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。
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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

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1.2.2 物理性能
——密度，熔点，线膨胀系数，导热系数，比热容，电阻率， 磁导率，弹性模量，泊桑比等。
化工设备设计与制造主要考虑的物理性能：
Fk 断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%。
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（3）冷弯性能---是钢材塑性指标和冶 金质量的综合指标。
室温下对试板以一定的内半径（R=0.5～ 3板厚）进行弯曲，是否出现裂纹或起层。在试 样被弯曲受拉伸面出现第一条裂纹前,金属材料 的变形越大,塑性越好
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常用硬度指标：
布氏硬度（HBS); 洛氏硬度（HRA、HRB、HRC); 维氏硬度（HV)等。
硬度和强度间有一定关系：
如：低碳钢sb≈36HBS;
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4. 冲击韧性及指标（Ak）
材料在外加动载荷作用下的一种吸收机械能，迅 速塑性变形，抵抗断裂的能力。
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冲击韧性值的试验确定
摆锤冲断试样所失去的位能为冲击功（试件 所吸收的功）： Ak =G(H1-H2) 焦耳
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学时：４８学时 期末成绩：平时1０％，期中３０％，期
末６０％。
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第一篇 化工设备材料
第一章 化工设备材料及其选择
1.1 概述 1）.化工设备的使用环境： 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。
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1.2 金属材料的性能
！吸收功的高低取决于 ——材料能否迅速塑性变形的能
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冲击韧性: σK=AK/F(J/cm2)
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材料的冲击韧性高，其塑性也高；反之， 材料塑性高，其冲击韧性不一定高。

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
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2.压力容器设计
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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
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1.概述
1.2 压力容器的特点
应用的广泛性
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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。

D
2240 2500
B
9000 10000
E
称长度，它主
2800 Z
C
要用于带传动 630 的几何尺寸计 710
800
算，其长度系
A
3150 3550
11200 12500 14000 D
列见表3－2。
16000
•14
2、带传动的特点：
1、由于带具有弹性与挠性，故可缓和冲击与振动，运转 平稳，噪音小。
❖ 掌握一种最简单的带传动的设计，包括选取型 号及根数，带轮中心距，带长、大小带轮直径等。
•8
第一节 概述
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（一）带传动的工作过程：
带传动是由主动轮1、从动轮2和张紧在两轮上的环形 传动带3所组成（图3－2）。由于张紧，静止时带已受 到预拉力，并使带与带轮的接触面间产生压力。当主动 轮回转时靠带与带轮接触面间的摩擦力带动从动轮回转。 观看带传动动画
带与带轮接触面间的极限摩擦力时，带就会沿着轮
面发生全面滑动，这种现象称为打滑。打滑将使传
动失效。 •21
注：
弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。 打滑是由过载引起的带在带轮上的全面滑动， 造成传动失效，应当避免。 弹性滑动是由带的拉力差引起的，只要传递圆 周力，必然会发生弹性滑动，它是不可避免的。
再由式（3－15）计算实际中心距，得：
•42
(6)小带轮包角a1
由式（3－16）得：
•18
传送带主、从动边的拉力差（F1－F2）称为有效 拉力。有效拉力就是传动带所传递的有效圆周力 Fe。它等于带轮作用在带上的总摩擦力Ff，即：
F1－F2＝Fe=Ff ----------（3-4）
带传动所能传递的功率P为： kW ----------（3-5）