化工设备机械基础培训讲座ppt(共80页)
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《化工设备机械基础》课件
新型材料
高分子合成材料
如聚乙烯、聚丙烯、聚氯 乙烯等，具有优良的耐腐 蚀性和绝缘性，适用于制 造管道和储罐等。
纳米材料
具有优异的力学性能和耐 腐蚀性，可用于制造高效 能换热器和催化剂载体等 。
智能材料
如形状记忆合金和光纤传 感器等，具有自适应和自 诊断功能，可用于化工设 备的监测和维护。
03
CATALOGUE
气密封
利用气体在密封腔内的压力差，使气体被密封在腔室内，以达到密封的目的。原理是利用 气体在密封腔内的压力差和密封元件的配合，使气体被密封在腔室内。
密封材料的选择
耐腐蚀材料
对于腐蚀性较强的介质，应选择耐腐蚀性能 较好的材料，如不锈钢、钛合金等。
耐磨材料
对于磨损较大的介质，应选择耐磨性能较好 的材料，如碳化硅、碳石墨等。
详细描述
腐蚀的原理是金属原子与环境中的原子发生交换或结合，导致金属表面的原子被氧化或还原。腐蚀速率受多种因 素影响，如环境湿度、温度、酸碱度、氧气浓度、盐分等。此外，金属的种类、合金成分、表面状态、机械性能 等也会影响腐蚀速率。
防腐蚀的方法与措施
总结词
防腐蚀的方法包括材料选择、表面处理、涂层保护等，目的是减缓或阻止腐蚀的发生。
化工设备的腐蚀与防护
腐蚀的定义及分类
总结词
腐蚀是一种常见的化学反应，会导致材料损失和设备损坏。
详细描述
腐蚀是指金属与环境之间的化学或电化学反应，导致金属损 失和性能下降。根据腐蚀机理和环境条件的不同，腐蚀可以 分为多种类型，如化学腐蚀、电化学腐蚀、应力腐蚀等。
腐蚀的原理及影响因素
总结词
腐蚀的原理涉及到金属与环境之间的相互作用，影响因素包括环境因素和金属性质。
设备安装精度控制
化工设备操作基础知识培训教材(77页)PPT模版
泵安装示意图
离心泵的常见故障及处理
离心泵常见设备故障及处理措施表
设备故障
原因分析
处理措施
1 .泵振动大 的原因
（1）联轴器不同心 （2 ）轴承摩损 （3 ）轴弯曲 （4 ）叶轮腐蚀失平衡 （ 5）进口 管道有空气 或堵塞，形 成汽蚀现象， 造成出口管摆动
（1）调校联轴器 （2）更换轴承 （3）更换轴 （4）更换叶轮 （5）清理进口管或按操作排出空气 或关小出口 阀门
气体输送机械
②气体输送机械体积一般都很庞大，对出口压力高的 机械更是如此。
③由于气体的可压缩性，故在输送机械内部气体压力 变化的同时，体积和温度也将随之发生变化。这些 变化对气体输送机械的结构、形状有很大影响。因 此，气体输送机械需要根据出口压力来加以分类。
气体输送机械的分类
• 按工作原理分为: 离心式、往复式、旋转式以及喷射式等。
(2)离心式通风机
①离心式通风机的结构特点 离心式通风机工作原理与离心泵相同，结构也大同小异。
2
离心通风机及叶轮 1—机壳; 2—叶轮; 3—吸入口; 4—排出口
1、离心式风机的构造： 叶轮：由前盘、后盘、叶片和轮毂所组成。
还曾指出叶片可分为前向、径向和后向三 种类型。 机壳：它的作用是收集来自叶轮的气体，并 将部分动压转换为静压，最后将气体导向 出口。 导流器：导流器又称为进口风量调节器。在 风机的入口处一般都装置有导流器。运行 时，通过改变导流器叶片的角度（开度） 来改变风机的性能，扩大工作范围和提高 调节的经济性。 进气箱：进气箱的作用是当进风口需要转弯 时才采用的，用以改善进口气流流动状况 ，减少因气流不均匀进入叶轮而产生的流 动损失。进气箱一般用在大型或双吸入的 风机上。 吸入口：吸入口有集气的作用，可以直接在 大气中采气，使气流以损失最小的方式均 匀流入机内。
化工设备机械基础课件
安全性 足够的强度 足够的刚度(或稳定性) 可靠的密封性能 一定的使用寿命
2.2 基本要求
经济性 经济可靠的材料 经济的制造方法 低的操作和维护费用 长周期的安全运行
安、稳、长、满、优 原则：充分保证安全的前提下尽可能做到经济
20
2.压力容器设计
14
1.概述
1.3 压力容器的安全特征
危害性大
a.灾难性事故指灾难性破坏事故或无法修复的容器； b.损伤事故指有潜在危险的事故； c.事故发生率＝发生事故数/（设备台数×运行年） 表中的数字表明10000台容器中发生损坏事故每年 12.5次，达到破坏事故0.7次，事故几率为1.32‰ ，而且 这132起使用中的容器事故，按其原因分类，89.3%，即 118起是各种制造裂纹所引起。
18
2.压力容器设计
定
2.1 质量保证体系
义
确保容器从设计、选材、制造、投入运行到退 出服役的整个过程安全地完成使用要求而采取的有 计划、系统的措施。 内 容
材料—设计—制造与制造过程中的检验—在役 检验与监控。
19
2.压力容器设计
5
1.概述
1.2 压力容器的特点
应用的广泛性
6
1.概述
1.2 压力容器的特点
应用的广泛性
锅炉、换热器、加热炉 = 圆筒外壳 + 传热管束 核反应堆 = 圆筒安全壳 + 核反应零部件 塔器 = 圆筒外壳 + 传质元件（浮阀、填料等） 反应釜 = 圆筒夹套 + 搅拌器 压缩机、真空泵 = 圆筒气缸 + 活塞 透平机、泵 = 蜗壳 + 叶轮
2.2 基本要求
按规则设计 - GB150《钢制压力容器》 基于经济方法的设计，其典型过程是确定 设计载荷，选用设计公式、曲线或图表，并对 材料取一个安全应力，最终给出容器的基本厚 度，然后根据规范许可的构造细则及有关制造 检验要求进行制造。
2.2 基本要求
经济性 经济可靠的材料 经济的制造方法 低的操作和维护费用 长周期的安全运行
安、稳、长、满、优 原则：充分保证安全的前提下尽可能做到经济
20
2.压力容器设计
14
1.概述
1.3 压力容器的安全特征
危害性大
a.灾难性事故指灾难性破坏事故或无法修复的容器； b.损伤事故指有潜在危险的事故； c.事故发生率＝发生事故数/（设备台数×运行年） 表中的数字表明10000台容器中发生损坏事故每年 12.5次，达到破坏事故0.7次，事故几率为1.32‰ ，而且 这132起使用中的容器事故，按其原因分类，89.3%，即 118起是各种制造裂纹所引起。
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2.压力容器设计
定
2.1 质量保证体系
义
确保容器从设计、选材、制造、投入运行到退 出服役的整个过程安全地完成使用要求而采取的有 计划、系统的措施。 内 容
材料—设计—制造与制造过程中的检验—在役 检验与监控。
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2.压力容器设计
5
1.概述
1.2 压力容器的特点
应用的广泛性
6
1.概述
1.2 压力容器的特点
应用的广泛性
锅炉、换热器、加热炉 = 圆筒外壳 + 传热管束 核反应堆 = 圆筒安全壳 + 核反应零部件 塔器 = 圆筒外壳 + 传质元件（浮阀、填料等） 反应釜 = 圆筒夹套 + 搅拌器 压缩机、真空泵 = 圆筒气缸 + 活塞 透平机、泵 = 蜗壳 + 叶轮
2.2 基本要求
按规则设计 - GB150《钢制压力容器》 基于经济方法的设计，其典型过程是确定 设计载荷，选用设计公式、曲线或图表，并对 材料取一个安全应力，最终给出容器的基本厚 度，然后根据规范许可的构造细则及有关制造 检验要求进行制造。
化工设备基础知识培训课件PPT课件
2020/3/25
15
离心泵的安全操作规程
日常维护主要内容
操作必须严格遵守操作规程；
定期检查离心泵各部位紧固件是否松动，发现异常情况应立即停车检 查，待排除后方能继续开车；
每班检查离心泵油箱游标液面，应保持在游标1/2~2/3刻度之间，润 滑油应定期更换，第一次换油不超过一个月，以后三个月更换一次， 油品使用46#机械油；
Page 2 2020/3/25源自2一、化工设备基础认识
1.1
化工生产的特点
（2）介质的腐蚀性强、设备维护难度大
化工生产过程中，有很多介质具有腐蚀性。例如， 酸、碱、盐一类的介质，对金属或非金属物件的腐蚀， 使机器与设备的使用寿命大为降低。腐蚀生成物的沉积， 可能堵塞机器与设备的通道，破坏正常的工艺条件，影 响生产的正常进行。
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4
一、化工设备基础认识
1.1
化工生产的特点
（4）工艺条件苛刻，温度和压力的变化大
不同的化工过程，工艺条件差距很大，介质的温度 和压力各不相同。介质温度从深冷到高温，压力从真空 到数百大气压，有的设备要承受高温或高压，有的设备 要承受低温或低压。同一设备在不同的反应阶段温度或 压力也会发生变化，工艺要求决定设备的工作条件和材 料选择。
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5
一、化工设备基础认识
1.1
化工生产的特点
（5）单元操作多，设备种类复杂
化工产品的生产是通过若干个化学反应和若干个物 理操作实现的，化工过程主要有传质、传热、流体流动、 机械和热力五大过程；各过程要通过单元操作来实现， 各单元操作要通过不同的设备来实现，复杂的有机合成， 多达十几步反应、几乎要用到所有的单元操作，所以化 工设备的用途、操作条件、结构形式也千差万别。
化工设备基础知识培训课件PPT课件
换热器
要点一
总结词
换热器是化工生产中用于实现热量交换的设备，其结构和 工作原理对于确保工艺过程的热量平衡至关重要。
要点二
详细描述
换热器有多种类型，如管式换热器、板式换热器、热管换 热器等。其结构通常包括壳体、传热管或板、冷热流体进 出口等部分。换热器的工作原理基于热传导和热对流，通 过冷热流体的交替流动实现热量交换。换热器的设计需充 分考虑工艺要求的传热面积、流体性质以及温度和压力条 件等因素，以确保热量交换的效率和安全性。
化工设备的日常维护与保养
日常维护
定期对化工设备进行清洁、润滑和紧 固等日常维护工作，确保设备正常运 行。同时，要定期检查设备的密封性、 振动等状况。
保养计划
制定并执行定期保养计划，包括对化 工设备的全面检查、清洗、更换磨损 件等。保养计划应根据设备的重要性 和磨损情况来确定。
05
化工设备的安全与环保
化工设备的制造工艺
铸造工艺
焊接工艺
通过将熔融的金属倒入模具中，冷却 凝固后形成设备零部件。铸造工艺适 用于制造复杂形状的零件。
通过熔融金属或高分子材料，将两个 或多个零部件连接在一起。焊接工艺 适用于制造大型设备和复杂结构。
锻造工艺
通过施加外力使金属坯料变形，从而 形成所需的零部件。锻造工艺可以提 高材料的机械性能。
化工设备基础知识培训课 件
• 化工设备概述 • 化工设备的结构与工作原理 • 化工设备的材料与制造 • 化工设备的操作与维护 • 化工设备的安全与环保
01
化工设备概述
化工设备的定义与分类
总结词
化工设备的定义、分类
详细描述
化工设备是指用于实现化学工业生产过程的各种机械和设备的总称。根据不同 的用途和功能，化工设备可分为多种类型，如反应设备、分离设备、换热设备、 储存设备等。
化工设备机械基础-PPT
第四节 化工设备的腐蚀及防腐
一、金属的腐蚀
定义： 金属与周围介质发生化学或电化学作用而引起的破坏现象。 类型（腐蚀过程有无电流产生） 化学腐蚀（如氢腐蚀） 电化学腐蚀（如晶间腐蚀，应力腐蚀）
二、常见腐蚀类型
氢腐蚀 氢气在较低温度和压力(＜200℃，＜5.0MPa)下 对普通碳钢及低合金钢不会有明显的腐蚀，但是 在高温高压下则会对它们产生腐蚀，结果使材料 的机械强度和塑性显著下降，甚至损坏，这种现 象常称为“氢腐蚀”。
持久强度σD
蠕变强度σn
屈服强度σs(σ0.2)
抗拉强度σb
疲劳极限σn
问题
判断正误并说出理由 韧性高的材料，塑性好；塑性较高的材料，韧性也好。
注意！韧性是材料在外加动载荷突然袭击时的一种及时和迅速塑性变形的能力。韧性高的材料，一般都有较高的塑性指标；但塑性较高的材料，却不一定都有高的韧性。其所以如此，就是因为静载菏下能够缓慢塑性变形的材料．在动载荷下不一定能迅速塑性变形。
2、钢的分类
钢铁牌号及表示方法（GB/T221-2000）
钢板 牌号
使用温度℃
设计压力MPa
壳体钢板厚度mm
其它限制
Q235-B
0~350
≤1.6
≤20
不得用于毒性程度为高度或极度危害介质的压力容器
Q235-C
0~400
≤2.5
≤30
表1-2 压力容器用碳素钢镇静钢板的适用范围表
耐腐蚀性 抗氧化性
化学性能
第三节 金属材料的分类及牌号
一、分类
1、金属的分类
铸造生铁
金属
黑色金属
有色金属
生铁
钢
炼钢生铁
化工设备机械基础幻灯片
三、直杆受拉伸（压）时的内力
1、轴力——直杆受拉伸（压）时 产生的内力。用符号S表示。 符号规定：拉为正；压为负。
2、轴力的计算 1-1截面：
截面法： （1）假想将杆截开 （2）取其中一半为研究对象画受 力图（设正） （3）列平衡方程求解内力。
S1=p-Q=100-200 =-100N 2-2截面： S2=-Q=-200N
（4）力的成对性（作用反作用 公理）
二物体间的相互作用力大小 相等、方向相反、作用于同一直 线上。
（5）二力平衡公理与作用反作 用公理的区别：
相同点：二力等值、反向、共线 不同点： 二力平衡公理中的二力作用在同 一物体上。 作用反作用公理中的二力分别作 用在两个物体上。 P24: 1-1
三、固定端约束的受力分析
例题：求塔机座对塔的约束反力
∑X=0 qh-XA=0 XA =qh ∑Y=0 YA-W=0 YA= W ∑M0(F)=0 qh.h/2-mA=0 mA= qh2/2
§1-6静力学问题求解方法小结
一、如何确定研究对象 在所选定的研究对象中应既 包括已知外力、又包括待求外力。 使未知力数目尽量少。一般情况 下可优先考虑整个构件作为选取 的研究对象之一
待定；作用线过 销钉中心。
画出指定物体的受力图
小结：刚体的受力分析要领
1、研究对象：单个零件、几个零 件，整个构件。当取几个零件或整 个构件为研究对象时，各零件之间 相互作用的力是内力，不能表示在 受力图上 2、画受力图，不是施力图。 3、除重力、电磁力外，只有直接与 研究对象接触的物体才有力的作用。
化工设备机械基础授课课件
化工设备机械基础授课课件1. 课程简介本课程主要介绍化工设备中涉及的各类机械基础知识，包括机械工程基础、机械零件设计与选择、机械传动与节能等内容。
通过本课程的学习，学生将了解化工设备机械基础知识的重要性，掌握相关的概念、原理和应用，为今后从事化工设备设计和运维提供基础支持。
2. 机械工程基础2.1 机械设计与制图机械设计是指根据机械原理与工艺要求，对机械产品的结构、尺寸和零部件进行设计的过程。
制图是机械设计的重要环节，包括工程图、装配图、零件图等。
本课程将介绍机械设计的基本原则和常用制图方法，帮助学生掌握机械设计与制图的基础知识。
2.2 机械材料与热处理机械材料的选择对于机械设计和使用具有重要影响，不同材料的特性会决定机械零部件的耐磨、耐蚀和强度等性能。
本课程将介绍常见的机械材料和其特性，以及机械零部件的热处理方法和效果，帮助学生了解机械材料与热处理在机械设计中的作用。
2.3 机械力学与结构分析机械力学是研究物体受力和运动规律的学科，是机械工程的基础学科。
本课程将介绍静力学和动力学的基本原理，以及常见的力学分析方法，通过实例演练帮助学生掌握机械力学的基本概念和计算方法。
3. 机械零件设计与选择3.1 常用机械连接机械连接是机械零件组装的一种常见方式，包括螺纹连接、键连接、齿轮传动等。
本课程将介绍常见的机械连接方式及其特点，帮助学生掌握机械连接的设计与选择方法。
3.2 轴承与传动装置轴承和传动装置是机械零件中常见的关键零部件，对机械设备的正常运行起着重要作用。
本课程将介绍常见的轴承类型和其选择原则，以及常用的传动装置原理和设计方法，帮助学生理解和应用轴承与传动装置的知识。
3.3 密封与润滑密封和润滑是机械设备中必需的关键技术，对于保证机械零件的正常运行和延长使用寿命具有重要作用。
本课程将介绍常见的密封技术和润滑方法，帮助学生了解密封与润滑的原理和应用。
4. 机械传动与节能4.1 机械传动系统机械传动是指利用机械装置将动力从一个部件传递到另一个部件的过程。
化工设备基础知识培训完整ppt课件
启动拉袋按钮，进行拉袋操作，拉袋次数可根据实际情况控制；
拉袋结束后，必要时可以进行洗袋操作，或重复以上步骤，使离心机 进入下一工作循环。若不需要离心机继续工作，按下停止按钮，使液 压站油泵停止工作，关闭控制箱电源；
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22
离心机安全操作规程
日常维护主要内容
操作必须严格遵守操作规程：
离心机必须由专人专管操作保养，在使用6个月后必须进行全面保养一 次；
开车前的准备工作 操作人员接到开启反应釜搅拌系统指示后，必须穿戴好安全防护用品， 认真检查管线、阀门确保工艺正确； 检查视镜孔，确认容器内物料液位符合要求； 确认人孔、手孔、法兰口安装完好，密封垫压紧不外斜； 检查压力表、温度表、液位计、启动阀、DCS自控设备等仪器、仪表显 示正确； 各部位连接件紧固到位，无松动； 搅拌减速机内润滑油油位、油质正常； 盘动搅拌减速机无卡涩、抱死显现；
冬季泵使用后短期不开车的情况下，要放空泵内液体，做好设备防冻 防凝工作；
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离心泵的安全操作规程
日常维护主要内容
操作必须严格遵守操作规程；
定期检查离心泵各部位紧固件是否松动，发现异常情况应立即停车检 查，待排除后方能继续开车；
每班检查离心泵油箱游标液面，应保持在游标1/2~2/3刻度之间，润滑 油应定期更换，第一次换油不超过一个月，以后三个月更换一次，油 品使用46#机械油；
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9
一、化工设备基础认识
1.3 化工设备的分类
⑴化工动设备： 指主要作用部件为运动的机械，如各种粉碎
机，过滤机，离心分离机、旋转窑、搅拌机、旋 转干燥机以及流体输送机械等，又称“动设备”。
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拉袋结束后，必要时可以进行洗袋操作，或重复以上步骤，使离心机 进入下一工作循环。若不需要离心机继续工作，按下停止按钮，使液 压站油泵停止工作，关闭控制箱电源；
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离心机安全操作规程
日常维护主要内容
操作必须严格遵守操作规程：
离心机必须由专人专管操作保养，在使用6个月后必须进行全面保养一 次；
开车前的准备工作 操作人员接到开启反应釜搅拌系统指示后，必须穿戴好安全防护用品， 认真检查管线、阀门确保工艺正确； 检查视镜孔，确认容器内物料液位符合要求； 确认人孔、手孔、法兰口安装完好，密封垫压紧不外斜； 检查压力表、温度表、液位计、启动阀、DCS自控设备等仪器、仪表显 示正确； 各部位连接件紧固到位，无松动； 搅拌减速机内润滑油油位、油质正常； 盘动搅拌减速机无卡涩、抱死显现；
冬季泵使用后短期不开车的情况下，要放空泵内液体，做好设备防冻 防凝工作；
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15
离心泵的安全操作规程
日常维护主要内容
操作必须严格遵守操作规程；
定期检查离心泵各部位紧固件是否松动，发现异常情况应立即停车检 查，待排除后方能继续开车；
每班检查离心泵油箱游标液面，应保持在游标1/2~2/3刻度之间，润滑 油应定期更换，第一次换油不超过一个月，以后三个月更换一次，油 品使用46#机械油；
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一、化工设备基础认识
1.3 化工设备的分类
⑴化工动设备： 指主要作用部件为运动的机械，如各种粉碎
机，过滤机，离心分离机、旋转窑、搅拌机、旋 转干燥机以及流体输送机械等，又称“动设备”。
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化工设备培训(化工培训)ppt课件
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23
起重机械
• 操作规程
1、电动葫芦应由专人操纵，操作者应了解葫芦的结构性能，熟悉安全操作规程。
• 2、在第一次使用前，必须开动葫芦进行空运转数次，并检查下列项目：
• （1）按钮能否可靠控制葫芦的升降和运行。
• （2）限位器的动作是否灵活可靠。
• （3）运转时有无异常响声或气味。
• （4）钢丝绳能否在卷筒上正确缠绕，润滑油是否涂上，如遇不正常情况，应及时 排除，然后才能使用。
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18
反应釜
• 操作规程
• 一、启动
• 1、检查变速箱内润滑油的油位在视镜的1/2-2/3处，油质干净。
• 2、检查机封润滑油油量和油质。
• 3、手动盘车2-3周，确定釜内搅拌无阻碍。
• 4、对长期停用或检修过电器的釜先点动开关，确定其转向正确后再启动。
• 5、开机后把机封压力增至所需压力。
当表面钢丝直径磨损直径达30%时，钢丝绳应报废。 • 12、如发现钢丝绳松动或乱绕，应先拆开导绳器，将钢丝绳理好后才能重新装上，不能采用继续转动卷
筒以松下钢丝绳的办法，以免损坏导绳器。
• 13、不准同时按下两个电动葫芦相反方向运动的按钮。 • 14、使用完毕，应将吊钩升离地面2米以上，并将电源总闸拉开，以确保安全。 • 15、应根据电动葫芦的使用频繁程度，隔一定时期对葫芦进行全面的维护保养。
• 维护保养
• 1、试验限位器的动作及润滑其推拉杆。 • 2、检查固定钢丝绳的塞块与压绳板。 • 3、检查电机制动轮移动量必要时进行调整或更换制动零件。 • 4、检查钢丝绳、卷筒及导绳器损坏情况，钢丝绳是否有油，每三个月涂抹一次。 • 5、检查各支承螺栓紧固情况，每半年一次。 • 6、检查式字轨道上的缓冲器。 • 7、检查吊钩有无裂纹或冷变形。
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2、制造条件的限制 设备在制造过程中，要经过各种冷、热加工使
它成型，例如下料、卷板、焊接、热处理等，要 求材料的加工性能要好。 3、材料自身性能的限制
2019/8/9
1.1 概 述
1.1.2 选用材料的一般要求
（1）材料品种应符合我国资源和供应情况； （2）材质可靠，能保证使用寿命； （3）足够的强度，良好的塑性和韧性，对腐蚀性介 质能耐腐蚀； （4）便于制造加工，焊接性能良好； （5）成本低，经济上合算。
化工设备机械基础
Fundamental Chemical Process Equipment
主讲：谭志伟
2008年 春
2019/8/9
绪论化工Biblioteka 产和化工机械化工生产是以流体（气体、液体、粉体） 为原料，以化学处理和物理处理为手段，以获 得设计规定的产品为目的的工业生产。化工生 产过程不仅取决于化学工艺过程，而且与化工 机械装备密切相关，化工机械是化工生产得以 进行的外部条件，所以先进的化工机械，一方 面为化学工艺服务，另一方面又促进化学工艺 过程的发展。
s
Ps F0
试件还在继续伸长的最小载荷，N 试件的原始横截面积，m2
2019/8/9
1.2 材料的性能
无明显屈服点的材料，工程中规定发生0.2％残余伸
长时的应力，作为“条件屈服点” 。
0.2
P0 .2 F0
（2）抗拉强度（ σb ） 金属材料在拉伸条件下，从开始加载到发生断裂所
能承受的最大应力值，叫做抗拉强度。
1.2 材料的性能
（1）屈服点（σs）
金属材料承受载荷作用，当载荷不再增加或缓慢
增加时，仍继续发生明显的塑性变形，这种现象，
习惯上称为“屈服”。发生屈服现象时的应力．即
开始出现塑性变形时的应力，称为“屈服点”，用
σs (MPa)表示。它即代表材料抵抗产生塑性变形的 能力。
载荷不再增加，甚至有所降低时，
2019/8/9
1.2 材料的性能
（4）持久强度（ σD或σ105 ） （5）疲劳 强度（ σ－1 ） 2、塑性
塑性是指金属材料在断裂前发生不可逆永久 变形的能力。塑性指标是指金属在外力作用下产 生塑性变形而不被破坏的能力。常用的塑性指标 是延伸率（δ）和断面收缩率（ψ）。
（1）延伸率（ δ）
lk100%lkl0100%
1.2 材料的性能
3、硬度 衡量材料软硬的一个指标，一般用： 布氏硬度（HBS、HBW），较软； 洛氏硬度-----HRC，较硬； 维氏硬度----HV，另有显微硬度。
4、冲击韧性 韧性是表示材料弹塑性变形为断裂全过程吸收能量的
能力，也就是材料抵抗裂纹扩展的能力。我们常用冲击 韧性来表示材料承受动载荷时抗裂纹的能力，用缺口敏 感性表示材料承受静载荷时抗裂纹扩展的能力。
2019/8/9
1.2 材料的性能
（1）冲击韧性
材料在冲击载荷下吸收塑性变形功和断裂功的能
力。用冲击吸收功AK或冲击韧度αK表示。
2019/8/9
联合作用下
1.2 材料的性能
高温 （比如：碳素钢＞420℃，合金钢＞450℃）
一定应力
金属将逐渐产生塑性变形
2019/8/9
1.2 材料的性能
蠕变：在高温时，在一定的应力下，应变随时间而增加 的现象，或者金属在高温和应力作用下逐渐产生塑性 变形的现象。
蠕变极限：材料在高温条件下抵抗发生缓慢塑性变形的 能力。表现为两种： a 在工作温度下引起规定变形速度的应 力值； b 在一定工作温度下，在规定的使用时间 内，使试件发生一定量的总变形的应力 值。
第1章 化工设备材料及其选择
本章重点：材料的力学性能及化工设备材料 的选择
本章难点：材料的性能 计划学时： 8学时
2019/8/9
1.1 概 述
1.1.1 化工设备选材的重要性和复杂性
1、操作条件的限制 压力：从高真空到几千大气压,故有强度要求 温度：-250℃~2000℃，材料受冷、热 介质：酸碱（腐蚀）、易燃、易爆、毒性以及核反 应堆中子照射（变脆)
和断裂的特性。常用的强度指标有屈服点和抗拉强度 等。
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1.2 材料的性能
金属材料的变形和破坏过程： （1）弹性变形阶段 （2）弹－塑性变形阶段 （3）断裂
断裂的两种形式： 脆性断裂：断裂之前没有明显塑性变形阶 段的。（更危险） 韧性断裂：经过大量塑性变形之后才发生 断裂的。
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选材要抓住主要矛盾，遵循适用、安全和经济的 原则。
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1.2 材料的性能
1.2.1、力学性能
材料抵抗外力而不产生超过允许的变形或不被破 坏的能力，叫做材料的力学性能。主要特征指标包括 强度、塑性、韧性和硬度，这是设计时选用材料的重 要依据。
1、强度 强度是固体材料在外力作用下抵抗产生塑性变形
b
Pb F0
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1.2 材料的性能
由于外力形式的不同，有抗拉强度、抗压强度、抗 弯强度和抗剪强度等。抗拉强度是压力容器设计常用 的性能指标。 屈强比（ σs / σb ）：
屈强比越小，材料的塑性储备越大，越不容易发生 危险的脆性破坏；
屈强比越大，材料的强度水平发挥好，但塑性储备 越小。 (3) 蠕变极限（ σn ）
化工机械通常分为：化工设备和化工机器
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绪论
化工设备：
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绪论
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绪论
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绪论
化工生产自身的特点： 1、生产的连续性强 2、生产的条件苛刻
介质的腐蚀性强 ；温度和压力变化大 介质大多易燃易爆有毒性 生产原理的多样性 生产技术含量高
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l0
l0
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1.2 材料的性能
手册中常见的是δ10和δ5。 δ越大，材料的塑性 越好。 （2）断面收缩率（ψ）
F0 FK 100%
F0 断面收缩率与尺寸无关。 延伸率和断面收缩率越大，表示金属材料的塑性越 好。 （3）冷弯角
对焊接工艺试板和产品，必须做冷弯实验。
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绪论
本课程主要内容： 1、化工设备材料及其选择 2、化工容器的设计
1）内压薄壁圆筒与封头的应力分析及强度设计； 2）外压圆筒与封头的强度设计； 3）容器的零部件（法兰 支座 开孔补强 附件：接口 管 凸缘 人、手孔 视镜）。 3、典型化工设备的机械设计 1）换热器； 2）塔设备； 3）搅拌器。
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它成型，例如下料、卷板、焊接、热处理等，要 求材料的加工性能要好。 3、材料自身性能的限制
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1.1 概 述
1.1.2 选用材料的一般要求
（1）材料品种应符合我国资源和供应情况； （2）材质可靠，能保证使用寿命； （3）足够的强度，良好的塑性和韧性，对腐蚀性介 质能耐腐蚀； （4）便于制造加工，焊接性能良好； （5）成本低，经济上合算。
化工设备机械基础
Fundamental Chemical Process Equipment
主讲：谭志伟
2008年 春
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绪论化工Biblioteka 产和化工机械化工生产是以流体（气体、液体、粉体） 为原料，以化学处理和物理处理为手段，以获 得设计规定的产品为目的的工业生产。化工生 产过程不仅取决于化学工艺过程，而且与化工 机械装备密切相关，化工机械是化工生产得以 进行的外部条件，所以先进的化工机械，一方 面为化学工艺服务，另一方面又促进化学工艺 过程的发展。
s
Ps F0
试件还在继续伸长的最小载荷，N 试件的原始横截面积，m2
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1.2 材料的性能
无明显屈服点的材料，工程中规定发生0.2％残余伸
长时的应力，作为“条件屈服点” 。
0.2
P0 .2 F0
（2）抗拉强度（ σb ） 金属材料在拉伸条件下，从开始加载到发生断裂所
能承受的最大应力值，叫做抗拉强度。
1.2 材料的性能
（1）屈服点（σs）
金属材料承受载荷作用，当载荷不再增加或缓慢
增加时，仍继续发生明显的塑性变形，这种现象，
习惯上称为“屈服”。发生屈服现象时的应力．即
开始出现塑性变形时的应力，称为“屈服点”，用
σs (MPa)表示。它即代表材料抵抗产生塑性变形的 能力。
载荷不再增加，甚至有所降低时，
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1.2 材料的性能
（4）持久强度（ σD或σ105 ） （5）疲劳 强度（ σ－1 ） 2、塑性
塑性是指金属材料在断裂前发生不可逆永久 变形的能力。塑性指标是指金属在外力作用下产 生塑性变形而不被破坏的能力。常用的塑性指标 是延伸率（δ）和断面收缩率（ψ）。
（1）延伸率（ δ）
lk100%lkl0100%
1.2 材料的性能
3、硬度 衡量材料软硬的一个指标，一般用： 布氏硬度（HBS、HBW），较软； 洛氏硬度-----HRC，较硬； 维氏硬度----HV，另有显微硬度。
4、冲击韧性 韧性是表示材料弹塑性变形为断裂全过程吸收能量的
能力，也就是材料抵抗裂纹扩展的能力。我们常用冲击 韧性来表示材料承受动载荷时抗裂纹的能力，用缺口敏 感性表示材料承受静载荷时抗裂纹扩展的能力。
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1.2 材料的性能
（1）冲击韧性
材料在冲击载荷下吸收塑性变形功和断裂功的能
力。用冲击吸收功AK或冲击韧度αK表示。
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联合作用下
1.2 材料的性能
高温 （比如：碳素钢＞420℃，合金钢＞450℃）
一定应力
金属将逐渐产生塑性变形
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1.2 材料的性能
蠕变：在高温时，在一定的应力下，应变随时间而增加 的现象，或者金属在高温和应力作用下逐渐产生塑性 变形的现象。
蠕变极限：材料在高温条件下抵抗发生缓慢塑性变形的 能力。表现为两种： a 在工作温度下引起规定变形速度的应 力值； b 在一定工作温度下，在规定的使用时间 内，使试件发生一定量的总变形的应力 值。
第1章 化工设备材料及其选择
本章重点：材料的力学性能及化工设备材料 的选择
本章难点：材料的性能 计划学时： 8学时
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1.1 概 述
1.1.1 化工设备选材的重要性和复杂性
1、操作条件的限制 压力：从高真空到几千大气压,故有强度要求 温度：-250℃~2000℃，材料受冷、热 介质：酸碱（腐蚀）、易燃、易爆、毒性以及核反 应堆中子照射（变脆)
和断裂的特性。常用的强度指标有屈服点和抗拉强度 等。
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1.2 材料的性能
金属材料的变形和破坏过程： （1）弹性变形阶段 （2）弹－塑性变形阶段 （3）断裂
断裂的两种形式： 脆性断裂：断裂之前没有明显塑性变形阶 段的。（更危险） 韧性断裂：经过大量塑性变形之后才发生 断裂的。
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选材要抓住主要矛盾，遵循适用、安全和经济的 原则。
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1.2 材料的性能
1.2.1、力学性能
材料抵抗外力而不产生超过允许的变形或不被破 坏的能力，叫做材料的力学性能。主要特征指标包括 强度、塑性、韧性和硬度，这是设计时选用材料的重 要依据。
1、强度 强度是固体材料在外力作用下抵抗产生塑性变形
b
Pb F0
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1.2 材料的性能
由于外力形式的不同，有抗拉强度、抗压强度、抗 弯强度和抗剪强度等。抗拉强度是压力容器设计常用 的性能指标。 屈强比（ σs / σb ）：
屈强比越小，材料的塑性储备越大，越不容易发生 危险的脆性破坏；
屈强比越大，材料的强度水平发挥好，但塑性储备 越小。 (3) 蠕变极限（ σn ）
化工机械通常分为：化工设备和化工机器
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绪论
化工设备：
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绪论
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绪论
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绪论
化工生产自身的特点： 1、生产的连续性强 2、生产的条件苛刻
介质的腐蚀性强 ；温度和压力变化大 介质大多易燃易爆有毒性 生产原理的多样性 生产技术含量高
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1.2 材料的性能
手册中常见的是δ10和δ5。 δ越大，材料的塑性 越好。 （2）断面收缩率（ψ）
F0 FK 100%
F0 断面收缩率与尺寸无关。 延伸率和断面收缩率越大，表示金属材料的塑性越 好。 （3）冷弯角
对焊接工艺试板和产品，必须做冷弯实验。
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绪论
本课程主要内容： 1、化工设备材料及其选择 2、化工容器的设计
1）内压薄壁圆筒与封头的应力分析及强度设计； 2）外压圆筒与封头的强度设计； 3）容器的零部件（法兰 支座 开孔补强 附件：接口 管 凸缘 人、手孔 视镜）。 3、典型化工设备的机械设计 1）换热器； 2）塔设备； 3）搅拌器。
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