水工艺设备基础课程知识要点
水工艺设备基础知识点
1、水工艺设备常用的金属材料主要有碳钢、铸铁、合金钢、不锈钢以及部分有色金属材料等。
2、聚合物的分类：碳链有机聚合物，杂链有机聚合物，元素有机聚合物，无机聚合物。
3、高分子材料的性能：重量轻，高弹性，：弹性变形量大，弹性模量低，拉伸时温度升高。
滞弹性：蠕变，应力松弛，滞后于内耗。
塑性与受迫弹性（可塑性），韧性，耐磨性，绝缘性，耐热性，耐蚀性，老化。
4、按照钢中硫和磷的含量可分为普通钢、优质钢和高级优质钢。
普通钢S<=0.055%，P<=0.045%；优质钢S、P均应<=0.040%；高级优质钢S<=0.030%，P<=0.035%。
5、根据钢的用途可分为结构钢、工具钢、特殊性能钢。
6、Q275表示屈服强度为275MPa的碳素结构钢。
7、含碳0.45%（万分之四十五）左右的优质碳素结构钢编号为45钢。
8、碳素工具钢的含碳量一般介于0.65%~1.35%之间。
9、30CrMnSi钢，其平均含碳量为0.3%，铬、锰、硅三种合金元素的含量均小于1.5%10、金属材料的基本性能是指它的物理性能、机械性能、化学性能、和工艺性能。
11、化学成分的变化对钢材的基本力学性能如强度及塑韧性等有较大的影响。
12、屈服极限是金属材料开始产生屈服现象时的应力，以σs表示，单位为MPa。
对于没有明显屈服点的材料，规定以产生0.2%塑性变形时的应力作为屈服强度，表示。
以σ0.213、疲劳强度是指材料在经受N次应力循环而不断裂时的最大应力，以σ-1（纯弯曲疲劳）τ（扭转疲劳）表示，单位为MPa。
N为102~105次发生破坏的为低-1循环疲劳破坏，多发生在容器构件上，N超过105次的为高循环疲劳破坏，多用于一般机械零件，钢铁材料N为107，有色金属和某些超高强度钢N为108。
14、材料在加工方面的物理、化学和机械性能的综合表现构成了材料的工艺性能，又叫加工性能。
15、水工艺设备主要零部件的制造工艺过程主要是焊接、锻造、切削、冲压、弯曲和热处理16、在铸铁中加入某些合金元素可以大大提高它在一些介质中的耐蚀性。
《水工艺设备基础》
4、温度对材料机械性能的影响
*材料在高温下应力松弛。 高温高应力下，材料发生蠕变变形。导 致应力随时间降低，这种现象称应力松弛。
×蒸汽管道上的法兰螺栓，常因应力松弛，使其拉应力 随时间增长而降低，最后引起法兰漏气。
*低温下材料的冷脆性。 材料在低温下，机械强度往往升高，而冲击韧性值会陡 降，材料由塑性转变为脆性，这种现象称为材料的冷 脆性。
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2.铁素体不锈钢 1Cr17的耐蚀性和塑性较好，可用于制作抗高温氧 化、耐硝酸腐蚀的设备。
3.奥氏体不锈钢 特点：强度、硬度较低，无磁性，塑性、韧性、耐蚀 性较Cr13型不锈钢为好，具有良好的焊接性、冷加工 性及低温韧性。 应用：可用于制作在腐蚀性介质中使用的设备，如吸 收塔、酸槽、管道、贮藏及运输酸类用的容器等。
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3、碳素工具钢
一般为高碳钢，含碳量介于0.65 %～1.35%。硫、 磷含量限制严格，属于优质钢。当硫，磷含量分别 限制在0.030%以下时则为高级优质工具钢。
编号方法：以“T”（碳的汉语拼音字头）开头，后 面数字表示含碳量的千分之几。
如：T8表示平均含碳量为0.8％的碳素工具钢 T13表示平均含碳量为1.3％的碳素工具钢 若为高级优质碳素工具钢，则在编号最后加以“A”，
如：
550 10 5
＝160MPa，表示材料在550℃下，经
10
5
h后发生断裂的应力
值为160 MPa。
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蠕变变形：金属材料在高温和应力的共同作用下，会产 生缓慢的不可回复的变形。称为蠕变变形，出现蠕变 现象的温度，称为蠕变温度。
（4）蠕变强度：在给定的温度下，在规定的时间内，使 试样产生的蠕变变形量不超过规定值（如1％）时的最 大应力（MPa）
水工艺设备基础考试复习要点
欢迎共阅《水工艺设备基础》复习要点一考试类型及题型1)闭卷；2)单项选择题；填空题；简答题；计算题；论述题(分值有变化，单选和填空分值有所减少)二知识点第一章．水工艺设备常用材料1）掌握水工艺设备常用材料有哪些？2）了解钢的分类，如按用途分为：结构钢、工具钢和特殊性能钢。
①按化学成份分类：碳钢和合金钢；A.碳钢按含碳量又可分为：低碳钢、中碳钢和高碳钢；B.合金钢按含合金元素的含量又可分为：低合金钢、中合金钢和高合金钢；②按照钢中硫和磷的含量又可分为：普通钢、优质钢、高级优质钢；③根据钢的用途又可分为：结构钢、工具钢和特殊性能钢3）掌握钢的编号的意义：如合金工具钢9SiCr 钢（0.9%）；碳素工具钢 T8表示什么含义？（0.8%）第二章. 材料设备的腐蚀﹑防护与保温 1. 材料设备的腐蚀与防护1）了解什么叫腐蚀及其危害？2）掌握设备防蚀技术中关于防蚀结构设计需要遵循的基本原则？3）掌握：a.什么是应力腐蚀及其发生的条件？ b.设备防蚀技术中关于改变介质腐蚀特性的途径是什么？4）重点掌握：a.微生物腐蚀产生的原因及其最常见的微生物腐蚀类型；b.水处理工艺设备常用材料的选择原则? （可能出简答题）2. 设备的保温了解设备保温的目的？第三章水工艺设备理论基础 1. 容器应力理论1）掌握什么是薄壁容器？判断标准？2）了解容器设计的基本要求？欢迎共阅１）工艺要求：容器的总体尺寸、接口管的数目与位置、介质的工作压力、填料种类、规格、厚度等一般都要根据工艺生产的要求通过工艺设计计算及生产经验决定。
２）机械设计的要求：（1）容器要有足够的强度（2）要有足够的刚度（3）要具有足够的稳定（4）容器必须有足够的严密性（5）抗腐蚀性和抗冲刷性要好（6）在保证工艺要求、和机械设计要求的基础上，应选择较为便宜的材料，以降低制作成本。
（7）确保制作、安转、运输及维护方便。
3）重点掌握圆柱壳薄壁容器的应力计算方法？（记公式、弄懂每个参数的意义，会用）会出个计算题（课本 P98页）14）掌握容器壁厚计算中关于“计算厚度，设计厚度，名义厚度，有效厚度”的含义。
水工艺设备基础
水工艺设备基础复习1、影响钢材性能的因素有哪些？答：一、化学成分：（1）、碳（C）：碳是钢中主要元素之一，对钢的性能影响最大。
一般随碳含量增加，钢的强度和硬度不断提高，而塑性、韧性会随之下降。
当碳的含量超过0.9%时，钢的强度反而降低。
碳含量偏高也会对钢的焊接性能产生不利影响，可导致焊接热影响区出现裂纹。
（2）、硫（S）：硫是炼钢时由矿石与燃料带入钢中的杂质，是一种有害元素。
使钢材在热加工时容易开裂，产生“热脆”现象。
硫含量高还使材料的断裂韧性降低。
（3）、磷（P）：一般而言，磷在钢中也是一种有害元素，是炼钢时由矿石带入钢中的。
磷能全部溶于铁素体中，虽能使钢的强度和硬度增加，但同时会导致塑性和冲击韧性的显著降低，特别是在低温时使钢材显著变脆，产生“冷脆”现象。
因此，钢中的磷含量必须严格控制。
但有时在某些特殊用途钢中，磷又是有利元素，例如含磷的铜钢，可以提高在大气中的耐蚀性。
（4）、锰（Mn）：锰是炼钢时作为脱氧剂和合金元素加入钢中的。
由于锰可以和硫形成高熔点（1600℃）的硫化锰，能减轻硫的有害作用，并能提高钢的强度和硬度，因此锰在钢中是一种有益的元素，也是低合金钢中的常见元素。
（5）、硅（Si）：硅是炼钢时作为脱氧剂和合金元素加入钢中的。
硅与锰一样，也是一种有益元素，能使钢的强度、硬度、弹性提高，而塑性、韧性降低。
硅作为合金元素，可以提高钢的耐蚀性和耐热性，但过量的硅会降低钢的热加工工艺性能。
(6)、钒( V ) 、铌( N b ) 、钛( T i ) ：钒、铌、钛等元素在钢中形成微细碳化物，适量加入能起细化晶粒和弥散强化的作用，从而提高钢材的强度和韧性，又可保持良好的塑性。
我国的低合金钢中都含有这三种元素，作为锰以外的合金。
弥散强化指一种通过在均匀材料中加入硬质颗粒的材料的强化手段。
实质是利用弥散的超细微粒阻碍位错的运动，从而提高材料在高温下的力学性能。
（7）、铝( A l )、铬（C r ）、镍( N i ) ：铝是强氧化剂，用铝进行补充脱氧，不仅能进一步减少钢中的有害氧化物而且能细化晶粒，提高钢的强度和低温韧性。
水工艺设备基础复习参考
水工艺设备基础复习参考一、填空题1、在水处理工艺中，搅拌器的形式多种多样，应根据工艺要求来选用，常用的搅拌器有：浆式搅拌器、推进式搅拌器、涡轮搅拌器等。
2、合金工具钢9SiCr钢表示：平均含碳量为0.9%，硅和铬的平均含量小于1.5% 。
3、陶瓷的最大缺点是脆性，它是阻碍陶瓷作为结构材料广泛应用的首要问题，是当前的重要研究课题。
4、机械性能主要指材料的弹性、塑性、强度和韧性。
5、焊接的方法很多，大体可分为三大类：即熔化焊、压力焊和钎焊。
6、膜组件主要分为板式膜组件、管式膜组件、螺卷式膜组件和中空纤维膜组件。
7、Ni－Mo合金是耐盐酸腐蚀的优异材料。
最有名的哈氏合金（0Cr16Ni57Mo16Fe6W4）能耐室温下所有浓度的盐酸和氢氟酸。
8、机械传动的主要方式有齿轮传动、带传动和链传动。
9、离子交换膜的基本性能交换容量和含水率。
10、物质的导热系数值不仅因物质的种类、结构成分和密度而异，而且还和物质温度、湿度和压力等因素有关。
11、HSn65-3表示的意义为: 含铜65%、含锡3％的锡黄铜。
12、金属发生应力腐蚀的三个必要条件是：敏感金属、特定介质和一定的静应力。
13、改变介质的腐蚀特性一般有两种途径：一种是去除介质中有害成分；另一种是加缓蚀剂。
14、吸附装置分为固定床、移动床和流化床。
15、通常可将极化的机理分为活化极化、浓差极化和电阻极化。
16、反渗透、超滤、微滤和纳滤设备都是依靠膜和压力来进行分离的。
17、按照化学成分钢主要可分为碳钢和低合金钢。
18、30CrMnSi的意义是：平均碳含量低于0.3%，铬锰硅三种合金元素均小于1.5%19、金属材料的基本性能是指它的物理性质、化学性质、机械性能和工艺性能。
20、高分子化合物的合成中，最常见的聚合反应有加聚反应和缩聚反应。
21、腐蚀防护设计除正确选材外，具体还包括防蚀方法选择、防蚀结构设计、防蚀强度设计以及满足防蚀要求的加工方法。
22、按照作用原理不同，电化学保护分为阴极保护和阳极保护。
水工艺设备基础
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2.1.2 腐蚀与防护基本原理
阳极钝化或电化学钝化
金属除依靠与钝化剂相互作用钝化外，还可通过阳极极 化发生钝化。 金属在一定介质中进行阳极极化时，当外加电流或电位 达到或超过一定值后，金属发生从活化态到钝化态的转 变，金属的溶解速度降低到一个很低的值，并且在一定 的电位范围内基本保持不变。就是金属与介质作用后， 失去其化学活性，变得更为稳定的现象。
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2.1.2 腐蚀与防护基本原理 一、金属腐蚀 金属腐蚀是指金属与环境介质发生化学或 电化作用，由单质变成化合物的过程。 金属腐蚀主要有化学腐蚀、电化学腐蚀。
这个过程能否进行是热力学问题，进行速 度如何是动力学问题。
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大气腐蚀
土壤腐蚀 自然环境 淡水腐蚀 海水腐蚀 微生物腐蚀 酸性溶液 碱性溶液
工业环境
盐类溶液 工业水中
液态金属
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金属材料腐蚀分类
依据腐蚀形态（全面腐蚀、局部腐蚀、力 与环境因素共同作用下的腐蚀）
电偶腐蚀
点蚀 局部腐蚀 缝隙腐蚀 晶间腐蚀 选择性腐蚀 共同作用 腐蚀疲劳 全面腐蚀 均匀的 不均匀的 氢致开裂 应力腐蚀
极的平衡电位为负。
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2.1.2 腐蚀与防护基本原理 氧去极化过程有以下几个步骤组成：
氧通过气/液界面传质，由空气进入溶液；
水工艺设备基础
水工艺设备基础汇报人：日期:•水工艺设备概述•水处理设备•水输送设备目录•水处理工艺流程与设备选型•水工艺设备维护与管理•水工艺设备发展趋势与挑战01水工艺设备概述水工艺设备是指用于水处理、供水、排水等工艺过程的设备，包括各种泵、阀门、管道、水箱、消毒设备等。
定义根据用途和功能，水工艺设备可分为多种类型，如净水设备、污水处理设备、供水设备等。
分类定义与分类通过使用各种水处理设备，可以去除水中的杂质、污染物和有害物质，提高水质，保障人们的健康。
提高水质节约水资源环境保护合理使用水工艺设备，可以有效地节约水资源，减少浪费，提高水资源的利用效率。
污水处理设备可以将废水中的有害物质进行处理，减少对环境的污染，保护生态环境。
030201设备的重要性随着科技的发展，水工艺设备逐渐向智能化方向发展，实现远程监控、自动化控制和故障诊断等功能。
智能化为了提高处理效率，水工艺设备需要不断改进和优化，采用更先进的技术和材料，提高设备的处理能力和效率。
高效化随着环保意识的提高，水工艺设备需要更加注重环保和节能，采用环保材料和低能耗技术，减少对环境的影响。
绿色化设备的发展趋势02水处理设备去除水中的大颗粒杂质和悬浮物，保护后续处理设备免受堵塞。
格栅通过重力作用将水中的无机颗粒沉淀，以便后续处理。
沉砂池增加水中的溶解氧，促进有机物的氧化分解。
预曝气池预处理设备快滤池通过快速过滤去除水中的悬浮物和部分有机物。
慢滤池通过慢速过滤去除水中的细小颗粒和有机物。
砂滤池通过砂粒的过滤作用去除水中的悬浮物和有机物。
紫外线消毒设备通过紫外线照射破坏细菌和病毒的DNA结构，达到消毒目的。
氯消毒设备通过向水中加入氯气或漂白粉等消毒剂，杀灭水中的细菌和病毒。
臭氧消毒设备通过向水中加入臭氧，杀灭水中的细菌和病毒。
向水中加入各种化学药剂，如混凝剂、助凝剂、pH调节剂等。
加药设备对过滤器进行反冲洗，去除滤料上的杂质和污垢。
反冲洗设备对水处理过程中的各种参数进行实时监测和控制。
水工艺设备基础复习
P3金属材料的基本性能是指他的物理、机械、化学和工艺性能，但这些性能一般都受其化学成分的影响。
P27高分子材料的性能特点：重量轻、高弹性、滞弹性、塑性与受迫弹性、强度与断裂、韧性、减磨、耐磨性、绝缘性、耐热性、耐蚀性、老化、P32高分子材料主要包括合成树脂、合成橡胶和合成纤维三大类P43复合材料的性能特点：1、比强度和比刚度高2、抗疲劳性能好3、减振能力强4、高温性能好5、断裂安全性高P50氢蚀钢的氢蚀包括可逆氢脆和氢蚀两个阶段。
在第一阶段，氢被钢的表面所吸收，并以原子状态沿晶界向钢的内部阔算。
虽然这些氢原子并未与钢的组分起化学反应，也未改变其组织，但却降低了钢的韧性，使钢变脆。
该阶段的可逆性表现在：当钢在200~300℃加热或常温下长时间静置，其韧性又可部分或全部恢复。
第二阶段是氢蚀阶段。
在该阶段，侵入并扩散到钢中的氢与不稳定化合物发生反应。
*P53极化是指原电池由于电流通过，使其阴极和阳极的电极电位偏离其起始电位值的现象。
电流流过阴极使阴极电位降低的现象，称为阴极极化。
通常可以将极化的机理分为活性极化（电化学极化）、浓差极化和电阻极化。
P56金属腐蚀破坏的形态（1）全面腐蚀特征是腐蚀分布在整个金属表面，结果使金属构件截面尺寸减小，直至完全破坏。
（2）局部腐蚀如果腐蚀集中在金属表面局部区域，而其他大部分表面几乎不腐蚀，称为局部腐蚀。
按照局部腐蚀的发生条件、机理及形态特征，可以将其分为电偶腐蚀、小孔腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、磨损腐蚀和细菌腐蚀等主要类型。
P64微生物腐蚀微生物对金属腐蚀过程的影响主要体现在以下方面：A、代谢产物具有腐蚀作用。
细菌能产生某些具有腐蚀性的代谢产物，如硫酸、有机酸和硫化物等。
B、改变环境介质条件。
C、影响电极极化过程。
D、破坏非金属保护覆盖层或缓蚀剂的稳定性。
*P66细菌腐蚀的控制A、使用杀菌剂或抑菌剂B、改变环境条件C、覆盖防护层D、阴极保护*P70应力腐蚀材料在静压力和腐蚀介质共同作用下发生的脆性开裂破坏现象。
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《水工艺设备基础》课程知识要点
1.聚乙烯(PE)给水管暴露在阳光下的敷设管道必须是黑色颜色。
2.法兰连接的失效主要表现为发生泄漏。
3.闸门的组成分为埋设、活动、启闭部分。
4.反渗透膜则是中性膜。
5.关于截止阀的叙述错误的是启闭力矩大,较费力，流动阻力小。
6.中心传动浓缩机属于重力式浓缩机
7.对于铜管，说法错误的是高温力学性能好，正确的是导热系数较大、低温力学性能好、价格昂贵。
8.投加设备有计量泵、水射器、干式投矾机。
9.反渗透膜是指中性膜。
10.地下曝气设备不是曝气设备种类。
11.渗透压与溶液的浓度、温度、溶液性质有关，而与膜无关。
12. 平板式不是排泥设备种类。
13.中心传动吸泥机适用于周边进水，周边出水的沉淀池排泥。
14.铸铁管的承接方式有承插式，法兰式。
15.格栅、滤纸不属于砂滤设备。
16.板框压滤机的脱水工作循环进行。
一个工作周期包括:板框压紧、进料、压干滤渣、放空(排料卸荷)、正吹风、反吹风、板框拉开、卸料、洗涤滤布九个步骤(自动)。
17.目前UPVC类(硬聚氯乙烯)、PE类(聚乙烯)、PP类(聚丙烯)、PB类(聚丁烯)、ABS管、PAP管(铝塑)、钢塑、不锈钢、铜管等管材不用于室外给排水。
18.管道和管件的连接方式有哪些? 焊接、螺纹、法兰、承插、粘接(塑料)
19.膜分离原理是什么?水工艺中常见的膜有哪些?
1)膜分离原理是利用膜的选择透过性进行分离以溶液中离子或分子的;通过膜分离设备可实现混合物的组分分离。
膜分离条件是膜和水中组分存在差别。
2)水工艺常用的膜是:离子交换膜、反渗透膜和超滤膜。
20.沉淀池按照水体流向为哪几类？平流式、幅流式、竖流式
21.曝气设备的功能是什么?在水处理工艺中，曝气器的主要作用是什么？
功能是采取一定的技术措施，通过曝气装置将空气中的氧气转移到曝气池的液体中，以供给好氧生物新陈代谢所需要的氧量，同时对池内水体进行充分均匀地混合，达到生物处理的目的。
主要作用有两个，一是充氧，二是搅拌混合。
22.塑料管的特点有哪些?
塑料管重量较钢管轻；塑料管内表面磨擦系数小；水流阻力小，水头损失小；管材使用年限与温度和压力有关；管径标注要注明内径和外径；热胀冷缩较为明显。
23.明杆阀门和暗杆阀门的区别和应用?
明杆阀门在开启时，阀杆和阀门一起上升；明杆阀门上部需要较大的操作空间，一般用在泵站，污水管道中；暗杆阀门开启时，阀门上升,阀杆位置不动；暗杆阍门下部容易被腐蚀,一般用在给水、室外管道中。
24.说出给排水管道中常用阀门并简要介绍其特点。
①截止阀,用于DN<200时的截断水流,安装时要注意水流方向,用于给水。
②闸阀,适用DN范围较大，用于截断水流,给水或污水中均可使用。
③蝶阀,用于给水中,截断或调节水流，结构简单，启闭方便。
④球阀，给水中截断水流，操作方便,开关迅速。
25.吸刮泥时采用中心传动还是周边传动的依据?
一般根据池子的直径超过二十米的直径采用周边传动,或者厂家的实际情况采用。
26.简述闸门选型和布置的一般原则。
（1）主要确定闸门和启闭设备的设置位置，孔口尺寸，闸门与启闭机械的形式、数量、运行方式以及运行和检修有关的布置要求等。
（2）平面布置应流态良好，水流平顺。
（3）孔口尺寸按标准选用，一般来说，大孔口比较经济。
（4）闸门应该结构简单，便于制造安装。
（5）闸门的启闭力要小，操作方便灵活，造价低。
（6）启闭机选用标准系列，考虑一机多用。