化工設(shè)備基礎(chǔ)培訓(xùn)教材

1、課程內(nèi)容: 第一篇 工程力學(xué)基礎(chǔ)（14學(xué)時(shí)） 第二篇 化工設(shè)備材料（2學(xué)時(shí)）第三篇 化工容器設(shè)計(jì)（14學(xué)時(shí)）第四扁典型化工設(shè)備簡介（2學(xué)時(shí)）第2篇化工設(shè)備材料材料基礎(chǔ)知識（第7章）廠鈿材基本知識1-材料的性能-化工設(shè)備材料及其選擇（第8章）廠碳鋼低合金鋼及化工設(shè)備用特種鋼 看色金雇材料L-菲金屬林L化工設(shè)備的腐蝕及防護(hù)措施（第9章）腐蝕第7章材料基礎(chǔ)知識7.1金屬材料的主要性能(1) 力學(xué)性能a.機(jī)械強(qiáng)度：屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、蠕變極限、疲勞極限。b.塑性:斷裂前發(fā)生不可逆永舊變形的能力。指標(biāo)：伸長率、斷面收縮率。C.韌性：對缺口或裂紋的敏感程度的反映。 指標(biāo)：沖擊吸收功。d.硬度:抵抗其他物體

2、壓入的能力。布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度。(2) 耐腐蝕性能使用工藝條件下抵抗腐蝕性介質(zhì)侵蝕的能力。 腐蝕裕量(3) 加工工藝性能加工的難易程度。加工性能_般包括: 焊接性能、 鑄造性能、 壓力加工性能、 機(jī)械加工性能、 熱處理性能等。7.2金屬材料的分類(1)黑色金屬主要有：Fe、Mn、Cr等C0.0218%C0. 60%合金元素總量在10%以下。 合金元素總量大于1 0%0(2)根據(jù)品質(zhì)分有害雜質(zhì)S和P的含量。普通鋼=優(yōu)質(zhì)鋼： 高級優(yōu)質(zhì)鋼: 特級優(yōu)質(zhì)鋼:SWO. 050%,SW0. 035%,SW0. 025%,SW0. 015%.PW0. 045%oPW0. 035%oPW0. 025%

3、oPW0. 025%o（3）根據(jù)冶煉方法IS2 ISZ 爐爐爐平轉(zhuǎn)電虧程鋼氧鋼誰鋼 脫靜鎮(zhèn)騰 按鎮(zhèn)半沸 匚 壓力容器用鋼(4)根據(jù)用途分-建筑用鋼結(jié)構(gòu)鋼專門用鋼(如壓力容器專用鋼) 工具鋼L機(jī)械零件用鋼特殊性能鋼GB/T 13304鋼分類7. 4鋼材的熱處理將鋼材加熱、保溫和冷卻的過程，或通過其表面滲入某 些合金元素，改變鋼材部分或全部內(nèi)部組織形態(tài)，以獲 得預(yù)期的力學(xué)性能和加工性能。常用的熱處理方法:火火火火瓠退正淬回化 (1) 退火方法：退火是把鋼件放在爐中加熱至一定溫度，根據(jù)零件形狀尺寸在該溫度保溫一定時(shí)間后.然后隨爐以空臓鏗卻下來以得到接近平衡狀態(tài)組織作用(目的)：退火處理后能達(dá)到消除內(nèi)

4、應(yīng)力、強(qiáng)度 和硬度下降而塑性、韌性提高的目的。工藝。(2) 正火方法：將鋼件加熱到一定溫度，經(jīng)適當(dāng)保溫后在空氣 中冷卻的一種熱處理工藝。翳薯豔翳蠶蠡嚴(yán) 鑑黑豔鑑黠號作用(目的)：具有減少鋼件內(nèi)應(yīng)力、均勻組織和細(xì)化晶粒，為最終熱處理做好組織準(zhǔn)備等作用。另外， 對于低碳鋼也可以作為最終熱處理.因?yàn)檎鹗蛊渚?粒細(xì)化，并使碳化物分布更均勻.以獲得優(yōu)良的綜合 性能。(3) 淬火與回火方法：所謂淬火，就是把鋼件加熱到臨界溫度以上， 使鋼的組織成為單一的奧氏體，然后保溫一定的時(shí)間 后用油或水急速冷卻的熱處理工藝。主要目的：是獲得馬氏體。淬火的特點(diǎn)：急速冷卻，處理后的材料硬度高、脆性 大、塑性和韌性差。由于

5、馬氏體是一種不穩(wěn)定的組織，因此，淬火后一定 要進(jìn)行回火。所謂回火就是將經(jīng)過淬火后的鋼件重新加熱到某一溫 度，以使其轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的組織，提高鋼的綜合力學(xué) 性能。分類：在回火過程中回火溫度是決定回火后鋼件機(jī) 械能的主要因素。因此.常按回火溫度的不同分為低 溫回火、中溫回火、高溫回火三種熱處理工藝。低溫回火：內(nèi)應(yīng)力和脆性降低，保持高強(qiáng)度和高耐磨 性。中溫回火：具有一定韌性和較高的屈服強(qiáng)度。E1高溫回火：具有適當(dāng)強(qiáng)度和足夠的塑性和韌性，綜合 力學(xué)性能好。調(diào)質(zhì)處理：淬火+回火。(4) 化學(xué)熱處理方法:將鋼件置入特殊介質(zhì)中加熱和保溫，使特殊介 質(zhì)中的一種或幾種元素滲入鋼件表面，改變其成分和 組織，從而改變

6、鋼件表面性能的熱處理工藝。主要目的：它可以提高鋼件的耐蝕性、耐磨性、抗氧化性、耐熱性和抗疲勞性。分類：化學(xué)熱處理按照滲入的元素不同可分為滲碳、 共滲等多種表面處理方法。滲氮、碳氮共滲以及滲鋁、滲箔、滲硼、滲硫和多元7. 5鋼鐵牌號及表示方法牌號表示原則：GB/T 221-2008鋼鐵產(chǎn)品牌號表示方法7. 5. 1牌號表示法(1) 碳素結(jié)構(gòu)鋼合低合金結(jié)構(gòu)鋼丄用途，如R, DR例：Q235AFD、E脫氧方式：Fv b、 質(zhì)量等級，A、B、 k Q+強(qiáng)度值(2) 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素彈簧鋼用途、特性或工藝方法喩氧方式冶金質(zhì)量，A為高級，E為特級-Mn含量高時(shí)加Mn-2位數(shù)字表示C的萬分含量例：0

7、8F 50A 65Mn(3) 合金結(jié)構(gòu)鋼匚用途、特性或工藝方法-冶金質(zhì)量f合金元素與含量()f 2位數(shù)字，C的平均萬分含量例：06Cr19Ni10 022Cr18Ti7. 5. 2鑄鐵、鑄鋼牌號表示法(1) 灰鑄鐵(HT)HT “抗拉強(qiáng)度”-“抗彎強(qiáng)度” 例：HT200-400(2) 球墨鑄鐵(QT)QT “抗拉強(qiáng)度”-“延伸率”例：QT400-15(3)鑄鋼(ZG)表示法與碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼相同例：ZG20Cr13第8章化工設(shè)備材料及其選擇.1碳鋼普通碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼.高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼(1)普通碳素鋼rJGB/T 700-2006碳素結(jié)構(gòu)鋼SW0.055九 P W0.045% 化工脊逼與設(shè)

8、董史:承壓佯應(yīng)用最多的是=Q235-B和Q235-C 非承壓件應(yīng)用最多的是：Q235-A(2) 優(yōu)質(zhì)碳素鋼s、p均小于等于a 04%化工容器與設(shè)備中常用的有=10、15、20(3) 高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼S、P均不高于0.03%。在優(yōu)質(zhì)碳素鋼后加A。如：20A 2低合金鋼及化工設(shè)備用特種鋼.2.1合金元素對鋼性能的影響鉛=耐蝕、抗氧化、提高淬透性、提高強(qiáng)度硬度和 耐磨性，降低塑性和韌性。猛：提高強(qiáng)度和低溫沖擊韌性。鎳：提高淬透性，提高強(qiáng)度，同時(shí)保持良好塑性和 韌性，提高耐蝕性和低溫沖擊韌性，高熱強(qiáng)性能。 不銹鋼和耐熱鋼。*其它合金元素對鋼性能影響參見教材P171 o8. 2. 2低合金鋼又稱低合金高強(qiáng)

9、度鋼: 碳素鋼+少量Si、Mn、Cuv Ti、V、Nb等。常見=板材、管材、棒材、型材等。用途：遠(yuǎn)洋輪船、大跨度橋梁、高壓鍋爐、大型容 器、汽車、礦山機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等。如：Q345R、15MnTi v 14Cr1MoR等。8. 2. 3鍋爐和壓力容器用鋼板標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 713-2008鍋爐和壓力容器用鋼板如:14Cr1MoRv Q245R、Q345R、13MnNiMoR等。推薦使用：按標(biāo)準(zhǔn)：GB 150-2011壓力容器普通低碳鋼：Q235-B ； Q235-C ；優(yōu)質(zhì)低碳鋼：Q245R；低合金高強(qiáng)度鋼：Q345RV 12Cr2Mo1Rx 18MnMoNbR等8. 2. 4不銹耐酸鋼不銹鋼和

10、耐酸鋼的總稱。不銹鋼：耐大氣腐蝕的鋼：耐酸鋼:能抵抗酸和其他強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)腐蝕的鋼O 耐酸鋼具有不銹的性能。(1)鉛不銹鋼實(shí)際用不銹鋼，含量在13%以上。如：12Cr13v 06Cr13, Cr17Ti等。(2)鉛鎳不銹鋼典型鋼號：06Cr19Ni10 (18-8),實(shí)際用不銹鋼，含量在13%以上。 如：12Cr13v 06Cr13, Cr17Ti等。8. 2. 5耐熱鋼和低溫用鋼(1) 耐熱鋼 高溫設(shè)備用鋼的要求： 化學(xué)穩(wěn)定性抗氧化。熱強(qiáng)性抗蠕變。加入合金元素：Cr、Mo、V、Ti、Ni等。(2) 低溫用鋼低溫用鋼的要求：抗低溫冷脆(低溫脆斷)。加入元素：Mn、Al、Ti、Nb、Cu、V、N等

11、。8. 3有色金屬材料化工設(shè)備常用有色金屬:Cu Al、Pbv Ni、Ti等。(1)銅：純銅、銅合金(黃銅、青銅)黃銅：添加鋅為主。青銅：添加錫、鋁、披等 青銅特點(diǎn)：強(qiáng)度、硬度、鑄造性、耐蝕性都較高。青銅：常用來鑄造耐蝕和耐磨零件，如泵殼、 閥門、齒輪、軸瓦、蝸輪等零件。(2)鋁：純鋁、鋁合金純鋁：易于鑄造，易于切削，也易于進(jìn)行壓力 加工，在大氣、淡水和一些介質(zhì)中具有良好的 耐蝕性等。常用鋁合金:Al-Si、Al-Mg、Al-Cuo具有優(yōu) 良的鑄造性能，可以焊接，有良好的耐蝕性。 如：管件、泵、閥門、汽缸、活塞等。(3) 鉛及其合金鉛屬于重金屬.不宜單獨(dú)作為設(shè)備材料，只適合做 設(shè)備襯里。鉛與紡

12、的合金稱為硬鉛，它的硬度、強(qiáng) 度都比純鉛高，在硫酸中的穩(wěn)定性也比純鉛好。鉛和硬鉛在硫酸、化纖、農(nóng)藥、電器設(shè)備中作為耐 酸、耐蝕和防護(hù)材料.在工業(yè)上還可用作x射線和丫射線的防護(hù)材料、配制 低熔點(diǎn)合金、竊痿合金等。錨胡蠱有毒鉛及其合金不允許用于食品工(4) 鎳及鎳合金主要用于化學(xué)和石油工業(yè)、制鹽工業(yè)和海洋開發(fā)工程 中，制造各種換熱設(shè)備、鍋爐給水換熱器、石油和化 工用管線、容器、塔、槽、發(fā)應(yīng)釜、彈性部件以及泵、閥、軸等。(5) 鈦及鈦合金主要用于強(qiáng)腐蝕環(huán)境的換熱設(shè)備、反應(yīng)釜、分離設(shè) 備、泵、閥、管道、管件、電解槽等。8. 4非金屬材料(1) 無機(jī)非金屬材料 化工陶瓷 化工搪瓷-輝綠巖鑄石 玻璃L搪玻璃。(2) 有機(jī)非金屬材料-工程塑料 涂料L不透性石墨。第9章化工設(shè)備的腐蝕及防腐措施9.1金屬的腐蝕(1) 金屬腐蝕的評定方法：根據(jù)質(zhì)量變化評定金屬的腐蝕 根據(jù)腐蝕深度評定金屬的腐蝕(2) 金屬腐蝕的種類： 化學(xué)腐蝕：化學(xué)作用。 電化學(xué)腐蝕：電化學(xué)作用。(3) 晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕：晶間腐蝕：局部、選擇性腐蝕破壞。 應(yīng)力腐蝕：腐蝕+拉應(yīng)力9開裂。9.2金屬設(shè)備的防腐措