化工设备常用材料及其选择
化工厂材料采购清单
化工厂材料采购清单一、原材料1、化工原料各类基础化学品，如酸（盐酸、硫酸、硝酸等）、碱（氢氧化钠、氢氧化钾等）、醇（甲醇、乙醇等）。
有机化合物，如苯、甲苯、二甲苯等芳烃类化合物，以及乙烯、丙烯等烯烃类化合物。
无机化合物，如氯化钠、碳酸钠、碳酸钙等。
2、气体工业气体，如氧气、氮气、氩气等，用于反应过程中的气体保护、吹扫等。
特殊气体，如氢气、氯气、氨气等，用于特定的化学反应。
3、石油产品原油、燃料油等，作为能源供应。
二、助剂1、催化剂用于加速化学反应的进程，如铂、钯等贵金属催化剂，以及各类金属氧化物催化剂。
2、溶剂常用的有机溶剂，如丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷等，用于溶解反应物或产物。
3、添加剂如抗氧化剂、稳定剂、消泡剂等，用于改善产品性能和延长保质期。
三、设备及零部件1、反应设备反应釜，包括不锈钢反应釜、搪玻璃反应釜等，不同材质适应不同的反应条件。
换热器，如板式换热器、管式换热器等，用于控制反应温度。
2、分离设备离心机，用于固液分离。
蒸馏塔，用于液体混合物的分离。
3、输送设备泵，包括离心泵、柱塞泵等，用于液体输送。
压缩机，用于气体输送。
4、储罐原料储罐、成品储罐等，材质有不锈钢、碳钢等。
5、阀门截止阀、球阀、蝶阀等，用于控制物料的流动。
6、管道及管件各种材质和规格的管道，以及弯头、三通、法兰等管件。
7、仪表温度传感器、压力传感器、流量传感器等，用于监测生产过程中的参数。
控制仪表，如调节阀、控制器等，用于实现自动化控制。
8、电气设备电机、变压器、开关柜等，为设备运行提供电力支持。
四、劳保用品1、个人防护装备安全帽、防护眼镜、防护面罩、耳塞等，保护员工头部、眼部、耳部等部位。
防护服、手套、安全鞋等，防止化学物质对身体的伤害。
2、消防器材灭火器、消防栓、消防水带等，用于火灾预防和扑救。
五、包装材料1、桶塑料桶、铁桶等，用于液体产品的包装。
2、袋编织袋、纸袋等，用于固体产品的包装。
六、其他材料1、实验室用品化学试剂、实验仪器等，用于产品质量检测和研发。
化工设备常用材料
8
磷（P） 来源：炼钢原料和燃料。（有害元素）
有益作用
少量能溶入铁素体（F）中 ，使强度、硬度显著提高 。
有害影响
引起钢的塑性和韧性急剧下 降，尤其在低温时脆性更大 ，这种现象称为冷脆性。含 量﹤0.045％
9
硫（S） 来源：炼钢原料和燃料。（有害元素）
在钢中形成FeS , FeS与Fe形成低熔点（985℃） 共晶体 分布在晶界上，使得对钢进行热加工时 容易脆化开裂，这种现象称为热脆性。含量＜ 0.05％
10
氢（H） 来源：炼钢原料和燃料。（有害元素）
造成氢脆、白点等缺陷
11
杂质元素总结
Mn Si
PSH
元素有益与有害是相对的：硅锰虽有益，但也 不是多多益善；硫磷虽有害，但炼铁过程中又 不可避免其存在，因此应严格控制其含量。
12
牌号
普通碳素钢
屈服极限代号Q 屈服极限数值（MPa）（强度指标） 质量等级符号（A、B、C、D） 脱氧方法（F、b、Z、TZ）
三、化工设备常用材料
1
黑色金属（钢、铸铁）
碳素钢
合金钢
有色金属（铜、铝、铅及其合 金等）
2
1.碳素钢
碳素钢简称碳钢，是最基本的铁碳合 金。它是指在冶炼时没有特意加入合 金元素，且含碳量小于2.11％的铁碳 合金。
3
按含碳 量
碳素钢的分类
按质量按用途ຫໍສະໝຸດ 按脱氧 程度4（1）按钢的质量分类
S≤0.050% P≤0.045%
弹簧
板簧
弹簧垫圈
21
（3）按冶炼时的脱氧程度不同分类
脱氧程度不完全的钢F 沸腾钢
脱氧程度最 彻底的钢TZ
特殊 镇静钢
碳素钢 半 镇静钢
化工设备材料及其选择
化工设备材料及其选择引言在化工领域，选择合适的设备材料至关重要。
化工设备材料的选择决定了设备的性能、耐用性以及安全性。
本文将介绍一些常见的化工设备材料，并说明如何选择适合的材料。
常见化工设备材料不锈钢不锈钢是一种常见的化工设备材料，由于其耐腐蚀性、机械强度和耐高温等特性，被广泛应用于化工工业中。
常见的不锈钢包括304不锈钢和316不锈钢。
选择合适的不锈钢取决于化学介质的性质以及操作条件。
聚合物聚合物材料在化工设备中也有广泛的应用。
聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）和聚四氟乙烯（PTFE）是常见的聚合物材料。
选择聚合物材料时需要考虑介质的腐蚀性、温度和压力等因素。
玻璃钢玻璃钢由玻璃纤维和树脂构成，具有良好的耐腐蚀性和机械强度。
它在化工领域中用于制造贮罐、管道和反应器等设备。
玻璃钢设备的选择主要考虑介质的腐蚀性和工艺要求。
陶瓷陶瓷材料在化工设备中常用于耐腐蚀和高温场景。
氧化铝陶瓷和碳化硅陶瓷是常见的选择。
陶瓷具有优异的耐腐蚀性和高温稳定性，但也比较脆弱，需要谨慎处理和使用。
化工设备材料的选择原则选择合适的化工设备材料需要考虑多个因素，包括介质的性质、操作条件、预算和可用性等。
介质性质首先要了解介质的腐蚀性、温度和压力等特性。
根据介质的性质选择合适的耐腐蚀材料，以确保设备在长期使用过程中不受到腐蚀的侵害。
操作条件操作条件也是选择化工设备材料的重要因素。
例如，如果设备需要承受高温条件，则需要选择具有良好耐高温性能的材料。
同时，还需考虑操作的压力和振动等因素。
预算和可用性预算和可用性也是选择化工设备材料时需要考虑的因素。
一些高性能材料价格昂贵，因此需要权衡其性能和成本之间的关系。
同时，要确保所选择的材料能够得到供应，以确保设备的维修和更换。
材料选择的案例研究以下是一个化工设备材料选择的案例研究。
某化工企业需要制造一套耐腐蚀的反应器。
介质为酸性溶液，温度在150°C到200°C之间，压力在10MPa到15MPa之间。
化工设备材料及其选择概述
化工设备材料及其选择概述引言化工设备在化工工艺中起着至关重要的作用，而化工设备材料的选择对化工工艺的运行和产品质量都有着重要影响。
本文将介绍化工设备材料的选取原则和一些常用的化工设备材料，以及对不同工艺条件下的推荐使用。
化工设备材料的选取原则在选择化工设备材料时，需考虑以下几个原则：耐腐蚀性化工工艺中常涉及到腐蚀性介质的处理，因此化工设备材料首先要具备较高的耐腐蚀性。
一般来说，金属材料中不锈钢的耐腐蚀性较好，可以耐受多种酸、碱、盐的侵蚀。
此外，还有一些耐腐蚀性较好的合金材料可选择，如镍钛合金、钽等。
强度和刚性化工设备在工艺中承受着各种力和压力，因此需要具备足够的强度和刚性来确保设备的安全和可靠运行。
常用的金属材料如不锈钢、铝合金都有较高的强度和刚性，可以满足大部分化工设备的要求。
密封性对于需要处理液态或气体的化工设备，密封性是一个非常重要的考虑因素。
一般来说，塑料材料比金属材料具有更好的密封性能，可用于制作管道、阀门等。
但在一些工艺条件较为苛刻的情况下，金属密封件如不锈钢密封件更适合使用。
导电性和绝缘性在一些特殊的化工工艺中，需要考虑电导率和绝缘性。
金属材料具有良好的导电性，适用于需要传导电流的设备。
而对于需要绝缘的设备，塑料材料则更适合使用。
常用的化工设备材料下面是一些常用的化工设备材料及其特点：不锈钢不锈钢是一种耐腐蚀性较好的金属材料，具有较高的强度和刚性。
不同的不锈钢材料具有耐不同介质的特点，如304不锈钢能耐酸碱性介质，316不锈钢能耐盐水等。
不锈钢广泛用于储罐、管道、反应釜等化工设备。
玻璃钢玻璃钢是一种复合材料，由玻璃纤维和树脂组成。
它具有良好的耐腐蚀性、绝缘性和强度。
玻璃钢常用于制作储罐、管道、风扇叶片等设备。
同时，玻璃钢具有较好的耐温性能，在高温环境下依然可以保持稳定性。
塑料塑料材料具有良好的耐腐蚀性、绝缘性和密封性。
常见的塑料材料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等。
它们被广泛应用于制作管道、阀门、泵等设备。
化工设备常用材料
47.7℃）、液硫化氢（-61℃ ）等设备
15CrMoR
低合金珠光体热强钢 中温抗氢钢板 用于制造壁温不超过560℃的压力容器
应用介绍
16MnR
屈服点为340MPa级的压力容器专用钢板 是我国压力容器行业使用量最大的钢板 具有良好的综合力学性能、制造工艺性能 主要用于制造中低压压力容器和多层高压容器
16MnDR、15MnNiDR、 09MnNiDR
低温压力容器用钢，工作在-20℃及更低温度的压力容 器专用钢板
采用低合金钢，不仅可以减薄容器的壁厚，减轻重量，节 约钢材，而且能解决大型压力容器在制造、检验、运输、 安装中因壁厚太厚所带来的各种困难。
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。
（3）高合金钢
压力容器中采用的低碳或超低碳高合金钢大多是耐腐 蚀、耐高温钢；铬钢、铬镍钢、铬镍钼钢
铬钢：0Cr13 是常用的铁素体不锈钢 有较高的强度、塑性、韧性和良好的切削加工性能 在室温的稀硝酸以及弱有机酸中有一定的耐腐蚀性 但不耐硫酸、盐酸、热磷酸等介质的腐蚀
铬镍钼钢：00Cr18Ni5Mo3Si2 是奥氏体-铁素体双相不锈钢 耐应力腐蚀、小孔腐蚀的性能良好，适用于制造介质 中含氯离子的设备。
二、钢材类型
按化学成分分类：碳素钢、低合金钢、高合金钢
化工加工中的材料选择和适用性
化工加工中的材料选择和适用性在化工行业中，材料选择和适用性是非常重要的问题。
化学材料的性质和特征，对于工艺的发展和产品的质量都有直接的影响。
选择不当的材料很可能会引发安全隐患或者影响产品的性能。
因此，化工加工中的材料选择和适用性是非常重要的课题。
1. 不同材料的特征及其适用性在化工加工中，经常需要使用不同种类的材料，如塑料、金属、陶瓷等。
这些材料有着不同的特征和适用性。
1.1 塑料材料塑料材料通常有着较轻的重量、优异的耐腐蚀性、耐化学性和耐热性等特征。
在化工加工中，塑料材料是比较主要的材料，特别是聚烯烃类塑料材料，能够承受高压、高温和极端酸碱的腐蚀，广泛应用于管道、容器、配件、泵体等领域。
1.2 金属材料金属材料通常有着高强度和可加工性等特征。
在化工加工中，金属材料是比较常见的材料，常用的有不锈钢、钛合金、铝合金等。
不锈钢具有极强的耐腐蚀性，普遍应用于化工容器、管道、配件等领域。
钛合金材料虽然贵，但具有轻质、耐腐蚀等优异的特点，用于制造化学反应器和高压设备。
铝合金材料则主要用于制造化学反应器、化工泵体等。
1.3 陶瓷材料陶瓷材料通常有着高温性能、耐磨性和耐酸碱性等特征，广泛应用于化工耐腐蚀领域。
常用的有氧化铝陶瓷、硝酸钙加压陶瓷等。
这些材料可以在极端酸碱环境下长期运行，能够承受高温高压下不同的化学反应。
2. 材料选择的重要性材料选择是影响工艺成本和产品质量的重要方面。
在化工加工中，正确选择材料，既可以保证产品质量，避免因材料损坏导致产品不能正常运行，同时也能够降低生产成本，保障生产效益。
此外，不同的材料有着不同的应用场景，正确选择材料可以满足不同应用场景下的需求，保障生产的高效进行。
3. 材料选用的误区在实际生产和运营过程中，常常会出现材料选用的误区。
主要体现在以下几个方面：3.1 仅关注价格在材料选用时，有些厂家只关注材料价格而忽视了其性能和适用性。
这样的做法无疑是不对的，因为材料不同，性能和适用性存在巨大差异，只关注价格带来的是潜在风险和低效。
石油化工设备设计选用手册 石化设备用钢
石油和化学设备设计选择手册为石化设备的钢材选择提供了全面指导。
钢因其强度高，耐腐蚀性强，热稳定性强，是石化设备的基本材料。
在石油和化学工业中，大量钢材被用于设备制造，包括碳钢，不锈钢，合金钢。
每种钢材都有自己独特的特性，适合石化工业内不同的应用。
碳钢因其强度高，成本相对较低，通常用于建造储罐和管道。
而无污
钢则具有较高的抗腐蚀性，常用于制造与腐蚀化学品接触的设备。
合
金钢具有增强的机械性质，用于高压和高温应用，如反应堆和热交换器。
在为石油化工设备选择适当的钢材时，必须考虑到操作环境、温度、
压力和所加工化学品的性质等因素。
材料必须能够承受石油化工行业
的严酷条件，在设备运行寿命期间保持其完整性。
除了考虑钢的机械特性外，还必须评估其焊接性、机械性以及可塑性。
这些因素可以对石化设备的制造和维修产生重大影响，在材料选择过
程中必须认真评估。
必须确保选定的钢材符合行业标准和规格，例如ASTM、ASME和
API标准。
这些标准规定了石化设备所用钢材料的质量，组成，机械
性质等标准，必须严格遵守，以保证设备的安全性和可靠性。
选钢石化设备是设计过程的一个关键方面，必须慎重考虑材料的机械性，耐腐蚀性和可制造性。
通过遵循行业标准并考虑到运营环境的具体要求，工程师可以确保石化设备的成功和安全运行。
特定工况的化工设备选材案例
特定工况的化工设备选材案例一、化工设备选材案例：压力容器1. 设备描述：压力容器用于承受高压气体或液体，如储罐、反应器等。
选材时需要考虑容器的强度、耐腐蚀性和耐热性等因素。
2. 材料选择：常用的材料包括不锈钢、碳钢和合金钢等。
不锈钢具有良好的耐腐蚀性和耐高温性能，适用于酸碱性环境；碳钢具有较高的强度和耐热性，适用于大容量的压力容器；合金钢具有更高的强度和耐腐蚀性，适用于高温高压的工况。
3. 实际案例：某化工公司生产的压力容器采用316L不锈钢材料，该材料具有优异的耐腐蚀性和耐高温性能，适用于存储和输送含有酸碱性物质的工艺流体。
经过长期运行，容器表面未出现腐蚀和变形现象，确保了生产过程的安全稳定。
二、化工设备选材案例：换热器1. 设备描述：换热器用于实现不同流体之间的热量传递，如冷却剂与加热剂之间的热交换。
选材时需要考虑材料的导热性、耐腐蚀性和耐压性等因素。
2. 材料选择：常用的材料包括铜、不锈钢和钛等。
铜具有良好的导热性和耐腐蚀性，适用于一般工况下的换热器；不锈钢具有较高的耐腐蚀性和耐压性，适用于酸碱性环境；钛具有优异的耐腐蚀性，适用于海水和酸碱性环境。
3. 实际案例：某化工厂的换热器采用铜管和铝翅片的组合结构，铜管具有良好的导热性，铝翅片增加了换热器的换热效率。
该换热器用于冷却高温液体，经过长期运行，换热效果良好，确保了生产过程的稳定。
三、化工设备选材案例：离心机1. 设备描述：离心机用于将悬浮物分离出液体，如固液分离、液液分离等。
选材时需要考虑材料的耐腐蚀性、耐磨性和耐高温性等因素。
2. 材料选择：常用的材料包括不锈钢、钛和高强度塑料等。
不锈钢具有良好的耐腐蚀性和耐高温性能，适用于酸碱性环境；钛具有优异的耐腐蚀性，适用于酸碱性和高温环境；高强度塑料具有良好的耐腐蚀性和耐磨性，适用于一般工况下的离心机。
3. 实际案例：某化工厂的离心机采用不锈钢材料制作，该材料具有良好的耐腐蚀性和耐高温性能，适用于分离含有酸碱性物质的悬浮物。
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
化工设备材料及其选择培训讲义(PPT 99).ppt
20R的d5不小于25% ； 16MnR的d5不小于21%； 1Cr18Ni9Ti的d5不小于40%。
10
（3）冷弯性能
室温下对试板以一定的内半径（R=0.5～3 板厚）进行弯曲，a=1200或1800 ，是否出现裂 纹或起层。 -----是钢材塑性指标和冶金质量的综合指标。
在1500倍显微镜下观察 到的显微组织，即金属 的金相组织。
球状石墨：强度最好 细片状石墨：次之
金相组织结构直接影响 金属材料的性质。
粗片状石墨：差
如，铸铁中的石墨形式 不同，其性质也不同。
28
•纯铁在不同温度下的晶体结构：
29
30
2. 纯铁的同素异构转变：
910℃
γ-Fe
（面心立方晶格）
在——提高强度。是有益元素。
2）.硫(S)
来源——矿石和焦炭。 存在形式：FeS。 作用——FeS 的熔点低于钢材热加工开始温度，
它过早熔化，导致工件开裂，称为热脆性。
有害元素！
37
3). 磷(P) 来源——矿石。
作用——溶于铁素体，使钢材常温下脆性增加，
塑性、韧性下降，即所谓“冷脆性”。
依据国家标准GB221-2000,牌号中 化学元素——化学符号或汉字表示； 产品用途、冶炼和浇铸方法——汉字或汉语
拼音字母表示。 例如：沸腾钢——F或沸
灰口铸铁——HT或灰铁 铸钢——ZG 锅炉钢——g或锅 容器钢——R或容
24
2.钢号表示法
例：优质碳素钢——
08F 沸腾钢
20 R
含碳量为0.08%；
章化工设备材料及其选择
1.1概述 1）.化工设备的使用环境： 压力：真空—低压—中压—高
化工设备材料及其选择—化工设备用其他材料
单元四 化工设备用其他 材料
1
第四节 有色金属材料
一. 铝及其合金 1.特性：1）密度小，体轻；
2）导电、导热性好。不产生火花； 3）塑性高，强度低； 4）易冷加工，可焊，可铸； 5）耐低温； 6）一定的耐腐蚀性； 7）不污染食物。
2
2.常用铝材：
1）纯铝：高纯铝——L01，L02（浓硝酸设备）； 工业纯铝—L1，L2，L4（换热器，塔，储罐， 深冷设备等）。
用场：腐蚀性强的换热器；泵，管道，机械密 封环，爆破片等。
15
4). 玻璃钢
——用合成树脂做黏结剂，玻璃纤维为骨 架制成。
特点：1）强度高 2）加工性能好 3）耐腐蚀性好
用场：容器，储槽，塔，鼓风机，搅拌器， 泵，管道，阀门等。
16
用途：设备防腐 常用涂料： • 防锈漆； • 底漆； • 大漆； • 环氧树脂漆； • 酚醛树脂漆。等。
14
3). 不透性石墨
——各种树脂侵汲石墨，消除孔隙而成。 特点：1）较高的化学稳定性和良好的导热性，
热膨胀系数小，耐温度急变性好； 2）不污染介质； 3）加工性能好，相对密度小； 4）力学性能较低，性脆。
6
三. 铅及其合金
特点： 1）强度低、硬度低、不耐磨、非常软； 2）耐硫酸腐蚀性能强，但不耐甲酸、乙酸、
硝酸及碱溶液； 3）耐辐射性强。 用场：加料管、鼓泡器、耐酸泵等，特别
是在一些有辐射的场合用来进行屏蔽。
7
四. 钛及其合金 特点：1）密度不大而强度高；
2）耐腐蚀性能近乎或超过不锈钢； 3）耐热。 用场：航空工业，化学工业。
用场：搪瓷设备，如反应釜、储罐、 换热器、塔、阀门等。
10
化工设备外壳资料
化工设备外壳资料一、引言化工设备外壳是保护化工设备内部结构和工艺设备的一种重要部件。
它具有保护设备、降低噪音、防止污染、美观等多种功能，对于化工生产的安全和稳定起着重要作用。
本文将介绍化工设备外壳的种类、材料以及设计要求等内容。
二、化工设备外壳的种类1. 单层外壳单层外壳是指由一层材料构成的化工设备外壳。
它通常适用于一些小型化工设备，具有结构简单、制造成本低、维修方便等优点。
常见的单层外壳材料有不锈钢、碳钢、铝合金等。
2. 多层外壳多层外壳是指由多层材料构成的化工设备外壳。
它通常适用于一些大型化工设备，具有更好的保温、隔热性能，能够降低设备本身的温升，提高能源利用效率。
常见的多层外壳材料有保温层、隔热层、防腐层等。
三、化工设备外壳的材料选择化工设备外壳的材料选择要考虑多个因素，如设备的工作环境、介质的性质、工艺要求以及经济性。
常用的材料有以下几种：1.不锈钢：不锈钢具有优良的耐腐蚀性能，适用于多种介质和工作环境。
而且不锈钢外壳还具有良好的强度和刚度，能够满足设备对于结构强度的要求。
2.碳钢：碳钢外壳具有良好的强度和刚度，并且成本较低，适用于一些一般介质和较为简单的工艺要求的化工设备。
3.铝合金：铝合金外壳具有良好的轻量化特性，重量轻、强度高且耐腐蚀，适用于需要减少设备自重的场合，如航空航天、电子化工等行业。
4.聚合物材料：聚合物材料具有良好的化学稳定性、耐腐蚀性和绝缘性能，适用于一些对介质要求严格、需要高度密封性的化工设备。
四、化工设备外壳的设计要求1. 结构设计化工设备外壳的结构设计要根据设备的功能和使用条件来确定。
重要的结构设计要求包括强度、刚度、稳定性和密封性等。
合理的结构设计能够保证设备的稳定性和安全性。
2. 加工工艺化工设备外壳的加工工艺要合理，能够保证加工精度和表面质量。
常用的加工工艺有折弯、焊接、切割和冲压等。
加工过程中要注意控制变形和应力，确保外壳的尺寸精度和形状精度。
3. 表面处理化工设备外壳的表面处理要根据使用环境和要求进行选择。
第一章_化工设备常用材料及其选择
2020/7/19
化工生产和化工机械
化工生产是以流体（气体、液体、粉体） 为原料，以化学处理和物理处理为手段，以获 得设计规定的产品为目的的工业生产。
化工生产过程的决定因素：化学工艺过程
化工机械装备
化工机械通常分为：化工设备（静设备）
2020/7/19
化工机器（动设备）
化工设备：
e P
b
a
相同，如何理解弹性模量？
o
(1)式称为虎克定律，该定律也可用于受压杆件，但符号为负
2020/7/19
1.2 材料的性能
横向线应变：
' d1 d d
dd
d
ε' 为横向线应变
研究表明在弹性阶段杆件的横向
应变ε'和轴向应变ε之比的绝对
值是一个常数
d1
拉伸
'
2020/7/19
，称为横向变形系数或者泊桑比
2020/7/19
第1章 化工设备材料及其选择
本章重点：材料的力学性能及化工设备材料 的选择
本章难点：材料的性能 计划学时： 8学时
2020/7/19
1.1 概 述
1.1.1 化工设备选材的重要性和复杂性
1、操作条件的限制 压力：从高真空到几千大气压,故有强度要求 温度：-250℃～2000℃，材料受冷、热 介质：酸碱（腐蚀）、易燃、易爆、毒性以及核反 应堆中子照射（变脆)
1.2 材料的性能
（2）屈服阶段（bc段）
பைடு நூலகம்
在此阶段，曲线上升
坡度变缓，在C点附近， 应力几乎不变的情况
下，试件的应变量在 增加，此时我们认为
b c s
材料对外力“屈服”
化工设备材料及其选择
T
ss
二、物理性能
相对密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性、磁性、 弹性模数与泊桑比等。
1、线膨胀系数α 2、弹性模量E 材料在弹性范围内，应力和应变成正比，即σ＝Eε，这个 比例系数E称为弹性模量，表示金属材料在弹性变形阶段 的应力和应变关系。 对不同材料，材料的弹性模量越大．使它产生一定量的弹 性变形的应力也越 。对同一种材料，弹性模数E随温 度的升高而 。
1）普通碳素结构钢（GBT700-2006）
代表钢材屈服点的字母 ＋ 屈服点的数值
＋ 材料质量等级符号 ＋ 脱氧方法符号，
常用Q235B，Q235C，Q235A· F
2）优质碳素结构钢（GBT699-1999） 较普通碳素结构含S、P量较少，表面质量较好。 常用10、Q245R（20g、20R）和20等。
高硅铸铁 ≥40 ≤沸 50~100 ＜120 (＜35) 30 STSi15R ＜40 ＜70 碳钢 × 70~80 20 × (80~100) (70) 沸 (80~100) ＜40 (沸 ) (＜10) (＜40) 40 (30) × × 60 × × 沸 × ×
耐 潮湿 100 耐 × 80 200 × 100 100 × ×
指在带有一定应力集中的缺口条件下，并且在静载荷作用条件 下，抵抗裂纹扩展的能力。
55 10
10
R1 2
8
(a) U型缺口
55 10
10
R0.25
8
45°
(a) V型缺口
图1-3 冲击试验的标准试样
4、硬度： 表示金属材料在一个小的体积范围内抵抗 弹性变形、塑性变形或破断的能力。
金属材料抵抗其它更硬的物体压入其内的能力。
第四节
6化工设备常用材料
在150℃～250℃范围内的回火称“低 温回火”。回火马氏体有较高的硬度和耐 磨性，内应力和脆性有所降低。刃具、量 具，要进行低温回火处理。
2024/7/4
36
中温回火温度是300℃～450℃。 有一定的弹性和韧性，并有较高硬度。 轴类、刀杆、轴套等进行中温回火。
2024/7/4
20
3、碳钢的基本组织
C在铁中的存在形式有固溶体、化合物和 混合物三种。 固溶体：两种或两种以上的元素在固态下互 相溶解，而仍然保持溶剂晶格原来形式。
三种不同的存在形式，形成了不同的碳 钢组织。
2024/7/4
21
组元：纯铁、 Fe3C
固相 相
固溶 体
金属 化合 物
铁素体 奥氏体 渗碳体
r= σmin/ σmax ,应力循环系数或应力比，如σ-1,以 106-107次不被破坏的应力
（r—循环特性）
2024/7/4
4
补充:静应力与变应力 稳定变应力——周期、应力幅和平均应力都
不随时间变化的变应力
2、硬度
局部抵抗能力 弹性、强度与塑性的综合性能指标 硬度：布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRC、HRB) 和维氏硬度(HV) 低碳钢 σb=0.36 HB 高碳钢 σb=0.34 HB 灰铸铁 σb=0.1 HB
2024/7/4
38
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。
2024/7/4
39
4、化学热处理
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。
化工设备材料及其选择知识
化工设备材料及其选择知识1. 引言化工设备的材料选择对于化工生产过程的安全性和可靠性具有重要影响。
正确选择化工设备材料，可以提高设备的抗腐蚀性能、延长使用寿命，同时确保生产质量和环境保护。
本文将介绍化工设备材料的选择知识，包括常用的材料种类、选择因素和常见的材料选择错误。
2. 常用的化工设备材料2.1 金属材料金属材料是化工设备中最常用的材料之一。
常见的金属材料有不锈钢、碳钢、铜和铝等。
不锈钢是最常用的材料，它具有耐腐蚀性、耐高温性和机械强度高的特点，适用于各种化工设备。
碳钢主要用于低温和一般温度下的设备，铜和铝则广泛应用于热交换设备和冷却塔等。
2.2 聚合物材料聚合物材料是近年来在化工设备中应用越来越广泛的材料。
聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等聚合物材料具有良好的耐腐蚀性、电绝缘性和机械性能，适用于储罐、管道等设备。
此外，聚合物材料还具有较低的成本和易加工的特点。
2.3 陶瓷材料陶瓷材料是一种非金属的无机非金属材料，具有良好的耐磨性、耐高温性和耐腐蚀性。
常见的陶瓷材料有氧化铝、氧化锆和碳化硅等。
陶瓷材料适用于特殊环境下的化工设备，如高温、高压和强酸碱等。
3. 化工设备材料选择因素在选择化工设备材料时，需要考虑以下因素：3.1 腐蚀性化工过程中常常涉及腐蚀性介质，因此材料的耐腐蚀性是选择的重要依据。
不同材料对不同介质的耐腐蚀性不同，需要根据具体情况选择合适的材料。
3.2 温度和压力化工设备在使用过程中会受到不同的温度和压力的影响，材料的选择需要能够适应这些变化。
高温和高压下材料的热膨胀和强度变化需要考虑。
3.3 机械性能机械性能包括材料的强度、硬度和韧性等，对于设备的可靠性和寿命具有重要影响。
根据设备的具体工作条件选择合适的材料，以确保设备在运行过程中不会出现破裂或变形等问题。
3.4 经济性材料的成本也是选择的一个重要因素。
在满足设备要求的前提下，选择成本较低但性能合适的材料可以降低设备制造和维护成本。
化工设备机械基础(第七版)完整课后答案
第一篇: 化工设备材料第一章化工设备材料及其选择一.名词解释A组：1.蠕变2.延伸率3.弹性模数(E)4.硬度5.冲击功与冲击韧性6.泊桑比(μ)7.耐腐蚀性 8.抗氧化性 9.屈服点10.抗拉强度B组：1.镇静钢2.沸腾钢3.半镇静钢4.低碳钢5.低合金钢6.碳素钢7.铸铁8.铁素体9.奥氏体 10.马氏体C组：1.热处理2.正火3.退火4.淬火5.回火6.调质7.普通碳素钢8.优质碳素钢9.不锈钢及不绣耐酸钢 10.锅炉钢D组：1.容器钢2.耐热钢3.低温用钢4.腐蚀速度5.化学腐蚀6.电化学腐蚀7.氢腐蚀8.晶间腐蚀9.应力腐蚀 10.阴极保护答案:A. 1.蠕变：在高温时，在一定的应力下，应变随时间而增加的现象，或者金属在高温和应力的作用下逐渐产生塑性变形的现象。
2.延伸率：试件受拉力拉断后，总伸长的长度与原始长度之比的百分率。
3.弹性模数(E)：材料在弹性范围内，应力和应变成正比，即σ=Eε,比例系数E为弹性模数。
4.硬度：金属材料表面上不大的体积内抵抗其他更硬物体压入表面发生变形或破裂的能力。
5.冲击功和冲击韧性：冲击功是冲击负荷使试样破断所做的功。
冲击韧性是材料在外加动载荷突然袭击时的一种及时和迅速塑性变形的能力。
6.泊桑比（μ）：拉伸试验中试件单位横向收缩与单位纵向伸长之比。
对于钢材，μ=0.3 。
7.耐腐蚀性：金属和合金对周围介质侵蚀（发生化学和电化学作用引起的破坏）的抵抗能力。
8.抗氧化性：金属和合金抵抗被氧化的能力。
9.屈服点：金属材料发生屈服现象的应力，即开始出现塑性变形的应力。
它代表材料抵抗产生塑性变形的能力。
10.抗拉强度：金属材料在受力过程中，从开始加载到发生断裂所能达到的最大应力值。
B. 1.镇静钢：镇静钢在浇注前用 Si, Al等把钢液完全脱氧，把FeO中的氧还原出来，生成SiO2和Al2O3。
钢锭膜上大下小，浇注后钢液从底部向上，向中心顺序地凝固。
钢锭上部形成集中缩孔，内部紧密坚实。
化工厂的材料
化工厂的材料化工厂是生产化学产品的重要场所，而化工厂所需的材料也是至关重要的。
在化工生产过程中，材料的选择和使用直接影响着产品的质量和生产效率。
因此，化工厂的材料选择至关重要，下面将介绍一些常见的化工厂材料及其用途。
首先，化工厂常用的材料之一是不锈钢。
不锈钢具有优良的耐腐蚀性能，能够在恶劣的化工环境下长期使用。
在化工生产中，不锈钢常用于制作反应釜、管道、储罐等设备，保障了化工生产设备的稳定运行和产品的质量。
其次，塑料材料也是化工厂常用的材料之一。
塑料具有优良的耐腐蚀性能和机械性能，广泛应用于化工设备的制造和管道的输送。
在化工生产中，塑料材料常用于制作储罐、泵体、阀门等设备，能够有效地防止化学物质对设备的侵蚀，保障了化工生产的安全和稳定。
另外，玻璃材料也是化工厂常用的材料之一。
玻璃具有优良的透明性和耐腐蚀性能，能够有效地观察化工生产过程和保护化工产品的质量。
在化工生产中，玻璃材料常用于制作反应器、反应釜、观察窗等设备，能够满足化工生产对于观察和保护的需求。
此外，橡胶材料也是化工厂常用的材料之一。
橡胶具有优良的耐腐蚀性能和弹性，能够有效地密封化工设备和减少振动噪音。
在化工生产中，橡胶材料常用于制作密封垫、软管、阀门垫片等设备，保障了化工生产设备的正常运行和产品的质量。
综上所述，化工厂的材料选择对于化工生产至关重要。
不锈钢、塑料、玻璃、橡胶等材料在化工生产中发挥着重要的作用，保障了化工生产设备的稳定运行和产品的质量。
因此，在化工生产过程中，应根据具体的工艺要求和化学品性质，选择合适的材料，并严格控制材料的质量，以确保化工生产的安全和稳定。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.5 低合金钢及化工设备特种钢
1.5.3 锅炉钢和容器钢 锅炉钢（g ）、容器钢（R）：
类型：优质碳素钢、低合金钢 要求如下：
1）较高的强度； 2）良好的塑性、韧性和冷弯性能； 3）较低的缺口敏感性； 4）良好的焊接性、加工工艺性。 5）有良好的低倍组织（用肉眼或低倍放大镜观察的高温合 金材料组织。低倍组织已广泛用作鉴别和判断材料质量以 及生产工艺是否完善的常规检验手段。）
合国家标准或行业标准。
2020/3/28
1.6 化工设备材料的选择
5、钢材使用温度 钢材使用温度的下限，除奥氏体不锈钢及另有规
定外，均高于-20 ℃。
2020/3/28
—196
❖ 1.6.2 选材实例分析
❖ [实例1] 选择液氨贮罐材料（使用地：沈阳）
❖ 1、分析贮罐操作条件
❖
介质：贮罐内盛装经氨压缩机压缩并被水冷凝下来的液态氨。液氨
❖
铬：含量大于13%，耐蚀性提高。
❖ 常用钢号：
❖
lCr13、2Cr13、受冲击载荷较大的零件
0Cr13、0Cr17Ti耐氧化性酸和硫化氢气体的腐蚀，部分代替高铬镍 型不锈钢
2020/3/28
❖ 2、铬镍不锈钢
❖ 典型钢号：1Cr18Ni9，常表示为18-8
❖ 成分：含碳量≤0.14%，Cr含量17%～19%，Ni含量8%～11%
2020/3/28
1.5 低合金钢及化工设备特种钢
❖ 1.5.2 低合金钢 ❖ 合金元素：≤5% ❖ 含碳量：＜0.2%， ❖ 组 织：铁素体和珠光体。 ❖ 力学性能：良好的焊接性能，较高的强度，耐腐蚀性和低温
性能。 ❖ 应 用：广泛用于桥梁、车辆、锅炉、化工容器和输油管等。 ❖ 16MnR：大型化工设备 ❖ 15MnVR:制造球形储罐
3、一般情况下，按下列规则选材是经济的。 （1）所需钢板厚度小于8mm时，在碳素钢与低合金钢之间，
应优先选用碳素钢钢板。在以刚度设计或结构设计为主的 场合，亦应尽量选用普通碳素钢钢板。 （2）在以强度设计为主的场合，应根据材料对压力、温度、 介质等的使用限制，依次选用Q235-B、Q235-C、20R(20g）、 16MnR、15MnVR、18MnMoNbR等钢板； （3）所需不锈钢厚度大于12mm时，应尽量采用衬里等结构形 式；另外，不锈钢应尽量不用作设计温度≤500 ℃的耐热用 钢。 （4）尽量采用、试用无镍、少镍的不锈钢代替铬镍不锈钢。
2020/3/28
1.6 化工设备材料的选择
1.6.1 选材一般原则 1、遵循标准： GB150-1998《钢制压力容器》 《压力容器安全技术监察规程》 HGJ15-89 《钢制化工容器材料选用规定》 2、压力容器承压构件使用普通低碳钢的限制范围见下表。
2020/3/28
1.6 化工设备材料的选择
2020/3/28
❖ 4、其它指导准则 ❖ 1）碳素钢用于介质腐蚀性不强的常、低压容器或壁厚不
大的中压容器； ❖ 2）低合金钢，用于介质腐蚀性不强的中、高压容器； ❖ 3）不锈钢用于介质腐蚀性较强、设计温度大于500℃或
小于-100 ℃的场合； ❖ 5、标准零部件（如法兰、人孔、手孔等）的材料选择符
式沿晶间析出，形成奥氏体晶界附近的贫铬区（Cr含量
﹤12%），并在该区产生腐蚀的现象。
❖ 措施：
❖ ①重新进行淬火处理，使Cr、C再溶于奥氏体中；
❖ ②减少钢中碳含量，减少Cr的含量流失；
❖ ③在钢中加入与碳亲和力比Cr更强的Ti、Nb等元素，将 碳固定住。
2020/3/28
❖ 表1-17，不锈钢分类
1.5 低合金钢及化工设备特种钢
6）钼 提高高温强度、硬度，可防止回火脆性。
7）钒 提高高温强度、淬透性、塑性。
8）钛 提高强度、韧性、耐热性。
9）稀土元素 提高强度，改善塑性、低温脆性、耐腐蚀性及焊接性能。
2020/3/28
ห้องสมุดไป่ตู้
1.5 低合金钢及化工设备特种钢
小结：加入的元素对钢性能的影响 1）降低钢材的临界淬火速度 2）提高铁素体的强度 3）减少马氏体的脆性 4）提高钢材的高温强度及抗氧化性 5）增强钢材的耐腐蚀性
2020/3/28
表1-21 推荐的材料： 普通低碳钢：Q235-B 优质低碳钢：20R 低合金钢：16MnR
15MnVR
Q235-C
❖
15MnVNbR
❖
18MnMoNbR
❖
13MnNiMoNbR
2020/3/28
1.5 低合金钢及化工设备特种钢
1.5.4 不锈耐酸钢
不锈耐酸钢
不锈钢：耐大气腐蚀的钢 耐酸钢：能抵抗酸和其它强烈介质的钢
化工设备机械基础
Fundamental Chemical Process Equipment
2020/3/28
1.5 低合金钢及化工设备特种钢
碳钢在使用上所受限制： 1）强度低； 2）耐腐蚀性差； 3）使用范围窄。
1.5.1 合金元素对钢的影响 合金钢：以改善钢材的性能为目的，在碳钢中特意 加入一些合金元素所得的钢。
对大多数材料无腐蚀。
❖
温度与压力：
❖
夏季贮罐经太阳暴晒，温度可达40 ℃甚至更高，这时氨的饱和蒸汽
2020/3/28
1.5 低合金钢及化工设备特种钢
1、加入的元素 1）铬
主加元素，可提高金属的耐腐蚀性、抗氧化性、淬透性、 强度、硬度，降低塑性和韧性。 2）锰 可提高强度，低温冲击韧性。 3）镍 可提高淬透性、耐腐蚀性、低温冲击韧性。 4）硅 提高强度、高温疲劳强度、耐热性等，但降低了塑性和韧 性。 5）铝 2020/3/28显著细化晶粒，提高韧性，降低冷脆性，且价廉。
铬不锈钢：以铬为主
不锈钢
铬镍不锈钢：以铬、镍为主
节镍（无镍）不锈钢
2020/3/28
❖ 1、铬不锈钢
❖ 铬的作用：
❖
能溶于铁的晶格中形成固溶体，耐蚀；
❖
氧化性介质中，能生成一层致密稳定的氧化膜，起保护作用。
❖ 耐蚀性影响因素：
❖
碳：与Cr形成铬的碳化物Cr23C6 ，使铁的固溶体中的有效铬含量
降低，耐蚀性下降；
❖ 注：
❖
①18-8在含有氯离子的溶液中腐蚀严重；
❖
②容易产生晶间腐蚀。
❖
③在强氧化剂介质中具有很高的耐蚀性，但在还原性介
质中不耐蚀。
❖ 组织：热处理后常温下为单一奥氏体组织—奥氏体不锈钢
❖ 用途：贮槽、塔器、反应釜、阀件等
2020/3/28
❖ 晶间腐蚀
❖
18-8在加热或自高温缓慢冷却时，碳会以碳化铬的形