化工设备机械基础重点知识点
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1、 强度：固体材料在外力的抵抗产生塑性变形和断裂的特性。常用的强度指标有屈服点和抗拉强度等。
2、 屈服点：金属材料承受载荷作用。当载荷不再增加或缓慢增加时，金属材料仍继续发生明显的塑性变形。这种现象称为屈服。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σ（ ）表示
3、 抗拉强度（σ）：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
4、 工程上所用的金属材料，不仅希望具有高的σ值，而且还希望具有一定的屈强比（σ/σ）.屈强比越小，材料的塑性储备就越大，越不容易发生危险的脆性破坏，但是屈强比太小，材料的强度水平就不能充分发挥，反之，屈强比越大，材料的强度水平就越能得到充分发挥，但塑性储备越小，实际上，一般还是希望屈强比大一些。
5、 塑性：金属材料在断裂发生不可逆永久变形的能力。
塑性指标：金属在外力作用下产生塑性变形而不被破坏的能力。
常用的塑性指标有延伸率（δ）和断面收缩率（ψ）
6、 硬度：金属材料表面上不大的体积内抵抗其他更硬物体压入表面发生变形或破裂的能力。
7、 冲击韧性：衡量材料韧性的一个指标，是材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力，常以标准试样的冲击吸收功A表示
韧性高的材料，一般都有较高的苏醒指标，但塑性较高的材料，却不一定都有高的韧性。
8、 材料的性能包括力学性能、物理性能、化学性能、和加工工艺性能等
9、 弹性模量（E= ）、泊松比（μ=0.3）
10、耐腐蚀性：金属和合金对周围介质，如大气、水汽、各种电解液侵蚀的抵抗能力
11、金属和合金的加工工艺性能：在保证加工质量的前提下加工过程的难易程度
12、工程上一般将金属材料分为黑色金属和有色金属两大类。
13、铬：是合金钢主加元素之一，他不仅能提高金属耐腐蚀性能，也能提高抗氧化性能。铬能提高钢的淬透性，显著提高钢的强度、硬度、耐磨性，但它使钢的塑性和韧性降低。
14、钼：能提高钢的高温强度、硬度、细化晶粒，防止回火脆性，能抗氢腐蚀。
15、对低温用钢的基本要求：具有良好的韧性（包括低温韧性），良好的加工工艺性和可焊性。
16、腐蚀：金属与周围介质之间发生化学或电化学作用而引起的破坏
17、化学腐蚀：金属遇到干燥的气体或非电解质溶液而发生化学作用所引起的腐蚀
18、电化学腐蚀：金属与电解质溶液相接触产生电化学作用而引起的破坏
19、电化学腐蚀包括晶间腐蚀和应力腐蚀
20、晶间腐蚀：是一种局部的、选择性的腐蚀破坏。这种腐蚀破坏沿金属晶粒的边缘进行，腐蚀性介质深入金属的深处，腐蚀破坏了金属晶粒之间的结合力，使材料的强度的塑性几乎完全丧失，从表面上看不出一样，但内部已经瓦解。
21、应力腐蚀（腐蚀裂开）：金属在腐蚀性介质和拉应力的共同作用下产生的一种破坏形式
22、根据金属腐蚀破坏的形式，金属腐蚀可分为均匀腐蚀和非均匀腐蚀，而局部腐蚀又可分为区域腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、表面下腐蚀等。
23、均匀腐蚀：在腐蚀介质作用下，金属整个表面的腐蚀破坏，这是危险性较小的一种腐蚀，因为只要设备或零件具有一定厚度，其力学性能因腐蚀而引起的改变并不大。局部腐蚀只是在金属表面上个别地方腐蚀。
24、金属设备的防腐措施？
（1）衬覆保护层：①金属保护成②非金属保护层 （2）电化学保护：①阴极保护②阳极保护
（3）添加缓蚀剂
25、填表
牌号 种类 含碳量/﹪ 合金元素含量/﹪ 符号意义
Q235A.F 普通碳素结构钢 / / F：沸腾钢Q:屈服极限
Q235A 优质碳素结构钢 / / A：钢材质量等级A级
20g 锅炉专用钢 0.2 / g：锅炉用钢
16MnR 低合金钢 0.16 小于1.5﹪ R：容器用钢
16MnDR 低合金钢 0.16 小于1.5﹪ D：低温用钢
00Cr19Ni10 不锈钢 0.1以下 Ni:19﹪Ti大于10﹪
26压力容器是一种能够承受压力载荷的密闭容器。承受气态或液态介质压力的密闭容器都属于压力容器
27、压力容器的分类方法①按厚度分类：薄壁容器、后壁容器
②按承压方式分类：内压容器、外压容器
③按压力等级分类：低压容器、中压容器、高压容器、超高压容器
④按安全综合分类：一类容器、二类容器、三类容器
28、容器按压力等级的分类
容器分类 代号 设计压力范围/MPa
低压容器 L 0.1≤p＜1.6
中压容器 M 1.6≤p＜10
高压容器 H 10≤p＜100
超高压容器 U p≥100
29、容器：化工与石油化工生产所用各种设备外部壳体的总称
30、容器零部件标准化的基本参数有两个，即公称直径DN和公称压力PN
对由钢板卷制的筒体和成型封头，公称直径是指他们的内径
采用无缝钢管制作时，容器的公称直径是指无缝钢管的外径
对于法兰，公称直径是指与其相配的筒体或管子的公称直径
31、我国压力容器常用法规和标准有哪些？
（1）《特种设备安全监察条例》
（2）《压力容器安全技术监察规程》
（3）《钢制压力容器》：全称为GB150-1998《钢制压力容器》
（4）《钢制化工容器制造技术条件》
32、刚度：容器及其构件抵抗外力使其发生变形的能力
33、稳定性：容器或构件在外力作用下保持原有形状的能力
34薄壁容器：将容器的厚度与其最大截面圆的内径之比小于0.1，即δ/Di＜0.1，亦即K=D。/Di≤1.2的容器；反之为后壁容器
35、圆筒形容器上任意一点处的经向应力和环向应力
经向应力： 4PD 环向应力： 2PD
如果需要在圆筒上开设椭圆形孔的短轴平行于筒体的轴线，以尽量减少纵截面的削弱程度，从而使环向应力增加少一些
36、边缘应力的特点：局部性、自限性
37、在边缘区如何做局部处理？
①改变连接边缘结构
②边缘应力去局部加强
③保证边缘区内焊缝的质量
④降低边缘区的残余应力
⑤避免边缘区附加局部应力或应力集中
38、P90、91 公式
39、设计参数的确定
①工作压力：指正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力
②设计压力：指设定的容器顶部的最高压力，它与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力
③计算压力：指在相应设计温度下，用以确定壳体各部位厚度的压力，其中包括液柱静压力。
④设计温度：容器在正常工作情况下，设定的元件的金属温度。设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件
⑤安全系数：是一个不断发展变化的系数。按照科学技术发展的总趋势，安全系数将逐渐变小
⑥焊接接头系数：设计所需要的焊接接头系数的大小主要取决于焊接接头的型式和无损检测的长度比率
焊接接头结构 焊接接头系数φ
100﹪无损检测 局部无损检测
双面焊的对接接头和相当于双面焊的全焊透的对接接头 1.0 0.85
单面焊的对接接头 0.90 0.80
⑦厚度附加量：容器的厚度附加量包括钢板或钢管厚度的负偏差C₁和介质的腐蚀裕量C₂ C=C₁+C₂
腐蚀裕量C₂：为防止容器元件由于腐蚀、机械磨损而导致厚度减薄削弱，对与工作介质接触的筒体、封头、人（手）孔及内部构件等，应考虑腐蚀裕量
40、厚度：计算厚度（δ）、设计厚度（ ）、名义厚度（ ）、有效厚度（ ）
41、最小厚度：在容器设计中，对于计算压力很低的容器，按强度计算公式计算出的厚度很小，不能满足制造，运输、和安装时刚度的要求
对碳素钢和低合金钢制容器，取δmin≥3mm；对于高合金钢制容器，取δmin≥2mm
42、容器制成以后，必须做压力试验或增加气密性实验，其目的在于检验容器的宏观强度和有无渗漏现象，即考察容器的密封性，以确保设备的安全运行
43、p100 公式
44、介质的毒性程度为极度或高度危害的容器，在液压试验合格后，方可进行气密性试验。
气密性试验压力为压力容器的设计压力。
45、P104、105 公式 P119
46、外压容器：壳体外部压力大于壳体内部压力的容器
47、弹性失稳：在外压作用下，突然发生的筒体失去原形，即突然失去原来的稳定性的现象
保证壳体的稳定性是外压容器能够正常操作的必要条件
48、侧向失稳：容器由于手均匀侧向外压引起的失稳
侧向失稳是壳体断面由原来的原形被压瘪而呈现波形，长圆筒曲波数为2；短圆筒曲波数为大于2
49轴向失稳：如果一个薄壁圆筒承受轴向外压，当载荷达到某一数值时，圆筒也能失去稳定性
50、局部失稳：容器在支座或其他支撑处以及在安装运输中由于过大的局部外压引起的局部失稳
51、筒体的临界压力：导致通体失稳的压力
52、长圆筒：这种长圆筒的L/D。值较大，两端的边界影响可以忽略，临界压力Pcr仅与δe/D。有关，而与L/D。无关（L为圆筒的计算长度）。长圆筒失稳时的波形数n=2
短圆筒：这种圆筒两端的边界影响显著，不容忽略，临界压力Pcr不仅与δe/D。有关，而且与L/D。也有关。短圆筒失稳时的波形数n为大于2的整数
53、P129 公式
54、临界长度的作用？
临界长度Lcr和Lcr＇作为长圆筒、短圆筒和短圆筒、刚性圆筒的区分界限
55、适宜的方法是在外压圆筒的外部和内部装几个加强圈，以缩短圆筒的计算长度，增加圆筒的刚性
56、法兰密封结构由一对法兰（被联接件）、一个垫片（密封元件）、数个螺栓螺母（联接件）组成
57、法兰密封原理？
把法兰螺栓的螺母拧紧，螺栓力通过法兰压紧面作用在垫片上，当垫片单位面积上所受的压紧力达到某一值时，垫片本身被压实，压紧面上由机械加工形成的微隙被填满，这就为阻止介质泄漏形成了初始密封条件。形成初始密封条件时在垫片单位面积上受到的压紧力，称为预紧密封比压
58、影响法兰密封的因素？
（1）螺栓预紧力
（2）压紧面（密封面）
①平面型压紧面→适合常压、低压
②凹凸形压紧面→适合中压
③榫槽型压紧面→适合高压
④锥形压紧面→适合超高压
⑤梯形槽压紧面→超高压
