化工设备机械基础复习要点

化工设备机械基础复习要点

第六章

1、910o C以下为具有体心立方晶格结构的α-铁，910o C以上为具有面心立方晶格结构的γ-铁。

2、碳溶解到α-铁中形成的固溶体叫铁素体，碳溶解到γ-铁中形成的固溶体叫奥氏体，钢的组织中只有铁素体，没有奥氏体。铁素体和奥氏体均具有良好的塑性。

钢分为碳素钢、低合金钢、高合金钢。

3、退火是将零件放在炉中，缓慢加热至某一温度，经一定时间保温后，随炉或埋入沙中缓慢冷却。正火只是在冷却速度上与退货不同，退火是随炉缓冷而正火是在空气中冷却。经过正火的零件，有比退火更高的强度和硬度。

淬火的目的是为了获得马氏体以提高工件的硬度和耐磨性，淬火要求很高的冷却速度。回火就是把淬火后的钢件重新加热至一定温度，经保温烧透后进行冷却的一种热处理操作。低温回火：加热温度为150—250o C；中温回火：加热温度为350—450o C；高温回火：加热温度为500—650o C。

4、碳钢分为低碳钢，中碳钢，高碳钢三种。低碳钢：含碳量小于0.3%，是钢中强度较低，塑性最好的一类。冷冲压及焊接性能均好，是用于制作焊制的化工容器及负荷不大的机械零件。中碳钢：含碳量在0.3%—0.6%之间，钢的强度和塑性适中，可通过适当的热处理获得优良的综合力学性能，适用制作轴、齿轮、高压设备顶盖等重要零件。

高碳钢：含碳量在0.6%以上，钢的强度及硬度均高，塑性较差，用来制造弹簧，钢丝绳等。

5、Q245R R指“容”，容器专用 20G G指“锅”，锅炉专用

6、高合金钢号表示：①不锈钢（Cr含量高时为铁素体Cr1，含量低是为马氏体 1Cr13 2Cr13 Cr17Ni2）Cr17：铬含量为17% ②耐热钢

7、单轧钢板的公称厚度为3—400mm，公称宽度为600—4800mm，公称长度为2000—20000mm。B类钢板的负偏差为-0.3mm。

8、无缝钢管做筒体公称直径为筒体的外径，板卷制钢管的公称直径为筒体内径，筒体和封头的公称直径为内径。

9、HT:灰铸铁 RuT：蠕墨铸铁 QT：球墨铸铁 KT：可锻铸铁 BT：

白口铸 HT150 150---用单铸试棒作出的最低抗拉强度为150MPa。

QT350-22L：22指有室温-22℃下的冲击性能要求。

QT500-7 500—抗拉强度R m/MPa 7—最小伸长率7/%(min) 钢和铸铁的分界线碳含量＞2.11%为铸铁＜2.11%为钢

第七章应力分类：单向应力状态、二向应力状态、三向应力状态10、容器：化工设备虽然尺寸大小不一，形状结构不同，内部构件多种多样，但是它们都有一个外壳，这个外壳就叫容器。容器是化工生产所用各种设备外部壳体的总称。容器一般由筒体、封头、法兰、支座、接管及人孔（手孔）等原件构成。

11、内压圆筒中的拉伸应力环向拉伸应力（环向薄膜应力）δθ=（其中Di为中径，δ为厚度。）经向拉伸应力（经向薄膜应力）δm=

内压球壳中的拉伸应力δθ=δm=

12、弯曲应力

周边简支、承受均布载荷的圆平板，最大弯曲应力出现在板的中心处；周边固定、承受均布载荷的圆平板，最大应力出现在板的中心四周；承受压力p的圆平板所产生的最大弯曲应力δMmax是同直径、同厚度圆柱形壳体内薄膜应力的2K倍。

13、二次应力（边缘应力，边界应力）

产生原因：边缘应力是由于不连续点的两侧产生相互约束而出现的附加应力。

性质：局部性只产生在局部区域内，边缘应力衰减很快。

自限性当边缘处的附加应力达到材料屈服极限时，相互约束便缓解了，不会无限制地增大。

对二次应力的限制：①利用局部性特点，改变边缘结构，边缘局部加筒体纵向焊缝错开焊接，焊缝与边缘离开，焊后热处理②利用自限性保证材料塑性，可以使边缘应力不会过大，避免产生裂纹。

13、强度理论

最大拉应力理论(第一强度理论)：无论是简单还是复杂应力状态，只要发生脆断，其共同的原因是最大拉应力达到某个共同的极限值。

最大伸长线应变理论(第二强度理论)：无论是简单还是复杂应力状态，只要发生脆断，其共同的原因是最大伸长应变达到某个共同的极限值。最大剪应力理论 (第三强度理论)：无论是简单还是复杂应力状态，只要发生屈服破坏，共同的原因是最大剪应力达到某个共同的危险值。

δr3=δ1-δ3.

形状改变比能理论 (第四强度理论):无论是简单还是复杂应力状态，只要发生屈服破坏，其共同的原因是形状改变比能达到某个共同的极限值。

脆性断裂选用第一、第二强度理论

屈服失效选用第三、第四强度理论

容器设计采用第三、第四强度理论。

第八章

14、设计参数：容器（公称）直径、设计压力和工作压力、设计温度、计算压力、许用应力、焊接接头系数、腐蚀裕量。

容器直径：对于用钢板卷焊的筒体，以内径作为它的公称直径，用无缝钢管做筒体时，以外径作为它的公称直径。

设计压力：指设定的容器顶部的最高压力。

工作压力：将容器在正常操作情况下容器顶部可能出现的最高工作压力称为容器的最大工作压力，用p w表示。

①装有安全阀的容器，其设计压力不得低于安全阀的整定压力，整

定压力是根据容器最大工作压力调定的。取不低于安全阀开启压力： p ≤（1.05～1.1）p w系数取决于弹簧起跳压力。

②装有爆破片的容器，取设计压力为爆破片设计爆破压力加制造范

围上限。(1.15-1.75） pw。

③无安全泄放装置——取 p=（1.0~1.1）pw。

④盛装液化气容器——设计压力应根据工作条件下可能达到的最

高金属温度确定。（地面安装的容器按最高饱和蒸汽压不低于50℃时的气体压力考虑）。

设计温度：指容器在正常工作情况下，设定的元件的金属温度（沿元件金属截面的温度平均值）。

设计温度在容器设计中的作用： ①选择材料； ②确定许用应力。 ※确定设计温度的方法：

（1）类似设备实测；（2）传热计算；（3）参照书P90表4-5。 计算压力：在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，其中包括液柱静压力。当元件所承受的液柱静压力小于5%设计压力时，可忽略不计。即计算压力=设计压力+液柱静压力(≥5%P 时计入)。

许用应力：定义式：

（1） 许用应力〔s 〕的确定：

工作温度为常温（＜200

snt ,sDt----

设计温度下材料的蠕变强度和 持久强度。nn,nD----蠕变强度和持久强度的安全系数。

焊接接头系数：容器上存在有：纵焊缝----A 类焊缝

环焊缝----B 类焊缝。焊接系数常取 1.0(双面全部无损探伤)或0.85（双面局部无损探伤）. 单面全无：0.9 单面局无：0.8 []）安全系数（）极限应力（n 0σσ=