压力容器化工设备材料
简单压力容器定义
简单压力容器定义简单压力容器是一种用于储存液体或气体的设备，它能够承受一定的压力，同时保持容器内部的物质不泄漏。
这种容器通常由金属材料制成，如钢铁、铝等，也有一些塑料材料制成的压力容器。
简单压力容器通常用于工业生产、石油化工、食品加工等领域，它们在这些领域中起着至关重要的作用。
首先，简单压力容器在工业生产中有着广泛的应用。
在工业生产中，许多液体或气体需要被储存起来，以备后续使用。
而简单压力容器就是最常见的储存设备之一。
它们可以储存各种液体或气体，如水、氧气、氮气等，以满足工业生产中的需要。
此外，简单压力容器还可以用于储存一些危险化学品，以确保它们不会对环境和人员造成危害。
其次，简单压力容器在石油化工领域中也有着重要的应用。
在石油化工生产过程中，需要使用大量的液体和气体，而这些液体和气体通常需要在一定的压力下进行储存和输送。
简单压力容器就承担着这一重要的任务。
它们可以储存各种石油化工产品，如原油、天然气、石油化工产品等，以满足生产过程中的需要。
此外，简单压力容器还可以用于输送这些产品，以确保它们能够安全、高效地运输到目的地。
此外，简单压力容器还在食品加工领域中发挥着重要作用。
在食品加工过程中，一些液体或气体需要被储存和使用，而简单压力容器就是最常见的储存设备之一。
它们可以储存各种食品原料，如食用油、酒精、醋等，以满足食品加工过程中的需要。
此外，简单压力容器还可以用于储存一些食品添加剂，以确保它们能够安全、卫生地使用在食品加工过程中。
总的来说，简单压力容器是一种非常重要的设备，它在工业生产、石油化工、食品加工等领域中有着广泛的应用。
它们能够储存各种液体或气体，以满足不同领域中的需要。
同时，简单压力容器还能够确保储存的物质不会泄漏，从而保障生产过程的安全和稳定。
因此，简单压力容器在现代工业生产中起着至关重要的作用，它们的发展和应用对于推动工业生产的发展和进步具有重要意义。
第一章化工设备材料及其选择
第六章化工设备材料及其选择一、名词解释：1、延伸率2、冲击功和冲击韧度3、耐腐蚀性4、屈服点5、抗拉强度6、普通碳素钢7、优质碳素钢8、不锈钢和不锈耐酸钢9、锅炉钢10、容器钢11、晶间腐蚀二、指出下列钢材的种类、含碳量及合金元素含量第七章容器设计的基本知识一、指出下列压力容器温度与压力分级范围一、名词解释1、第一曲率半径2、第二曲率半径3、区域平衡方程式4、微体平衡方程式5、无力矩理论6、边缘应力的局部性二、指出和计算下列回转壳体上诸点的第一和第二曲率半径A组：1、球壳上任一点2、圆锥壳上之M点3、碟形壳上之连接点A与 B三、计算下列各种承受气体均匀内压作用的薄壁回转壳体上诸点的薄膜应力mσ和θσ1、球壳上任一点。
已知：p ＝2MPa ，D ＝1008mm ，S ＝8mm 。
(图3-34)2、圆锥壳上之A 点和B 点。
已知：p ＝0.5MPa ，D ＝1010mm ，S ＝10mm ，α＝30°。
(图3-35)3、椭球壳上之A 、B 、C 点。
已知：p ＝1MPa ，a ＝1010mm ，b ＝50.5mm ，S ＝20mm ，B 点处座标x ＝600mm 。
(图3-36)图3-34 图3-35 图3-36四、工程应用题1、有一平均直径为10020mm 的球形容器，其工作压力为0.6MPa ，厚度为20mm ,试求该球形容器壁内的工作应力。
2、有一承受气体内压的圆筒形容器，两端均为椭圆形封头。
已知圆筒平均工资直径为2030mm ,筒体与封头厚度均为30mm ，工作压力为3MPa ,试求： （1） 圆筒壁内的最大工作应力；（2） 若封头椭圆长、短半轴之比分别为2,2,2.5时，计算封头上薄膜应力m σ和θσ的最大值并确定其所在位置。
第四章 内压薄壁圆筒与封头的强度设计一．名词解释1、弹性失效设计准则2、强度条件3、计算厚度4、名义厚度5、有效厚度6、最小厚度二．填空1、有一容器，其最高气体工作压力为1.6Mpa，无液体静压作用，工作温度≤150℃，且装有安全阀，试确定该容器的设计压力p=（）Mpa；计算压力p c=（）Mpa；水压试验压力p T=（）Mpa。
化工厂常用化工设备简介
化工厂常用化工设备简介化工设备是指化工生产中静止的或者配有少量传动机构组成的装置，主要用于完成传热、传质和化学反应等过程，或用于储存物料。
化工设备通常按以下方式分类。
1.按照结构特征和用途分为：容器，塔器，热换器，反应器（包括反应釜，固定床或流化床和管式炉等）、分离器、储存器。
2.按照材料分为：金属设备（碳钢，合金钢，铸铁，铝，铜等），非金属设备（内衬橡胶，塑料，耐火材料和搪瓷等），其中碳钢设备最常用。
3.按受压情况分为：外压设备（包括真空设备）和内压设备，内压设备又分为常压设备（操作压力<=0.7MPA）低压设备（0.1MPA<p<10MPA）中压设备（1.6MPA<p10 MPA）高压设备（10MPA<p<100MPA）超高压设备（p>100MPA）4.按设备静止与否分为：静设备和动设备。
静设备（塔、釜、换热器、干燥器、储罐等）动设备（压缩机、离心机、风机、泵、固体粉碎机械、）三、化工容器结构与分类1、基本结构在化工类工厂使用的设备中，有的用来贮存物料，如各种储罐、计量罐、高位槽；有的用来对物料进行物理处理，如换热器、精馏塔等；有的用于进行化学反应，如聚合釜，反应器，合成塔等。
尽管这些设备作用各不相同，形状结构差异很大，尺寸大小千差万别，内部构件更是多种多样，但它们都有一个外壳，这个外壳就叫化工容器。
所以化工容器是化工生产中所用设备外部壳体的总称。
由于化工生产中，介质通常具有较高的压力，故化工容器痛常为压力容器。
化工容器一般由筒体、封头、支座、法兰及各种开孔所组成.1）筒体筒体是化工设备用以储存物料或完成传质、传热或化学反应所需要的工作空间，是化工容器最主要的受压元件之一，其内直径和容积往往需由工艺计算确定。
圆柱形筒体（即圆筒）和球形筒体是工程中最常用的筒体结构。
2）封头根据几何形状的不同，封头可以分为球形、椭圆形、碟形、球冠形、锥壳和平盖等几种，其中以椭圆形封头应用最多。
化工设备图样—化工设备常用零部件简介(化工制图课件)
NAS
PTFE ePTFE RPTFE
适用范围
公称压力 （PN/bar）
工作温度 （℃）
≤16
-50～+80
≤16
-20～+100
≤16
-20～+110
≤16
-20～+90
≤16
-30～+140
≤16
-20～+200
最大（p×T） （MPa×℃）
60 60 60 60 90 90
≤25
-40～+300
HG/T 20606 垫片 FF 200-10 SBR 【例】 公称尺寸DN100，公称压力PN25的突面法兰，选用厚度为1.5mm的 0Cr18Ni9（304）不锈钢包边的XB450石棉橡胶垫片，其规定标记为：
HG/T 20606 垫片 RF-E 100-25 XB450/304
提示：垫片在明细栏的“名称”栏中填写“垫片 FF 200-10”
三.法兰与接管
（5）管法兰用密封垫片 垫片作为法兰连接的主要元件，对密封起着重要作用。非金属垫片的“平” 指的是垫片的截面形状是简单的矩形，根据所配用的法兰密封面型式来划分、命名。用于全平面密封面 的称为FF型；用于突面、凹凸面、榫槽面密封面的，分别称为RF型、MFM型、TG型；在垫片内孔处 有用不锈钢将垫片包起来的，称为带内包边型，用于突面密封面，代号是RF-E。
一.筒体
压力容器公称直径/mm
内径为基准
300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900
材料代用在化工设备及压力管道设计中的应用
浅析材料代用在化工设备及压力管道设计中的应用摘要：材料代用在化工设备及压力管道的制造过程中时有发生，其一般遵循原则为以高代低、以优代劣、以厚代薄等。
但在实际应用中不能一概而论，而应结合具体情况综合各方面因素进行考虑，才能保证压力容器和压力管道的安全运行。
关键词：材料代用设计化工设备管道材料代用在目前化工设备设计中时有发生，在一些中小项目中更是经常发生。
新版《压力容器安全技术监察规程》（以下简称“容规”）在材料代用问题上比旧版“容规”有所变化，即：对于有相应设计资格的压力容器制造单位在一些材料范围内可以“以优代劣”。
本文结合新版“容规”的新要求，讨论化工压力容器设计中材料代用问题。
化工设备的材料代用是有利于化工设备的制造过程，而不利于化工设备的使用、检验、修理和改造等后续过程。
对于一个大、中型的化工装置而言，如果许多设备都经过了材料代用，整个装置的原始设计风格不复存在，各设备间的相互协调关系将受到影响。
应当尽量减少和避免制造过程中的材料代用现象。
而对于一些简单的小型化工装置而言，这种不利影响可能会小一些，这是本文讨论的前提。
在某些情况下，材料代用可以比较简单地按其性能及价格来确定优劣，有些情况则相反，将涉及到这些压力容器设计方案的一系列变更，牵一发动全身，需要给予充分的重视。
一、以高代低所谓以高代低，就是指用较高级别的材料代替较低级别的材料。
某延迟焦化装置稳定塔顶回流罐设计中，罐使用环境为湿环境，设计的主体材料为20r。
在制造过程中，因为制造单位无此材料，所以提出用普通16mnr代用20r的方案。
众所周知，压力容器用低合金钢虽然在强度性能及价格指标上要优于碳素钢，但是其抗应力腐蚀性能却不如碳素钢好，而且因钢强度级别高反而对应力腐蚀开裂的敏感性加大，所以材料代用的建议未被采纳。
根据设备性能要求我们提出了两种代用方案：方案一：用16mnr（抗hic钢），虽说16mnr（抗hic钢）抗湿硫化氢腐蚀较好，但采购困难，订货周期长。
化工机械 设备材料
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第二章
化工过程设备材料
<2>硫（S）：是碳钢的有害元素。会引起钢材在热加工
时容易开裂的热脆现象，钢中硫的含量必 须严格控制。 <3>硅（Si）：会使钢的强度、硬度增加，但塑性降低。 <4>锰（Mn）：能消除硫的有害作用，并且使钢的强度、 硬度提高。 1.普通碳素结构钢 这种钢含硫、磷杂质较多，冶炼较简单，价格较低。化 工容器与设备中应用最多的是Q235-A这种牌号的结构钢。
钒（V）、钛（Ti）、铌（Nb）、钨（W）等。
.14.
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第二章
化工过程设备材料
加入以上元素的钢，不仅在强度、耐高温、耐低温、
耐腐蚀等方面有了较大的改善，而且也大大节省了材料， 目前得到广泛的推广及使用。 合金钢根据含碳量，合金元素的含量等分为各种专门用 钢，化工设备中常用的专门用钢有：
1.普通低合金钢 普通低合金钢是在碳素钢的基础上加入少量合金元 素（总量不超过5%）冶炼成的。这种钢的强度高，焊接 性能好，有较好的耐蚀性，耐高温，低温性能。
金属材料的基本性能主要有机械性能、物理性能、 耐腐蚀性能和制造工艺性能等。
1.机械性能 材料的机械性能主要是指材料的强度、塑性、韧性 和硬度等。主要性能指标有静力状态下的强度极限σb，
反映抵抗断裂破坏的能力，屈服极限σs ，反映抵抗塑
性变形的能力，高温蠕变极限σn ，反映高温下材料抵 抗蠕变的极限指标。以上三个强度指标是确定材料许用
机械性能。
.7.
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第二章
化工过程设备材料
回火又根据工件的使用要求，可采用低温回火，中
温回火和高温回火。
3.化学热处理 将工件放在一定的介质中加热和保温，使介质中的
化工设备常用材料
结晶过程：液体中能量比较低的原子成为晶核，其它原子 通过碰撞造成晶体成长。最后结晶完成形成固体，以晶界 划定晶粒大小，晶界上有时会聚集叫多杂质，而影响金属 性能。 金属性能与晶格类型、晶粒大小等有关。 • • 结晶时，冷却速度越快，结核越多，结晶结束时的 晶粒越小。
结晶分类：通常称的结晶和重结晶。 9 同素异构转变：固体状态下的金属由于加热或冷却而引 起的晶格结构的转变。如 α－Fe 体心立方
钢的分类： • 按含碳量分：
低碳钢：C％≤0.3％ 中碳钢：0.3％～0.6％ 高碳钢：≥0.6％
碳钢特点：价格便宜，强度、韧性适中，加工性能好，可通 过热处理进一步改进性能，但抗腐蚀性能差，编号采用前苏 联的编制方式，限制了钢材的品种和质量。 铸铁特点 • • 含碳量比钢高，杂质比较多，塑性差，一般用于复杂零 件的铸造成型，如汽车发动机箱壳，泵体等。 分类： 9 灰口铸铁，碳以片状石墨存在，断口呈灰色，抗压强 度大，但拉伸强度和冲击韧性差，可用于铸造承受压 力，要求消振、耐磨的零件，如支架、本体、机座。 9 可锻铸铁，碳主要以团状存在，有一定的强度和较高 的塑性和韧性，可用于锻造零件。 9 球墨铸铁，碳以球状石墨存在，对基体削弱小，强度、 塑性和韧性比前两者都高，如汽车发动机曲轴。
§5.2 碳钢和铸铁 碳钢和铸铁是工程最广泛应用的金属材料，它们主要由碳和 ％铁这两种元素组成。含碳量0.02％~2％的称为钢，含碳量 大于2％的称为铸铁。 合金钢除了碳和铁以外，含有镍、铬等金属元素。 碳钢主要成分：Fe、C、Si、Mn、P、S ，与炼钢原料与过 程有关。 铁矿石、焦炭、造渣剂、氧气等。炼铁→炼钢→特种钢、 型材 Si、Mn、P、S是杂质。S：热脆，热加工时形成低沸点 的硫化物，造成构件开裂 ；P：冷脆，在低温时，使构 件塑性下降。 钢材性能与含碳量的关系
304不锈钢材料
304不锈钢材料
304不锈钢是一种常见的不锈钢材料，具有优良的耐腐蚀性能和良好的加工性能，被广泛应用于化工、石油、食品、制药、造船等领域。
下面我们就来详细了解一下304不锈钢材料的特性、用途及加工工艺。
首先，304不锈钢材料主要由铬、镍、锰等元素组成，具有良好的耐腐蚀性能。
在常温下，它能够抵抗大多数化学介质的侵蚀，包括空气、水、酸、碱等。
因此，304不锈钢常被用于制作化工设备、石油管道、食品加工设备等。
其次，304不锈钢材料具有良好的加工性能，容易进行切割、焊接、弯曲和成型。
这使得它在制造行业中有着广泛的应用，例如制作压力容器、储罐、管道、化工设备等。
另外，304不锈钢材料还具有良好的机械性能和热处理性能。
它的强度高、塑
性好，能够满足不同工程的要求。
同时，通过适当的热处理，还能够改善其硬度和耐磨性，提高其使用寿命。
在实际应用中，304不锈钢材料还需要经过一系列的加工工艺，包括热轧、冷轧、退火、酸洗、抛光等。
这些工艺能够进一步改善材料的表面质量、尺寸精度和机械性能，满足不同行业的需求。
总的来说，304不锈钢材料以其优良的耐腐蚀性能、良好的加工性能和多样的
应用领域，成为了一种不可或缺的材料。
它在化工、石油、食品、制药、造船等行业中发挥着重要作用，为各种设备和构件提供了可靠的保障。
综上所述，304不锈钢材料的特性和应用非常广泛，对于不同行业的工程项目
都具有重要意义。
我们在使用和加工时，需要充分了解其特性和工艺要求，以确保产品质量和工程安全。
希望本文对大家对304不锈钢材料有更深入的了解和应用。
化工机械设备基础-第六章 压力容器与化工设备常用材料
五、其他性能 1．组织稳定性 ． 2．抗松弛性 ． 3．应变时效敏感性 ．
第五节 碳钢与铸铁
铁碳合金) 一、钢铁(铁碳合金 是由 ％以上的铁和 钢铁 铁碳合金 是由95％以上的铁和0.05％~4％的碳及 ％ ％ 1％的杂质元素所组成的台金。 ％的杂质元素所组成的台金。 钢——C%=0.02-2％ ％ 铸铁——C%>2％，碳以石墨存在 ％，碳以石墨存在 铸铁 ％， 纯铁(工业纯铁 工业纯铁)——C%<0.02％ 纯铁 工业纯铁 ％
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
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
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。
sa387gr11cl2是什么材料
sa387gr11cl2是什么材料SA387GR11CL2是一种常用的高温压力容器钢板材料，具有良好的耐热性能和耐压性能。
它主要用于制造化工设备、石油化工设备、锅炉、压力容器等高温高压工作环境下的设备和构件。
下面将从SA387GR11CL2的化学成分、机械性能、热处理工艺以及应用领域等方面进行详细介绍。
首先，我们来了解一下SA387GR11CL2的化学成分。
SA387GR11CL2的主要化学成分包括碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）、铬（Cr）、钼（Mo）等元素。
其中，铬和钼的含量较高，这些元素的加入可以显著提高钢的耐热性能和耐蚀性能，使其在高温高压环境下具有良好的稳定性和耐久性。
其次，SA387GR11CL2的机械性能也是其重要的性能指标之一。
根据相关标准，SA387GR11CL2的抗拉强度、屈服强度、延伸率和冲击功等机械性能指标均有严格的要求。
在正常使用条件下，SA387GR11CL2钢板可以保证设备和构件在高温高压工作环境下的安全可靠运行。
另外，热处理工艺对于SA387GR11CL2的性能和组织结构也有着重要的影响。
通过合理的热处理工艺，可以有效地调控钢材的组织和性能，提高其耐热性能和耐压性能，从而满足不同工作条件下的使用要求。
最后，我们来谈一下SA387GR11CL2的应用领域。
由于其良好的耐热性能和耐压性能，SA387GR11CL2广泛应用于化工设备、石油化工设备、锅炉、压力容器等高温高压工作环境下的设备和构件的制造。
在这些领域，SA387GR11CL2可以有效地提高设备的使用温度和压力范围，保证设备的安全可靠运行。
综上所述，SA387GR11CL2是一种具有良好耐热性能和耐压性能的高温压力容器钢板材料，其化学成分、机械性能、热处理工艺以及应用领域等方面均得到了严格的要求和控制。
在相关领域的设备和构件制造中，选择合适的材料对于保证设备的安全可靠运行具有重要意义，SA387GR11CL2的优异性能将为相关行业的发展提供有力支持。
化工设备常用材料
压力容器常用低合金钢 钢板：16MnR、15CrMoR、16MnDR、15MnNiDR、 09MnNiDR；07MnCrMoNbR、07MnCrMoNbDR 钢管：16Mn、09MnD；（D表示低温用钢） 锻件：16Mn、20MnMo、16MnD、09MnNiD、 2.25Cr-1Mo。
应用介绍
16MnR
焊接材料
压力容器零部件间焊接还需要焊条、焊丝、焊剂、电极和衬 垫等焊接材料。 一般应根据待连接件的化学成分、力学性能、焊接性能，结 合压力容器的结构特点和使用条件综合考虑选用焊接材料， 必要时还应通过试验确定。 压力容器用钢的焊接材料可参阅有关标准。
一、有色金属 有色金属在退火状态下塑性好，综合指标均衡且 性能稳定，所以一般都在退火状态下使用，选用时应 注意选择同类有色金属的合适牌号。中国《固定式压 力容器安全技术监察规程》中的有色金属主要由以下 几种。
钛的密度小（4.507g/cm3）、强度高、耐腐蚀性好、 熔点高。工业纯钛牌号有 TA0、TA2、TA3(编号愈大、 杂质含量愈多)。纯钛加工性能良好；有良好的耐蚀性。 钛也是很好的耐热材料。在钛中添加锰、铝或铬钼等 元素，可获得性能优良的钛合金。 在介质腐蚀性强，寿命长的设备中应用，可获到较好 的综合经济效果。
00Cr19Ni10：为超低碳不锈钢，具有更好的耐蚀 性。
复合板
基层：与介质不接触，主要起承载作用，通常为碳素钢和低 合金钢。 复层：与介质直接接触，要求与介质有良好的相容性，通常 为不锈钢、钛等耐腐蚀材料，其厚度一般为基层厚度的 1/10~1/3。 复合板应用特点： 用复合板制造耐腐蚀压力容器，可大量节省昂贵的耐腐蚀材 料，从而降低压力容器的制造成本。 复合板的焊接比一般钢板复杂，焊接接头往往是耐腐蚀的薄 弱环节，因此壁厚较薄、直径小的压力容器最好不用复合板。
常用化工设备零部件
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.一、压力容器封头
GB150.4-2011规定：先拼板后成形封头上的所有拼接接头应100%检测。 封头上拼接焊接接头的无损检测的合格级别应和筒体的合格级别相同。 一个设备如果筒体的焊接接头是≥20%RT无损检测，其合格级别为III级， 其封头无损检测虽是100%,但由于合格级别也为III级，因此封头计算时的 焊接接头系数是0.85。 GB150规定：先拼板后成形凸形封头上的所有拼接接头，其表面应进行磁 粉或渗透检测。
.一、压力容器封头
标准号：GB/T25198-2010 替代标准：JB/T4746-2002 封头标记如下： 2011-02-01实施
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.一、压力容器封头
其中4项为封头最小成形厚度。 现在我们标注的厚度仅是扣除了一个负偏差，具体下料厚度由制造单位自 确定，原则是最后成形厚度应不小于我们标注的4项。 对于复合板制的封头，应扣除复合板的负偏差，复合板的偏差如下表：
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四、补强圈
右图的结构为不合理结构，这种结构既难保证 焊透又难保证补强圈与壳体的贴合，应在设计 中避免出 现。
采用标准的补强圈时，按要求设有一个M10螺孔，并要求将螺孔放置在壳 体最低的位置。 螺孔的作用有三：检测中的试压、焊接时的排气、使用时的检漏。
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Page 13ຫໍສະໝຸດ 四、补强圈 标准号：JB/T4736-2002 2003-03-01实施 替代标准：JB/T4736-1995 补强圈标记如下：
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四、补强圈
坡口形式有五种：
其中:A型—适用于壳体为内坡口的填 角焊结构； B型—适用于壳体为内坡口的局 部焊透结构； C型—适用于壳体为外坡口的全 焊透结构； D型—适用于壳体为内坡口的全 焊透结构； E型—适用于壳体为内坡口的全 焊透结构。
压力容器材料选择
2020/11/14
压力容器材料选择
• 化学工业是国民经济的基础产业，各种化学生产工艺的要求 各不尽相同，如：压力从真空到高压甚至超高压、温度从低 温到高温 以及腐蚀性、易燃、易爆物料等，使得设备处在极 其复杂的操作条件下运行。由于不同的生产条件对设备材料 有不同的要求，因此，合理的选用材料是设计化工设备的主 要环节。
中大得多，如在723℃时可溶解0.8％， 在1147℃时可达最大值2.06％。 奥氏体组织是在a-Fe发生同素异构转变 时产生的。由于奥氏体有较大的溶解 度，故塑性、韧性较好，且无磁性。
压力容器材料选择
2、化合物－渗碳体
• 当铁碳合金中的碳不能全部溶入铁素体或奥氏体中 时，剩余的碳将与铁形成化合物 －碳化铁（Fe3C）， 这种化合物称为渗碳体。
相组织，存在于白口铸铁、高碳钢中。
压力容器材料选择
（6）马氏体
钢和铁从高温急冷下来的组织，是碳原 子在a-Fe中过饱和的固溶体。
具有很高的硬度，但很脆，延伸性低， 几乎不能承受冲击载荷。
压力容器材料选择
二、 铁 碳 合 金 状 态 图
压力容器材料选择
• 铁碳合金状态图中主要点、线含义： • 图中AC、CD两曲线称为“液相线”，合金在这两曲线以
缓慢的速度冷却下来时，合金中没有溶入固溶 体的碳将由极大部份以石墨状态存在。
压力容器材料选择
（4）珠光体
铁素体与渗碳体的机械混合物。 力学性能介于铁素体和渗碳体之间，即
其强度、硬度比铁素体显著提高；塑 性、韧性比铁素体差，但比渗碳体要 好得多。
压力容器材料选择
（5）莱氏体
珠光体和初次渗碳体的共晶混合物。 具有较高的硬度，是一种较粗而硬的金
上均为液态，从这两曲线以下开始结晶。 • AE、CF线称为“固相线”，合金在该线以下全部结晶为
化工设备对材料有哪些基本要求
化工设备对材料有哪些基本要求？一）力学性能：金属材料在外力作用下抵抗变形或破坏的能力.1）强度：是指材料抵抗外加载荷而不致失效破坏的能力。
2）硬度：指在金属表面的不大体积内抵抗变形或破坏的能力。
3）塑性4)冲击韧性二）物理性能：密度，熔点，比热容，导热系数，热膨胀系数，导电性，泊桑比等三）化学性能：1）耐腐蚀性2）抗氧化性四）加工工艺性能：1）可铸性2）可锻性3）可切削加工性4）焊接性：用焊接方法使俩块金属牢固连接，不发生裂纹，具有与母体材料相应的强度的特性。
屈强比：屈服极限与强度极限的比值。
塑性指标：（1）伸长率也叫延伸率，用δ表示，（2）断面收缩率ψ塑性好的韧性不一定好，韧性好的塑性一定好静载下能够缓慢塑性变形的材料，在动载下不一定能迅速地塑性变形。
因此，冲击载荷值的高低决定于材料有无迅速塑性变形的能力。
铁碳合金：由95％以上铁和0.05％～4％碳及1％左右杂质元素所组成合金. 其中：钢: 一般含碳量0.02％～2％称为钢；铸铁: 大于2％称为铸铁；含碳量大于4.3％的铸铁极脆.纯铁: 当含碳量小于0.02％时称纯铁(工业纯铁)；含碳量大于4.3%的铸铁极脆。
铁素体：碳溶解在a-Fe中形成固溶体称铁素体。
低碳钢是含铁素体的钢，具有软而韧的性能。
奥氏体：碳溶解在g-Fe铁中形成固溶体称奥氏体。
奥氏体组织是在a-Fe发生同素异构转变时产生的。
由于奥氏体有较大的溶解度，故塑性、韧性较好，且无磁性。
退火：缓慢加热到临界点以上的某一温度，保温一段时间，随炉缓慢冷却。
目的：细化晶粒，提高力学性能；降低硬度、提高塑性、便于冷加工；消除部分内应力，防止工件变形。
正火：置于空气中冷却。
晶粒变细，韧性可显著提高。
铸、锻件切削加工前一般进行退火或正火。
淬火：加热至淬火温度(临界点以上30℃～50℃)，并保温一段时间，后投入淬火剂中冷却。
目的：淬火后得到的组织是马氏体。
增加硬度、强度和耐磨性。
回火：是淬火后进行的一种较低温度的加热与冷却热处理工艺。
压力容器的选材
铜
工业纯铜的牌号： T1 T2 铜 青铜
如：T2、T3、T4可用来做深度的冷冻设备和 换热器
非金属材料 非金属材料可分为：
F----沸腾 b----半镇静钢 Z----镇静钢（一般省略不标） TZ---特殊镇静钢
碳素结构钢
牌号
Q195 Q215 Q235 Q255 Q275
Q235A
屈服极限为235MPa A级质量 镇静钢（Z省略不标） Q235钢由于价格低廉，又具有良好的强度、 塑性、焊接性、切削加工性，在化工设 备制造中广泛应用。
疲劳断裂与静载荷下断裂不同，无论在 静载荷下显示脆性或塑性的材料，在疲劳断 裂时，事先都不产生明显的塑性变形，断裂 往往是突然发生的，因此具有很大的危险 性，常常造成严重事故；
反映材料抵抗疲劳能力的指标：
疲劳极限（ σD）
选钢材一般主要强调其钢材的 强度、塑性、韧性
三个性能指标
具体选用时重点考虑钢材的：
生产中常优先采用正火工艺
对一些力学性能要求不高的零件与设备，可 用正火作为最终热处理
什么是淬火？ 是将钢加热到适当温度，保温一 定时间后，快速冷却（水冷或油 冷）的热处理工艺
钢材淬火后的缺点： ① 钢硬而脆. ② 内部组织不稳定 ③ 有内应力
淬火后必须回火
分类--根据温度范围不同
回火
低温回火（150~250℃）
什么是退火？ 是将钢加热到适当温度，保温一定 时间，然后缓慢冷却（炉冷、坑冷） 的热处理工艺
什么是正火？ 是将钢加热到适当温度，保温一定 时间，然后出炉空冷的热处理工艺
压力容器-化工设备材
（2）磷
有害元素。虽能使强度、硬度增高，但塑性、冲击韧性显著降低。 特别是在低温时，使钢材显著变脆，称“冷脆”。 使冷加工及焊接性变坏， 高级优质钢： P＜0.025%； 优质钢： P＜0.04%； 普通钢： P＜0.085%。
（3）锰
脱氧剂。有益元素。 MnS(1600℃) ，部分消除硫的有害作用。 锰具有很好的脱氧能力，与FeO成为MnO进入炉渣，从而改善钢的品质，特别是降低脆性，提高强度和硬度。 在0.5%～0.8%以下时，看成是常存杂质。 优质碳素结构钢中，正常含锰量是0.5%～0.8%；高锰结构钢可达0.7%～1.2%。
优质低碳钢（含C＜0.25%），如08、10、 15、20、25；塑性好，焊接性能好，壳体、接管。 优质中碳钢（含C量0.3%～0.60%）,如30、35、40、45、50与55； 45号钢搅拌轴 优质高碳钢（含C＞0.6%），如60、65、70、80。60、65钢主要用来制造弹簧，70、80钢用来制造钢丝绳等。
压力容器
熟悉化工设备中常用金属材料的机械性能指标和主要化学成分含量。
掌握化工设备材料选用的原则，掌握几种常用化工设备材料（普低钢和低合金钢）的牌号、性能、用途；
掌握常用金属材料热处理的方法和作用。
了解材料各项性能的意义、碳钢与铸铁、常用有色金属和非金属材料的分类。
第八章 化工设备材料
化学工业是国民经济的基础产业，各种化学生产工艺的要求各不尽相同，如：压力从真空到高压甚至超高压、温度从低温到高温 以及腐蚀性、易燃、易爆物料等，使得设备处在极其复杂的操作条件下运行。由于不同的生产条件对设备材料有不同的要求，因此，合理的选用材料是设计化工设备的主要环节。
（3）高级优质钢
S＜0.02%～0.03%； P＜0.025%，均＜0.03%。 它的表示方法是在优质钢号后面加一个A字，如20A。
常用化工设备零部件
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常用化工设备零部件1 2007-6-24介绍零部件是压力容器的重要组成部分,必须纳入监控和管理,才能保证容器整体质量. 包括:–通用零部件:筒体,封头,支座,法兰,人手孔, 吊耳,补强圈,膨胀节,视镜,液面计,安全阀等.已标准化. –典型零部件:搅拌器,机械密封,填料密封,管板,塔盘等.重点讲述主要通用零部件的结构,材料,性能方面的要求.2 2007-6-24一,筒体筒体也是零部件. 有标准:GB9019-88, 压力容器公称直径. 两个系列:钢板卷制:300,350-800,900-2600,2800,3000-6000,3500,4500,5500钢管制:159,219,273,325,377,426标注方法:– DN1800, – DN2733 2007-6-24二,封头标准:JB/T4746-2002. 椭圆形封头:内径系列(对应钢板卷制筒体):几个重要参数: 公称直径DN, 等于理论内径直边h, DN≤2000时,h=25; DN>2000时,h=40 深度H, 到内壁,对标准椭圆形封头,H-h=DN/2 壁厚δn, 考虑厚度减薄率,12%～16%,直径越大,壁厚越薄,减薄率越高.4 2007-6-24外径系列(对应钢管制筒体):几个重要参数: 公称直径DN, 等于理论外径,如DN273. 直边h, DN159~426,h=25 深度H, 到外壁,对标准椭圆形封头,H-h=DN/2 壁厚δn, 厚度减薄率,12%～13%,δn≥8, 12%; δn < 8, 13%;标记:内径系列:EHA; 外径系列:EHB. 例EHA400X8, EHB273X5等.5 2007-6-24碟形封头:重要参数: 公称直径DN, 等于理论内径直边h, DN≤2000时,h=25; DN>2000时,h=40 大半径R=DN, A系列 r =0.15DN, B系列 r =0.1 DN, 深度H, 到内壁,取决于R和r . 壁厚δn, 考虑厚度减薄率,10%～14%,直径越大,壁厚越薄,减薄率越高. 标记:A系列DHA,B系列DHB.例DHA400X6, DHB1200X14等. 注意: 无论椭圆封头还是蝶形封头,壁厚δn都是名义厚度,不包括成形减薄量.6 2007-6-24折边锥形封头:公称直径DN, 等于大端理论内径直边h, DN(d)≤2000时,h=25; DN(d)>2000时,h=40. 壁厚δn, 可不考虑厚度减薄率. CHA 型,а=30o ,r=0.15DN CHB型,а=45o ,r=0.15DN CHC 型,а=60o ,r=0.15DN r'=0.1d d值根据需要自定,它决定H. CHA, CHB 型标记:例CHA400X5, CHB800X6, CHC1200/600X8 等.CHC型7 2007-6-24球冠形封头:公称直径DN, 等于理论外径. R=Di. 深度H, 到内壁,取决于DN和δn . 壁厚δn, 可不考虑厚度减薄率. 标记:PSH1200X10,只1个系列,DN300-3000.HG21607-96 异型筒体和封头如偏心锥体,夹套,导流筒,凸底封头和加长直边封头等等,不作详细介绍.8 2007-6-24封头的制作:制作方法:冲压,旋压. 大封头,非常规封头常采用旋压,旋压减薄率较大. 尽量不拼焊,有拼焊要焊透,且成形前打磨平,并100%RT检测,级别按筒体不允许十字焊缝,平行焊缝间距≥3δs,且不小于100mm . 封头拼焊的错边b 与筒体不同: ≤钢材厚度10%, 且不大于1.5; 对复合封头, ≤复层厚度30%, 且不大于1.0; 碳钢和低合金钢封头一般热成形,冷成形封头应进行热处理. 钛封头压制采用热压成形,应在真空炉中加热,或在微氧化炉中加热,但要涂耐高温涂料. 其它有色金属及奥氏体不锈钢封头压制可不进行热处理.除非图样另有规定.9 2007-6-24三,管法兰标准:HG20592-1997; GB/T9112~9124-2000; SH3406-96–三者基本一致,少量不能互换. –容规推荐HG20592, 分欧洲体系(参照DIN)和美洲体系(参照 ANSI). –欧洲体系HG20592-20614,分公制B和英制A两个系列,不标按 A.公称压力分0.25,1.6,2.5,4.0,6.3,10.0,16.0,25.0MPa10个等级. 公称直径10-2000mm. –美洲体系HG20615-20635, 无公制系列,公称压力分2.0,5.0,11.0,15.0,26.0,42.0等6个等级.公称直径为15-1500mm.密封面:全平面(FF):PN≤1.6, 常压和铸铁法兰场合.突面(RF):适用于各种工况,PN≤4.0MPa时, 采用非金属平垫片,当采用聚四氟乙烯包覆垫和柔性石墨复合垫时, 可车制密纹水线,标记RF(A).10 2007-6-24凹凸面(MFM):PN≤16, DN≤600. 适用于各种工况 . 为容易放置垫片,方便安装, 左右配对时,设备上为凹面, 上下配对时,朝上的为凹面.榫槽面(TG):PN≤16, DN≤600. 适用于各种工况 . 为容易放置垫片,方便安装, 左右配对时,设备上为槽面, 上下配对时,朝上的为槽面.环连接面(RJ):PN≥6.3,DN≤400,用于高压场合.11 2007-6-24板式平焊法兰 (PL)–PN≤2.5MPa,低压场合常用 . –只存在于欧洲体系,美洲体系无. –全平面(FF)和突面(RF)两种. –PN≥1.6时,背面开角焊坡口.带颈平焊法兰 (SO)–中压场合常用 .DN≤600. –欧洲体系PN≤4.0MPa;美洲体系PN≤26MPa . –全平面(FF),突面(RF),凹凸面(MFM)和榫槽面(TG) 四种. –PN≥1.6时,背面开角焊坡口.12 2007-6-24带颈对焊法兰 (WN)–中高压场合常用 . –欧洲体系PN≤25MPa, DN≤2000. –美洲体系PN≤42MPa, DN≤600. –全平面(FF),突面(RF),凹凸面(MFM),榫槽面(TG) 和环连接面(RJ)五种. –A1对应接管外径,欧洲体系分A,B系列,S≥接管厚度.整体法兰 (IF)–直接与容器壳体焊接,无接管. –中高压场合,国外项目常用. –适用范围,密封面与对焊法兰同.13 2007-6-24承插焊管法兰 (SW)不常用,大接管不适用. 欧系DN10-DN50, PN1.0-10MPa. 美系DN15-DN80, PN2.0-26MPa. 欧系突面(RF),凹凸面(MFM) 和榫槽面(TG)三种密封面.美系多出一种环连接面(RJ). –内部管头处焊接,并2mm间隙. –背面开坡口.焊角高≥1. 4S. ––––纹连接管法兰 (Th)以螺纹代替焊接,不常用 . 欧系DN10-DN150, PN0. 6-4. 0MPa. 美系DN15-DN150, PN2.0-5. 0MPa. 只有全平面(FF)和突面(RF)两种密封面. –纹采用550圆锥内纹(Rc).或 600圆锥管纹(NPT) –纹拧紧后接管端部接近但不超出法兰密封面. ––––14 2007-6-24对焊环松套管法兰 (PJ/SE,美LF/SE)–此种带短管焊环又称翻边,与接管对焊连接.实际应用中常与接管做成一体. –常用于有色金属制法兰,如钛法兰. –欧系DN10-DN600, PN1.0-4. 0MPa. –美系DN15-DN600, PN2.0-11MPa. –只有突面(RF)一种密封面. –欧系法兰为PL法兰,美系为SO法兰. –翻边厚度不小于0. 875倍接管壁厚. –注意反面圆角处圆滑过渡,对应法兰处有倒角.平焊环松套管法兰 (PJ/RJ)–常用于低压场合的有色金属制法兰,如钛法兰. –欧系DN10-DN600, PN0. 6-1. 6MPa. –美系无. –有突面(RF),凹凸面(MFM)和榫槽面(TG)三种密封面. –焊环厚度远大于对焊环的翻边. – PN=1.6MPa 时,焊环背面开角焊坡口.15 2007-6-24管法兰盖 (BL)(又称盲板)–常用于设备上预留的备用管口及人孔等. –和各种法兰对应,有全系列的公称压力和公称直径,以及各种密封面形式.不锈钢衬里法兰盖 (BL(S))–常用于不锈钢设备,目的为节省不锈钢材料. –仅欧系列入,DN40-600, PN0. 6-4. 0 MPa. –有突面(RF),凹凸面(MFM)和榫槽面(TG)三种密封面. –法兰盖上应开设一个M6的通气和检漏孔.通气压力不大于0.1MPa. –法兰盖和衬垫上还应按标准规定的位置和数量开设一些塞焊孔. –对超低碳不锈钢衬垫的塞焊孔,还应在碳钢法兰对应位置上开直径更大的底孔. –分过渡和盖面两次塞焊,并应选用不同的焊条.16 2007-6-24四,压力容器法兰简介–又称设备法兰,标准: J B/T4700~4707-2000 –标准适用范围:公称压力0.25-6.4MPa,工作温度70~50℃,公称直径DN300~DN2000,材料为碳钢和低合金钢. –分甲型平焊法兰,乙型平焊法兰和长颈对焊法兰三种类型. –密封面分突面(RF),凹凸面(MFM)和榫槽面(TG)三种密封面. –超出标准范围,需另行设计计算.甲型平焊法兰:–––––公称压力0.25~1.6MPa,工作温度-20~300℃. 匹配非金属软垫片,Q235或35钢螺柱. 材料可用钢板或锻件,钢板>50mm要正火. 用钢板可以拼焊,但要100%RT,并焊后热处理. 带衬环法兰应按图示开设检漏孔,通0.4~0.5MPa空气或0.05MPa氨气进行检漏. –衬环密封面应在衬环焊接和检验合格后进行. –标记示例:法兰—RF 1000-0.6 JB/T4701-2000 法兰C—T 300-1.6 JB/T4701-2000 17 2007-6-24乙型平焊法兰–与甲型平焊法兰的区别在于增加一个有一定厚度和长度的短节,与筒体对焊连接. –对与法兰焊接的要求更高,采用半U形破口, 更容易焊透.但在设计中实际应用不多. –公称压力0.25~4.0MPa,工作温度-20~350℃. –匹配非金属软垫片,缠绕垫片和金属包垫片, 对应35,45,40Mn及35CrMoA 螺柱. –法兰材料可用钢板或锻件,钢板>50mm要正火. –用钢板可以拼焊,但要100%RT,并焊后热处理. –带衬环法兰应按图示开设检漏孔,通0.4~0.5MPa空气或0.05MPa氨气进行检漏. –衬环密封面应在衬环焊接和检验合格后进行. –短节的制造和检验要求与相连接的筒体相同. –标记示例:法兰—RF 1000-1.6 JB/T4702-2000 法兰C—FM 300-2.5 JB/T4702-200018 2007-6-24长颈对焊法兰–中高压场合使用较多. –公称压力0.6~6.4MPa,工作温度-70~450℃. –匹配非金属软垫片,缠绕垫片和金属包垫片, 对应35,45,40Mn及35CrMoA螺柱. –法兰材料选用锻件,按JB4726或JB4727, 级别至少II级. –与筒体对焊连接,必须全焊透,坡口由工艺制定. –当法兰颈部厚度远小于相接筒体厚度时,应按GB150规定对颈部削边. –带衬环法兰应按图示开设检漏孔,通0.4~0.5MPa空气或0.05MPa氨气进行检漏. –衬环密封面应在衬环焊接和检验合格后进行. –标记示例:法兰—RF 1000-1.6 JB/T4703-2000 法兰C—FM 300-2.5 JB/T4703-200019 2007-6-24五,常用紧固件螺栓– GB5782-2000标准六角头螺栓,PN≤1.6MPa的管法兰常用. 配非金属软垫片. 管法兰常用规格:M10,M12,M16,M20,M24,M27 注意伸出长度不能太长,不然容易发生拧不紧现象. 材料:8.8级,A2-50,A2-70,非受压件常用6.8级.– GB5785-2000标准六角头细牙螺栓,PN≤1.6MPa的管法兰常用. 管法兰常用规格:M30X2,M33X2,M36X2, M39X2, M45X3,M52X3,M56X3 其它同GB5782.– GB5781-2000全螺纹六角螺栓,常用于内件等薄板连接和双螺母连接场合. 常用规格:M6,M8,M10,M12,M16,M20 常用材料:6.8,8.8,A2-50,A2-70,A4-70等.20 2007-6-24– GB901-2000等长双头螺柱,PN≤4.0MPa的管法兰常用. 配非金属软垫片. 管法兰常用规格:M10,M12,M16,M20,M24,M27.同螺栓一样,M30以上采用细牙螺纹. 注意伸出长度不能太长,不然容易发生拧不紧现象. 材料:8.8级,A2-50,A2-70.– HG20613(或20634)-97管法兰专用级螺柱,PN≤16.0MPa的管法兰常用. 规格与商品级同. 材料指定为:35CrMoA, 0Cr18Ni9, 0Cr17Ni12Mo2. PN>16MPa及高温场合,采用专用级的全螺纹螺柱.– JB/T4707-2000设备法兰专用等长双头螺柱. 中间无螺纹部分直径=螺纹外径为A 型,=根径为B型. 规格:M16,M20,M24,M27,M30,M36 常用材料:Q235-A, 35,40MnB, 40Cr, 35CrMoA等 .21 2007-6-24– GB899-1988( GB897-1988, GB898-1988)双头螺柱,一端埋入,单螺母,视镜和凸缘法兰常用. Bm=1.5d.(Bm=1.0d, Bm=1.25d) 标注方法:MdXL, 注意L长不包括bm. 其它同GB901.螺母– GB/T6170-2000普通六角头螺母,规格与商品级螺栓对应. 材料:6, 8, 10, A2-50, A2-70, A4-50, A4-70等. 螺母材料强度一般略低于对应螺栓或螺柱.– HG20613(或20634)-1997管法兰专用级螺母,规格与专用级螺柱对应. 材料: 30CrMo,0Cr18Ni9, 0Cr17Ni12Mo2 . HG20613螺母尺寸与商品级同,但HG20634螺母有增厚和增强,厚度约为公称直径尺寸.22 2007-6-24六,常用垫片管法兰用垫片:– HG20606(HG20627)-97 非金属平垫片橡胶垫片,如氯丁橡胶,乙丙橡胶等,PN≤1.6(2.0)MPa,最高使用温度100℃ 左右.常用. 石棉橡胶板和耐油石棉橡胶板垫片,PN≤2.5(2.0)MPa,最高使用温度300℃. 聚四氟乙烯垫片,PN≤4.0(5.0)MPa, 使用温度-196~+260℃. 适用密封面:全平面FF,突面RF,凹凸面MFM,榫槽面TG. 厚度有1.5和3mm两种. 一般可重复使用.标准规定DN1500以下,不允许拼接.– HG20607(HG20628)-97 聚四氟乙烯包覆垫片形状如右图,包覆层为PTFE,嵌入层为石棉橡胶板.不常用. 适用范围:0.6~4.0(2.0-5.0)MPa,≤150 ℃. 突面管法兰专用.厚度为3mm. 一般可重复使用.– HG20608(HG20629)-97 柔性石墨复合垫片形状如右图,由冲齿或冲孔金属芯板与膨胀石磨粒子复合而成.常用. 芯板材料一般为低碳钢或304,最高使用温度分别为450和650 ℃ . 适用范围:1.0~6.3(2.0-11.0)MPa. 适用密封面:突面RF,凹凸面MFM,榫槽面TG. 厚度有1.5和3mm两种. 一般可重复使用.23 2007-6-24– HG20609(HG20630)-97 金属包覆垫片由金属板包覆石棉橡胶板而成,较不常用. 金属板材料一般为薄的铝板,铜板,钢板和不锈钢板. PN2.5-10.0(5.0-15.0)MPa,厚度为3mm. 仅用于突面法兰.– HG20610(HG20631)-97 金属缠绕垫片由"<"形金属带和非金属带相互缠绕而成的盘状垫片,内或外圈常带碳钢或不锈钢的金属环.常用.在钛设备中常用钛做金属带和金属环. 金属带材料为不锈钢,非金属带为石棉纸,柔性石墨或聚四氟乙烯 . 适用压力:1.6~16(2.0-26.0)MPa, 适用温度由非金属带决定. 不带内外环为A型,用于榫槽面;带内环为B 型,用于凹凸面,带外环为C型,可用于6.3(11)MPa以下的突面;带内外环为D型,用于各种突面. A,B型厚度为2.5或3.2mm.C ,D型厚度为 4.5mm, 不可重复使用.24 2007-6-24– HG20611(HG20632)-97 齿形组合垫片由加工过的金属齿形环加非金属覆盖层组合而成.中高压有用. 齿形环材料一般为低碳钢或不锈钢,覆盖层为柔性石磨或聚四氟乙烯.PN1.6-25(5.0-42.0)MPa,厚度为5mm. 仅用于突面法兰.欧系有用于凹凸面情况, 无翅片. 可重复使用.– HG20612(HG20633)-97 金属环垫片经精加工而成的八角或椭圆截面的金属环直接作为垫片. 金属环材料为低碳钢或不锈钢. 适用于6.3~25(2.0-42)MPa的高压及600℃以下的高温场合. 金属环材料的硬度值应比法兰密封面低3040HB. 金属环一般可以重复使用.25 2007-6-24设备法兰用垫片:– JB/T4704-2000 非金属垫片橡胶垫片,如氯丁橡胶,乙丙橡胶等,PN≤1.6(2.0)MPa,最高使用温度100℃ 左右.常用. 石棉橡胶板和耐油石棉橡胶板垫片,PN≤2.5(2.0)MPa,最高使用温度300℃. 聚四氟乙烯垫片,PN≤4.0(5.0)MPa, 使用温度-196~+260℃. 适用密封面:全平面FF,突面RF,凹凸面MFM,榫槽面TG. 厚度有1.5和3mm两种. 一般可重复使用.标准规定DN1500以下,不允许拼接.– JB/T4705-2000 柔性石墨复合垫片形状如右图,包覆层为PTFE,嵌入层为石棉橡胶板.不常用. 适用范围:0.6~4.0(2.0-5.0)MPa,≤150 ℃. 突面管法兰专用.厚度为3mm. 一般可重复使用.– JB/T4706-2000 金属缠绕垫片形状如右图,由冲齿或冲孔金属芯板与膨胀石磨粒子复合而成.常用. 芯板材料一般为低碳钢或304,最高使用温度分别为450和650 ℃ . 适用范围:1.0~6.3(2.0-11.0)MPa. 适用密封面:突面RF,凹凸面MFM,榫槽面TG. 厚度有1.5和3mm两种. 一般可重复使用.26 2007-6-24其它标准垫片:– JB/T4718/4719/4720-92 管壳式换热器金属包/缠绕/非金属垫片适用范围:换热器专用,现多用设备垫片,已不常用.但在浮头式换热器中还常见. 分别用于≤6.4MPa, ≤ 450℃/ ≤6.4MPa, ≤ 450℃ / ≤4.0MPa, ≤ 350℃ . 垫片的材料和截面结构与管法兰和设备法兰相同,但根据需要中间常带有隔板密封条. 分管箱垫片,管箱侧垫片,浮头垫片,外头盖垫片和头盖垫片五种,具体位置和用法见附图.27 2007-6-2428 2007-6-24七,补强圈标准:JB/T 4736-2002––––––––现行惟一标准,化工部标准现已不用. 使用限制:压力,温度,厚度,壳体壁厚,材料,介质,工况. 补强圈的材料一般与壳体材料相同. 补强圈应采用整板制造,无法安装时可以径向分块拼接,但要磨平, 100%UT,II级合格. 被补强圈覆盖的焊接接头,要打磨平齐,并100%RT, 级别按筒体. 安装补强圈时,应将螺孔放在壳体最低的位置. 安装后由M10螺孔通入0.4-0.5MPa的空气进行检漏,检查焊缝质量. 根据焊接结构所需破口,补强圈分ABCDE五种类型,见下图:29 2007-6-24–与壳体的主要焊接形式:30 2007-6-24七,膨胀节标准:GB 16749-1997–用于压力容器,换热器,常压容器及管道,能实现短距离伸缩,缓解温度差等造成的轴向应力. –使用限制:设计压力≤6.4MPa,温度按膨胀节材料的使用限制. –膨胀节制作要求的资质:焊工证,中级或以上无损检测. –膨胀节的类型主要分ZX,ZD,HF,HZ四种,详见附图: –ZD和ZX型膨胀节用钢管或卷制筒体整体成型.材料不得有环缝.–HF和HZ型膨胀节由两半波拼焊而成, 每半波用环形板压制,允许拼焊,但也不允许有环缝. –整波和半波膨胀节所允许的纵焊缝条数有规定,具体可查标准. –膨胀节对接焊缝成型前应100%RT,II 级合格.对半波纵焊缝应在成型后 20%RT复检, II级合格.且膨胀节焊缝表面要求100%PT或MT. –半波膨胀节的对接焊缝错边量: S≤10 时,0.15S且≤1;10~16 时,0.1S且≤1.5. –膨胀节与筒体环缝的错边量:S≤6时, 0.25S; 6~10 时,0.2S; 10~16 时,0.1S+1; ZX型整体成型小波高膨胀节一般多层31 2007-6-24HF型, 由两半波焊接而成. 一般单层.HZ型, 由两带直边半波焊接而成.单层.ZD型,整体成型.单层注:以上四种又分卧式,立式,带和不带内衬套四种.卧式又有带与不带丝堵之分.32 2007-6-24整波允许纵缝条数半波允许纵缝条数33 2007-6-24八,检查孔(人孔与手孔)标准:HG21514~21535-95 碳素钢,低合金钢人孔和手孔–规格范围DN400-600;压力范围常压, PN0.25~6.3MPa. –常压人孔:HG21515-95结构同带法兰盖接管,FF密封面,橡胶板垫片,法兰盖上焊两个把手. 适用于工作压力≤0.07MPa的场合. 接管壁厚统一为6, 使用软垫片,垫片决定工作温度.–回转盖板式平焊法兰人孔:HG21516-95; 回转盖带颈平焊法兰人孔:HG21517-95; 回转盖带颈对焊法兰人孔:HG21518-95;以上三种结构相同,区别在法兰,适用范围由法兰和垫片决定. 密封面有RF,MFM,TG三种. 垫片有石棉橡胶板,柔性石墨复合垫和聚四氟乙烯包覆垫三种,在压力较高的HG21518 中,可用缠绕垫和金属环垫. 其结构的特殊性在于盖轴耳和法兰轴耳.要求能自由回转.HG21517-95 回转盖带颈平焊法兰人孔34 2007-6-24–垂直吊盖板式平焊法兰人孔:HG21519-95; 垂直吊盖带颈平焊法兰人孔:HG21520-95; 垂直吊盖带颈对焊法兰人孔:HG21521-95;以上三种结构相同,区别在法兰,适用范围由法兰和垫片决定. 密封面有RF,MFM,TG三种. 垫片有石棉橡胶板,柔性石墨复合垫和聚四氟乙烯包覆垫三种,在压力较高的HG21521 中,可用缠绕垫和金属环垫. 其结构的特殊性在于垂直吊臂结构.常用于立式容器特别是塔设备的筒体上.要求吊臂垂直安装,且能自由旋转. 注意吊环与人孔盖一定要焊接牢固.吊钩用双螺母固定.HG21519-95 垂直吊盖板式平焊法兰人孔35 2007-6-24–水平吊盖板式平焊法兰人孔:HG21522-95; 水平吊盖带颈平焊法兰人孔:HG21523-95; 水平吊盖带颈对焊法兰人孔:HG21524-95;以上三种结构相同,区别在法兰,适用范围由法兰和垫片决定. 密封面有RF,MFM,TG三种. 垫片有石棉橡胶板,柔性石墨复合垫和聚四氟乙烯包覆垫三种,在压力较高的 HG21521中,可用缠绕垫和金属环垫. 其结构的特殊性在于水平吊臂结构.常位于立式容器上封头和卧式容器壳体顶部, 要求吊臂水平安装,且能自由旋转. 注意吊环与人孔盖一定要焊接牢固.吊钩用双螺母固定.–常压旋柄快开人孔:HG21525-95;特点:快捷,一旋即开,但不常用.椭圆形回转盖快开人孔:HG21526-95;特点:椭圆形筒体,350X450, 一般安装在单向受限的空间,有快开螺栓结构.回转拱盖快开人孔:HG21527-95;特点:拱盖结构,壁薄,减轻了人孔盖重量,方便开启,有快开螺栓结构. 快开螺栓结构参见右图. 以上三种人孔用于需要经常进出的容器.HG21522-95 水平吊盖板式平焊法兰人孔快开螺栓结构36 2007-6-24–常压手孔:HG21528-95,结构同常压人孔,FF密封面,橡胶垫片,一个把手. –板式平焊法兰手孔:HG21529-95,结构同常压手孔,RF密封面,石棉橡胶板垫片,一个把手. –带颈平焊法兰手孔:HG21530-95,结构同板式平焊法兰手孔,有RF,MFM和TG三种密封面,有石棉橡胶板,柔性石墨复合垫和聚四氟乙烯包覆垫三种垫片,一个把手. –带颈对焊法兰手孔:HG21531-95,结构同带颈平焊法兰手孔,有RF,MFM,TG和RJ四种密封面,有石棉橡胶板,柔性石墨复合垫,聚四氟乙烯包覆垫,缠绕垫和金属环垫五种垫片,一个把手,适用压力更高. –回转盖带颈对焊法兰手孔:HG21532-95,只比带颈对焊法兰手孔多了一个轴耳回转结构. –常压快开手孔,HG21533-95,见右图,一个旋柄和一个卡板,开启比较方便. –旋柄快开手孔,HG21534-95,结构同常压旋柄快开人孔,只是压力可用于PN0.25MPa, –回转盖快开手孔,HG21535-95,在板式平焊法兰手孔基础上增加快开螺栓结构和轴耳回转结构.HG21529-95板式平焊法兰手孔HG21533-95 常压快开手孔37 2007-6-24标准:HG21594~21604-99 不锈钢人,手孔–规格范围:DN450-600;压力范围:常压, PN0.25~4.0MPa. –常压不锈钢人孔:HG21595-99同常压人孔,主材料为不锈钢.–回转拱盖快开不锈钢人孔:HG21597-99除凸缘为衬垫结构,其余为不锈钢,结构同回转拱盖快开人孔.–回转盖不锈钢人孔:HG21596-99 –水平吊盖不锈钢人孔:HG21598-99 –垂直吊盖不锈钢人孔:HG21599-99以上三个标准分板式平焊,带颈平焊和长颈对焊三种,除法兰和法兰盖为衬垫结构外, 其余均同对应的碳钢人孔. 法兰盖及法兰的衬垫结构–常压快开不锈钢手孔:HG21601-99同常压快开手孔,接管和盖为不锈钢.––––椭圆快开不锈钢人孔:HG21600-99 平盖不锈钢手孔:HG21602-99 回转盖快开不锈钢手孔:HG21603-99 旋柄快开不锈钢手孔:HG21604-99以上四个标准与碳钢人,手孔对应,除接管为不锈钢,法兰及盖为衬垫结构,其余相同.38 2007-6-24九,视镜标准:视镜标准很多,化工部有一套.机械部也有一套,两者结构基本一致.常用的是化工部的HGJ501~502-86 《压力容器视镜》.–本标准规定最高使用压力为2.5MPa,介质温度0-200℃. –视镜玻璃为钢化硼硅玻璃. –常用金属材料有碳钢和不锈钢两种,特材容器一般采用加衬垫形式. –根据结构分带颈和不带颈两种,不带颈视镜结构简单,视角大,缺点是易产生焊接变形.带颈视镜带一段接管,适于在斜装和容器直径较小的场合使用. –根据需要有时会带有内部冲刷结构. –根据需要有时要装多个视镜,可多角度观察,也可互相照明,带搅拌容器装两个视镜时一般成150~170度分布.还有一些特殊结构的视镜,如带灯视镜HG/T21575-94;衬里视镜HG/T21622-90;组合式视镜HG21505-92等等.因不常用,暂不介绍.39 2007-6-24不带颈带衬里视镜带颈不带衬里视镜不带颈带钛衬垫视镜40 2007-6-24十,常用支座耳式支座,简称耳座,JB4725-92, 立式设备用,很常见.–适用范围;DN≤4000.. –耳座数量一般四个均布,DN≤700时,允许两个.特殊情况,有用三个. –耳座标准中分A,AN,B,BN四种型号,带"N"表示不带垫板,由设计计算确定;B和BN跨距较大,用于设备带保温情况. –当容器热处理时,耳座应在热处理前焊在器壁上. –为减少应力,垫板四角倒圆,且垫板中间开通气孔,焊接和热处理时排气用.垫板材料一般与壳体相同.41 2007-6-24支承式支座,JB4724-92, 椭圆形或碟形的立式设备用,不常见–适用范围;DN800~4000,L/DN≤5,容器总高≤10m. –支承式支座数量一般三个或四个均布. –标准中分A,B两种型号,A形立柱由钢板焊制, B形立柱由钢管制作, 一般带垫板,不带垫板要求计算通过.垫板材料一般与壳体相同. –支承式支座用于带夹套容器时,如夹套计算不过,可焊在容器下封头上. –为减少应力,垫板四角倒圆,且垫板中间开通气孔,焊接和热处理时排气用. `42 2007-6-24腿式支座,JB4713-92, 立式设备用,不常见.–适用范围;DN400~1600,L/DN≤5,容器总高≤5m. –腿式支座数量一般三个或四个均布. –标准中A,AN,B,BN四种型号,带"N"表示不带垫板,带垫板可改善局部应力,由设计计算确定带与不带;A和AN 为角钢支柱,B和BN为钢管支柱. –垫板材料一般与容器壳体材料相同. –为减少应力,垫板四角倒圆,且垫板中间开通气孔,焊接和热处理时排气用.43 2007-6-24裙式支座,高大形和重形立式设备常用.尚无专用标准.–适用范围;H/DN>5,容器总高>5m. –裙式支座有圆筒形和圆锥形两种形式,圆锥形半椎角≤150. –裙座顶部开直径80-100的排气孔,可以焊缝处开缺口代. –裙座底部开直径80-100的排液孔,可以开成长圆孔. –裙座上至少应开一个人孔. –裙座外径应当与封头外径平齐. –裙座材料应与封头一致,对不锈钢材和特材可以分段选材焊接.44 2007-6-24鞍式支座,JB/T4712-92, 卧式设备常用.–适用范围;DN4000以下,各种圆筒体卧式容器. –鞍式支座有轻型A,重型BI,BII,BIII,BIV和BV六种型号,其中只有BII是150o包角,其余为120o包角.BIII和BV不带垫板,其余带垫板,其它区别体现在筋板数量和位置上. –鞍座又分固定式和滑动式,滑动式鞍座地脚螺栓孔为腰形孔,允许容器受热时轴向微量伸缩,每台卧式容器一般安装两只鞍座, 有时会三只或更多,但只能有一只为固定鞍座. –鞍座垫板的圆弧表面应与容器外壁贴合,要求装配后最大间隙不超过2mm. –鞍座垫板中间应开排气孔,两侧筋板上各开两个Φ11的接地孔.45 2007-6-2446 2007-6-24十一,设备吊耳标准:HG/T 21574-94 分顶部板式,侧壁板式和轴式三种吊耳–顶部板式吊耳代号为TP(带垫板为TPP),用于轻型立式设备或部件的吊装. 顶部板式型吊耳数量不定,装在凸形封头上时,一般2~4个均布. 对于椭圆形封头和蝶形封头,吊耳中心宜处于0.7倍封头直径范围内. 吊耳与垫板或壳体须全焊透连接. 垫板上开M10排气孔. 垫板材料宜与壳体同,其它类型吊耳也一样. 单个吊耳最大公称吊重为10t.47 2007-6-24–侧壁板式吊耳代号为SP,用于DN≥ 1000mm的较重形无顶部设备法兰的立式设备的吊装. 侧壁板式吊耳只能承受竖向载荷,吊装时特别注意! 侧壁板式吊耳数量为两个,对称设置在设备顶部两侧. 单个吊耳公称吊重为10～150t. 垫板上开M10排气孔. 吊孔两侧棱角须倒圆 R4.48 2007-6-24–轴式吊耳代号为AX,用于较高和较重型的立式设备的吊装. 轴式吊耳又分A,B,C三种形式,A型无内筋板,B型为 "十"字内筋板,C型为"井"字内筋板. 轴式吊耳数量一般为两个, 对称设置在设备顶部两侧, 在设备重心1.5m以上. 单个吊耳公称吊重为5～150t. 垫板上开M10排气孔. 内筋板与管轴,内筋板之间可间断焊,内筋板与容器外壁留3mm间隙,不焊.49 2007-6-24其它非常用零部件不再介绍.再见 !50 2007-6-24。
化工容器用钢的基本要求
化工容器用钢的基本要求塔设备绝大多数是采用钢材制造的。
这是因为钢材具有足够的强度和塑性，制造性能好，设计制造的经验也比较成熟。
板式塔中的塔盘，以及浮阀、泡罩一类气液接触元件，由于结构较为复杂，加之安装工艺和使用方面的要求，所以仍是以钢材为主。
压力容器零件材料的选择，应综合考虑容器的使用条件、相容性、零件的功能和制造工艺、材料性能、材料的使用经验、综合经济性和规范标准。
（1）压力容器使用条件使用条件包括设计温度、设计压力、介质特性和操作特点，材料选择主要由使用条件决定。
（2）相容性相容性指材料必须与其相接触的介质或其他材料相容。
对于腐蚀性介质，应选用耐腐蚀的材料。
当压力容器零部件由多种材料制造时，各种材料必须相容，特别是需要焊接连接的材料。
（3）零件的功能和制造工艺明确零件的功能和制造工艺，据此提出相应的材料性能要求，如强度、耐腐蚀性等。
例如，筒体和封头的功能主要是形成所需要的承压空间。
还要在选材时应考虑到加工制造工艺条件。
（4）材料的使用经验对已成功使用的材料实例，应搞清楚所用材料的化学成分（特别是硫和磷等有害元素）的控制要求、载荷作用下的应力水平的状态、操作规程和最长使用时间。
因为这些因素会影响材料的性能。
即使使用相同钢号的材料，由于上述因素的改变，也会使材料具有不同的力学行为。
（5）结合经济性影响材料价格的因素主要有冶炼要求（如化学成分、检验项目和要求等）、尺寸要求（厚度及偏差、长度等）和可获性等。
一般情况下，相同规格的碳素钢的价格低于低合金钢，不锈钢的价格高于低合金钢。
当所需不锈钢的厚度较大时，应尽量采用复合板、衬里、堆焊、或多层结构。
与介质接触的复层、衬里、堆焊层或内层，用耐腐蚀材料，而外层用一般压力容器用钢。
（6）规范标准和一般的结构钢相比，压力容器用钢有不少特殊要求，应符合相应国家标准和行业标准的规定。
钢材使用温度上限和下限、使用条件就满足标准要求。
许用应力也应按标准选取或计算。
在塔设备的设计中，正确的选择结构材料对于保证容器的结构合理，安全使用和降低制造成本是至关重要的，选材时应该同时考虑塔设备的自身特点和介质的腐蚀作用。
化工设备对材料有哪些基本要求
化工设备对材料有哪些基本要求？一）力学性能：金属材料在外力作用下抵抗变形或破坏的能力.1）强度：是指材料抵抗外加载荷而不致失效破坏的能力。
2）硬度：指在金属表面的不大体积内抵抗变形或破坏的能力。
3）塑性4)冲击韧性二）物理性能：密度，熔点，比热容，导热系数，热膨胀系数，导电性，泊桑比等三）化学性能：1）耐腐蚀性2）抗氧化性四）加工工艺性能：1）可铸性2）可锻性3）可切削加工性4）焊接性：用焊接方法使俩块金属牢固连接，不发生裂纹，具有与母体材料相应的强度的特性。
屈强比：屈服极限与强度极限的比值。
塑性指标：（1）伸长率也叫延伸率，用δ表示，（2）断面收缩率ψ塑性好的韧性不一定好，韧性好的塑性一定好静载下能够缓慢塑性变形的材料，在动载下不一定能迅速地塑性变形。
因此，冲击载荷值的高低决定于材料有无迅速塑性变形的能力。
铁碳合金：由95％以上铁和0.05％～4％碳及1％左右杂质元素所组成合金. 其中：钢: 一般含碳量0.02％～2％称为钢；铸铁: 大于2％称为铸铁；含碳量大于4.3％的铸铁极脆.纯铁: 当含碳量小于0.02％时称纯铁(工业纯铁)；含碳量大于4.3%的铸铁极脆。
铁素体：碳溶解在a-Fe中形成固溶体称铁素体。
低碳钢是含铁素体的钢，具有软而韧的性能。
奥氏体：碳溶解在g-Fe铁中形成固溶体称奥氏体。
奥氏体组织是在a-Fe发生同素异构转变时产生的。
由于奥氏体有较大的溶解度，故塑性、韧性较好，且无磁性。
退火：缓慢加热到临界点以上的某一温度，保温一段时间，随炉缓慢冷却。
目的：细化晶粒，提高力学性能；降低硬度、提高塑性、便于冷加工；消除部分内应力，防止工件变形。
正火：置于空气中冷却。
晶粒变细，韧性可显著提高。
铸、锻件切削加工前一般进行退火或正火。
淬火：加热至淬火温度(临界点以上30℃～50℃)，并保温一段时间，后投入淬火剂中冷却。
目的：淬火后得到的组织是马氏体。
增加硬度、强度和耐磨性。
回火：是淬火后进行的一种较低温度的加热与冷却热处理工艺。
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第一节 金属的晶体结构
一、金属原子结构特点与金属键
• 金属原子结构特点：最外层的电子数很少，一般只 有一二个；而且这些最外层电子与原子核的结合力 较弱，因此很容易脱离原子核的束缚而变成自由电 子。
• 金属键：在金属中，暂时摆脱原子核束缚的电子成 为共有的自由电子，在所有的金属正离子之间穿梭 运动，好像带负电的气体充满其间，把带正电的金 属离子牢固地束缚在一起。这种金属原子之间的结 合方式称为金属键。
• 正火是把钢（工件）放在炉中缓慢加热到临界点以上 的某一温度，保温一段时间，置于空气中冷却。目的： 细化晶粒，提高韧性，有比退火为高的强度与硬度。
• 正火与退火不同之处，在于正火是将加热后的工件从 炉中取出置于空气中冷却。铸、锻件切削加工前一般 进行退火或正火。
2、淬火和回火
淬火是把钢（工件）放在炉中缓慢加热至淬火温度 (临界点以上30℃～50℃)，并保温一段时间，后 投入淬火剂中冷却。
时效可进一步消除内应力，稳定零 件尺寸，它与回火作用相类似。
3、表面淬火
使零件表面层比心部具有更高的强度、 硬度、耐磨性和疲劳强度，而心部 则具有一定的韧性。
4、化学热处理
有渗碳、渗氮(氮化)、渗铬、渗硅、渗 铝、氰化(碳与氮共渗)等。
渗碳、氰化可提高零件的硬度和耐磨性； 渗铝可提高耐热、抗氧化性； 氮化与渗铬的零件，表面比较硬，可显
著提高耐磨和耐腐蚀性； 渗硅可提高耐酸性等。
四、碳钢
1、碳钢中的元素除铁外还含有碳、锰、硅、硫、 磷、氧、氮、氢等，碳的含量与存在形式对 碳钢的性能具有重要影响，其他杂质元素对 钢材性能也有重要影响。
（1）硫
有害元素。FeS和 Fe形成低熔点(985℃)化合 物。钢材热加工1150～1200℃，过早熔化而 导致工件开裂，称“热脆”。
高级优质钢：S＜0.02%～0.03%；
优质钢：S＜0.03%～0.045%；
普通钢：S＜0.055%～0.7%以下。
（2）磷
有害元素。虽能使强度、硬度增高， 但塑性、冲击韧性显著降低。
特别是在低温时，使钢材显著变脆， 称“冷脆”。 使冷加工及焊接性变 坏，
高级优质钢： P＜0.025%； 优质钢： P＜0.04%； 普通钢： P＜0.085%。
（4）硅
脱氧剂。有益的元素。
硅与FeO能结成密度较小的硅酸盐炉渣而被除 去。
硅在钢中溶于铁素体内使强度、硬度增加，塑 性、韧性降低。
镇静钢中的含硅量常在0.1%～0.37%，沸腾钢 中只含有0.03%～0.07%。
由于钢中硅含量一般不超过0.5%，对钢性能影 响不大。
（5）氧
有害元素。在炼钢末期要加入锰、硅、 铁和铝进行脱氧，但不可能除尽。
优质中碳钢（含C量0.3%～0.60%）,如 30、35、40、45、50与55； 45号钢 搅拌轴
优质高碳钢（含C＞0.6%），如60、65、 70、80。60、65钢主要用来制造弹簧， 70、80钢用来制造钢丝绳等。
（3）高级优质钢
S＜0.02%～0.03%； P＜0.025%，
均＜0.03%。 它的表示方法是在优质钢号后面加一个
淬火后得到的组织是马氏体。增加硬度、强度和耐 磨性。
淬火剂有空气、油、水、盐水，冷却能力递增。 碳钢在水和盐水中淬火，合金钢在油中淬火。
回火是淬火后进行的一种较低温度的加热与冷却热处理 工艺。
回火可以降低或消除零件淬火后的内应力，提高韧性。
• 在150℃～250℃范围内的回火称“低温回火”。目的 不降低硬度消除内应力。刃具、量具，要进行低温回 火处理。
• 中温回火温度是300℃～450℃。目的消除内应力降低 硬度提高弹性。弹簧、刀杆、轴套等进行中温回火。
• 高温回火温度为500℃～680℃。
• 调质处理：淬火后的高温回火。目的获得较高的综合 机械性能。用于各种轴类零件、连杆、齿轮、受力螺 栓等。
时效热处理：材料经固溶处理或冷塑 变形后，在室温或高于室温条件下， 其组织和性能随时间而变化的过程。
三、钢的热处理
钢、铁固态下加热、保温和不同的冷却 方式，改变金相组织以满足所要求的 物理、化学与力学性能，称为热处理。
1、退火和正火
• 退火：把钢（工件）放在炉中缓慢加热到临界点以上 的某一温度，保温一段时间，随炉缓慢冷却下来的一 种热处理工艺。
目的：消除组织缺陷、降低硬度、提高塑性、便于冷 加工、消除内应力、防止工件变形。
（一）铁 铁在910oc以上是具有面心立方结构的γ－Fe(图 a); 铁在910oc以下是具有体心立方结构的α－Fe(图b)。
a-Fe加热可变为g-Fe，反之高温下的g-Fe冷却可变为a-Fe。 在固态下晶体构造随温度发生变化的现象，称“同素异 构转变”。 铁的同属异构转变是构成铁碳合金一系列性能的依据。
A字，如20A。
3、碳钢的品种及规格
品种：钢板、钢管、型钢、铸钢和锻钢 （1）钢板（压力容器用热扎厚钢板） 4mm～6mm厚度间隔为0.5mm 6mm～30mm厚度间隔为 lmm 30mm～60mm厚度间隔为2mm 一般碳素钢板材有 Q235-A、 Q235-A·F、
08、10、15、20等。
（2）钢管
（3）锰
脱氧剂。有益元素。
MnS(1600℃) ，部分消除硫的有害作用。 锰具有很好的脱氧能力，与FeO成为MnO
进入炉渣，从而改善钢的品质，特别是降 低脆性，提高强度和硬度。
在0.5%～0.8%以下时，看成是常存杂质。 优质碳素结构钢中，正常含锰量是0.5%～
0.8%；高锰结构钢可达0.7%～1.2%。
中大得多，如在723℃时可溶解0.8％， 在1147℃时可达最大值2.06％。 奥氏体组织是在a-Fe发生同素异构转变 时产生的。由于奥氏体有较大的溶解 度，故塑性、韧性较好，且无磁性。
2、化合物－渗碳体
• 当铁碳合金中的碳不能全部溶入铁素体或奥氏体中 时，剩余的碳将与铁形成化合物 －碳化铁（Fe3C）， 这种化合物称为渗碳体。
Q255及 Q275五个钢种。
（2）优质碳素钢
S＜0.03%～0.045% ；P＜0.04% 08、10、15、20、25、30、35、40、
45、50、…80等。平均含碳量的万 分之几。45号钢中含碳量平均为 0.45%(0.42%～0.50%)。 45Mn，锰含量较高的优质非合金钢。
优质低碳钢（含C＜0.25%），如08、 10、 15、20、25；塑性好，焊接性 能好，壳体、接管。
氢脆、白点等缺陷。 变脆：氢化物变形小 白点：组织缺陷处扩散氢，时间长
2、分类与编号
按用途：建筑及工程用钢、结构钢、弹 簧钢、轴承钢、工具钢和特殊性能钢 （不锈钢、耐热钢）
按含碳量：低碳钢、中碳钢和高碳钢 按脱氧方式：镇静钢和沸腾钢 按品质：普通钢、优质钢和高级优质钢
（1）普通碳素钢
Q235-A，屈服强度数值（MPa） 质量等级A，B，C，D。 脱氧方法为F，b，Z，TZ。 化工压力容器用钢一般选用镇静钢。 普通碳素钢有 Q195、 Q215、 Q235、
• ES（Acm）与GS（A3）分别为奥氏体的溶解度曲线，在 ES线以下奥氏体开始析出二次渗碳体，在GS线以下析出 铁素体。
• PSK(A1)线为“共析线”，在723℃的恒温下，奥氏体 将全部转变为铁成单一的奥氏体组织。
所有生铁组织中都有莱氏体，多数碳以石墨 状存在，用作铸件的生铁称为铸铁。
无缝钢管和有缝钢管。 无缝钢管有冷轧和热轧。 普通无缝钢管常用材料有10、15、20等。 专门用途的无缝钢管，如热交换器用钢管、
石油裂化用无缝管、锅炉用无缝管等。有 缝管如水煤气管，分镀锌(白铁管)和不镀 锌(黑铁管)两种。
压力容器
第八章 化工设备材料
•了解材料各项性能的意义、碳钢与铸铁、常用有色金 属和非金属材料的分类。 •熟悉化工设备中常用金属材料的机械性能指标和主要 化学成分含量。 •掌握化工设备材料选用的原则，掌握几种常用化工设 备材料（普低钢和低合金钢）的牌号、性能、用途； •掌握常用金属材料热处理的方法和作用。
（1）铁素体
碳溶解在a-Fe中形成固溶体称铁素体。 a-Fe原子间隙小，溶碳能力低（最大溶解
度不超过0.02％），强度和硬度低，但 塑性和韧性很好。 低碳钢是含铁素体的钢，具有软而韧的性 能。 室温时，钢的组织中只有铁素体，没有奥 氏体。
（2）奥氏体
碳溶解在g-Fe铁中形成固溶体称奥氏体。 g-Fe原子间隙较大，碳的溶解度比a-Fe
• 化学工业是国民经济的基础产业，各种化学生产工艺的要求 各不尽相同，如：压力从真空到高压甚至超高压、温度从低 温到高温 以及腐蚀性、易燃、易爆物料等，使得设备处在极 其复杂的操作条件下运行。由于不同的生产条件对设备材料 有不同的要求，因此，合理的选用材料是设计化工设备的主 要环节。
• 例如：对于高温容器，由于钢材在高温的长期作用下，材料 的力学性能和金属组织都会发生明显的变化，加之承受一定 的工作压力 ，因此在选材时必须考虑到材料的强度及高温条 件下组织的稳定性。容器内部盛装的介质大多具有一定的腐 蚀性，因此需要考虑材料的耐腐蚀情况。对于频繁开、停车 的设备或可能受到冲击载荷作用的设备，还要考虑材料的疲 劳等；而低温条件下操作的设备，则需要考虑材料低温下的 脆性断裂问题。
• 材料的性能:力学性能、物理性能、化学性能和加工 性能。
• 力学性能:决定许用应力--强度、硬度、弹性、塑性、 韧性等。
• 物理性能：密度、熔点、比热容、热导率、线膨胀 系数、导电性、磁性、弹性模量与泊松比等。
• 化学性能：耐腐蚀性--金属和合金对周围介质侵蚀的 抵抗能力；抗氧化性--高温氧化，降低表面硬度和抗 疲劳强度，选耐热材料。
• 二、金属的晶体结构
• 金属的结晶过程
• 金属的结晶过程
第二节 铁碳合金