本课程将学些什么 ————————看看再说 1 化工设备—— 储罐 换热设备 塔设备 反响釜 2 ＊一切的设备都有一个外壳，这个外壳 咱们把它叫做容器。 ＊化工中，这些外壳容器都需求接受一 定的压力，咱们把它叫做压力容器。 3 压力容器一般由筒体、封头、支座（基本件） 接收、法兰（对外连接件） 人孔、手孔、液面计（附件） 以及一些内构件等零部件组成。 4 １.这些设备要满意什么样的工艺要求？ 结构怎么？ ２.用什么资料？怎么制造？ ３.反抗压力和温度的才能怎么？——安 全性怎么？ ４.经济性怎么？ 6 一.首要内容： 1.化工设备常用资料—— 简介化工设备常用资料功能、分 类、热处理办法； 2.中、低压化工容器规划—— 薄膜理论；内、外压容器规划方 法、容器零部件规划； 3.典型化工设备机械规划—— 列管式换热器、塔设备以及反响 釜的结构及机械规划办法。 7 二.首要参考书及参考资料： ? 1.《化工设备机械根底》(第五版） 刁玉玮 王立业编著； ? 2.《 压力容器安全技能督查规程》 1999； ? 3. 《钢制压力容器》 GB150---1998； ? 4. 《管壳式换热器》 GB151---1999 ； ? 5. 《钢制塔式容器》 JB4710---2002 ； 8 ? 学时：４８学时 ? 期末成果：平常1０％，期中３０％，期 末６０％。 9 第一篇 化工设备资料 第一章 化工设备资料及其挑选 1.1 概述 1）.化工设备的运用环境： ? 压力：真空—低压—中压— 高压—超高 压 ? 温度：低温—中温—高温 ? 介质：腐蚀性；易燃；易爆；有毒；剧毒。 10 1.2 金属资料的功能 1.2.1 力学功能 ——在外力效果下不产生超越答应的变形或不被损坏的 才能。 11 弥补资料力学根底知识 12 1. 强度及其首要目标. 固体资料在外力效果下反抗产生塑性变形或 开裂的特性。 例如： ※容器爆裂； ※管道决裂; ※地脚螺栓拉断; ※炉管爆裂；….. ——强度不行！ 13 （1）.屈从点 ? 屈从现象：金属资料接受载荷 效果，当载荷不再添加时，仍 持续产生显着的塑性变形。 ? 屈从点： （?s） ——资料产生屈从时的应力 。 单位：MPa。 ——一些合金没有显着的屈从 点,规则产生0.2%剩余变形时 的应力，作为“条件屈从点”。 记作σ0.2 。 14 （2）.抗拉强度(?b) ? 界说：金属资料在受力过程中， 产生开裂所到达的最大应力值， 以σb 标明，单位MPa。 是压力容器规划常用的功能目标。 ? 屈强比：?s/ ?b 屈强比小，标明资料具有较大 的塑性储藏。(期望屈强比大一 些) 15 （3）. 蠕变强度（?n） ? “蠕变”现象： 高温高压的蒸汽管道下挠变形； 高温高压下法兰及螺栓蠕变变形而泄 漏； 铅丝在常温下受重力效果而变长变细。 16 “蠕变”现象：在高温时,在必定的应 力下,应变随时刻而添加的现象,或金属 在高温文存在内应力情况下逐步产生 塑性变形的现象. “蠕变强度”： 资料在高温下，反抗产生缓慢塑性变形的 才能，以?n 标明，单位MPa 。 17 （4）.耐久强度（?D） ? 界说：在必定温度下，通过必守时刻断 ? 裂时的应力，以 D 标明，单位MPa 。 资料反抗开裂的才能越大，在 相同的条件下，能支撑的时刻 越久。 ? 规则：化工设备规划寿数一般 为十万小时，所以用试件在十万小 时开裂时的应力作为耐久强度。 18 （5）疲惫强度 ? 构件或零件遭到巨细和方向改变的交变载荷效果，应 力远小于屈从点就开裂 ——疲惫。 ? “疲惫极限”——构件或零件在交变载荷效果下不致断 裂的最大应力。标明符号：σ-1 (MPa)。 ? 例如： 频频开、泊车——容器内压力或温度动摇； 活塞式紧缩机紧缩气体——容器及管道内压力动摇； 离心泵频频开停机或轰动——泵轴受力成交变式。 19 2. 塑性及其首要目标 ? 金属的塑性：外力效果下产生塑性变形，而 不损坏的性质。 ? 因塑性缺乏引起资料损坏的比如： ◎锻件裂纹; ◎卷板裂纹; ◎焊缝热影响区裂纹 20 首要目标： (1) 延伸率（δ） 21 （2）断面缩短率（y） y ? F0 ? Fk ?100% F0 式中F0 ? 试件的原始截面积； Fk ? 开裂后试件的最小截面积。 如：纯铁的延伸率为50%， 20R的d5不小于25% ； 16MnR的d5不小于21%； 1Cr18Ni9Ti的d5不小于40%。 22 （3）冷弯功能---是钢材塑性目标和冶 金质量的归纳目标。 室温下对试板以必定的内半径（R=0.5～3 板厚）进行曲折，是否呈现裂纹或起层。在试 样被曲折受拉伸面呈现第一条裂纹前,金属资料 的变形越大,塑性越好 23 塑性目标的实际意义： ? 便于成型加工和焊接。如弯卷、 锻压、冷冲、焊接等； ? 使构件在承载后因为变形而防止 产生开裂。 ——压力容器及其零件都需求具 备这个性质。 24 3. 硬度的概念 ? 金属资料外表抵 抗其它硬物压入 的才能。 ? 硬度高资料强度 也高，耐磨性较 好； —归纳功能目标。 布氏硬度实验示意图 25 常用硬度目标： 布氏硬度（HBS); 洛氏硬度（HRA、HRB、HRC); 维氏硬度（HV)等。 硬度和强度间有必定联系： 如：低碳钢?b≈36HBS; 26 4. 冲击韧性及目标（Ak） 资料在外加动载荷效果下的一种吸收机械能，敏捷 塑性变形，反抗开裂的才能。 27 冲击韧性值的实验确认 ? 摆锤冲断试样所失掉的位能为冲击功（试件 所吸收的功）： Ak =G(H1-H2) 焦耳 ！吸收功的凹凸取决于 ——资料能否敏捷塑性变形的才能。 28 ? 冲击韧性: σK=AK/F(J/cm2) 29 资料的冲击韧性高，其塑性也高；反之， 资料塑性高，其冲击韧性不必定高。 ——静