水工艺设备常用材料
水工艺设备基础课件
在满足使用要求的前提下，尽量选用价格适中、 来源广泛的材料，降低设备成本。
环保可持续
优先选用可再生、可回收的材料，减少对环境的 负面影响。
质量检测方法与标准
外观检测
1.A 检查材料的表面质量，如平整度、光洁度、颜 色等，确保其符合相关标准。
化学成分分析
1.B 通过化学方法检测材料的成分，确保其符
分类
水工艺设备按照其功能和用途可 分为给水设备、排水设备、污水 处理设备等。
发展历程及趋势
发展历程
水工艺设备经历了从简单机械到自动 化、智能化的发展历程，不断提高设 备的效率和性能。
趋势
未来水工艺设备将朝着高效节能、绿 色环保、智能化等方向发展，以满足 不断增长的用水需求和环保要求。
应用领域与重要性
竞争格局变化
水工艺设备市场竞争加剧，企业需要不断提高技术创新能力和产品质 量，以应对市场变化。
行业发展趋势预测
产业升级与转型
水工艺设备行业将不断向高端化、智能化、绿色化方向发展，实 现产业升级和转型。
跨界融合与合作
水工艺设备行业将与其他领域进行跨界融合和合作，形成新的产业 链和商业模式。
国际市场拓展
水工艺设备基础课件
目录
• 水工艺设备概述 • 水工艺设备基础知识 • 常见类型水工艺设备介绍 • 水工艺设备选材与质量控制
目录
• 水工艺设备在环保产业中的应用案 例
• 水工艺设备发展趋势及前景展望
01 水工艺设备概述
定义与分类
定义
水工艺设备是指用于水的处理、 输送、分配和监控等各个环节的 机械设备和系统。
节能环保技术
研发高效节能、减排降噪的水工艺设备，降低能耗和环境污染。
水利水电工程材料的分类
水利水电工程材料的分类1.水泥类材料：水泥是水利水电工程中常用的建筑材料之一，主要用于制作混凝土、砂浆等。
根据不同的配方和工艺，水泥可以分为普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、特种水泥等。
2.混凝土类材料：混凝土是水利水电工程中主要的结构材料，可以根据不同的用途和要求制作各种不同强度、密度和耐久性的混凝土。
常见的混凝土材料包括水泥、骨料、砂、水、掺合料等。
3.钢材类材料：钢材是水利水电工程中常用的结构材料，包括普通碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢等。
钢材在水利水电工程中主要用于制作管道、沟渠、支撑构件、锚杆等。
4.管材类材料：管材是水利水电工程中常用的输水、排水和排污管道材料，包括金属管材和非金属管材。
金属管材主要有钢管、铸铁管等，非金属管材主要有塑料管、玻璃管、陶瓷管等。
5.密封材料类：密封材料主要用于水库、水闸、水泵等水利水电设备的密封部位，以确保其正常运行。
常用的密封材料包括橡胶密封件、波纹盘根、膨胀胶带、填缝胶等。
6.陶瓷材料类：陶瓷材料在水利水电工程中主要用于制作水库坝体、水闸闸门、水泵叶轮等部件。
陶瓷材料具有抗腐蚀、耐磨损等特点，常用的陶瓷材料有陶瓷泥、陶瓷管、陶瓷板等。
7.合成材料类：合成材料是指由人工合成的材料，具有特殊性能和功能。
在水利水电工程中，常用的合成材料包括聚合物材料、纤维增强复合材料等。
这些材料具有轻质、高强度、抗腐蚀等特点，可以用于制作复杂形状的结构件。
综上所述，水利水电工程材料可以根据其功能和用途进行分类，包括水泥类材料、混凝土类材料、钢材类材料、管材类材料、密封材料类、陶瓷材料类和合成材料类。
这些材料在水利水电工程中起着重要的作用，对于水利水电工程的建设和运行具有重要意义。
水工程施工产品及其特点
水工程施工产品及其特点在水工程施工中，常用的产品包括各种管道、阀门、泵站、水库大坝等。
这些产品在工程中发挥着重要的作用，可以有效地实现水资源的输送、分配、利用和保护。
下面将分别介绍这些产品及其特点。
1.管道管道是水工程中常用的产品之一，用于输送和分配水资源。
根据不同的材质和功能，管道可分为不同种类，如金属管道、塑料管道、混凝土管道等。
在水工程施工中，常用的管道材质包括钢、铸铁、塑料等，具有抗腐蚀、耐压、耐磨等特点。
金属管道通常用于输送大流量的水资源，具有良好的强度和耐压性能。
铸铁管道则主要用于污水输送，具有防腐蚀、耐磨损等特点。
塑料管道轻便、易于安装，可以降低工程成本，适用于小型水利工程。
管道的选材和设计需要根据具体工程情况来确定，以确保管道具有良好的耐久性和稳定性。
此外，管道的安装和维护也是水工程施工中需要重点关注的问题，需要保证管道的密封性和稳固性，以免发生漏水或破裂事故。
2.阀门阀门是管道系统中常用的控制装置，用于调节流量、压力和方向。
根据不同的功能和结构，阀门可分为截止阀、调节阀、蝶阀等。
在水工程施工中，常用的阀门包括钢制阀门、铸铁阀门、塑料阀门等，具有耐腐蚀、耐高压、封闭性好等特点。
阀门的选择需要考虑管道的流体性质、压力和温度等因素，以确保阀门能够正常工作并保持长期稳定性。
此外，阀门的安装位置和方式也需要根据实际情况来确定，以便方便操作和维护。
3.泵站泵站是用于输送和提升水资源的设备，通常由泵、管道、阀门等组成。
根据不同的用途和功率，泵站可分为给排水泵站、排泥泵站、消防泵站等。
在水工程施工中，泵站主要用于提升水资源、调节水压和保证水流动稳定。
泵站的选择需要考虑水源的地理位置、水质、用途等因素，以确保泵站能够满足工程要求并提供可靠的水资源保障。
此外，泵站的维护和管理也是水工程施工中需要重点关注的问题，需要定期检查和保养泵站设备，以延长使用寿命并提高工作效率。
4.水库大坝水库大坝是用于蓄水和调节水流量的建筑物，通常由混凝土、钢筋等材料构成。
水工艺设备基础ppt课件
35、40、45、50钢属中碳钢，经热处理后可获得良好的综合力学性能， 主要用制造齿轮、套筒、轴类零件等。这几种钢在机械制造中应用非 常广泛。
T7、T8钢，用于制造具有较高韧性的工具，如冲头、凿子等。
T9、T10、T11钢，用作要求中等韧性、高硬度的刃具，如钻头、丝锥、 锯条等。
五、课程教学安排
前 言 1、时间安排 第1周～第8周（32个学时）； 2、考试形式 待定 3、结业成绩 考试成绩（占70%）；平时考查成绩（占30%）主要包括课后作 业、上课出勤、回答问题等。 4、答疑方式 课堂直接答疑； 课后约固定时间固定教室答疑； 通过电子邮件、网络聊天、电话咨询等方式答疑； （lujinsuo@；QQ:421409710
T12、T13钢，用于要求更高硬度、高耐磨性的锉刀、拉丝模具等。
09MnNb、16Mn、15MnTi钢属低合金结构钢，用于制造桥梁、车辆、 锅炉、油罐、建筑结构和化工容器等。
合金钢用途举例 14MnVTiRe、14MnMoV、18MnNb、14CrMnMoVB钢用于制造大型 船舶、重要桥梁、电站设备及锅炉、化工、石油等中高压容器。 20CrMnTi钢，常用于制造汽车、拖拉机上的齿轮。 40MnB、40Cr、35CrMo、40CrMnMo钢，用于制造重要调质件， 如主轴、曲轴、连连杆和齿轮等机械零件。 65Mn、60Si2Mn钢属弹簧钢，主要用于制造截面小于25mm的弹簧， 如车箱板簧和机车板簧、扭杆簧等。 GCr15、GsiMnMoV钢属轴承钢，主要用于制造滚动轴承的内圈、外 圈和滚动体，也可用于制造冷冲模、冷轧辊等。 1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti钢，属奥氏体不锈钢，用于制造耐硝酸、冷磷 酸、有机酸及盐、碱溶液腐蚀的设备零件。 Mn13钢，属耐磨钢，用于制造拖拉机链轨板、挖掘机铲齿、球磨机 衬板、铁路道岔等。 15CrMo、4Cr10Si2Mo钢，属耐热钢，用于制造在高温下工作的零件 或构件。
水工艺设备基础知识点
1、水工艺设备常用的金属材料主要有碳钢、铸铁、合金钢、不锈钢以及部分有色金属材料等。
2、聚合物的分类：碳链有机聚合物，杂链有机聚合物，元素有机聚合物，无机聚合物。
3、高分子材料的性能：重量轻，高弹性，：弹性变形量大，弹性模量低，拉伸时温度升高。
滞弹性：蠕变，应力松弛，滞后于内耗。
塑性与受迫弹性（可塑性），韧性，耐磨性，绝缘性，耐热性，耐蚀性，老化。
4、按照钢中硫和磷的含量可分为普通钢、优质钢和高级优质钢。
普通钢S<=0.055%，P<=0.045%；优质钢S、P均应<=0.040%；高级优质钢S<=0.030%，P<=0.035%。
5、根据钢的用途可分为结构钢、工具钢、特殊性能钢。
6、Q275表示屈服强度为275MPa的碳素结构钢。
7、含碳0.45%（万分之四十五）左右的优质碳素结构钢编号为45钢。
8、碳素工具钢的含碳量一般介于0.65%~1.35%之间。
9、30CrMnSi钢，其平均含碳量为0.3%，铬、锰、硅三种合金元素的含量均小于1.5%10、金属材料的基本性能是指它的物理性能、机械性能、化学性能、和工艺性能。
11、化学成分的变化对钢材的基本力学性能如强度及塑韧性等有较大的影响。
12、屈服极限是金属材料开始产生屈服现象时的应力，以σs表示，单位为MPa。
对于没有明显屈服点的材料，规定以产生0.2%塑性变形时的应力作为屈服强度，表示。
以σ0.213、疲劳强度是指材料在经受N次应力循环而不断裂时的最大应力，以σ-1（纯弯曲疲劳）τ（扭转疲劳）表示，单位为MPa。
N为102~105次发生破坏的为低-1循环疲劳破坏，多发生在容器构件上，N超过105次的为高循环疲劳破坏，多用于一般机械零件，钢铁材料N为107，有色金属和某些超高强度钢N为108。
14、材料在加工方面的物理、化学和机械性能的综合表现构成了材料的工艺性能，又叫加工性能。
15、水工艺设备主要零部件的制造工艺过程主要是焊接、锻造、切削、冲压、弯曲和热处理16、在铸铁中加入某些合金元素可以大大提高它在一些介质中的耐蚀性。
水工艺设备基础考试复习要点
欢迎共阅《水工艺设备基础》复习要点一考试类型及题型1)闭卷；2)单项选择题；填空题；简答题；计算题；论述题(分值有变化，单选和填空分值有所减少)二知识点第一章．水工艺设备常用材料1）掌握水工艺设备常用材料有哪些？2）了解钢的分类，如按用途分为：结构钢、工具钢和特殊性能钢。
①按化学成份分类：碳钢和合金钢；A.碳钢按含碳量又可分为：低碳钢、中碳钢和高碳钢；B.合金钢按含合金元素的含量又可分为：低合金钢、中合金钢和高合金钢；②按照钢中硫和磷的含量又可分为：普通钢、优质钢、高级优质钢；③根据钢的用途又可分为：结构钢、工具钢和特殊性能钢3）掌握钢的编号的意义：如合金工具钢9SiCr 钢（0.9%）；碳素工具钢 T8表示什么含义？（0.8%）第二章. 材料设备的腐蚀﹑防护与保温 1. 材料设备的腐蚀与防护1）了解什么叫腐蚀及其危害？2）掌握设备防蚀技术中关于防蚀结构设计需要遵循的基本原则？3）掌握：a.什么是应力腐蚀及其发生的条件？ b.设备防蚀技术中关于改变介质腐蚀特性的途径是什么？4）重点掌握：a.微生物腐蚀产生的原因及其最常见的微生物腐蚀类型；b.水处理工艺设备常用材料的选择原则? （可能出简答题）2. 设备的保温了解设备保温的目的？第三章水工艺设备理论基础 1. 容器应力理论1）掌握什么是薄壁容器？判断标准？2）了解容器设计的基本要求？欢迎共阅１）工艺要求：容器的总体尺寸、接口管的数目与位置、介质的工作压力、填料种类、规格、厚度等一般都要根据工艺生产的要求通过工艺设计计算及生产经验决定。
２）机械设计的要求：（1）容器要有足够的强度（2）要有足够的刚度（3）要具有足够的稳定（4）容器必须有足够的严密性（5）抗腐蚀性和抗冲刷性要好（6）在保证工艺要求、和机械设计要求的基础上，应选择较为便宜的材料，以降低制作成本。
（7）确保制作、安转、运输及维护方便。
3）重点掌握圆柱壳薄壁容器的应力计算方法？（记公式、弄懂每个参数的意义，会用）会出个计算题（课本 P98页）14）掌握容器壁厚计算中关于“计算厚度，设计厚度，名义厚度，有效厚度”的含义。
最新作业-给排水设备工艺黄廷林-主编-课后答案
精品文档第一章水工艺设备常用材料1. 金属材料的基本性能包括哪几个方面的内容？你认为水工艺设备对金属材料的哪些性能要求更高？怎样才能满足这些要求？答：使用性能：1 化学性能：抗氧化性和耐腐蚀性。
2 物理性能：密度，熔点，热膨胀系数，导热性以及弹性模量等。
3 机械性能：弹性，塑性，强度和韧性。
工艺性能：可焊性，可锻性，切削加工性，成型工艺性，热处理性能。
我觉得水工艺设备对金属材料的强度，刚度和抗腐蚀性的性能要求更高。
按照实际的工程需要，通过不同材料间的比较，从中选出较优的材料。
2. 影响钢材性能的因素主要有哪些？答：碳是决定钢材的主要元素，随含碳量增加，钢的强度和硬度将不断提高，而塑性和韧性则会随之下降。
硫是一种有害元素，产生“热脆”现象。
磷也是一种有害元素，产生“冷脆”现象。
锰是一种有益元素，作为脱氧剂和合金元素，减轻硫的有害作用，提高钢的强度和硬度。
硅是一种有益元素，作为脱氧剂和合金元素，提高强度，硬度，弹性，降低塑性和韧性。
氧，氮：未除尽的氧氮大部分以化合物形式存在，降低强度，冷弯性能和焊接性能。
氧增加热脆，氮增加冷脆。
钛，钒，铌：钢的强脱氧剂和合金元素，改善韧性，提高强度。
3. 不锈钢有哪些类型？在酸性介质、碱性介质及中性水溶液中是否可以选用同一种不锈钢？简述理由。
答：按显微组织为马氏体不锈钢，铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢。
按化学成分为铬不锈钢和铬镍不锈钢。
不可以，因为不同介质溶液中PH值不同，对不锈钢的化学反应都不一样，所以不能用同一种不锈钢，应该有所针对的选择。
4、高分子材料主要有哪些类型？耐蚀有机高分子有哪些类型？各有什么特点？答：按照化学组分分：碳链有机聚合物、杂链有机聚合物、元素有机聚合物、无机聚合物。
常用于水工程及水工艺设备中的高分子材料有：塑料、橡胶、纤维和胶粘剂等。
耐蚀有机高分子类型有：热塑性树脂、工程塑料类、热固性树脂等。
热塑性树脂中聚乙烯、聚丙烯的应用占主流。
工程塑料类虽然有优异的耐腐性能，但因其价格的原因，在中等的腐蚀环境中首选的仍是价廉易得、加工容易的材料。
《水工艺设备基础》习题库(含答案)-七种题型
水工艺设备基础习题库一、单选题1.试样拉断前所承受的最大应力为 ( B )A、屈服强度B、抗拉强度C、疲劳强度2.下列材枓不属于无机非金属材料的是（B）A．玻璃B．橡胶C．陶瓷D．水泥3．图1是阴、阳极面积不同的连接结构示意图，相关说法正确的是 (B)① a图中钢板发生腐蚀② b图中铜板发生腐蚀③其他条件相同时，a图的腐蚀速率大于b图④其他条件相同时，a图的腐蚀速率小于b图A.①②③B. ①④C. ②③D. ①③4．从防腐的角度，下列哪种设计更为合理 (D) *单选5．关于右图，相关说法正确的是 (D)图1. Fe-H2O的E-PH示意图图2. Fe-H2O的防腐蚀路线图①从图1可以看出，铁的电极电位低于-0.8V、PH＜8时，铁不会发生腐蚀。
②铁的电极电位为0.4V、PH为12时，铁的存在形式是Fe3O4。
③从图2可知，处于红点处的Fe有3种防腐蚀方法④图2的①表示的是阴极保护法⑤图2的②表示的是阳极保护法A.①②③B. ①④⑤C. ②③④D. ①③④⑤6．熔模铸造与砂型铸造相比，前者(A)A. 铸件精度高B. 工艺简单C. 可铸各种铸件D. 生产效率高7．在常用铸造方法中，铸件尺寸公差精度最高，表面粗糙度值最低的是(B) 铸造方法A. 砂型 B. 压力C. 离心D. 熔模8．消除打漩和提高混合效果的是 (A)A.挡板B. 推进式搅拌器C.涡轮式搅拌器D. 锚式搅拌器9．“没有金刚钻，就别揽瓷器活”这句话暗指瓷器的 (B)大。
A.刚度B. 硬度C.脆性D. 强度10．搅拌式设备有多种形式，哪个不是按功能分的（ A )A.水力搅拌设备B. 混合搅拌设备C. 搅动设备D. 分散搅拌设备11．法兰连接的失效主要表现为。
( C )A. 螺栓松动B. 出现缝隙C. 发生泄漏D. 以上皆是12.通常说的“白色污染”属于（ C ）材料。
A、无机非金属B、金属C、高分子D、复合13.通常有机物发生反应的部位是( B )。
水工艺设备基础复习参考
水工艺设备基础复习参考一、填空题1、在水处理工艺中，搅拌器的形式多种多样，应根据工艺要求来选用，常用的搅拌器有：浆式搅拌器、推进式搅拌器、涡轮搅拌器等。
2、合金工具钢9SiCr钢表示：平均含碳量为0.9%，硅和铬的平均含量小于1.5% 。
3、陶瓷的最大缺点是脆性，它是阻碍陶瓷作为结构材料广泛应用的首要问题，是当前的重要研究课题。
4、机械性能主要指材料的弹性、塑性、强度和韧性。
5、焊接的方法很多，大体可分为三大类：即熔化焊、压力焊和钎焊。
6、膜组件主要分为板式膜组件、管式膜组件、螺卷式膜组件和中空纤维膜组件。
7、Ni－Mo合金是耐盐酸腐蚀的优异材料。
最有名的哈氏合金（0Cr16Ni57Mo16Fe6W4）能耐室温下所有浓度的盐酸和氢氟酸。
8、机械传动的主要方式有齿轮传动、带传动和链传动。
9、离子交换膜的基本性能交换容量和含水率。
10、物质的导热系数值不仅因物质的种类、结构成分和密度而异，而且还和物质温度、湿度和压力等因素有关。
11、HSn65-3表示的意义为: 含铜65%、含锡3％的锡黄铜。
12、金属发生应力腐蚀的三个必要条件是：敏感金属、特定介质和一定的静应力。
13、改变介质的腐蚀特性一般有两种途径：一种是去除介质中有害成分；另一种是加缓蚀剂。
14、吸附装置分为固定床、移动床和流化床。
15、通常可将极化的机理分为活化极化、浓差极化和电阻极化。
16、反渗透、超滤、微滤和纳滤设备都是依靠膜和压力来进行分离的。
17、按照化学成分钢主要可分为碳钢和低合金钢。
18、30CrMnSi的意义是：平均碳含量低于0.3%，铬锰硅三种合金元素均小于1.5%19、金属材料的基本性能是指它的物理性质、化学性质、机械性能和工艺性能。
20、高分子化合物的合成中，最常见的聚合反应有加聚反应和缩聚反应。
21、腐蚀防护设计除正确选材外，具体还包括防蚀方法选择、防蚀结构设计、防蚀强度设计以及满足防蚀要求的加工方法。
22、按照作用原理不同，电化学保护分为阴极保护和阳极保护。
水工艺设备基础
Mn
硫形成高熔点（1600 ℃）硫化锰，减轻硫的有害
作用，提高钢的强度和硬度。
Si
能使钢的强度、硬度和弹性提高，而塑性、韧性降低。 作为合金元素，可以提高钢的耐热、耐蚀性。
（二）物理性能
密度
熔点 热膨胀系数 导热性
导电性 弹性模量
线膨胀系数：材料在温度变化1℃时单位长度的伸缩变化值。 弹性模量：材料在弹性极限内应力与应变的比值。
工具钢 ：主要用于制造各种刀具、量具、模具属于高碳钢 或高碳合金钢。
特殊性能钢：具有特殊物理性能或化学性能的钢，如不 锈钢、耐热钢、耐磨钢等，属于高合金钢）
钢材料
（二）钢的编号
1、普通碳素结构钢
牌号表示：这类钢主要保证机械性能，故用Q+数字表示，其中 “Q”为“屈”字的汉语拼音字头，数字表示屈服强度值 例如： Q275表示屈服强度为275MPa的碳素结构钢 Q195，Q215，Q255，Q275等牌号 若牌号后面标注A，B，C，D，则表示钢材质量等级不同，其中 A级最低，D级最高。若在牌号后标注字母“F”则为沸腾钢，未 加标注的为镇静钢。 例如：Q235－A•F 表示屈服强度为235MPa的A级沸腾钢
如T8A，T13A
4.合金结构钢
编号方法：“两位数字（钢中平均含碳量的万分之几） ＋元素符号（钢中所含的合金元素）＋数字（该合金 元素平均含量的百分之几）” 如果合金平均含量低于1.5%，则不标明含量； 如果合金平均含量大于1.5%，2.5%，3.5%.....， 则相应的以2、3、4…….表示。
金属中自由电子易吸收光能并以光发射的形式 重新放出，因而金属对光具有良好的反射性能。
第一节 金属材料
一、金属材料的分类 （一）钢的分类
水工艺设备基础(终极)
水工艺设备基础第一章水工艺设备常用材料1、水工艺设备常用的金属材料：主要有碳钢、铸铁、合金钢、不锈钢以及部分有色金属材料等。
2、金属材料的基本分类：3、钢的分类：按化学成分分类：主要分为碳钢和低合金钢按质量分类：按照钢中硫和磷的含量可分为普通钢、优质钢和高级优质钢。
普通钢 S≤0.055％；P≤0.045％；优质钢 S、P均应≤0.040％；高级优质钢 S≤0.030％；P≤0.035％按用途分类：主要可分为结构钢、工具钢和特殊性能钢。
4、普通碳素结构钢：这类钢主要保证机械性能，故其牌号用Q+数字表示。
若牌号后面标注A、B、C、D，则表示钢材质量等级不同，其中A级最低，D级最高。
若在牌号后标注字母“F”则为沸腾钢（脱氧不完全的钢），未加标注的为镇静钢。
例如：Q235-A·F表示屈服强度为235MPa的A级沸腾钢。
这类钢按其屈服强度的大小有Q195、Q215、Q255、Q275等牌号。
5、合金结构钢：这类钢的编号是利用“两位数字+元素符号+数字”来表示。
前面的两位数字代表钢中平均含碳量的万分之几，元素符号表示钢中所含的合金元素。
元素后面的数字表示该元素的平均含量的百分之几。
如果低于1.5％，则不标含量。
如果大于1.5％、2.5％、3.5％....，则相应的以2、3、4....表示。
例如 12CrNi3钢，其平均含碳量为0.12％，平均含铬量小于1.5％，平均含镍量为3％。
若为高级优质合金结构钢，则在钢号的最后加“A”字，例如20Cr12Ni14WA。
6、金属材料的化学成分（C、P、S）硫、磷元素多了会有哪些不好？S含量必须严格控制，硫不溶于铁，以FeS形式存在，与Fe形成低熔点的共晶体，使钢材在热加工时容易开裂，产生“热脆”现象。
硫含量高还使材料的断裂韧性降低。
P磷能全部溶于铁素体中，虽能使钢的强度和硬度增加，但同时会导致塑型和冲击韧性的显著降低，特别是在低温时使钢材显著变脆，产生“冷脆”现象。
水处理膜材料
水处理膜材料水处理膜材料是水处理工程中不可或缺的重要组成部分，它们在水处理过程中起着至关重要的作用。
水处理膜材料的选择直接影响着水处理设备的性能和效果。
因此，了解不同类型的水处理膜材料及其特性对于水处理工程的设计和运行至关重要。
首先，我们来介绍一下常见的水处理膜材料。
目前，常见的水处理膜材料主要包括聚醚砜（PES）、聚酰胺（PA）、聚丙烯（PP）、聚四氟乙烯（PTFE）等。
这些材料在水处理领域具有广泛的应用，每种材料都具有其独特的特性和适用范围。
聚醚砜（PES）是一种常用的水处理膜材料，它具有良好的化学稳定性和耐高温性能，适用于高温条件下的水处理工艺。
聚酰胺（PA）膜材料具有较高的机械强度和耐腐蚀性能，适用于一些特殊的水处理环境。
聚丙烯（PP）膜材料具有优异的耐化学性能和良好的耐热性能，适用于一般的水处理工艺。
聚四氟乙烯（PTFE）膜材料具有出色的耐化学性能和耐热性能，适用于一些对材料要求极高的水处理工艺。
其次，我们来谈谈水处理膜材料的选择原则。
在选择水处理膜材料时，需要考虑多个因素，包括水处理工艺的要求、水质特性、操作条件、经济成本等。
不同的水处理膜材料具有不同的特性，因此需要根据实际情况进行合理的选择。
一般来说，对于一些特殊的水处理工艺，需要选择具有较高耐化学性能和耐热性能的水处理膜材料；对于一般的水处理工艺，可以选择性能平衡的水处理膜材料。
最后，我们需要重点关注水处理膜材料的性能评价。
水处理膜材料的性能评价是水处理工程设计和运行的重要依据。
在进行性能评价时，需要考虑水处理膜材料的渗透性能、截留性能、机械强度、耐化学性能等多个方面。
通过对水处理膜材料性能的全面评价，可以为水处理工程的设计和运行提供科学依据。
综上所述，水处理膜材料是水处理工程中不可或缺的重要组成部分，不同类型的水处理膜材料具有不同的特性和适用范围。
在选择水处理膜材料时，需要根据实际情况进行合理的选择，并重点关注水处理膜材料的性能评价，以确保水处理工程的设计和运行达到预期的效果。
水处理工程设备常用材料的选择原则
水处理工程设备常用材料的选择原则摘要：随着水工业的发展，水工艺设备的种类越来越多，使用条件也更加复杂，温度从低温到高温；压力从真空到高压；物料具有易爆、剧毒及强腐蚀性等。
所以，水工艺设备材料的选择也至关重要。
关键词：水处理设备；常用材料；材料性能；选择原则1.水处理工程设备常用材料水处理工程设备常用的材料有金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料。
1.1金属材料金属材料是目前水工艺设备材料的主体，其特点是外层电子的共有化，即金属键结合，因此具有良好的塑性和变形能力。
外层共有电子在晶体中可以相当自由的移动，因而一般具有良好的导电性和导热性。
但也存在易腐蚀，易氧化，韧性较差，加工比较困难等缺点。
1.2无机非金属材料无机非金属材料种类繁多，如天然岩石、铸石、陶瓷、搪瓷、玻璃、水泥等。
根据不同种类、用途与适用条件，在水工艺设备中应用较多的主要有传统陶瓷、玻璃、玻璃陶瓷、特种陶瓷、金属陶瓷和搪瓷。
无机非金属材料主要是指陶瓷材料，其特点是刚度很高、硬度高；导热性低，是很好的绝热材料；耐腐蚀性好；表面光滑易清洗。
缺点就是塑性极差，韧性极低，脆性大，热稳定性低。
1.3高分子材料高分子材料是水工艺设备及其配件中最常用的工业材料之一。
高分子材料的性能主要取决于高分子的单体、链接结构、聚合度等。
由于高分子聚合物结构的多层次、状态的多重性，以及对温度和时间的敏感性，高聚物的许多工程性能相对不够稳定，变化幅度较大，作为结构材料，高分子的主要特点有重量轻，高弹性，韧性好，摩擦系数低、磨损率低，具有良好的绝缘性，耐腐蚀性能也较好。
高分子材料的主要不足就是它的耐热性不好，此外长期使用或存放后易老化。
1.4复合材料随着科学技术的进步，对材料性能的要求越来越高，单一材料已经很难满足这些要求。
复合材料就是由两种或更多种的物理和化学本质不同得物质，人工制成的一种多相固体材料，以获得单一材料所无法具备的综合性能。
复合材料具有比强度和比刚度高，抗疲劳性能好，减振能力强，高温性能好，断裂安全性高的特点，此外复合材料的减摩擦性、耐腐蚀性以及工艺性能都较好。
水工艺设备基础 期末复习
第一章水工艺设备常用材料1.水工艺设备常用的金属材料主要有：碳钢、铸铁、合金钢、不锈钢及部分有色金属材料等。
2.钢的分类：按化学成分分为碳钢和合金钢，按硫磷含量分为普通钢、优质钢、高级优质钢，按用途分为结构钢、工具钢、特殊性能钢。
3.钢的编号：Q+数字表示屈服强度值；标注A、B、C、D，表示钢材质量等级，A级最低，D级最高；标注F为沸腾钢，未标注为镇静钢：如q235—A·F，表示屈服强度为235MPa的A级沸腾钢。
4.合金结构钢编号：利用“两位数字+元素符号+数字”来表示，两位数字代表钢种平均含碳量的万分之几，元素符号表示钢中所含的合金元素，数字代表该元素的平均含量的百分之几，若平均含量低于1.5%，则不标明含量，若平均含量大于1.5%、2.5%、3.5%……，则相应地以2、3、4……表示。
如12CrNi3钢，其平均含碳量为0.12%，平均含铬量小于1.5%，平均含镍量为3%。
5.合金工具钢：当其平均含碳量大于或等于1.00%时，含碳量不予标出，小于1.00%时，以千分之几表示，其余表示方法与合金结构钢相似，如9SiCr，其平均含碳量为0.9%，硅和铬的平均含量均小于1.5%。
6.金属的基本性能是指它的物理性能、机械性能、化学性能和工艺性能。
7.钢中的有益元素包括锰和硅，有害元素包括硫（热脆、断裂韧性降低）和磷（冷脆、但提高在大气中耐蚀性）。
8.材料的机械性能主要指材料的弹性、塑性、强度和韧性（冲击韧性、断裂韧性、无塑性转变温度）。
9.材料的工艺性能主要指材料的可焊性、可锻性、切削加工性、成型工艺性和热处理性能。
10.有色金属：工业上钢铁称为黑色金属，除钢铁以外的金属称为有色金属。
11.铜合金及其编号：铜与锌组成的合金称为黄铜，HSn70—1表示含铜70%，含锡1%的锡黄铜；铜合金中的主加元素不是锌而是锡、铝、硅等其他元素，称为青铜，QSn4—3，表示平均含锡量4%，含锌量3%的锡青铜。
水工艺设备基础复习
P3金属材料的基本性能是指他的物理、机械、化学和工艺性能，但这些性能一般都受其化学成分的影响。
P27高分子材料的性能特点：重量轻、高弹性、滞弹性、塑性与受迫弹性、强度与断裂、韧性、减磨、耐磨性、绝缘性、耐热性、耐蚀性、老化、P32高分子材料主要包括合成树脂、合成橡胶和合成纤维三大类P43复合材料的性能特点：1、比强度和比刚度高2、抗疲劳性能好3、减振能力强4、高温性能好5、断裂安全性高P50氢蚀钢的氢蚀包括可逆氢脆和氢蚀两个阶段。
在第一阶段，氢被钢的表面所吸收，并以原子状态沿晶界向钢的内部阔算。
虽然这些氢原子并未与钢的组分起化学反应，也未改变其组织，但却降低了钢的韧性，使钢变脆。
该阶段的可逆性表现在：当钢在200~300℃加热或常温下长时间静置，其韧性又可部分或全部恢复。
第二阶段是氢蚀阶段。
在该阶段，侵入并扩散到钢中的氢与不稳定化合物发生反应。
*P53极化是指原电池由于电流通过，使其阴极和阳极的电极电位偏离其起始电位值的现象。
电流流过阴极使阴极电位降低的现象，称为阴极极化。
通常可以将极化的机理分为活性极化（电化学极化）、浓差极化和电阻极化。
P56金属腐蚀破坏的形态（1）全面腐蚀特征是腐蚀分布在整个金属表面，结果使金属构件截面尺寸减小，直至完全破坏。
（2）局部腐蚀如果腐蚀集中在金属表面局部区域，而其他大部分表面几乎不腐蚀，称为局部腐蚀。
按照局部腐蚀的发生条件、机理及形态特征，可以将其分为电偶腐蚀、小孔腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、磨损腐蚀和细菌腐蚀等主要类型。
P64微生物腐蚀微生物对金属腐蚀过程的影响主要体现在以下方面：A、代谢产物具有腐蚀作用。
细菌能产生某些具有腐蚀性的代谢产物，如硫酸、有机酸和硫化物等。
B、改变环境介质条件。
C、影响电极极化过程。
D、破坏非金属保护覆盖层或缓蚀剂的稳定性。
*P66细菌腐蚀的控制A、使用杀菌剂或抑菌剂B、改变环境条件C、覆盖防护层D、阴极保护*P70应力腐蚀材料在静压力和腐蚀介质共同作用下发生的脆性开裂破坏现象。
《水工艺设备基础》考试大纲
《水工艺设备基础》考试大纲第一章水工艺设备常用材料1．教学目的及基本要求：1）了解金属材料的分类2）掌握材料的基本性能及使用条件3）熟悉耐蚀金属材料及性能2．教学内容的重点和难点：1）重点：掌握水工艺设备常用材料的基本性能与特点2）难点：如何根据材料的性能、特点和水工艺设备要求，确定不同材料的适用条件和范围。
3．知识点：1）金属材料的基本性能包括哪几个方面的内容？你认为水工艺设备对金属材料的哪些性能要求更高？怎样才能满足这些要求？2）影响钢材性能的因素主要有哪些？3）合金钢有哪些类型？何谓耐蚀低合金钢？耐大气腐蚀、海水腐蚀的低合金钢中各含哪些主要合金元素？4）不锈钢有哪些类型？在酸性介质、碱性介质及中性水溶液中是否可以选用同一种不锈钢？简述理由。
5）铝、铜及其合金的主要性能特点是什么？主要用于什么场合？6）钛及钛合金最突出的性能特点是什么？7）简要说明无机非金属材料的性能特点，以及主要用于哪些场合。
8）高分子材料主要有哪些类型？常用于水工程及水工艺设备中的高分子材料有哪些？耐蚀有机高分子有哪些类型？各有什么特点？9）复合材料主要有哪些性能特点？你认为在水工艺设备中复合材料最突出的性能特点是什么？请列举在水工业领域应用复合材料的几个事例。
第二章材料设备的腐蚀、防护及保温1．教学目的及基本要求：1）了解材料设备的腐蚀的危害以及腐蚀与防护科学的发展状况2）掌握腐蚀与防护基本原理3）熟悉各种设备腐蚀防护技术4）能运用腐蚀与防护原理进行材料的选用5）了解设备保温的目的6）熟悉常用保温材料，保温结构与施工2．教学内容的重点和难点：1）重点：掌握水工艺设备及常用材料的腐蚀与防护的基本原理与方法2）难点：设备、材料的腐蚀原理与方法3．知识点：1) 什么叫氢蚀？它对钢的性能有什么影响？2) 什么叫极化？极化对金属腐蚀有什么影响？3) 什么叫阴极去极化？阴极去极化可以通过哪些途径来实现？其中最常见、最重要的阴极去极化反应是什么？4) 什么是金属的全面腐蚀、局部腐蚀？局部腐蚀包括哪些类型？5) 试从腐蚀发生的条件、机理、影响的因素和控制的途径等方面比较小孔腐蚀和缝隙腐蚀的异同。
1-水工艺设备常用材料(打印版)
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（四）金属材料的工艺性能
¾ 定义
——又称加工性能，是指材料在加 工方面的物理、化学和机械性能的综合 表现。
¾ 零部件制造工艺过程
水工艺设备主要零部件的制造工艺 过程主要有焊接、锻造、切削、冲压、 弯曲和热处理等。
1.2 无机非金属材料
1.2.1 无机非金属材料的分类
传统陶瓷
无
陶
机
玻璃
瓷
非
材
金
玻璃陶瓷
¾ 比强度和比刚度高 ¾ 抗疲劳性能好 ¾ 减振能力强 ¾ 高温性能好 ¾ 断裂安全性高 ¾ ……
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铂纳米晶与碳纳米晶管复合材料
2013/11/9
“水工艺设备常用 材料”的介绍到此结 束！谢谢！
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（一）水工艺设备常用的金属材料
铸铁 合金钢
碳钢
Fe
不锈钢
有色金属材料
一体化净水设备 化粪池 金3属管
碳钢三通
铸铁井盖
球墨铸铁三通
合金钢同心异径管 合金钢管
不锈钢过滤罐 4
（二）钢的分类与编号
¾ 钢的分类 · 按化学成分分类
√ 碳钢：低碳钢、中碳钢和高碳钢 （按含碳量不同）
√ 合金钢：低合金钢、中合金钢和高合金钢 （按合金元素含量不同）
• 有益元素 • Mn+S→MnS→S的危害↓，强度/硬度↑
• 有益元素 • Si↑，强度/硬度/弹性↑，塑性/韧性↓ • 过量Si→热加工工艺性能↓↓↓
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（二）金属材料的物理性能
¾ 密度 ¾ 熔点
是指材料在温度变化1℃时单位长度的伸缩变化 量
¾ 热膨胀系数
• 用导热系数表征
¾ 导热性
水工艺设备基础,期末复习总汇
第1章水工艺设备常用材料1.按照化学成分钢主要可分为碳钢和低合金钢。
2.合金结构钢的编号利用“两位数字+元素符号+数字”来表示。
例如30CrMnSi，其中平均含碳量为0.30%，铬、锰、硅含量小于1.5%（平均含量小于1.5%的不标明数字）。
若为高级优质合金结构钢，则在钢号后面加“A”，例如20Cr12Ni14WA3.合金工具钢的标号与合金结构钢相似，平均含碳量小于1.0%时，用千分之几表示；大于1%是则不标明。
例如：9SiCr钢，其平均含碳量为0.9%，硅和铬的含量均小于1.5%。
4.金属材料的基本性能是指它的物理性能、机械性能、化学性能和工艺性能。
5.碳是钢中主要元素之一，对钢的性能影响最大。
6.材料的机械性能主要是指材料的弹性、塑性、强度和韧性。
7.蠕变强度是指在给定的温度下，在规定的时间内，使试样产生的蠕变变量超过规定值时的最大应力，以σδt T表示，单位为“MPa”8.材料在加工方面的物理、化学和机械性能的综合表现构成了材料的工艺性能，又叫加工性能。
选材时必须同时考虑材料的使用与加工两方面性能。
9.可焊性金属的可焊性，是指被焊金属在采用一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构形式的条件下，获得优质焊接接头的难易程度。
10.铜及其合金具有较高的导电性、导热性、塑性、冷韧性、并且在许多介质中具有很高的耐腐蚀性。
11.铝的密度小，相对密度为2.7，约为铜的1/3；导电性、导热性、塑性、冷韧性都好，但强度低，经冷变形后强度可提高；能承受各种压力加工。
铝合金的性能得到很大的改善。
铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。
12.铝和铝合金通过阳极氧化形成的氧化膜大大提高其耐蚀性和耐磨性。
13.陶瓷的基本性能有：刚度、硬度、强度、塑性、韧性、脆性脆性是陶瓷最大的缺点，是阻碍其作为结构材料广泛应用的首要问题。
14.最常见的聚合反应有加聚反应和缩聚反应两种。
15.应力松弛是大分子链在力的长期作用下，逐渐改变构象和发生位移所引起的。
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218%
铁碳合金
碳钢
亚共析钢 共0.析02钢18W %<c=W0c.7<70%.77%
过共析钢 Wc≥0.77%
白口铸铁
亚共晶铸铁 2.11%<Wc<4.3% 共晶铸铁 Wc=4.3% 过共晶铸铁 Wc≥4.3%
D、含碳量与力学性能间的关系
碳钢 中碳钢 0.25%＜Wc≤0.60%
高碳钢 0.60%＜Wc<2.11%（共析钢
钢
0.77%）
C、主要特性线
1、ACD线 液相线，由各成分合金开始结晶温度点所组成的线，铁 碳合金在此线以上处于液相。 2、AECF线 固相线，由各成分合金结晶结束温度点所组成的线。在此线以 下，合金完成结晶，全部变为固体状态。 3、ECF水平线 共晶线，Wc＞2.11%的铁碳合金，缓冷至该线（1148℃）时， 均发生共晶转变，生成莱氏体。 4、ES线 碳在奥氏体中的溶解度曲线，通常称为Acm线。碳在奥氏体中 最大溶解度是E点（Wc＝2.11％），随着温度的降低，碳在奥 氏体中的溶解度减小，将由奥氏体中析出二次渗碳体Fe3CⅡ。
钢、不锈钢、铸铁以及部分有色金属材料等。 1、钢的分类 （1）按化学成分分类
低碳钢 0.0218%＜Wc≤0.25%
碳钢 中碳钢 0.25%＜Wc≤0.60% 高碳钢 0.60%＜Wc<2.11%
钢
低合金钢 （合金总量＜ 5% ）
合金钢 中合金钢 （合金总量 5-10% ）
高合金钢 （合金总量 ＞10% ）
5、GS线 奥氏体冷却时开始向铁素体转变的温度线，通常称为A3线。 6、PSK水平线 共析线，通常称为A1线。奥氏体冷却到共析线温度（727℃） 时，将发生共析转变生成珠光体（P），Wc ＞0.0218%的铁碳 合金均会发生共析转变。 7、GP线 0＜Wc＜0.0218%的铁碳合金，缓冷时发生奥氏体转变为铁素 体。 8、PQ线 碳在铁素体中的溶解度曲线。在727℃时，Wc=0.0218%，溶 碳量最大，在600℃时，Wc=0.0057%。在727℃缓冷时，铁 素体随着温度降低，溶碳量减少，铁素体中多余的碳将以渗碳 体（三次渗碳体Fe3CⅢ）的形式析出。一般情况下，忽略Fe3CⅢ
4、铁素体（F）
铁素体是碳溶于α-Fe中所形成的间隙固溶体，体心立方 晶格（727-912 ℃ 以下存在）。碳在α-Fe中的溶解度很小， 727℃时0.0218%；室温时为0.0008%,几乎为零。其强度 和硬度很低，塑性、韧性好。显微组织是明亮的晶粒。
5、渗碳体（Fe3C）
渗碳体是铁与碳形成的金属化合物，碳含量是6.69％， 具有复杂的晶体结构。其硬度很高，塑性和韧性很差，δ、 Ak接近于零，脆性很大。分一次渗碳体和（Fe3CⅠ）、二次 渗碳体（Fe3CⅡ）和三次渗碳体（Fe3CⅢ）。 。
碳溶入δ-Fe中形成间隙固溶体，呈体心立方晶格结构， 因存在的温度较高，故称高温铁素体或δ固溶体，用δ表示， 存在的范围小，一般很少见到。
体心立方
面心立方
3、奥氏体（A） 奥氏体是碳溶于γ-Fe中所形成的间隙固溶体，面心立方
晶格。碳在γ-Fe中的溶碳量较高，1148℃时2.11%；727℃时 为0.77%。其强度较低，塑性、韧性好，无磁性。在锻造、 轧制时常要加热形成奥氏体，易于加工。
水工艺设备常用材料
水工艺设备材料
金属材料
钢（碳钢、合金钢、不锈钢） 铸铁 有色金属及其合金
无机非金属 材料
高分子材料 复合材料
陶瓷
传统陶瓷 玻璃材料
特种陶瓷 金属陶瓷
化工搪瓷 石墨材料 工程塑料 橡胶 金属基复合材料
非金属基复合材料
§1.1 金属材料
1.1.1、金属材料的分类 水工艺设备常用的金属材料主要有碳钢、合金
附：铁碳合金的基本金相组织介绍
目前应用的铁碳合金状态图是含碳量为0～6.69%的铁 碳合金部分（即Fe－Fe3C部分），因为含碳量大于6.69％ 的铁碳合金在工业上无使用价值。
铁碳合金状态图
A、铁碳合金的基本金相组织
1、液相（L）
铁与碳的液体溶液。（A-C-D线以上）
2、高温铁素体（δ-Fe固溶体）
6、珠光体（P=F+Fe3C ）
珠光体是由铁素体和渗碳体组成的共析晶体，是奥氏体 冷却时，在727℃恒温下发生共析转变的产物,碳含量是 0.77％。显微组织是铁素体与渗碳体片层状交替排列。性 能介于铁素体和渗碳体之间，强度较高，硬度适中，有一 定的塑性。
7、莱氏体（Ld或Ld'）
液态铁碳合金在1148℃左右会发生共晶转变，含碳量为 4.3%的液态铁碳合金会转化为含碳量为2.11%的奥氏体和 6.69%的渗碳体两种晶体（其比例大约是1:1）的混合物体 称莱氏体，用符号Ld表示。
强度（σb)：当Wc<0.9％时， 随着Wc增加，不断提高； 当Wc>0.9％时，由于渗碳 体在晶界呈网状分布，使钢 的强度下降。 硬度(HB)：随Wc的增加而 提高 塑性(δ、ψ）：随Wc的增加 而迅速降低。 冲击韧性(αk)：随Wc的增加 而迅速降低。
Wc
（1）按化学成分分类
低碳钢 0.0218%＜Wc≤0.25%
1、A点 纯铁的熔点，温度1538℃,Wc=0 2、G点 纯铁的同素异晶转变点，冷却到912℃时,发生γ-F→α-Fe
3、P点 碳在α-Fe中的最大溶解度,温度727℃，Wc=0.0218% 4、E点 碳在γ-Fe中的最大溶解度,温度1148℃，Wc=2.11% 5、C点 共晶点，温度1148℃，Wc=4.3%成分为C的液相，冷却到此温度 时，发生共晶反应：L→Ld（A+Fe3C） 6、S点 共析点，温度727℃，奥氏体（Wc=0.77%）冷却到此温度时， 发生共析反应：A→P（F+Fe3C） 7、D点 渗碳体熔点,温度1227℃,Wc=6.69%