第一章壓力容器

1、化工容器與設(shè)備化工容器與設(shè)備主講人：劉海燕班級：10應(yīng)化1、2、3概概 述述學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解化工容器與設(shè)備的基本知識了解化工容器與設(shè)備的基本知識2.掌握化工容器的基本結(jié)構(gòu)和分類掌握化工容器的基本結(jié)構(gòu)和分類3.了解化工設(shè)備選用的標(biāo)準(zhǔn)了解化工設(shè)備選用的標(biāo)準(zhǔn)化工設(shè)備的基本知識化工設(shè)備的基本知識一、概念一、概念任何一種石油、化工產(chǎn)品，都是人們利用一定的任何一種石油、化工產(chǎn)品，都是人們利用一定的生產(chǎn)技術(shù)和按照特定的工藝要求，將原料經(jīng)過一生產(chǎn)技術(shù)和按照特定的工藝要求，將原料經(jīng)過一系列物理或化學(xué)加工處理后得到的。這一系列加系列物理或化學(xué)加工處理后得到的。這一系列加工處理的步驟稱為工處理的步驟稱為化工

2、生產(chǎn)過程化工生產(chǎn)過程?；ぴO(shè)備的基本知識化工設(shè)備的基本知識化工生產(chǎn)過程不僅取決于化學(xué)工藝過程，而且與化工機(jī)械化工生產(chǎn)過程不僅取決于化學(xué)工藝過程，而且與化工機(jī)械裝備密切相關(guān)?；C(jī)械通常分為化工設(shè)備和化工機(jī)器兩裝備密切相關(guān)?；C(jī)械通常分為化工設(shè)備和化工機(jī)器兩大類，化工設(shè)備指靜止設(shè)備，如各種容器（反應(yīng)容器、儲大類，化工設(shè)備指靜止設(shè)備，如各種容器（反應(yīng)容器、儲存容器、分離容器等）、塔器、換熱器等；化工機(jī)器指動存容器、分離容器等）、塔器、換熱器等；化工機(jī)器指動設(shè)備，如各種壓縮機(jī)、泵等。本書主要介紹化工設(shè)備。設(shè)備，如各種壓縮機(jī)、泵等。本書主要介紹化工設(shè)備?；ぴO(shè)備的基本知識化工設(shè)備的基本知識實現(xiàn)某種化

3、工生產(chǎn)過程，就需要有相應(yīng)的機(jī)器實現(xiàn)某種化工生產(chǎn)過程，就需要有相應(yīng)的機(jī)器和設(shè)備。如：對物料進(jìn)行混合、分離、加熱和和設(shè)備。如：對物料進(jìn)行混合、分離、加熱和化學(xué)反應(yīng)等操作，就需要有混合攪拌設(shè)備、分化學(xué)反應(yīng)等操作，就需要有混合攪拌設(shè)備、分離設(shè)備、離設(shè)備、傳熱傳熱和和反應(yīng)設(shè)備反應(yīng)設(shè)備；化工設(shè)備的基本知識化工設(shè)備的基本知識對流體進(jìn)行輸送，就需要有管道、閥門對流體進(jìn)行輸送，就需要有管道、閥門和和儲存設(shè)備儲存設(shè)備等。等。 化工機(jī)器及設(shè)備是實現(xiàn)化工生產(chǎn)的重要化工機(jī)器及設(shè)備是實現(xiàn)化工生產(chǎn)的重要工具，沒有相應(yīng)的機(jī)器和設(shè)備，任何化工具，沒有相應(yīng)的機(jī)器和設(shè)備，任何化工生產(chǎn)過程都將無法實現(xiàn)。工生產(chǎn)過程都將無法實現(xiàn)。化工設(shè)

4、備的特點化工設(shè)備的特點 功能原理多樣化功能原理多樣化 外殼多為壓力容器外殼多為壓力容器 化工化工機(jī)械機(jī)械電氣一體化電氣一體化 設(shè)備結(jié)構(gòu)大型化設(shè)備結(jié)構(gòu)大型化化工設(shè)備的應(yīng)用化工設(shè)備的應(yīng)用化工設(shè)備不僅用于化工和煉油生產(chǎn)中，而化工設(shè)備不僅用于化工和煉油生產(chǎn)中，而且在輕工、醫(yī)藥、食品、冶金、能源、交且在輕工、醫(yī)藥、食品、冶金、能源、交通等工業(yè)部門也有著廣泛的應(yīng)用。通等工業(yè)部門也有著廣泛的應(yīng)用。 化工生產(chǎn)對化工設(shè)備的基本要求化工生產(chǎn)對化工設(shè)備的基本要求一、化工生產(chǎn)的特點一、化工生產(chǎn)的特點 1、生產(chǎn)的連續(xù)性強(qiáng)、生產(chǎn)的連續(xù)性強(qiáng) 為了提高生產(chǎn)效率，節(jié)約成本，化工為了提高生產(chǎn)效率，節(jié)約成本，化工生產(chǎn)過程一般采用連

5、續(xù)的工藝流程。生產(chǎn)過程一般采用連續(xù)的工藝流程。 2、生產(chǎn)條件的苛刻性、生產(chǎn)條件的苛刻性 化工生產(chǎn)的特點：高溫、高壓、易燃、化工生產(chǎn)的特點：高溫、高壓、易燃、易爆、劇毒、強(qiáng)腐蝕性等。易爆、劇毒、強(qiáng)腐蝕性等。化工生產(chǎn)對化工設(shè)備的基本要求化工生產(chǎn)對化工設(shè)備的基本要求 3、生產(chǎn)原理的多樣性、生產(chǎn)原理的多樣性 4、生產(chǎn)技術(shù)含量高、生產(chǎn)技術(shù)含量高 專業(yè)復(fù)合化、機(jī)電一體化的發(fā)展勢態(tài)。專業(yè)復(fù)合化、機(jī)電一體化的發(fā)展勢態(tài)?；どa(chǎn)對化工設(shè)備的基本要求化工生產(chǎn)對化工設(shè)備的基本要求二、化工生產(chǎn)對化工設(shè)備的基本要求簡二、化工生產(chǎn)對化工設(shè)備的基本要求簡單地說：單地說：既安全又經(jīng)濟(jì)既安全又經(jīng)濟(jì)（一）安全性能要求（一）安全性

6、能要求 足夠的強(qiáng)度足夠的強(qiáng)度抵抗破壞能力抵抗破壞能力 良好的韌性良好的韌性斷裂前吸收變形能量斷裂前吸收變形能量的能力的能力化工生產(chǎn)對化工設(shè)備的基本要求化工生產(chǎn)對化工設(shè)備的基本要求 足夠的剛度和抗失穩(wěn)能力足夠的剛度和抗失穩(wěn)能力抵抗抵抗變形能力和保持原有平衡狀態(tài)的能力變形能力和保持原有平衡狀態(tài)的能力 良好的抗腐蝕性良好的抗腐蝕性金屬與周圍介金屬與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而引起的破壞質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而引起的破壞 可靠的密封性可靠的密封性防止介質(zhì)泄漏的防止介質(zhì)泄漏的能力。能力。化工生產(chǎn)對化工設(shè)備的基本要求化工生產(chǎn)對化工設(shè)備的基本要求（二）工藝性能要求二）工藝性能要求 工藝指標(biāo)：如儲罐的儲存量

7、、換熱器的傳熱量、工藝指標(biāo)：如儲罐的儲存量、換熱器的傳熱量、反應(yīng)器的反應(yīng)速率、塔設(shè)備的傳質(zhì)效率等。反應(yīng)器的反應(yīng)速率、塔設(shè)備的傳質(zhì)效率等。 生產(chǎn)效率高、消耗低生產(chǎn)效率高、消耗低 化工設(shè)備的生產(chǎn)效率用化工設(shè)備的生產(chǎn)效率用單位時間內(nèi)單位體積（或面積）所完成的生產(chǎn)任單位時間內(nèi)單位體積（或面積）所完成的生產(chǎn)任務(wù)來衡量。消耗是指生產(chǎn)單位質(zhì)量或體積產(chǎn)品所務(wù)來衡量。消耗是指生產(chǎn)單位質(zhì)量或體積產(chǎn)品所需要的資源（如原料、燃料、電能等）。需要的資源（如原料、燃料、電能等）?；どa(chǎn)對化工設(shè)備的基本要求化工生產(chǎn)對化工設(shè)備的基本要求（三）使用性能要求三）使用性能要求 結(jié)構(gòu)合理、制造簡單結(jié)構(gòu)合理、制造簡單 運(yùn)輸與安裝方便

8、運(yùn)輸與安裝方便 操作、控制、維護(hù)簡便操作、控制、維護(hù)簡便化工生產(chǎn)對化工設(shè)備的基本要求化工生產(chǎn)對化工設(shè)備的基本要求（四）經(jīng)濟(jì)性能要求四）經(jīng)濟(jì)性能要求 在滿足安全性、工藝性、使用性的前提下，應(yīng)在滿足安全性、工藝性、使用性的前提下，應(yīng) 盡量盡量減少化工設(shè)備的基建投資和日常維護(hù)、操作費(fèi)用，并使設(shè)減少化工設(shè)備的基建投資和日常維護(hù)、操作費(fèi)用，并使設(shè)備在使用期內(nèi)安全運(yùn)行，以獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。備在使用期內(nèi)安全運(yùn)行，以獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。（五）環(huán)境保護(hù)要求（五）環(huán)境保護(hù)要求壓力容器的概念壓力容器的概念化工容器：化工生產(chǎn)所用化工設(shè)備外部殼體的總化工容器：化工生產(chǎn)所用化工設(shè)備外部殼體的總稱。稱。容器內(nèi)許多化學(xué)反應(yīng)

9、需在加壓的條件下進(jìn)行，由容器內(nèi)許多化學(xué)反應(yīng)需在加壓的條件下進(jìn)行，由于化工容器幾乎都承受壓力載荷，故通常直接成于化工容器幾乎都承受壓力載荷，故通常直接成為為壓力容器壓力容器。即為。即為一個能承受壓力載荷且容積達(dá)一個能承受壓力載荷且容積達(dá)到一定數(shù)值的密閉殼體到一定數(shù)值的密閉殼體。如所有過程裝備的殼體、航天器與潛艇的殼如所有過程裝備的殼體、航天器與潛艇的殼體體; 水壓機(jī)的液壓缸；壓縮機(jī)的儲罐；發(fā)酵水壓機(jī)的液壓缸；壓縮機(jī)的儲罐；發(fā)酵罐；鍋爐，核電站核容器；液化石油氣罐等罐；鍋爐，核電站核容器；液化石油氣罐等化工容器結(jié)構(gòu)與分類化工容器結(jié)構(gòu)與分類n 一、化工容器的基本結(jié)構(gòu)化工容器的基本結(jié)構(gòu)化工容器的基本結(jié)

10、構(gòu)化工容器一般由化工容器一般由筒體、封頭、支座筒體、封頭、支座（基本件）、（基本件）、接管、法接管、法蘭蘭（對外連接件）、（對外連接件）、人孔、手孔、液面計人孔、手孔、液面計（安全附件）以（安全附件）以及一些內(nèi)構(gòu)件等零部件組成。及一些內(nèi)構(gòu)件等零部件組成。1筒體、封頭筒體、封頭：就如同房子四周的墻，它是構(gòu)成容器空：就如同房子四周的墻，它是構(gòu)成容器空間的主要部件（屬主要受壓元件）。殼體按形狀的不同，間的主要部件（屬主要受壓元件）。殼體按形狀的不同，可以分為圓筒殼體、圓錐殼體、球殼體、橢圓殼體、矩形可以分為圓筒殼體、圓錐殼體、球殼體、橢圓殼體、矩形殼體等等。而封頭有橢圓形封頭、半球形封頭、碟形封頭、

11、殼體等等。而封頭有橢圓形封頭、半球形封頭、碟形封頭、錐形封頭及平板封頭等。錐形封頭及平板封頭等。2接管接管：是介質(zhì)進(jìn)出容器的通道。：是介質(zhì)進(jìn)出容器的通道?；と萜鞯幕窘Y(jié)構(gòu)化工容器的基本結(jié)構(gòu)3法蘭法蘭：是容器及接管的可拆連接裝置，分為設(shè)備法蘭：是容器及接管的可拆連接裝置，分為設(shè)備法蘭和管法蘭（屬主要受壓元件）。和管法蘭（屬主要受壓元件）。4支座支座：是用于支承容器的部件。：是用于支承容器的部件。5人孔、手孔人孔、手孔：是為便于制造、檢驗和維護(hù)管理而設(shè)置：是為便于制造、檢驗和維護(hù)管理而設(shè)置的部件（屬主要受壓元件）。的部件（屬主要受壓元件）。6液面計液面計：用于觀察或監(jiān)控液位的部件（屬安全附件，：

12、用于觀察或監(jiān)控液位的部件（屬安全附件，此外還有安全閥、壓力表等）。此外還有安全閥、壓力表等）。壓力容器的分類壓力容器的分類（一）按承壓性質(zhì)（壓力等級）分（一）按承壓性質(zhì)（壓力等級）分按承壓方式分類，化工容器可分為內(nèi)壓容器（按承壓方式分類，化工容器可分為內(nèi)壓容器（ ） 外壓容器（外壓容器（ ）；）；內(nèi)壓容器又可按設(shè)計壓力大小分為四個壓力等級內(nèi)壓容器又可按設(shè)計壓力大小分為四個壓力等級常壓容器常壓容器 p 0.1MPa ；低壓容器低壓容器 （代號（代號 L） 0.1MPa p 1.6MPa；中壓容器（代號中壓容器（代號M） 1.6 MPa p 10 MPa；高壓容器高壓容器 （代號（代號H） 10

13、MPa p 100 MPa；超高壓容器超高壓容器 （代號（代號U） p 100 MPa。pp外內(nèi)pp外內(nèi)壓力容器的分類壓力容器的分類（二）按工藝過程中的作用不同分（二）按工藝過程中的作用不同分 反應(yīng)容器（代號反應(yīng)容器（代號R）主要是用于完成介質(zhì)的物理、化）主要是用于完成介質(zhì)的物理、化學(xué)反應(yīng)的容器。如反應(yīng)器、反應(yīng)釜、聚合釜、合成塔、蒸學(xué)反應(yīng)的容器。如反應(yīng)器、反應(yīng)釜、聚合釜、合成塔、蒸壓釜、煤氣發(fā)生爐等。壓釜、煤氣發(fā)生爐等。 換熱容器（代號換熱容器（代號E）主要是用于完成介質(zhì)熱量交換的）主要是用于完成介質(zhì)熱量交換的容器。如管殼式余熱鍋爐、熱交換器、冷卻器、冷凝器、容器。如管殼式余熱鍋爐、熱交換器、

14、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器、加熱器等。蒸發(fā)器、加熱器等。 分離容器（代號分離容器（代號S）主要是用于完成介質(zhì)流體壓力平）主要是用于完成介質(zhì)流體壓力平衡緩沖和氣體凈化分離的容器。如分離器。過濾器、蒸發(fā)衡緩沖和氣體凈化分離的容器。如分離器。過濾器、蒸發(fā)器、集油器、緩沖器、干燥塔等。器、集油器、緩沖器、干燥塔等。 儲存容器（代號儲存容器（代號C，其中球罐代號，其中球罐代號B）主要是用于儲）主要是用于儲存、盛裝氣體、液體、液化氣體等介質(zhì)的容器。如液氨儲存、盛裝氣體、液體、液化氣體等介質(zhì)的容器。如液氨儲罐、液化石油氣儲罐等。罐、液化石油氣儲罐等。壓力容器的分類壓力容器的分類（三）按相對壁厚分（三）按相對壁厚

15、分 按容器的壁厚可分為薄壁容器和厚壁容器，按容器的壁厚可分為薄壁容器和厚壁容器， 稱為薄壁容器稱為薄壁容器 稱厚壁容器。稱厚壁容器。 (Do外徑外徑 ， Di內(nèi)徑）內(nèi)徑） （四）按支承形式分（四）按支承形式分 當(dāng)容器采用立式支座支承時叫立式容器，用臥式支座支當(dāng)容器采用立式支座支承時叫立式容器，用臥式支座支承時叫臥式容器。承時叫臥式容器。0/1.2iDD 0/1.2iDD 壓力容器的分類壓力容器的分類（五）按材料分（五）按材料分 當(dāng)容器由金屬材料制成時叫金屬容器；用非金屬材料制當(dāng)容器由金屬材料制成時叫金屬容器；用非金屬材料制成時，叫非金屬容器。成時，叫非金屬容器。 （六）按幾何形狀分（六）按幾何

16、形狀分 按容器幾何形狀，可分為圓筒形、球形、橢圓形、錐形、按容器幾何形狀，可分為圓筒形、球形、橢圓形、錐形、矩形、方形等容器。矩形、方形等容器。壓力容器的分類壓力容器的分類（七）按安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程分（七）按安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程分 壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程采用既考慮容采用既考慮容器壓力與容積乘積大小，又考慮介質(zhì)危害程度以器壓力與容積乘積大小，又考慮介質(zhì)危害程度以及容器品種的綜合分類方法，有利于安全技術(shù)監(jiān)及容器品種的綜合分類方法，有利于安全技術(shù)監(jiān)督和管理。該方法將壓力容器分為三類。督和管理。該方法將壓力容器分為三類。壓力容器的分類壓力容器的分類1第三類壓力容器第三類壓力容器 具

17、有下列情況之一的為第三類壓力容器。具有下列情況之一的為第三類壓力容器。 高壓容器；高壓容器； 中壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）；中壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）； 中壓儲存容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，中壓儲存容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且且pV乘積大于等于乘積大于等于10 MPam； 中壓反應(yīng)容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，中壓反應(yīng)容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且且PV乘積大于等于乘積大于等于05 MPam； 低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)，且低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)，且pV乘積大于等于乘積大于等于

18、02 MPam。壓力容器的分類壓力容器的分類高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；中壓搪玻璃壓力容器；中壓搪玻璃壓力容器；使用強(qiáng)度級別較高（指相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中抗拉強(qiáng)度規(guī)定值下限大使用強(qiáng)度級別較高（指相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中抗拉強(qiáng)度規(guī)定值下限大于等于于等于540MPa）的材料制造的壓力容器；）的材料制造的壓力容器；移動式壓力容器，包括鐵路罐車、罐式汽車車、低溫液體移動式壓力容器，包括鐵路罐車、罐式汽車車、低溫液體運(yùn)輸車、永久氣體運(yùn)輸車和罐式集裝箱等；運(yùn)輸車、永久氣體運(yùn)輸車和罐式集裝箱等； 球形儲罐（容積大于等于球形儲罐（容積大于等于50 m3）；）； 低溫液體儲存容器（容積大于低溫液體儲存容器（容積大

19、于 5 m3）。）。壓力容器的分類壓力容器的分類2第二類壓力容器第二類壓力容器 具有下列情況之一的為第二類壓力容器。具有下列情況之一的為第二類壓力容器。 中壓容器；中壓容器； 低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）；低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）； 低壓反應(yīng)容器和低壓儲存容器（僅限易燃介質(zhì)或毒性程低壓反應(yīng)容器和低壓儲存容器（僅限易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì)）；度為中度危害介質(zhì)）； 低壓管殼式余熱鍋爐；低壓管殼式余熱鍋爐； 低壓搪玻璃壓力容器。低壓搪玻璃壓力容器。壓力容器的分類壓力容器的分類3第一類壓力容器第一類壓力容器 除上述規(guī)定以外的低壓容器為第一除上述規(guī)定以外的低壓

20、容器為第一類壓力容器。類壓力容器。小結(jié)小結(jié)化工設(shè)備的概念、特點及應(yīng)用；化工設(shè)備的概念、特點及應(yīng)用；化工生產(chǎn)對化工設(shè)備的基本要求；化工生產(chǎn)對化工設(shè)備的基本要求；壓力容器的概念及基本結(jié)構(gòu)；壓力容器的概念及基本結(jié)構(gòu)；壓力容器的分類。壓力容器的分類。任務(wù)訓(xùn)練任務(wù)訓(xùn)練1、指出壓力容器主要零部件的名稱。、指出壓力容器主要零部件的名稱。2、理解各組成部分的作用。、理解各組成部分的作用。3、簡述壓力容器按、簡述壓力容器按容規(guī)容規(guī)進(jìn)行分類的方進(jìn)行分類的方法。法。4、按不同的分類方法確定容器的種類：內(nèi)、按不同的分類方法確定容器的種類：內(nèi)徑徑1400mm，壁厚，壁厚8mm，工作溫度，工作溫度（1005），工作壓力，

21、工作壓力2.6MPa。 第三節(jié)化工容器與設(shè)備有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范簡介第三節(jié)化工容器與設(shè)備有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范簡介n一、常用材料標(biāo)準(zhǔn)一、常用材料標(biāo)準(zhǔn)n 1鋼板鋼板n 碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋薄鋼板碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋薄鋼板及鋼帶（及鋼帶（GB 91289）n 碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板和鋼帶（和鋼帶（GB 327488）n (3) 不銹鋼熱軋鋼板（不銹鋼熱軋鋼板（GB 423792）n (4) 壓力容器用鋼板（壓力容器用鋼板（GB 66541996）n 2.鋼管鋼管n (1) 輸送流體用無縫鋼管（輸送流體用無縫鋼管（GB 816387）n (2) 石油裂化用

22、無縫鋼管（石油裂化用無縫鋼管（GB 994888）n (3) 化肥設(shè)備用高壓無縫鋼管（化肥設(shè)備用高壓無縫鋼管（GB 64798）n （4）高壓鍋爐用無縫鋼管（）高壓鍋爐用無縫鋼管（GB 531085）二、壓力容器規(guī)范簡介二、壓力容器規(guī)范簡介n美國機(jī)械工程協(xié)會制訂的美國機(jī)械工程協(xié)會制訂的鍋爐和受壓容鍋爐和受壓容器規(guī)范器規(guī)范（簡稱（簡稱ASME規(guī)范）等。美國規(guī)范）等。美國ASME規(guī)范是世界上制訂最早（規(guī)范是世界上制訂最早（1915）、）、最完備的壓力容器規(guī)范。最完備的壓力容器規(guī)范。n1989年制訂了有關(guān)壓力容器的第一部國家年制訂了有關(guān)壓力容器的第一部國家標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)鋼制壓力容器鋼制壓力容器（簡稱（簡稱

23、GB 150）。）。 小結(jié)小結(jié)n本課程性質(zhì)、內(nèi)容、任務(wù)本課程性質(zhì)、內(nèi)容、任務(wù)n化工生產(chǎn)對化工設(shè)備的基本要求化工生產(chǎn)對化工設(shè)備的基本要求n化工容器結(jié)構(gòu)與分類化工容器結(jié)構(gòu)與分類n壓力容器規(guī)范簡介壓力容器規(guī)范簡介化工設(shè)備常用材料化工設(shè)備常用材料學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.1.掌握常用材料的性能掌握常用材料的性能化工設(shè)備常用材料化工設(shè)備常用材料n目前化工設(shè)備的金屬用材主要是碳目前化工設(shè)備的金屬用材主要是碳鋼、合金鋼、有色金屬及其合金。鋼、合金鋼、有色金屬及其合金。n1 1碳鋼：又稱非合金鋼，碳鋼是碳鋼：又稱非合金鋼，碳鋼是指含碳量小于指含碳量小于2 21111的鐵碳合金的鐵碳合金碳鋼碳鋼n常按含碳量不同分為三

24、類。常按含碳量不同分為三類。n（1 1）低碳鋼，含碳量）低碳鋼，含碳量 C0.25C0.25，常用鋼號有常用鋼號有 1010、1515、2020、2525等。等。n（2 2）中碳鋼，含碳量）中碳鋼，含碳量 0.250.25 C C 0. 600. 60，常用牌號有，常用牌號有3030、3535、4040、4545、5050、5555、6060等，其中以等，其中以4545鋼應(yīng)用最廣。鋼應(yīng)用最廣。n（3 3）高碳鋼，含碳量）高碳鋼，含碳量 C 0.60C 0.60，常用的牌號有，常用的牌號有 6060、6565、7070鋼。鋼。n低碳鋼塑性、韌性和焊接型好，但低碳鋼塑性、韌性和焊接型好，但強(qiáng)度、硬

25、度不高；高碳鋼的強(qiáng)度和強(qiáng)度、硬度不高；高碳鋼的強(qiáng)度和硬度均較高，但塑性、韌性和焊接硬度均較高，但塑性、韌性和焊接性差。性差。n優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號以鋼中平均優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號以鋼中平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)（兩位數(shù)字）表示。含碳量的萬分?jǐn)?shù)（兩位數(shù)字）表示。n如如 4545表示優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，平均表示優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，平均含碳量為萬分之四十五，即含碳量為萬分之四十五，即 0.450.45。n碳素結(jié)構(gòu)鋼有碳素結(jié)構(gòu)鋼有 Q195Q195、Q215Q215、 Q235Q235、 Q255Q255、 Q275Q275五個鋼種，其中五個鋼種，其中 Q235AQ235A鋼在化工設(shè)備制造中應(yīng)用廣鋼在化工設(shè)備制造中應(yīng)用

26、廣泛。泛。n見課本見課本P6P6：表：表1-31-3、1-41-4、1-51-5n 2 2合金鋼合金鋼n合金鋼是指在碳鋼基礎(chǔ)上加入一定合金鋼是指在碳鋼基礎(chǔ)上加入一定量的合金元素所形成的鋼種。量的合金元素所形成的鋼種。n常加人的元素有常加人的元素有SiSi、MnMn、CrCr、B B、W W、V V、NiNi、TiTi、NbNb、AlAl等。等。 合金鋼合金鋼(1) “(1) “低合金低合金”是指鋼中含有合金是指鋼中含有合金元素總量元素總量3 3. . 有有Q295Q295、Q345Q345、Q390Q390、Q420Q420、Q460.Q460.見表見表1-61-6 最常用的是最常用的是Q34

27、5Q345鋼鋼. .合金鋼合金鋼n例如例如 40Cr鋼平均含碳量為萬分之鋼平均含碳量為萬分之四十，即四十，即0.4、平均含、平均含Cr1.5；n 1Cr18Ni9Ti鋼平均含碳量為萬分鋼平均含碳量為萬分之一，即之一，即0.01、平均含、平均含Cr18萬萬分之一分之一 Ni9萬分之一。萬分之一。 Ti1.5。n（2 2）不銹鋼：分為鉻不銹鋼和鉻）不銹鋼：分為鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼鎳不銹鋼n CrCr是不銹鋼獲得耐蝕性的基是不銹鋼獲得耐蝕性的基本合金元素，一般不銹鋼含本合金元素，一般不銹鋼含CrCr：11.711.7以上；大多數(shù)不銹鋼的含以上；大多數(shù)不銹鋼的含C C量為量為0.10.10.20.2。

28、不銹鋼不銹鋼 （見表（見表1-7）n鉻不銹鋼的常用牌號有鉻不銹鋼的常用牌號有0Cr130Cr13、 1Cr131Cr13、 1Cr17 4Cr131Cr17 4Cr13、 1Crl71Crl7、8Crl78Crl7等。等。n鉻鎳不銹鋼的常用牌號有鉻鎳不銹鋼的常用牌號有 OCr18Ni8OCr18Ni8、1Crl8Ni9Ti1Crl8Ni9Ti等。等。n（3 3）耐熱鋼與低溫鋼）耐熱鋼與低溫鋼 耐熱鋼用于耐熱鋼用于650 650 以上的高溫以上的高溫環(huán)境下工作的設(shè)備。耐熱鋼按耐熱環(huán)境下工作的設(shè)備。耐熱鋼按耐熱要求不同分為抗氧化鋼和熱強(qiáng)鋼兩要求不同分為抗氧化鋼和熱強(qiáng)鋼兩類。類。耐熱鋼與低溫鋼耐熱鋼

29、與低溫鋼n抗氧化鋼主要能抗高溫氧化，但強(qiáng)抗氧化鋼主要能抗高溫氧化，但強(qiáng)度并不高，常用作直接著火但受力度并不高，常用作直接著火但受力不大的部件，如熱裂解管、熱交換不大的部件，如熱裂解管、熱交換器等。器等。耐熱鋼與低溫鋼耐熱鋼與低溫鋼n熱強(qiáng)鋼主要能抗蠕變，也有一定的熱強(qiáng)鋼主要能抗蠕變，也有一定的抗氧化能力，常用做高溫下受力的抗氧化能力，常用做高溫下受力的零部件。常用牌號有零部件。常用牌號有1Cr131Cr13、1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti、1Cr5M1Cr5M。1CrllMoV1CrllMoV等。等。3有色金屬有色金屬n（1 1）銅及其合金）銅及其合金 銅在各種濃的硝酸、氨和銨鹽溶銅在

30、各種濃的硝酸、氨和銨鹽溶液中的耐蝕性差，但對稀的硫酸、亞液中的耐蝕性差，但對稀的硫酸、亞硫酸、鹽酸、醋酸、氫氟酸及其他非硫酸、鹽酸、醋酸、氫氟酸及其他非氧化性酸等介質(zhì)的耐腐蝕性較好。氧化性酸等介質(zhì)的耐腐蝕性較好。 純純銅（紫銅）主要用于制造有機(jī)合成和銅（紫銅）主要用于制造有機(jī)合成和有機(jī)酸工業(yè)上的蒸發(fā)器、蛇管等。有機(jī)酸工業(yè)上的蒸發(fā)器、蛇管等。銅及其合金銅及其合金n銅合金按主要合金元素的種類分為黃銅合金按主要合金元素的種類分為黃銅、青銅等，黃銅是以銅、青銅等，黃銅是以鋅鋅為主要合金為主要合金元素的銅合鋅金；元素的銅合鋅金；Cu-ZnCu-Zn合金（黃銅）合金（黃銅）由于其價格低，鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于由于

31、其價格低，鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于45%45%是是又具有良好的壓力加工性和較好的力又具有良好的壓力加工性和較好的力學(xué)性能，耐蝕性與銅相似，特別是在學(xué)性能，耐蝕性與銅相似，特別是在大氣中耐蝕性要比銅好，在化工設(shè)備大氣中耐蝕性要比銅好，在化工設(shè)備上應(yīng)用很廣。上應(yīng)用很廣。 銅及其合金銅及其合金n青銅是以鋅以外的其他元素為主要青銅是以鋅以外的其他元素為主要合金元素的銅合金。以錫為主要合合金元素的銅合金。以錫為主要合金元素的青銅稱為錫青銅，以錫以金元素的青銅稱為錫青銅，以錫以外的其他元素為主要合金元素的青外的其他元素為主要合金元素的青銅稱為無錫青銅。銅稱為無錫青銅。銅及其合金銅及其合金n如：如：ZCuSn10Zn2 ZCuSn10Z