng)適當(dāng)保溫后在空氣中冷卻的一種熱處置工藝。正火與退火不同之處在于，正火時(shí)鋼的冷卻速度比退火時(shí)大，因此所得組織更細(xì)，強(qiáng)度和硬度有所提高。作用〔目的〕：具有減少鋼件內(nèi)應(yīng)力、均勻組織和細(xì)化晶粒，為最終熱處置做好組織預(yù)備等作用。另外，對(duì)于低碳鋼也可以作為最終熱處置，由于正火使其晶粒細(xì)化，并使碳化物分布更均勻，以獲得優(yōu)良的綜合性能。第二篇工程資料化工設(shè)備根底〔3〕淬火與回火方法：所謂淬火，就是把鋼件加熱到臨界溫度以上，使鋼的組織成為單一的奧氏體，然后保溫一定的時(shí)間后用油或水急速冷卻的熱處置工藝。主要目的：是獲得馬氏體。淬火的特點(diǎn)：急速冷卻，處置后的資料硬度高、脆性大、塑性和韌性差。由于馬氏體是一種不穩(wěn)定的組織，因此，淬火后一定要進(jìn)展回火。

第二篇工程資料化工設(shè)備根底分類：在回火過(guò)程中，回火溫度是決議回火后鋼件機(jī)械能的主要要素。因此，常按回火溫度的不同分為低溫回火、中溫回火、高溫回火三種熱處置工藝。低溫回火：內(nèi)應(yīng)力和脆性降低，堅(jiān)持高強(qiáng)度和高耐磨性。中溫回火：具有一定韌性和較高的屈服強(qiáng)度。高溫回火：具有適當(dāng)強(qiáng)度和足夠的塑性和韌性，綜合力學(xué)性能好。所謂回火就是將經(jīng)過(guò)淬火后的鋼件重新加熱到某一溫度，以使其轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的組織，提高鋼的綜合力學(xué)性能。調(diào)質(zhì)處置：淬火+回火。第二篇工程資料化工設(shè)備根底〔4〕化學(xué)熱處置方法：將鋼件置入特殊介質(zhì)中加熱和保溫，使特殊介質(zhì)中的一種或幾種元素滲入鋼件外表，改動(dòng)其成分和組織，從而改動(dòng)鋼件外表性能的熱處置工藝。主要目的：它可以提高鋼件的耐蝕性、耐磨性、抗氧化性、耐熱性和抗疲勞性。分類：化學(xué)熱處置按照滲入的元素不同可分為滲碳、滲氮、碳氮共滲以及滲鋁、滲鉻、滲硼、滲硫和多元共滲等多種外表處置方法。第二篇工程資料化工設(shè)備根底牌號(hào)表示原那么：GB/T221-2021<鋼鐵產(chǎn)品牌號(hào)表示方法>〔1〕碳素構(gòu)造鋼合低合金構(gòu)造鋼7.5鋼鐵牌號(hào)及表示方法第二篇工程資料7.5.1牌號(hào)表示法Q+強(qiáng)度值用途，如R，DR脫氧方式：F、b、z質(zhì)量等級(jí)，A、B、C、D、E……例：Q235AF化工設(shè)備根底〔2〕優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼和優(yōu)質(zhì)碳素彈簧鋼第二篇工程資料2位數(shù)字表示C的萬(wàn)分含量脫氧方式冶金質(zhì)量，A為高級(jí)，E為特級(jí)Mn含量高時(shí)加Mn例：08F50A65Mn用途、特性或工藝方法化工設(shè)備根底〔3〕合金構(gòu)造鋼第二篇工程資料2位數(shù)字，C的平均萬(wàn)分含量用途、特性或工藝方法冶金質(zhì)量合金元素與含量〔%〕例：06Cr19Ni10022Cr18Ti化工設(shè)備根底〔1〕灰鑄鐵〔HT〕HT“抗拉強(qiáng)度〞-“抗彎強(qiáng)度〞〔2〕球墨鑄鐵〔QT〕QT“抗拉強(qiáng)度〞-“延伸率〞〔3〕鑄鋼〔ZG〕表示法與碳素構(gòu)造鋼、合金構(gòu)造鋼一樣第二篇工程資料7.5.2鑄鐵、鑄鋼牌號(hào)表示法例：HT200-400例：QT400-15例：ZG20Cr13普通碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼化工設(shè)備根底8.1碳鋼第二篇工程資料第8章化工設(shè)備資料及其選擇化工設(shè)備根底第二篇工程資料〔1〕普通碳素鋼GB/T700-2006<碳素構(gòu)造鋼>S≤0.055%，P≤0.045%化工容器與設(shè)備中：承壓件運(yùn)用最多的是：Q235-B和Q235-C非承壓件運(yùn)用最多的是：Q235-A〔2〕優(yōu)質(zhì)碳素鋼S、P均小于等于0.04%化工容器與設(shè)備中常用的有：10、15、20〔3〕高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼S、P均不高于0.03%。在優(yōu)質(zhì)碳素鋼后加A。如：20A鉻：耐蝕、抗氧化、提高淬透性、提高強(qiáng)度硬度和耐磨性，降低塑性和韌性。化工設(shè)備根底8.2低合金鋼及化工設(shè)備用特種鋼第二篇工程資料8.2.1合金元素對(duì)鋼性能的影響錳：提高強(qiáng)度和低溫沖擊韌性。鎳：提高淬透性，提高強(qiáng)度，同時(shí)堅(jiān)持良好塑性和韌性，提高耐蝕性和低溫沖擊韌性，高熱強(qiáng)性能。不銹鋼和耐熱鋼。*其它合金元素對(duì)鋼性能影響參見教材P171。又稱低合金高強(qiáng)度鋼：碳素鋼+少量Si、Mn、Cu、Ti、V、Nb等。常見：板材、管材、棒材、型材等。用途：遠(yuǎn)洋輪船、大跨度橋梁、高壓鍋爐、大型容器、汽車、礦山機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等。如：Q345R、15MnTi、14Cr1MoR等。化工設(shè)備根底第二篇工程資料8.2.2低合金鋼規(guī)范：GB/T713-2021<鍋爐和壓力容器用鋼板>如：14Cr1MoR、Q245R、Q345R、13MnNiMoR等?；ぴO(shè)備根底第二篇工程資料8.2.3鍋爐和壓力容器用鋼板引薦運(yùn)用：按規(guī)范：GB150-2021<壓力容器>普通低碳鋼：Q235-B；Q235-C；優(yōu)質(zhì)低碳鋼：Q245R；低合金高強(qiáng)度鋼：Q345R、12Cr2Mo1R、18MnMoNbR等不銹鋼和耐酸鋼的總稱。不銹鋼：耐大氣腐蝕的鋼：耐酸鋼：能抵抗酸和其他強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)腐蝕的鋼。耐酸鋼具有不銹的性能?；ぴO(shè)備根底第二篇工程資料8.2.4不銹耐酸鋼〔1〕鉻不銹鋼實(shí)踐用不銹鋼，含量在13%以上。如：12Cr13、06Cr13，Cr17Ti等。〔2〕鉻鎳不銹鋼典型鋼號(hào)：06Cr19Ni10〔18-8〕,實(shí)踐用不銹鋼，含量在13%以上。如：12Cr13、06Cr13，Cr17Ti等。〔1〕耐熱鋼高溫設(shè)備用鋼的要求：化學(xué)穩(wěn)定性——抗氧化。熱強(qiáng)性——抗蠕變。參與合金元素：Cr、Mo、V、Ti、Ni等?；ぴO(shè)備根底第二篇工程資料8.2.5耐熱鋼和低溫用鋼〔2〕低溫用鋼低溫用鋼的要求：抗低溫冷脆〔低溫脆斷〕。參與元素：Mn、Al、Ti、Nb、Cu、V、N等?；ぴO(shè)備根底〔1〕銅：純銅、銅合金〔黃銅、青銅〕化工設(shè)備常用有色金屬：Cu、Al、Pb、Ni、Ti等。黃銅：添加鋅為主。青銅：添加錫、鋁、鈹?shù)惹嚆~特點(diǎn)：強(qiáng)度、硬度、鑄造性、耐蝕性都較高。8.3有色金屬資料第二篇工程資料化工設(shè)備根底青銅：常用來(lái)鑄造耐蝕和耐磨零件，如泵殼、閥門、齒輪、軸瓦、蝸輪等零件。第二篇工程資料化工設(shè)備根底〔2〕鋁：純鋁、鋁合金純鋁：易于鑄造，易于切削，也易于進(jìn)展壓力加工，在大氣、淡水和一些介質(zhì)中具有良好的耐蝕性等。第二篇工程資料化工設(shè)備根底常用鋁合金：Al-Si、Al-Mg、Al-Cu。具有優(yōu)良的鑄造性能，可以焊接，有良好的耐蝕性。如：管件、泵、閥門、汽缸、活塞等。第二篇工程資料化工設(shè)備根底〔3〕鉛及其合金鉛屬于重金屬，不宜單獨(dú)作為設(shè)備資料，只適宜做設(shè)備襯里。鉛與銻的合金稱為硬鉛，它的硬度、強(qiáng)度都比純鉛高，在硫酸中的穩(wěn)定性也比純鉛好。鉛和硬鉛在硫酸、化纖、農(nóng)藥、電器設(shè)備中作為耐酸、耐蝕和防護(hù)資料。在工業(yè)上還可用作x射線和γ射線的防護(hù)資料、配制低熔點(diǎn)合金、軸承合金等。不過(guò)，由于鉛有毒，鉛及其合金不允許用于食品工業(yè)和制藥工業(yè)。第二篇工程資料化工設(shè)備根底〔4〕鎳及鎳合金主要用于化學(xué)和石油工業(yè)、制鹽工業(yè)和海洋開發(fā)工程中，制造各種換熱設(shè)備、鍋爐給水換熱器、石油和化工用管線、容器、塔、槽、發(fā)應(yīng)釜、彈性部件以及泵、閥、軸等?！?〕鈦及鈦合金主要用于強(qiáng)腐蝕環(huán)境的換熱設(shè)備、反響釜、分別設(shè)備、泵、閥、管道、管件、電解槽等。第二篇工程資料化工設(shè)備根底第二篇工程資料8.4非金屬資料〔1〕無(wú)機(jī)非金屬資料化工陶瓷化工搪瓷輝綠巖鑄石玻璃搪玻璃?！?〕有機(jī)非金屬資料工程塑料涂料不透性石墨?；ぴO(shè)備根底第二篇工程資料化工設(shè)備根底〔1〕金屬腐蝕的評(píng)定方法：根據(jù)質(zhì)量變化評(píng)定金屬的腐蝕根據(jù)腐蝕深度評(píng)定金屬的腐蝕第二篇工程資料第9章化工設(shè)備的腐蝕及防腐措施9.1金屬的腐蝕〔2〕金屬腐蝕的種類：化學(xué)腐蝕：化學(xué)作用。電化學(xué)腐蝕：電化學(xué)作用。〔3〕晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕：晶間腐蝕：部分、選擇性腐蝕破壞。應(yīng)力腐蝕：腐蝕+拉應(yīng)力開裂?；ぴO(shè)備根底〔1〕襯覆維護(hù)層：金屬維護(hù)層非金屬維護(hù)層第二篇工程資料9.2金屬設(shè)備的防腐措施〔