Nicol N.Schraudolph
E VOTEC BioSystems GmbH
Grandweg64 22529Hamburg,Germany
nici@evotec.de
Terrence J.Sejnowski
Computational Neurobiology Lab
The Salk Institute for Biol.Studies
San Diego,CA92186-5800,USA
terry@https://www.doczj.com/doc/4d5693531.html, Abstract
Backpropagation learning algorithms typically collapse the network’s
structure into a single vector of weight parameters to be optimized.We
suggest that their performance may be improved by utilizing the struc-
tural information instead of discarding it,and introduce a framework for
“tempering”each weight accordingly.
In the tempering model,activation and error signals are treated as approx-
imately independent random variables.The characteristic scale of weight
changes is then matched to that of the residuals,allowing structural prop-
erties such as a node’s fan-in and fan-out to affect the local learning rate
and backpropagated error.The model also permits calculation of an upper
bound on the global learning rate for batch updates,which in turn leads
to different update rules for bias vs.non-bias weights.
This approach yields hitherto unparalleled performance on the family re-
lations benchmark,a deep multi-layer network:for both batch learning
with momentum and the delta-bar-delta algorithm,convergence at the
optimal learning rate is sped up by more than an order of magnitude.
1Introduction
Although neural networks are structured graphs,learning algorithms typically view them as a single vector of parameters to be optimized.All information about a network’s archi-tecture is thus discarded in favor of the presumption of an isotropic weight space—the notion that a priori all weights in the network are created equal.This serves to decouple the learning process from network design and makes a large body of function optimization techniques directly applicable to backpropagation learning.
But what if the discarded structural information holds valuable clues for ef?cient weight optimization?Adaptive step size and second-order gradient techniques(Battiti,1992)may
recover some of it,at considerable computational expense.Ad hoc attempts to incorporate structural information such as the fan-in(Plaut et al.,1986)into local learning rates have be-come a familiar part of backpropagation lore;here we derive a more comprehensive frame-work—which we call tempering—and demonstrate its effectiveness.
Tempering is based on modeling the activities and error signals in a backpropagation net-work as independent random variables.This allows us to calculate activity-and weight-invariant upper bounds on the effect of synchronous weight updates on a node’s activity. We then derive appropriate local step size parameters by relating this maximal change in a node’s activity to the characteristic scale of its residual through a global learning rate. Our subsequent derivation of an upper bound on the global learning rate for batch learning suggests that the https://www.doczj.com/doc/4d5693531.html,ponent of the error signal be given special treatment.Our exper-iments show that the resulting method of error shunting allows the global learning rate to approach its predicted maximum,for highly ef?cient learning performance.
2Local Learning Rates
Consider a neural network with feedforward activation given by
(1)
where denotes the set of anterior nodes feeding directly into node,and is a nonlinear (typically sigmoid)activation function.We imply that nodes are activated in the appropriate sequence,and that some have their values clamped so as to represent external inputs. With a local learning rate of for node,gradient descent in an objective function pro-duces the weight update
where
Note that such correlations are minimized by the local weight update.
2
from(3),provided that
(7) We can now satisfy(4)by setting the local learning rate to
(8) There are several approaches to computing an upper bound on the total squared input power.One option would be to calculate the latter empirically during training,though this raises sampling and stabilityissues.For external inputs we may precompute or derive an upper bound based on prior knowledge of the training data.For inputs from other nodes in the network we assume independence and derive from the range of their activation functions:
where(9) Note that when all nodes use the same activation function,we obtain the well-known
(10)
Note that for the conventional quadratic error this simpli?es to.What about the remainder of the network?Unlike(Krogh et al.,1990),we do not wish to prescribe de?nite targets(and hence residuals)for hidden nodes.Instead we shall use our bounds and independence arguments to scale backpropagated error signals to roughly appropriate magnitude.For this purpose we introduce an attenuation coef?cient into the error back-propagation equation:
(11)
where denotes the set of posterior nodes fed directly from node.We posit that the ap-propriate variation for be no more than the weighted average of the variation of back-propagated errors:
Note that the incorporation of the weights into(12)is ad hoc,as we have no a priori reason to scale a node’s step size in proportion to the size of its vector of outgoing weights.We have chosen(12)simply because it produces a weight-invariant value for the attenuation coef?cient.The scale of the backpropagated error could be controlled more rigorously,at the expense of having to recalculate after each weight update.
4Global Learning Rate
We now derive the appropriate global learning rate for the batch weight update
(15)
over a non-redundant training sample.Assuming independent and zero-mean residuals, we then have
(16) by virtue of(4).Under these conditions we can ensure
(17)
i.e.that the variation of the batch weight update does not exceed that of the residual,by using a global learning rate of
eff
person 1
Figure1:Backpropagation network for learning family relations(Hinton,1986).
This is possible only for strictly layered networks,i.e.those with no shortcut(or“skip-through”) connections between topologically non-adjacent layers.
At the time of writing,the Xerion neural network simulator and its successor UTS are available by anonymous?le transfer from https://www.doczj.com/doc/4d5693531.html,,directory pub/xerion.
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Parameter V alue training set size(=epoch)0.2 momentum parameter 1.0
delta-bar-delta gain increment
delta-bar-delta gain decrement
batch&momentum
mean st.d.
24381153
33995.0
14227.1
Although other schemes may speed up backpropagation by comparable amounts,our ap-proach has some unique advantages.It is computationally cheap to implement:local learn-ing and error attenuation rates are invariant with respect to network weights and activities and thus need to be recalculated only when the network architecture is changed.
More importantly,even advanced gradient descent methods typically retain the isotropic weight space assumption that we improve upon;one would therefore expect them to be-ne?t from tempering as much as delta-bar-delta did in the experiments reported here.For instance,tempering could be used to set non-isotropicmodel-trust regions for conjugate and second-order gradient descent algorithms.
Finally,by restricting ourselves to?xed learning rates and attenuation factors for now we have arrived at a simpli?ed method that is likely to leave room for further improvement. Possible re?nements include taking weight vector size into account when attenuating error signals,or measuring quantities such as online instead of relying on invariant upper bounds.How such adaptive tempering schemes will compare to and interact with existing techniques for ef?cient backpropagation learning remains to be explored.
Acknowledgements
We would like to thank Peter Dayan,Rich Zemel and Jenny Orr for being instrumental in discussions that helped shape this work.Geoff Hinton not only offered invaluable com-ments,but is the source of both our simulator and benchmark problem.N.Schraudolph received?nancial support from the McDonnell-Pew Center for Cognitive Neuroscience in San Diego,and the Robert Bosch Stiftung GmbH.
References
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实验五碳钢的热处理操作、组织观察及硬度测定 实验学时：4 实验类型：综合 实验要求：必修 一、实验目的 1. 了解碳钢的热处理工艺操作； 2. 研究碳钢加热温度、冷却速度、回火温度对钢性能的影响； 3. 观察热处理后的显微组织变化； 4. 了解硬度计的原理、初步掌握洛氏硬度计的使用。 二、实验内容 1．按表1中的热处理工艺进行操作，并对热处理后的各样品进行硬度测定，将硬度值填入表1中。 表1 各种热处理工艺 注：保温时间可按1分钟/每毫秒直径计算；回火保温时间均为30分钟，然后取出空冷。
实验五碳钢的热处理操作、组织观察及硬度测定 2. 观察下列表2热处理后的金相试样，并画出组织示意图。 表2 热处理后的金相试样 三、实验原理、方法和手段 （一）钢的热处理工艺： 钢的热处理基本工艺有退火、正火、淬火和回火。进行热处理时，加热是第一道工序，目的是为了得到奥氏体，因为钢的最终组织珠光体、贝氏体和马氏体都是由奥氏体转变来的。二是保温、目的使奥氏体均匀化。三是冷却，是改变组织和性能的重要因素。因此，正确选择三个基本因素是热处理成功的基本保证。 1．加热温度的选择 C相图确定。对亚共析钢，其加热温度为； （1）退火加热温度：根据Fe-Fe 3 共析钢和过共析钢加热至A +（20～30）℃（球化退火），目的是得到球状渗碳体， C1 降低硬度，改善切削性能。 +（30～50）℃；过共析钢加热（2）正火加热温度：一般亚共析钢加热至A C3 至+（30～50）℃，即加热到奥氏体单相区。 +（30～50）℃，淬火后的组织（3）淬火加热温度：一般亚共析钢加热至A C3 ）,则淬火组织中将出现铁为均匀细小的马氏体。如果加热温度不足（如低于A C3
A B R反应器设计计算
ABR 反应器设计计算 设计条件：废水量1 200 m 3/d ，PH=4.5，水温15℃，CODcr=8000 mg/L ，水力停留时间48h 。 1、反应器体积计算 按有机负荷计算 q QS V /0= 按停留时间计算 HRT Q V ?= 式中：V ——反应器有效容积，m 3； Q ——废水流量，m 3/d ； 0S ——进水有机物浓度，g COD/L 或g BOD 5/L ； q ——容积负荷，kg COD/m 3.d ； HRT ——水力停留时间，d 。 已知进水浓度COD8000mg/L ，COD 去除率取80%，参考国内淀粉设计容积负荷[1]P206：0.8~7.2=q kgCOD/m 3.d ，取0.8=q kg COD/m 3.d 。则 按有机负荷计算反应器有效容积 39608 8.0100080001200m V =?? = 按水力停留时间计算反应器有效容积 3240024481200m V =?= 取反应器有效容积2400m 3校核容积负荷 2.32400 8.0100080001200/0=?? = =V QS q kgCOD/m 3.d 符合要求[1]P206 取反应器实际容积2400 m 3。 2、反应器高度
采用矩形池体。一般经济的反应器高度（深度）为4~6m，本设计选择7.0m。超高0.5m。
3、反应器上下流室设计 进水系统兼有配水和水力搅拌功能，应满足设计原则： ①确保各单位面积的进水量基本相同，防止短路现象发生； ②尽可能满足水力搅拌需要，保证进水有机物与污泥迅速混合； ③很容易观察到进水管的堵塞； ④当堵塞被发现后，很容易被清除。 反应器上向反应隔室设计 虑施工维修方便，取下向流室水平宽度为940mm ，选择上流和下流室的水平宽 度比为4：1。 校核上向流速 s mm h m u /24.0/86.076 .37.72241200 ==??= 基本满足设计要求 [5] 要求上向流速度0.55mm/s 。（1.98m/h ） [6]P94要求进水COD 大于3000mg/L 时，上向流速度宜控制在 0.1~0.5m/h ；进水COD 小于3000mg/L 时，上向流速度宜控制在0.6~3.0m/h 。 [1]P202UASB 要求上向流速度宜控制在0.1~0.9m/h 。 下向流速 s mm h m u /96.0/45.394 .07.72241200 ==??= 4、配水系统设计 [5]选择折流口冲击流速1.10mm/s ，以上求知反应器纵向宽度为 ()m 4.157.72=?，则折流口宽度 m B u Q h 82.07 .72101.136******** 3=????=?=- 选择mm h 700=，校核折流口冲击流速 s mm B h Q u /29.17 .727.03600241200 =???=?= > 1.10mm/s [5]
ABR反应器设计计算_New
ABR反应器设计计算
ABR 反应器设计计算 设计条件：废水量 1 200 m 3/d ，PH=4.5，水温15℃，CODcr=8000 mg/L ，水力停留时间48h 。 1、反应器体积计算 按有机负荷计算 q QS V /0 = 按停留时间计算 HRT Q V ?= 式中：V ——反应器有效容积，m 3； Q ——废水流量，m 3/d ； S ——进水有机物浓度，g COD/L 或g BOD 5/L ； q ——容积负荷，kg COD/m 3.d ； HRT ——水力停留时间，d 。 已知进水浓度COD8000mg/L ，COD 去除率取80%，参考国内淀粉设计容积负荷[1]P206： .8~7.2=q kgCOD/m 3.d ，取0.8=q kg COD/m 3.d 。则 按有机负荷计算反应器有效容积 39608 8.010008000 1200m V =??= 按水力停留时间计算反应器有效容积 3 240024 48 1200m V =?= 取反应器有效容积2400m 3校核容积负荷
2.32400 8.010008000 1200/0=?? = =V QS q kgCOD/m 3.d 符合要求[1]P206 取反应器实际容积2400 m 3。 2、反应器高度 采用矩形池体。一般经济的反应器高度（深度）为4~6m ，本设计选择7.0m 。超高0.5m 。
3、反应器上下流室设计 进水系统兼有配水和水力搅拌功能，应满足设计原则： ①确保各单位面积的进水量基本相同，防止短路现象发生； ②尽可能满足水力搅拌需要，保证进水有机物与污泥迅速混合； ③很容易观察到进水管的堵塞； ④当堵塞被发现后，很容易被清除。 反应器上向反应隔室设计 虑施工维修方便，取下向流室水平宽度为940mm ，选择上流和下流室的水平宽度比为4： 1。 校核上向流速 s mm h m u /24.0/86.076 .37.72241200==??= 基本满足 设计要求 [5] 要求上向流速度0.55mm/s 。（1.98m/h ）
如对你有帮助，请购买下载打赏，谢谢！常用钢号热处理淬火回火温度对照表(生产经验) 常用钢号热处理淬火回火温度对照表，热处理工作十五年的经验总结，此为实际生产所用，可能与教科书太一样，生产经验，仅做参考。以下HB代表布氏硬度值，HRC代码洛氏硬度C标尺。 1.45# 淬火温度830℃ 水冷硬度要求 HB229-269 回火温度 570 硬度要求 HB197-235， 回火温度 620 2.40Cr 淬火温度850℃ 油冷硬度要求 HB260-300，回火温度 520 硬度要求 HB229-269， 回火温度 580 硬度要求 HB197-235，回火温度 640 3.35SiMn 淬火温度870℃ 油(水)冷硬度要求 HB330-360，回火温度 360 硬度要求 HB260-300，回火温度 500 硬度要求 HB229-269，回火温度 560 硬度要求 HB197-235，回火温度 620 4.35CrMo 淬火温度870℃ 油(水)冷硬度要求 HB330-360，回火温度 360 硬度要求 H B260-300，回火温度 500 硬度要求 HB229-269，回火温度 560 硬度要求 HB197-235，回火温度 620 5.30Cr2Ni2Mo 淬火温度870℃ 油冷硬度要求 HB290-341，回火温度 560 硬度要求 HB2 60-300，回火温度 600 硬度要求 HB229-269，回火温度 640 6.34Cr2Ni2Mo 淬火温度870℃油硬度要求 HB290-341，回火温度 560硬度要求 HB260-300， 回火温度 600硬度要求 HB229-269，回火温度 640 7.34Cr2Ni3Mo 淬火温度870℃ 油冷硬度要求 HB330-360，回火温度 380 硬度要求 H B290-341，回火温度 560 硬度要求 HB260-300，回火温度 600 硬度要求 HB229-269，回火温度 640 8.34CrMo1A 淬火温度870℃油冷硬度要求 HB260-300，回火温度 590 硬度要求 HB22 9-269，回火温度 630 9.35CrMoSi 淬火温度930℃ 油冷硬度要求 HB260-300，回火温度 600 硬度要求 HB2 29-269，回火温度 640 10.38CrMoA1 淬火温度930℃ 油冷硬度要求 HB260-300，回火温度 600 硬度要求 HB 229-269，回火温度 690
碳素钢热处理 一、实验目的 （1）了解碳素钢基本热处理（退火、正火、淬火、及回火）的工艺方法和主要设备。 （2）研究碳的质量分数，加热温度、冷却温度，回火温度对钢性能的影响。 （3）熟悉硬度计的使用。 二、实验内容 （1）表3所列工艺进行热处理操作实验。 （2）测定热处理后试样的硬度（炉冷、气冷试样测HRB，其余试样测HRC）。 三、实验原理 碳素钢热处理工艺主要有退火、正火、淬火及回火。加热温度、保温时间和冷却速度，是达到热处理良好效果的最重要工艺参数。 1.加热温度 （1）退火亚共析钢加热至Ac3+(20℃～30℃)(完全退火)；共析钢，过共析钢加热至Ac1+(20℃～30℃)（球化退火），得到粒状渗碳体，硬度降低，以利切削加工。 （2）正火亚共析钢加热至Ac3+(30℃～50℃)；过共析钢加热至Accm+(30℃～50℃),即加热至奥氏体单相区。退火和正火的加热温度范围，见图1. （3）淬火亚共析钢加热至Ac3+(30℃～50℃)；共析钢和过共析钢加热至Ac1+(30℃～50℃)，淬火的加热温度范围，见图2. 图1 退火和正火的加热温度范围图2 淬火的加热温度范围 钢的成分，原始组织及加热速度等皆影响临界点Ac1，Ac3，Accm的位置。热处理前需认真查阅有关的材料手册，按规范操作。否则，得不到预期的组织。如加热温度过高。晶粒容易长大，材料氧化，脱碳和变形而失去效能。几种碳素钢的临界点，见表1. 表1 几种碳素钢的临界点
注：△T为过热度，取决于加热速度，一般为5℃～15℃。 （1）回火碳素钢淬火后需尽快回火，按热温度的不同，可分为三种：1）低温回火加热温度150℃～250℃，目的是得到回火马氏体。部分降低淬火应力，减少脆性并保持淬火碳素钢的高硬度。用于切削工具、冷作模具、滚动轴承等。 2）中温回火加热温度350℃～500℃，目的是得到回火托氏体，较多的降低淬火应力，有高的韧性和弹性极限。用于弹簧钢等热处理。 3）高温回火加热温度500℃～650℃，目的是得到回火索氏体，消除淬火应力。强度、硬度、冲击韧度较好。淬火加上高温回火又称调质，用于重要零件，如主轴，齿轮等。 2.保温时间为了保证工件内外均达到指定的温度，使碳化物溶解和奥氏体成分均匀化，工件升温和保温所需要的加热时间要给与保证。 保温的加热时间需考虑诸多因素，可参考有关手册数据。据经验估算，按工件有效厚度在空气介质炉中每毫米碳素钢需1min～1.5min；合金钢则需2min左右。利用盐浴炉加热，时间可减半。 3.冷却速度热处理时要充分注意不同的冷却方法，具体说：退火一般采用随炉冷却；正火（又称常化）采用出炉置于空气中冷却，大件则常常需要加吹风。 淬火工艺则较复杂。一方面要求工件冷却大于临界冷却速度，目的是得到全部马氏体组织或下贝氏体组织；另一方面又要要求工件减缓冷却速度，避免淬火应力过大，造成开裂或变形。理想的冷却是过冷奥氏体在最不稳定的温度范围内（650℃～550℃）尽快冷却，迅速渡过危险区域，而在马氏体转变温度（300℃～20℃）尽量降低冷却速度。淬火时的理想冷却曲线示意图，见图3. 图3 淬火时的理想冷却曲线示意图 四、实验步骤 （1）全班分成两组，每组一套试样（45试样8块，T12试样8块）炉冷试样由实验室预先准备好。 （2）一加热温度的45和T12钢试样放入860℃和780℃炉子内加热（炉温预先由实验室升好）保温15～20min后，分别进行水冷、油冷、气冷操作。45钢750℃水冷试样待780℃炉中试样处理完后再进行。 （3）每组将水冷试样各取出三块45和T12试样分别放入200℃、400℃、600℃的炉内回火，回火保温时间为30分钟。
QHSE/CYD/GC/ 27 水封罐流程操作规程 1.水封罐流程的作用及工作原理 水封罐流程的作用：使单井生产流程高架罐密闭生产，高架罐中原油沉降分离后的含硫化氢天然气通过水封罐密闭流程后放空燃烧，从而降低生产区域硫化氢的环境浓度，水封罐装有防爆门，具有防回火和防爆的作用。 水封罐流程的工作原理：密闭生产罐中原油沉降分离后的含硫化氢天然气通过水封罐进口管道进入水封罐的底部，通过底部筛管分散气流后进入水域空间，含硫化氢天然气从水域底部上升后聚集在水封罐的液体上部空间，当气体不断由液体中分离出来，在上部空间聚集形成一定压力后，由水封罐顶部出口管线排出燃烧。当发生回火时，水域成为含硫化氢天然气流程的隔断部分，能够有效的保护生产罐，同时天然气通过水域空间时，一部分凝液被降温分离，在水域上部形成凝析液层，减缓了阻火器的堵塞情况。 2.水封罐的使用要求 2.1 各连接部位紧固、牢靠、无渗漏； 2.2 水封罐的液位（淡水或盐水）必须保持在500mm至700mm之间； 2.3 当气温高于5℃时可使用淡水，当气温低于5℃时须使用盐水（ρ≥ 1.14g/cm3）； 2.4补水罐距离水封罐应不小于10米，保持罐内液体（淡水或盐水）充足； 2.5压力表的使用量程在安全范围内，量程应小于0.1MPa； 2.6保持液位计的上下阀完好，玻璃管内壁清洁，液位显示正常； 2.7进出口必须安装正确，进口应在水封罐水中，气出口应在水封罐的顶部；2.8水封罐的排水管线斜度应保持在3/1000，排水管线长度应大于8米，排污坑低于末端管线500mm。 3.水封罐的投运 3.1投运前的检查 3.1.1确认流程封闭完好； 3.1.2确认水封罐各安全附件齐全完好；
45号钢要求硬度HRC40-50，是不是要淬火+低温回火？ 换算成布氏硬度大约是380～470HB，根据一般热处理规范，热处理制度与硬度关系大致如下： 淬火温度：840℃水淬 回火温度：150℃回火，硬度约为57HRC；200℃回火，硬度约为55HRC；250℃回火，硬度约为53HRC；300℃回火，硬度约为48HRC；350℃回火，硬度约为45HRC；400℃回火，硬度约为43HRC；500 ℃回火，硬度约为33HRC；600℃回火，硬度约为20HRC 一般情况下热处理工艺都指标准范围内中间成分，且热处理温度都存在一个调整范围，如成分在范围内存在偏差，可以相应调整淬火温度和回火温度 2 1.临界温度指钢材的奥氏体转变温度。不同含量的钢材有着不同的临界点，但临界点有着一个范围内的浮动，所以下临界点温度指的就是奥氏体转变的最低温度。 2. 常用碳钢的临界点 钢号临界点(℃) 20钢735-855 (℃) 45钢724-780 (℃) T8钢730 -770(℃) T12钢730-820 (℃) 3 20Cr，40Cr，35CrMo，40CrMo，42CrMo：正火温度850-900℃，45号钢正火温度850℃左右。 4 20CrMnTi Ac1 Ac3 Ar1 Ar3 740 825 680 730 5 Cr12MoV热处理知识 Cr12MoV钢是高碳高铬莱氏体钢，常用于冷作模具，含碳量比Cr12钢低。该钢具有高的淬透性，截面300mm以下可以完全淬透，淬火时体积变化也比Cr12钢要小。 其热处理制度为：钢棒与锻件960℃空冷+ 700～720℃回火，空冷。 最终热处理工艺： 1、淬火：
煤化工火炬装置水封罐运行问题及处理方法 杜焕宗，甘学超，郭雪梅，李智鹏 （中国神华新疆分公司公用工程中心，新疆830019） [摘要]水封罐主要运用水封产生的压力使火炬管网中保持一定的微正压，以防空气窜入火炬管网，其主要作用是将火炬系统与水封罐的上游管道及生产装置有效隔离开。文章阐述了水封罐的设计原则及水封高度的控制要求，结合煤化工生产实际中上游装置排放气时会带入大量的煤粉，导致火炬水封罐及其附件堵塞的问题，提出了火炬水封罐液位计、补水线、泄水线等附件的部分改造建议，为煤化工火炬水封罐设置提供参考。 [关键字]煤化工；火炬水封罐；液位计；补水线；泄水线 Running Problems of Water-sealed Drum in Coal Chemical Flare System and The Solution DU huan-zong, GAN xue-chao,GUO xue-mei,LI zhi-peng (China shenghua Xin jiang Co.,Ltd,The utility center,Xinjiang 830019) Abstract：The water-sealed drum is mainly utilized to keep a constent pressure in flare pipes, avoiding ingress of air. The major use is to effectly isolate the upstream pipes from the flare system. The article illustrates the design principles and control requirements of the water-seal height. As in chemical production of Shenhua Baotou coal chemical Ltd., the discharging gas from upstream devices will carry lots of coal particles, which will plug the drum and other accessories in flare system, some partial advices have been given towards the setting of the level gauge, water supplement line, sluice valve, providing the reference for the setting of the water-sealed drum.
常用钢号热处理淬火回火温度对照表(生产经验) 常用钢号热处理淬火回火温度对照表，热处理工作十五年的经验总结，此为实际生产所用，可能与教科书太一样，生产经验，仅做参考。以下HB代表布氏硬度值，HRC代码洛氏硬度C标尺。 1.45# 淬火温度830℃ 水冷硬度要求 HB229-269 回火温度 570 硬度要求 HB197-235， 回火温度 620 2.40Cr 淬火温度850℃ 油冷硬度要求 HB260-300，回火温度 520 硬度要求 HB229-269， 回火温度 580 硬度要求 HB197-235，回火温度 640 3.35SiMn 淬火温度870℃ 油(水)冷硬度要求 HB330-360，回火温度 360 硬度要求 HB260-300，回火温度 500 硬度要求 HB229-269，回火温度 560 硬度要求 HB197-235，回火温度 620 4.35CrMo 淬火温度870℃ 油(水)冷硬度要求 HB330-360，回火温度 360 硬度要求 H B260-300，回火温度 500 硬度要求 HB229-269，回火温度 560 硬度要求 HB197-235，回火温度 620 5.30Cr2Ni2Mo 淬火温度870℃ 油冷硬度要求 HB290-341，回火温度 560 硬度要求 HB2 60-300，回火温度 600 硬度要求 HB229-269，回火温度 640 6.34Cr2Ni2Mo 淬火温度870℃油硬度要求 HB290-341，回火温度 560硬度要求 HB260-300， 回火温度 600硬度要求 HB229-269，回火温度 640 7.34Cr2Ni3Mo 淬火温度870℃ 油冷硬度要求 HB330-360，回火温度 380 硬度要求 H B290-341，回火温度 560 硬度要求 HB260-300，回火温度 600 硬度要求 HB229-269，回火温度 640 8.34CrMo1A 淬火温度870℃油冷硬度要求 HB260-300，回火温度 590 硬度要求 HB22 9-269，回火温度 630 9.35CrMoSi 淬火温度930℃ 油冷硬度要求 HB260-300，回火温度 600 硬度要求 HB2 29-269，回火温度 640 10.38CrMoA1 淬火温度930℃ 油冷硬度要求 HB260-300，回火温度 600 硬度要求 HB 229-269，回火温度 690 11.40CrMnMo860℃油硬度要求 HB330-360，回火温度 480硬度要求 HB290-341，回火温度 520硬度 要求 HB260-300，回火温度 580硬度要求 HB229-269，回火温度 640
火炬系统水封罐计算 SGST 0017-2002 1 总则 1.1 目的 为规范石油化工企业火炬系统水封罐计算，特编制本标准。 1.2 范围 1.2.1 本标准规定了石油化工企业火炬系统水封罐计算的一般要求、计算公式等要求。 1.2.2 本标准适用于石油化工企业火炬系统水封罐计算。本标准适用于国内工程，对涉外工程应按指定标准执行。 2 计算要求 2.1 一般要求 2.1.1 水封罐能够分离气体中大于等于300 μm～600 μm的液滴。 2.1.2 不带挡液板的卧式水封罐的气体空间高度不小于950 mm。 2.1.3 带挡液板的卧式水封罐的直径不宜小于3 m。 2.1.4 带挡液板的卧式水封罐的分液端不考虑存液，挡液板顶端应高出最高水位200 mm。 2.1.5 挡液板上方气体通道面积应大于进气口截面积。 2.1.6 立式水封罐中气体的线速度取液滴沉降速度的80 %。 2.1.7 水封罐中的有效水量应满足水封罐进气立管长度3 m的充水量。 2.2 计算公式 2.2.1 不带挡液板的卧式水封罐（见图2.2.1）按式（2.2.1-1）和式（2.2.1-2）计算。 式中： D1——水封罐直径，m； h1——水封罐内的液面高度，m； b——系数，由表2.2.1查得； L1——水封罐进出口中心距离，m； T——操作条件下的气体温度，K； Q——气体体积流量，Nm3/h； K1——系数，一般取2.5～3； P——操作条件下的气体压力（绝对压力），kPa； V——液滴沉降速度，m/s。
图 2.2.1 不带挡液板的卧式水封罐示意图 2.2.2 带挡液板的卧式水封罐（见图2.2.2）按式（2.2.2-1）至式（2.2.2-3）计算。
关于火炬水封罐溢流口设置位置的探讨 曾一斐于安峰 中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂山东淄博255434 摘要：水封罐的溢流方式在实际生产中容易被忽视，而溢流方式带来的凝缩油排放问题以及水封罐漂油、换水的操作对火炬系统的安全运行产生的影响需要引起企业的重视。文章通过对水封罐溢流口设置位置的探讨，分析了两种开口位置的特点和优劣，提出了选择建议。关键词：水封罐；溢流口；位置；探讨 水封罐是火炬系统重要的组成部分，它的主要作用一是防止火炬筒体回火，保护上游管线和装置安全，二是有火炬气回收设施时，作为压力控制设备，保持火炬排放系统的压力[1]。它通过分级调整水封水高度来调节火炬气排放管网的压力，而水封水高度的调节则需要靠不同高度的溢流口来实现。对于溢流管线的设置，现行规范SH 3009-2001《石油化工企业燃料气系统和可燃性气体排放系统设计规范》（以下简称SH3009）4.0.26中要求“水封罐应设人孔、进出气管、进水管、液面控制排液管、排水管……排水管的设计应考虑防止火炬气的溢出”，其中的液面控制排液管、排水管即是溢流管线，对于溢流口的具体设置位置，规范没有明确的要求。实际操作中，溢流口的设置位置对于水封罐中的凝缩油的排出方式有一定的影响，相应的对火炬的安全运行也有较大的影响。 1 水封罐溢流方式工艺简介 新鲜水通过上水线进入水封罐，根据火炬气回收设施所需的管网压力，达到一定高度后通过溢流口溢出，将水位维持在稳定的高度，形成液封，液封的高度等于瓦斯排放口到水封水面的水柱高度，通过打开相应位置的溢流阀门，可以调整水封水的高度，进而控制瓦斯排放管网的压力。在水封水的表面，会有被瓦斯带出的凝缩油和从水封罐内析出凝缩油，这些凝缩油如果不能及时排出，积聚在水封水表面，如果遇到瓦斯大量排放，很容易被带到火炬顶部，造成下火雨，所以必须定期将其排出。这些凝缩油的排出方式，与溢流口的设置方式有直接的联系。或者通过溢流的方式排出，或者通过换水的方式排出。目前，溢流口的设置有两种方式，一是将溢流口按照所需溢流高度在水封罐的相应位置开口，设置阀门，见附图一、二；另外一种是在水封罐的底部开一个口，通过连通器原理，在远端的U型管线，按所需水封高度分别开口，设置阀门，见附图三、四。 2 不同位置溢流口的溢流特点。水封罐分卧式和立式两种，因为实际中立式水封罐使用较少，故本文只对卧式水封罐进行探讨。在SH3009附录C中，卧式水封罐分为不带挡液板和带挡液板两种，下面分别论述。
碳钢的热处理及性能分析 时的具体加热温度主要取决于钢的含碳量，可根据 相图确定（如图所示）。对亚共析钢，其加热 温度为℃，若加热温度不足（低于），则 ＋淬火后可得到细小的
它直接影响到钢淬火后的组织 以保证 以减 使淬火工作在过冷奥氏体最不稳定 鼻不同的冷却介质在不同的温度范围内的
实验二金相试样的制备与观察 一、实验目的 1.学习金相试样的制备方法。 二、实验设备、仪器及材料用品 抛光机、各型号砂纸、抛光磨料、试样、浸蚀剂、吹风等。 三、实验步骤 金相试样的制备包括取样、磨制、抛光、浸蚀四个步骤。制备好的试样应能观察到真实组织、无磨痕、水迹。 1.取样取样的部位和磨面应根据检验目的选取具有代表性的部位。例如，检验表面脱碳层的厚度应取横向截面、观察纵裂纹就要取纵向截面。试样的截取方法很多，例如用手锯、机床截取、线切割等，但必须注意的是在取样过程中要防止试样受热或变形而引起的组织变化，破坏了其组织的真实性。为防止受热可在截取过程中用冷却液冷却试样。 金相试样的尺寸要便于手握持和易于磨制，常用的试样尺寸为：Φ12×10或12×12×10，如果不是观察表面组织，可以倒角便于磨制。 根据需要，例如观察表面渗碳层的厚度，为防止在磨制过程中发生倒角，应采用镶嵌法，把试样镶嵌在热塑性塑料或热固性塑料中。 我们所用试样为车削好的Φ10×20的45钢试样。 2.磨制这是最关键的步骤，磨制质量的好坏直接决定了试样的好坏。 ①粗磨将试样在砂轮上或用粗砂纸之成平面。磨制时使试样受 力均匀，压力不要太大。 ②精磨粗磨好的试样用清水冲干后，依次用01、02、03、04号 金相砂纸把磨面磨光。磨制时应把砂纸放在玻璃板或平整的桌面 上，左手按住砂纸，右手握住试样，用力均匀、平稳，沿一个方 向反复进行，直到旧的磨痕被去掉，不要来回磨制。 注意：在调换更细一号砂纸时，应将试样上的磨屑和砂粒清除干净，并转动90o角，使新、旧磨痕垂直。
将钢加热到一定的温度，经一段时间的保温，然后以某种速度冷却下来，通过这样的工艺过程能使钢的性能发生改变。 1、碳钢的普通热处理工艺方法 1）钢的退火 钢的退火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3线以上，保温一段时间，然后缓慢地随炉冷却。此时，奥氏体在高温区发生分解，从而得到比较接近平衡状态的组织。一般中碳钢（如40、45钢）经退火后消除了残余应力，组织稳定，硬度较低（HB180～220）有利于下一步进行切削加工。 2）钢的正火 钢的正火通常是把钢加热到临界温度Ac3或Accm线以上，保温一段时间，然后进行空冷。由于冷却速度稍快，与退火组织相比，组织中的珠光体量相对较多，且片层较细密，故性能有所改善，细化了晶粒，改善了组织，消除了残余应力。对低碳钢来说，正火后提高硬度可改善切削加工性，提高零件表面光洁度；对于高碳钢，则正火可消除网状渗碳体，为下一步球化退火及淬火作好组织准备。3）钢的淬火 钢的淬火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3线以上，保温一段时间，然后放入各种不同的冷却介质中快速冷却(V冷＞V临)，以获得具有高硬度、高耐磨性的马氏体组织。 4）钢的回火 钢的回火通常是把淬火钢重新加热至Ac1线以下的一定温度，经过适当时间的保温后，冷却到室温的一种热处理工艺。由于钢经淬火后得到的马氏体组织硬而脆，并且工件内部存在很大的内应力，如果直接进行磨削加工则往往会出现龟裂，一些精密的零件在使用过程中将会引起尺寸变化从而失去精度，甚至开裂。因此，淬火钢必须进行回火处理。不同的回火工艺可以使钢获得各种不同的性能。 2、碳钢普通热处理工艺 1）加热温度 碳钢普通热处理的加热温度，原则上按加热到临界温度Ac1或Ac3线以上30～50℃选定。但生产中，应根据工件实际情况作适当调整。热处理加热温度不能过高，否则会使工件的晶粒粗大、氧化、脱碳、变形、开裂等倾向增加。但加热温度过低，也达不到要求。 表2-1碳钢普通热处理的加热温度 方法加热温度(℃) 应用范围 退火 Ac3+(20~60) 亚共析钢完全退火 Ac1+(20~40) 过共析钢球化退火 正火 Ac3+(50~100) 亚共析钢 Accm+(30~50) 过共析钢 淬火 Ac3+(30~70) 亚共析钢 Ac1+(30~70) 过共析钢 回火低温回火 150~250 刃具、模具、量具、高硬度零件 中温回火 350~500 弹簧、中等硬度零件 高温回火 500~650 齿轮、轴、连杆等综合机械性能零件 表2-2 常用碳钢的临界点 钢号临界点(℃) Ac1 Ac3 Accm
火炬系统中分液罐和水封罐的设计分析 摘要火炬系统在化工系统担任着环保的重任，通过燃烧各种材料产生火炬气，通常由于分液罐和水封罐组成，且分液罐和水封罐的设计工艺均不相同，本文首先分析了火炬系统中分液罐和水封罐概述，同时阐述了火炬系统中分液罐和水封罐的设计工艺，最后总结了全文。 关键词火炬系统；分液罐；水封罐；设计工艺 1 火炬系统中分液罐和水封罐概述 1.1 分液罐概述 在火炬系统内分液罐是最重要的组成部分，分液罐能够有效地去除火炬内的各种液体，避免引发火雨，分液罐大致主要分为卧式分液罐和立式分液罐，其中卧式分液罐有分为単流式分液罐和双流式分液罐。 1.2 水封罐概述 水封罐同样也是火炬系统内的重要组成部分，水封罐主要是设置在火炬气进入火炬筒内的位置，其目的是为了防止火炬筒体回火，确保火炬管网、装置的安全。水封罐的优点是能够将罐内的凝结物质有效去除，为不带挡板的水封罐及时补水[1]。具体的结构如下图1所示。 2 火炬系统中分液罐和水封罐的设计工艺 2.1 火炬系统中分液罐的设计工艺 目前我国使用的分液罐类型主要有两种，SH3009-2001、AP1521-2007，不论运用何种计算方式，都需要遵守一点原则，即是：气体的停留时间必须要大于液滴的沉降时间，气体的速度最低值需要满足液体的沉降，其目的是为了防止没有完全蒸发的燃料液体滴入火炬内，引发火雨。 SH3009-2001的计算方式需要三种假设：①分液罐内的存液考虑为30%；②火炬系统进出口管的距离比值为2.5，最高不超过3；③液体降落的时候同气体进出的时间均等。 （2）AP1521-2007计算方法 在进行AP1521-2007分液罐计算的时候，假设的内容主要包括液罐的直径和切口距离，需要注意的是最终的实际罐长应该小于假设的罐长，若是通过计算，实际罐长和假设罐长均等或大于，需要重新制定假设罐的长度和直径。
设计导则 SGST 0017-2002 实施日期2002年10月18日中国石化工程建设公司 火炬系统水封罐计算 第 1 页共 5 页 目 次 1 总则 1.1 目的 1.2 范围 2 计算要求 2.1 一般要求 2.2 计算公式 1 总则 1.1 目的 为规范石油化工企业火炬系统水封罐计算，特编制本标准。 1.2 范围 1.2.1 本标准规定了石油化工企业火炬系统水封罐计算的一般要求、计算公式等要求。 1.2.2 本标准适用于石油化工企业火炬系统水封罐计算。本标准适用于国内工程，对涉外工程应按指定标准执行。 2 计算要求 2.1 一般要求 2.1.1 水封罐能够分离气体中大于等于300 μm～600 μm的液滴。 2.1.2 不带挡液板的卧式水封罐的气体空间高度不小于950 mm。 2.1.3 带挡液板的卧式水封罐的直径不宜小于3 m。
2.1.4 带挡液板的卧式水封罐的分液端不考虑存液，挡液板顶端应高出最高水位200 mm 。 2.1.5 挡液板上方气体通道面积应大于进气口截面积。2.1.6 立式水封罐中气体的线速度取液滴沉降速度的80 %。 2.1.7 水封罐中的有效水量应满足水封罐进气立管长度3 m 的充水量。2.2 计算公式 2.2.1 不带挡液板的卧式水封罐（见图2.2.1）按式（2.2.1-1）和式（2.2.1-2）计算。 3 11121)1() (1007.5PV b K h D QT D --′=- （2.2.1-1） L 1=K 1D 1 （2.2.1-2）式中： D 1——水封罐直径，m ； h 1——水封罐内的液面高度，m ； b ——系数，由表2.2.1查得； L 1——水封罐进出口中心距离，m ； T ——操作条件下的气体温度，K ； Q ——气体体积流量，Nm 3/h ； 1K ——系数，一般取2.5～3； P ——操作条件下的气体压力（绝对压力），kPa ；
常见材料热处理 1、45（S45C）常见热处理 基本资料：45号钢为优质碳素结构钢（也叫油钢），硬度不高易切削加工。 ⑴调质处理（淬火+高温回火） 淬火：淬火温度840±10℃，水冷（55~58HRC，极限62HRC）; 回火：回火温度600±10℃，出炉空冷（20~30HRC）。 硬度：20~30HRC 用途：模具中常用来做45号钢管模板，梢子，导柱等，但须热处理 （调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。 但表面硬度较低，不耐磨。可用调质+表面淬火提高零件表面硬度） *实际应用的最高硬度为HRC55（高频淬火HRC58）。 2、40Cr（SCr440）常见热处理 基本资料：40Cr为优质碳素合金钢。40Cr钢属于低淬透性调质钢，具有很高的强度，良好的塑性和韧性，即具有良好的综合机械性能（Cr能增加钢的淬透性，提高钢的强度和回火稳定性） ⑴调质处理 淬火：淬火温度850℃±10℃，油冷。（硬度45~52HRC） 回火：回火温度520℃±10℃，水、油冷。 硬度：32~36HRC 用途：用于制造汽车的连杆、螺栓、传动轴及机床的主轴等零件 ⑵不同回火温度 淬火：加热至830~860℃，油淬。（硬度55HRC以上） 回火：150℃——55 HRC 200℃——53 HRC 300℃——51 HRC 400℃——43 HRC 500℃——34 HRC 550℃——32 HRC 600℃——28 HRC 650℃——24 HRC 3、T10（SK4）常见热处理 基本资料：T10碳素工具钢，强度及耐磨性均较T8和T9高，但热硬性低，淬透性不高且淬火变形大，晶粒细，在淬火加热时不易过热，仍能保持细晶粒组织；淬火后钢中有未溶的过剩碳化物，所以耐磨性高，用于制造具有锋利刀口和有少许韧性的工具。 ⑴淬火+低温回火 淬火：淬火温度780±10℃，保温50min左右（视工件薄厚而定）或淬透。先淬如20~40℃的水或5%盐水，冷至250~300℃，转入20~40℃油中冷却至温热。（得到硬度62~65HRC） 回火：加热温度160~180℃，保温~2h。（回火后硬度60~62HRC） 用途：适于制造切削条件较差、耐磨性要求较高且不受突然和剧烈冲击振动而需要一定的韧性及具有锋利刃口的各种工具，也可用作不受较大冲击的耐磨零件。 ⑵调质处理（淬火+高温回火）----（一般不调至处理） 淬火温度780~800℃，油冷至温热。 回火温度（640~680℃），炉冷或空冷。（回火后硬度183~207HBS） 4、9CrWMn (SKS3) 常见热处理 基本资料：9CrWMn钢是油淬硬化的低合金泠作模具钢（俗称油钢）。该钢具有?定的淬透性和耐磨性,淬?变形较?,碳化物分布均匀且颗粒细?。该钢的塑性、韧性较好,耐磨性?CrWMn钢低。 优点：硬度、强度较高；耐磨性较高；淬透性较高；机械性能好（尺寸稳定，变形小）。 缺点：韧性、塑性较差；有较明显的回火脆性现象；对过热较敏感；耐腐蚀性能较差。 ⑴淬火+低温回火 退火（预先热处理）:加热至750~800℃，，≤30℃/h控温冷却至550℃出炉空冷（约停留1~3h）。 （作用：改善或消除应力，防止工件变形、开裂。为最终热处理做准备） 淬火:先预热至550℃~650℃，再加热至800~850℃，保温，油冷至室温（硬度64~66HRC），组织为高碳片状马氏体。 回火:加热至150℃~200℃，保温2h，炉冷（硬度61~65HRC）。 硬度:HRC60℃以上
一、水封罐工作原理 150-D-406 150-D-408/409
150-D-406(改） 150-D-408/409 图1 水封罐方案改造方案及原方案 炼厂中烟气系统中的水封罐有两种操作状态：全开状态及水封状态。全开状态下，水封罐内无水封介质，烟气从进口流入水封罐后从出口流出，此时水封罐仅作为烟气的流通通道；水封状态下，水封介质进入水封罐内，由于水封罐的进出口存在一定的压差，水封介质在水封罐内形成一定高度差，依靠该高度差形成的静压差阻止烟气的流动，从而达到完全密封的效果。一般情况下，炼厂烟气系统装有能量回收装置，为提高烟气能量的回收效率，一般要求在全开状态下，烟气流经水封罐时的压降尽可能低；为安全考虑，要求水封罐在水封状态下能达到完全阻断烟气流动，且能承受来由烟气压力在一定范围内的波动。本说明将从水封原理及低压降特征两方面说明此次方案选型的原因。水封罐150-D-408/409与水封罐150-D-406均是常开的水封罐，正常情况下，该水封罐仅作为烟气的流通通道，因此该水封罐的流动阻力不能过大，否则从烟气轮机出来的烟气的压头将有相当一部分用来克服该水封罐的流动阻力，造成无谓的压头损失，这也是当前各设计院力推低压降水封罐的主要原因。水封状态下，向水封罐中注入的水会在烟气压力的作用下在内筒的内外形成一定的高度差，该高度差造成的静压差阻止了烟气的流动，达到密封的效果。 二、水封罐低压降原理 由流体力学可知，烟气在管道内以及水封罐内一般呈湍流流动，湍流内部存在 着各种尺度的涡，其中大的尺度的涡从流动中汲取能量并逐级传递到最小尺度的涡，
该尺度的涡中烟气流体分子之间相互摩擦，将传递到该尺度的机械能耗散成热能，宏观尺度上表现为烟气压头的下降。由于最小尺度的涡耗散的机械能是从最大尺度的涡传递而来的，因此降低最大尺度涡的强度对于降低最终的机械能耗散量也即降低烟气的压头损失有重要意义。 对于图1a所示的上进侧出形式的水封罐，传统结构的装置内部的流场如图2所示。 a 内部速度矢量分布 b 出口速度分布放大图 图2 传统结构水封罐内速度矢量分布 图2b可以看出，烟气从入口管道进入环隙时，烟气流动方向发生180°的变化，从而在出口边缘造成很大的回流区，造成明显的流动分离区。在该分离区，烟气在此整体做旋转运动，将其携带的一部分机械能耗散成热能，是烟气流经水封罐整体压降的重要组成部分。为降低水封罐压降，图1所示的本轮改造方案中，在出口位置增加了类似了带尾巴的水滴形状的导流装置，尽量降低流动分离区的大小（图1b），降低烟气因在回流区的流动而造成的烟气能量损失，计算结果显示，当导流尺寸选择合适时，水封罐的整体压降可降低40%以上。针对本项目，图2所示的方案可保证烟气压力降低在650Pa以下。
简述淬火钢回火时力学性能与回火温度之间的关系 ⑴ 硬度与回火温度之间的关系 中、低碳钢在250℃一下回火时，机械性能无明显变化。这是因为只有碳的偏聚，而无其他组织变化。高碳钢则不同，由于ε相共格析出，引起弥散强化，硬度略有升高。 250-400℃回火时，一方面由于马氏体分解、正方度减小以及碳化物转变和聚集长大，硬度趋于降低；另一方面，由于残余奥氏体转变为下贝氏体，硬度则有所升高。二者综合影响，使得中、低碳钢硬度下降，而高碳钢硬度升高。 回火温度在400℃以上升高时，产生α相的回复与再结晶及碳化物聚集并球化，均使硬度下降。 ⑵强度和塑性与回火温度的关系 高、中、低碳钢回火时，弹性极限随回火温度上升而增加，大约在350℃左右出现峰值。这与回火过程中碳的偏聚、ε碳化物的析出、α相中碳过饱和度下降以及渗碳体析出α相回复等组织结构变化相联系。 钢的塑性一般随回火温度的升高而加大。 ⑶冲击韧性与回火温度之间的关系 随着回火温度的升高，碳钢冲击值（αk）变化的总趋势是增加的。但是，高碳钢经扭转冲击试验，可测出250℃左右回火后冲击值下降的脆化现象。 ⑷断裂韧性与回火温度之间的关系 在400℃以下，随回火温度增高，断裂韧性和冲击韧性均降低。400℃以上回火时，断裂韧性增大。 解释碳钢回火脆性的定义、原因及消除或改善方法 在250-400℃和450-650℃区域存在着冲击韧显著下降的现象，这种脆化现象称为回火脆性。 ⑴其中在250-400℃范围内回火时出现的脆性称为第一类回火脆性，存在于一切钢种之中。此后若重新加热至第一类回火脆化温区，也不再出现脆性。故又称不可逆回火脆性。因其出现与低温回火温度范围，故又称低温回火脆性。发生第一类回火脆性的钢件，断口呈晶间断裂；无第一次回火脆性的钢件，呈穿晶断裂。 消除或改善的方法： ①以极快的速度加热和冷却以及高温形变热处理。