1、化工設備機械基礎復習要點第六章1、910°C以下為具有體心立方晶格結(jié)構(gòu)的 a -鐵，910°C以上為具有面 心立方晶格結(jié)構(gòu)的丫 -鐵。2、 碳溶解到a -鐵中形成的固溶體叫鐵素體，碳溶解到丫 -鐵中形成 的固溶體叫奧氏體，鋼的組織中只有鐵素體，沒有奧氏體。鐵素體和 奧氏體均具有良好的塑性。鋼分為碳素鋼、低合金鋼、高合金鋼。3、退火是將零件放在爐中，緩慢加熱至某一溫度，經(jīng)一定時間保溫 后，隨爐或埋入沙中緩慢冷卻。正火只是在冷卻速度上與退貨不同， 退火是隨爐緩冷而正火是在空氣中冷卻。 經(jīng)過正火的零件， 有比退火 更高的強度和硬度。淬火的目的是為了獲得馬氏體以提高工件的硬度和耐磨

2、性， 淬火要求 很高的冷卻速度。 回火就是把淬火后的鋼件重新加熱至一定溫度， 經(jīng) 保溫燒透后進行冷卻的一種熱處理操作。 低溫回火：加熱溫度為 150250°C;中溫回火：加熱溫度為 350 450°C;高溫回火：加熱溫 度為 500650oC。4、碳鋼分為低碳鋼， 中碳鋼，高碳鋼三種。低碳鋼：含碳量小于 0.3%，是鋼中強度較低，塑性最好的一類。冷沖壓及焊接性能均好，是用于 制作焊制的化工容器及負荷不大的機械零件。中碳鋼：含碳量在0.3%0.6%之間，鋼的強度和塑性適中， 可通過適當?shù)臒崽幚慝@得優(yōu) 良的綜合力學性能，適用制作軸、齒輪、高壓設備頂蓋等重要零件。高碳鋼：含碳量在

3、0.6%以上，鋼的強度及硬度均高，塑性較差，用來 制造彈簧，鋼絲繩等。5、 Q245R F指旨“容”，容器專用20G G指“鍋”，鍋爐專用6、高合金鋼號表示：不銹鋼（Cr含量高時為鐵素體Cr1，含量低是為馬氏體lCr13 2Cr13 Cr17Ni2 ） Cr17:鉻含量為17%耐熱鋼7、單軋鋼板的公稱厚度為3400mm公稱寬度為6004800mm公稱長度為200020000mm B類鋼板的負偏差為-0.3mm&無縫鋼管做筒體公稱直徑為筒體的外徑，板卷制鋼管的公稱直徑 為筒體內(nèi)徑，筒體和封頭的公稱直徑為內(nèi)徑。9、HT:灰鑄鐵RuT :蠕墨鑄鐵 QT :球墨鑄鐵 KT :可鍛鑄鐵BT :白

4、口鑄HT150150-用單鑄試棒作出的最低抗拉強度為150MPaQT350-22L : 22指有室溫-22C下的沖擊性能要求。QT500-7500 抗拉強度R/MPa 7 最小伸長率7/%（min）鋼和鑄鐵的分界線碳含量2.11%為鑄鐵 V 2.11%為鋼第七章應力分類：單向應力狀態(tài)、二向應力狀態(tài)、三向應力狀態(tài) 10、容器：化工設備雖然尺寸大小不一，形狀結(jié)構(gòu)不同，內(nèi)部構(gòu)件多 種多樣，但是它們都有一個外殼，這個外殼就叫容器。容器是化工生 產(chǎn)所用各種設備外部殼體的總稱。容器一般由筒體、封頭、法蘭、支座、接管及人孔（手孔）等原件構(gòu)成。11、內(nèi)壓圓筒中的拉伸應力 環(huán)向拉伸應力（環(huán)向薄膜應力）?o e

5、=2?（其中Di為中徑，3為厚度。）經(jīng)向拉伸應力（經(jīng)向薄膜應力）?2 一 o n=4?內(nèi)壓球殼中的拉伸應力?9 =4?2 一 m=4?12、彎曲應力周邊簡支、承受均布載荷的圓平板，最大彎曲應力出現(xiàn)在板的中心處；周邊固定、承受均布載荷的圓平板，最大應力出現(xiàn)在板的中心 四周；承受壓力p的圓平板所產(chǎn)生的最大彎曲應力3 Mma是同直徑、 同厚度圓柱形殼體內(nèi)薄膜應力的2K?倍。?13、二次應力（邊緣應力，邊界應力）產(chǎn)生原因：邊緣應力是由于不連續(xù)點的兩側(cè)產(chǎn)生相互約束而出 現(xiàn)的附加應力性質(zhì)：局部性 只產(chǎn)生在局部區(qū)域內(nèi)，邊緣應力衰減很快。自限性 當邊緣處的附加應力達到材料屈服極限時，相互約束便緩解了，不會無限

6、制地增大。對二次應力的限制：利用局部性特點，改變邊緣結(jié)構(gòu)，邊緣局部加 筒體縱向焊縫錯開焊接，焊縫與邊緣離開，焊后熱處理利用自限性 保證材料塑性，可以使邊緣應力不會過大，避免產(chǎn)生裂紋。13、強度理論最大拉應力理論（第一強度理論）：無論是簡單還是復雜應力狀態(tài)，只 要發(fā)生脆斷，其共同的原因是最大拉應力達到某個共同的極限值。 最大伸長線應變理論（第二強度理論）：無論是簡單還是復雜應力狀態(tài)， 只要發(fā)生脆斷，其共同的原因是最大伸長應變達到某個共同的極限值。最大剪應力理論（第三強度理論）：無論是簡單還是復雜應力狀態(tài)， 只要發(fā)生屈服破壞，共同的原因是最大剪應力達到某個共同的危險值。S' r3= 8 1

7、-8 3.形狀改變比能理論(第四強度理論)： 無論是簡單還是復雜應力 狀態(tài)，只要發(fā)生屈服破壞，其共同的原因是形狀改變比能達到某個共 同的極限值。脆性斷裂選用第一、第二強度理論屈服失效選用第三、第四強度理論容器設計采用第三、第四強度理論。第八章14、設計參數(shù)：容器(公稱)直徑、設計壓力和工作壓力、設計溫度、 計算壓力、許用應力、焊接接頭系數(shù)、腐蝕裕量。容器直徑：對于用鋼板卷焊的筒體，以內(nèi)徑作為它的公稱直徑，用無 縫鋼管做筒體時，以外徑作為它的公稱直徑。設計壓力：指設定的容器頂部的最高壓力。工作壓力：將容器在正常操作情況下容器頂部可能出現(xiàn)的最高工作壓 力稱為容器的最大工作壓力，用 Pw表示。 裝有

8、安全閥的容器，其設計壓力不得低于安全閥的整定壓力，整定壓力是根據(jù)容器最大工作壓力調(diào)定的。取不低于安全閥開啟壓力：p <( 1.05 1.1 ) pw系數(shù)取決于彈簧起跳壓力 。 裝有爆破片的容器，取設計壓力為爆破片設計爆破壓力加制造范 圍上限。(1.15-1.75 ) pw。 無安全泄放裝置取p= (1.01.1 ) pw。 盛裝液化氣容器一一設計壓力應根據(jù)工作條件下可能達到的最高金屬溫度確定。（地面安裝的容器按最高飽和蒸汽壓不低于 50 C時的氣體壓力考慮）。設計溫度：指容器在正常工作情況下，設定的元件的金屬溫度（沿元 件金屬截面的溫度平均值）。設計溫度在容器設計中的作用：選擇材料；確定

9、許用應力確定設計溫度的方法：（1）類似設備實測；（2）傳熱計算；（3）參照書P90表4-5。計算壓力：在相應設計溫度下，用以確定元件厚度的壓力，其中包括 液柱靜壓力。當元件所承受的液柱靜壓力小于 5%設計壓力時，可忽略不計。即計算壓力=設計壓力+液柱靜壓力（ 5%P寸計入）。許用應力：定義式:0）安全系數(shù)（n）極限應力（1）許用應力s的確定:工作溫度為常溫（v200C)取:Min s( 02), bnsnb工作溫度為中溫，取Min三ns nbMin S( 4 n, Dnsm nD中 snt ,sDt-工作溫度為高溫，取-設計溫度下材料的蠕變強度和持久強度。nn,nD-蠕變強度 和持久強度的安全

10、系數(shù)。焊接接頭系數(shù)：容器上存在有：縱焊縫-A類焊縫環(huán)焊縫-B類焊縫。焊接系數(shù)常取1.0（雙面全部無損探傷）或0.85 （雙面局部無損探傷）.單面全無：0.9單面局無：0.8需要進行無損檢驗。檢驗方法主要是：X射線檢查和超聲波檢腐蝕裕量：對單面腐蝕取 C2= 1 mm;對雙面腐蝕取C2= 2 mm 對于不銹鋼，一般取0。15、厚度計算理論計算厚度3有第三強度理論得薄膜應力強度條件為t3 r3=S e< S J對于筒體，該強度條件應寫成33=?芋3 ,由于鋼板在焊接加熱過程中，對焊縫周圍會產(chǎn)生不利影響，所以港版的許用應力乘以焊接接頭系數(shù)®，所以3? t?亠r3 = ?< 3

11、U ,即 3吋?將D=D+3代入并去掉不等號，經(jīng)簡化整理并將p用pc代替后，得到理論計算厚度的計算公式：3二存竺？ 3為筒體的理論計算厚度，Pc 為計算壓力，Di為內(nèi)徑，3為許用應力。大多數(shù)情況下，3 = ?2?設計厚度3 d : 3 d= 3 +G C 2二n*入mm為使用壽命n年內(nèi)的總腐蝕裕量。名義厚度3 n： 3 n= 3 d+G+/ C 1為負偏差，/為去除負偏差后的圓整 值。對壓力容器用的低合金鋼板和不銹鋼鋼板， 它們的厚度負偏差一 律為-0.3mm。有效厚度 3 e：3 e= 3 +/ = 3 n-C1-C2最小厚度3 min：最小厚度是指為滿足容器在制造、運輸及安裝過程中 的剛度

12、要求，根據(jù)工程實踐經(jīng)驗所規(guī)定的不包括腐蝕裕量的最小厚度。對于碳素鋼和低合金鋼制容器，3 min不小于3mm對于高合金鋼制容 器，3 min不小于2mm若算出的3v3 mm取3 mm為計算厚度8 mm 8> C,理論計算厚度很小，3 n= 8 mn+ C2+/S mn- 8 V C ,理論計算厚度不大，8n= 8 mn+ C2+ Cl+ /16、強度校核公式:在工作壓力及溫度，現(xiàn)有容器強度夠否？P(Di e)t2 e現(xiàn)有容器的最大允許工作壓力如何?Pa ti e由薄膜應力理論可推導球形容器強度計算公式則導出壁厚計算公式:PDj4 t-(mm)PpDj4TTpC2(mm)PDm即12PD30

13、44PD由第二強度理論，強度條件:r 34球殼應力校核公式t P ( Di e)4 e球殼最大允許工作壓力pDj4 t PC2(mm)4 eP Di e17、“實測壁厚”概念。即無需考慮負偏差問題，C仁0第九章計算長度、臨界18、概念：穩(wěn)定、臨界壓力、臨界應力、臨界應變、長度。穩(wěn)定：當軸向壓力小于臨界壓力是，壓桿在直線形狀下維持穩(wěn)定平衡。 臨界壓力：使外壓圓筒從在圓的形狀下能夠維持穩(wěn)定的平衡過渡到不 能維持穩(wěn)定平衡的那個壓力就是該外壓圓筒的臨界壓力，用Per表示。臨界應力：筒體在臨界壓力作用下，筒壁內(nèi)產(chǎn)生的環(huán)向壓縮應力稱為 臨界應力，用3 er表示。鋼制圓尚f = 03則卜式成為臨界長度：Le

14、r=1.18D0 V? L> Ler長圓筒LV Ler短圓筒，是封頭或其 他鋼行構(gòu)件對筒身是否有支撐作用的分界線。19、鋼制長圓筒臨界壓力公式：從上述公式看，影響長圓筒臨界壓力的因素如何？除了與材料物理性質(zhì)（彈性模量 E屮）有關外，幾何方面只與徑 厚比（3 e/DO）有關，與長徑比（L/DO）無關。試驗結(jié)果證明：長圓筒 失穩(wěn)時的波數(shù)為2。2.59 E鋼制短圓筒臨界壓力公式L為計算長度.從公式看，短圓筒臨界壓力大小與何因素有關？除了與材料物理性質(zhì)有關外，與圓筒的厚徑比和長徑比均有關。 試驗 結(jié)果證明：短圓筒失穩(wěn)時的波數(shù)為大于 2的整數(shù)。20、外壓圓筒的設計方法：圖算法。對于DO/3 e&g

15、t;20的圓筒和管子：（1）根據(jù)假定的Do、L、3 e,計算L/Do,Do/ S e并查取A值；（2）根據(jù)材料查找B-A曲線（3）通過B-A曲線得到B值（A設計溫度B-A的最大值，則取右端點縱坐標為B,若A值在曲線直線段左側(cè)，則B=2EA/3（4）計算p,直至p涯為 止。21、壓桿穩(wěn)定計算-實用計算方法:折減系數(shù)法A crcr 極限應力法ncA w折減系數(shù)法P© 折減系數(shù)(表9-4 ;表9-5 );Wcrcr ()()nw九()Pw許可荷載法FCrP，般nw安全系數(shù)法(T > (T w，故 ©<1 022、一兩端鉸支細長壓桿的臨界力計算公式（歐拉公式）2ei不同

16、支承情況的壓桿其邊界條件不同，臨界力值也不同。PcrPcr2 EImin 廠l)2也可由撓曲線比較得出歐拉公式的通式：一端固定，一端自由：卩=2;兩端鉸支：卩=1; 一端固定，一端鉸支：卩=0.7 ;兩端固定：卩=0.5 ;兩端球形鉸接：卩=1歐拉公式的適用范圍:第十章上或cr22epp23、法蘭連接是由一對法蘭、數(shù)個螺栓好一個墊片所組成。法蘭是種可以拆的結(jié)構(gòu)。法蘭連接包括設備法蘭連接和管法蘭連接。24、壓力容器法蘭從整體看有三種形式：甲型平焊法蘭，乙型平焊法蘭，長頸對焊法蘭。25、標記：法蘭（-T800-160JB/4702-2000 ）800:公稱直徑（mm 160:公稱壓力PN（MPa2

17、6、最大允許工作壓力不等于公稱壓力（有可能大于也有可能小于，取決于法蘭所使用的材料和實際工作溫度）第十一章26、壓力容器應開設檢查口，檢查口包括人孔和手孔。第十二章27、開孔補強：補強圈補強，補強原則（等面積補強）補強圈補強：采用焊接補強圈的方法，即采用局部增加殼體壁厚 的方法，可以減小開孔附近應力集中，叫做補強圈補強。第十三章28、支座中的鞍座：臥式容器的支座應用最為普遍，由底板、腹板、 筋板、墊板四種板組焊而成。第十五章29、壓力容器劃類有三類。30、壓力等級：低壓、中壓、高壓低壓容器：代號L, 0.1MPa< Pv 1.6MPa中壓容器：代號 M 1.6MPa< Pv 10MPa高壓容器：代號 HL,