化工机械设备基础-第六章 压力容器与化工设备常用材料

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第二篇 化工设备设计基础 第六章 压力容器与化工设备常用材料 第一节 容器的结构与分类一、容器的结构 ——反应设备 反应设备 ——换热设备 换热设备 ——分离设备 分离设备 ——贮运设备 贮运设备

离心机

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吸收塔

钛钢复合反应釜

冷凝器

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二、容器的分类 1.按形状分类 . ——方形 方形 ——球形 球形 ——圆筒形 圆筒形 2.按容器厚度分类 . 薄壁容器：厚度与其最大截面的内径之比小于等于 薄壁容器：厚度与其最大截面的内径之比小于等于0.1

厚壁容器：厚度与其最大截面的内径之比大于 厚壁容器：厚度与其最大截面的内径之比大于0.1 3.按承压性质和能力分类 . 内压、 内压、外压容器

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4.按壁温分类 . ——常温容器 常温容器 ——高温容器 高温容器 ——中温容器 中温容器 ——低温容器 低温容器 -20-200度 度 达到材料蠕变温度下工作 420-550度 度 指壁温在常温和高温之间的容器。 指壁温在常温和高温之间的容器。 -20度下 度下

5.按支承形式分类 . 立式、 立式、卧式 6.按结构材料分类 . 金属容器、 金属容器、非金属容器

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第二节 容器机械设计的基本要求容器的总体尺寸——工艺尺寸 工艺尺寸 容器的总体尺寸

(1)强度 强度 (2)刚度 刚度 (3)稳定性 稳定性 容器零部件的机械设计 (4)耐久性 使用年限为 年 耐久性 使用年限为10-15年。 (5)密封性 密封性 (5)节省材料，便于制造 节省材料， 节省材料 (5)方便操作，便于运输 方便操作， 方便操作

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第三节 容器的标准化设计一、标准化的意义 ——从产品的设计、制造、检验和维修等方面： 从产品的设计、制造、检验和维修等方面： 从产品的设计 1、 有利于成批生产，缩短生产周期，提高产品质量，降低成 、 有利于成批生产，缩短生产周期，提高产品质量， 从而提高产品的竞争能力； 本，从而提高产品的竞争能力； 2、增加零部件的互换性，有利于设计、制造、安装和维修， 、增加零部件的互换性，有利于设计、制造、安装和维修， 提高劳动生产率。 提高劳动生产率。 3、标准化为组织专业化生产提供 有利条件，有利于合理地利 有利条件， 、标准化为组织专业化生产提供f有利条件 用国家资源，节省原材料。 用国家资源，节省原材料。 4、能够有效地保障人民的安全与健康； 、能够有效地保障人民的安全与健康； 5、采用国际性的标准化，可以消除贸易障碍，提局竞争能力。 、采用国际性的标准化，可以消除贸易障碍，提局竞争能力。

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二、容器零部件标准化的基本参数 公称直径DN 公称直径 ——钢板卷制的筒体和成型封头：内径； 钢板卷制的筒体和成型封头：

内径； 钢板卷制的筒体和成型封头 ——管子： 不是它的内径，也不是外径，而是小于管子 管子： 管子 不是它的内径，也不是外径， 外径的一个数值。 外径的一个数值。

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公称压力 PN

——如果是选用标准零部件，则必须将操作温度的最高工 如果是选用标准零部件， 如果是选用标准零部件 作压力(或设计压力 调控到所规定的某一公称压力等级， 或设计压力)调控到所规定的某一公称压力等级 作压力 或设计压力 调控到所规定的某一公称压力等级，然 后根据DN和 选定该零件的尺寸 选定该零件的尺寸。 后根据 和PN选定该零件的尺寸。 ——如果零部件未选用标准件，则设计压力就小必符合规 如果零部件未选用标准件， 如果零部件未选用标准件 定的公称压力。 定的公称压力。

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第四节 化工容器常用金属材料的基本性能选用材料的一般要求： 选用材料的一般要求： 1)材料品种符合中国资源与供应情况； 材料品种符合中国资源与供应情况； 材料品种符合中国资源与供应情况 2)材质可靠，能保证使用寿命； 材质可靠， 材质可靠 能保证使用寿命； 2) 足够的强度； 足够的强度； 4)便于制造加工，焊接性能好； 便于制造加工， 便于制造加工 焊接性能好； 5) 经济合算。 经济合算。 一、力学性能 弹性 塑性 强度 硬度 韧性 碳钢

焊接

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1、强度 、 是固体材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的特征。 是固体材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的特征。 屈服极限σ 屈服极限 s 强度极限σ 强度极限 b 持久极限σ 交变载荷， 持久极限 D——交变载荷，钢材在设计温度下经 万小时断 交变载荷 钢材在设计温度下经l0万小时断 裂的持久强度的平均值。 裂的持久强度的平均值。 屈强比——σs/ σb,材料屈服后强化能力的高低 屈强比 2.塑性 . 金属在外力作用下产生塑性变形但不被破坏的能力。 金属在外力作用下产生塑性变形但不被破坏的能力。 延伸率——δ 延伸率 断面收缩率——ψ 断面收缩率