化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)

1、1、強(qiáng)度：固體材料在外力的抵抗產(chǎn)生塑性變形和斷裂的特性。常用的強(qiáng)度指標(biāo)有屈服點(diǎn) 和抗拉強(qiáng)度等。2、屈服點(diǎn)：金屬材料承受載荷作用。當(dāng)載荷不再增加或緩慢增加時(shí)，金屬材料仍繼續(xù)發(fā) 生明顯的塑性變形。這種現(xiàn)象稱為屈服。發(fā)生屈服現(xiàn)象時(shí)的應(yīng)力，即開始出現(xiàn)塑性變 形時(shí)的應(yīng)力，稱為屈服點(diǎn)用 （ ）表示3、抗拉強(qiáng)度（ ）：金屬材料在拉伸條件下，從開始加載到發(fā)生斷裂所能承受的最大應(yīng)力 值4、工程上所用的金屬材料，不僅希望具有高的 值，而且還希望具有一定的屈強(qiáng)比（/）.屈強(qiáng)比越小，材料的塑性儲(chǔ)備就越大，越不容易發(fā)生危險(xiǎn)的脆性破壞，但是 屈強(qiáng)比太小，材料的強(qiáng)度水平就不能充分發(fā)揮，反之，屈強(qiáng)比越大，材料的強(qiáng)度水平 就越

2、能得到充分發(fā)揮，但塑性儲(chǔ)備越小，實(shí)際上，一般還是希望屈強(qiáng)比大一些。5、塑性：金屬材料在斷裂發(fā)生不可逆永久變形的能力。 塑性指標(biāo)：金屬在外力作用下產(chǎn)生塑性變形而不被破壞的能力。 常用的塑性指標(biāo)有延伸率（ ）和斷面收縮率（ ）6、硬度：金屬材料表面上不大的體積內(nèi)抵抗其他更硬物體壓入表面發(fā)生變形或破裂的能 力。7、沖擊韌性：衡量材料韌性的一個(gè)指標(biāo)，是材料在沖擊載荷作用下吸收塑性變形功和斷 裂功的能力，常以標(biāo)準(zhǔn)試樣的沖擊吸收功 A 表示 韌性高的材料，一般都有較高的蘇醒指標(biāo)，但塑性較高的材料，卻不一定都有高的韌 性。8、材料的性能包括力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能、和加工工藝性能等9、彈性模量（ E=）

3、、泊松比（ =0.3 ）10、耐腐蝕性：金屬和合金對(duì)周圍介質(zhì)，如大氣、水汽、各種電解液侵蝕的抵抗能力11、金屬和合金的加工工藝性能：在保證加工質(zhì)量的前提下加工過程的難易程度12、工程上一般將金屬材料分為黑色金屬和有色金屬兩大類。13、鉻：是合金鋼主加元素之一，他不僅能提高金屬耐腐蝕性能，也能提高抗氧化性能。 鉻能提高鋼的淬透性，顯著提高鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性，但它使鋼的塑性和韌性降低。14、鉬：能提高鋼的高溫強(qiáng)度、硬度、細(xì)化晶粒，防止回火脆性，能抗氫腐蝕。15、對(duì)低溫用鋼的基本要求：具有良好的韌性（包括低溫韌性），良好的加工工藝性和可焊性。16、腐蝕：金屬與周圍介質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而引

4、起的破壞17、化學(xué)腐蝕：金屬遇到干燥的氣體或非電解質(zhì)溶液而發(fā)生化學(xué)作用所引起的腐蝕18、電化學(xué)腐蝕：金屬與電解質(zhì)溶液相接觸產(chǎn)生電化學(xué)作用而引起的破壞19、電化學(xué)腐蝕包括晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕20、晶間腐蝕：是一種局部的、選擇性的腐蝕破壞。這種腐蝕破壞沿金屬晶粒的邊緣進(jìn) 行，腐蝕性介質(zhì)深入金屬的深處，腐蝕破壞了金屬晶粒之間的結(jié)合力，使材料的強(qiáng)度的塑 性幾乎完全喪失，從表面上看不出一樣，但內(nèi)部已經(jīng)瓦解。21、應(yīng)力腐蝕（腐蝕裂開） ：金屬在腐蝕性介質(zhì)和拉應(yīng)力的共同作用下產(chǎn)生的一種破壞形式22、根據(jù)金屬腐蝕破壞的形式，金屬腐蝕可分為均勻腐蝕和非均勻腐蝕，而局部腐蝕又可 分為區(qū)域腐蝕、點(diǎn)腐蝕、晶間腐蝕、表面

5、下腐蝕等。23、均勻腐蝕：在腐蝕介質(zhì)作用下，金屬整個(gè)表面的腐蝕破壞，這是危險(xiǎn)性較小的一種腐 蝕，因?yàn)橹灰O(shè)備或零件具有一定厚度，其力學(xué)性能因腐蝕而引起的改變并不大。局部腐 蝕只是在金屬表面上個(gè)別地方腐蝕。24、金屬設(shè)備的防腐措施？（1）襯覆保護(hù)層：金屬保護(hù)成非金屬保護(hù)層（2）電化學(xué)保護(hù)：陰極保護(hù)陽極保護(hù)（ 3）添加緩蝕劑25、填表牌號(hào)種類含碳量 /合金元素含量 / 符號(hào)意義Q235A.F普通碳素結(jié)構(gòu)鋼/F：沸騰鋼 Q:屈服極限Q235A優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼/A：鋼材質(zhì)量等 級(jí)A級(jí)20g鍋爐專用鋼0.2/g：鍋爐用鋼16MnR低合金鋼0.16小于 1.5 R：容器用鋼16MnDR低合金鋼0.16小于

6、1.5 D ：低溫用鋼00Cr19Ni10不銹鋼0.1 以下Ni:19 Ti 大于 1026 壓力容器是一種能夠承受壓力載荷的密閉容器。承受氣態(tài)或液態(tài)介質(zhì)壓力的密閉容器都 屬于壓力容器27、壓力容器的分類方法按厚度分類：薄壁容器、后壁容器 按承壓方式分類：內(nèi)壓容器、外壓容器 按壓力等級(jí)分類：低壓容器、中壓容器、高壓容器、超高壓容 器按安全綜合分類：一類容器、二類容器、三類容器28、容器按壓力等級(jí)的分類容器分類代號(hào)設(shè)計(jì)壓力范圍 /MPa低壓容器L0.1 p<1.6中壓容器M1.6p<10高壓容器H10 p< 100超高壓容器Up10029、容器：化工與石油化工生產(chǎn)所用各種設(shè)備外

7、部殼體的總稱30、容器零部件標(biāo)準(zhǔn)化的基本參數(shù)有兩個(gè)，即公稱直徑DN 和公稱壓力 PN對(duì)由鋼板卷制的筒體和成型封頭，公稱直徑是指他們的內(nèi)徑采用無縫鋼管制作時(shí)，容器的公稱直徑是指無縫鋼管的外徑對(duì)于法蘭，公稱直徑是指與其相配的筒體或管子的公稱直徑31、我國(guó)壓力容器常用法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)有哪些？（1）特種設(shè)備安全監(jiān)察條例（2）壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程（3）鋼制壓力容器 ：全稱為 GB150-1998 鋼制壓力容器（4）鋼制化工容器制造技術(shù)條件32、剛度：容器及其構(gòu)件抵抗外力使其發(fā)生變形的能力33、穩(wěn)定性：容器或構(gòu)件在外力作用下保持原有形狀的能力 34 薄壁容器：將容器的厚度與其最大截面圓的內(nèi)徑之比小于0.1，

8、即 /Di < 0.1，亦即K=D 。 /Di 1.2 的容器；反之為后壁容器35、圓筒形容器上任意一點(diǎn)處的經(jīng)向應(yīng)力和環(huán)向應(yīng)力PD經(jīng)向應(yīng)力：4PD環(huán)向應(yīng)力：2如果需要在圓筒上開設(shè)橢圓形孔的短軸平行于筒體的軸線，以盡量減少縱截面的削 弱程度，從而使環(huán)向應(yīng)力增加少一些36、邊緣應(yīng)力的特點(diǎn)：局部性、自限性37、在邊緣區(qū)如何做局部處理？ 改變連接邊緣結(jié)構(gòu) 邊緣應(yīng)力去局部加強(qiáng) 保證邊緣區(qū)內(nèi)焊縫的質(zhì)量 降低邊緣區(qū)的殘余應(yīng)力避免邊緣區(qū)附加局部應(yīng)力或應(yīng)力集中38、P90、91 公式39、設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 工作壓力：指正常工作情況下，容器頂部可能達(dá)到的最高壓力 設(shè)計(jì)壓力：指設(shè)定的容器頂部的最高壓力，它與相應(yīng)

9、的設(shè)計(jì)溫度一起作為設(shè)計(jì)載荷 條件，其值不低于工作壓力 計(jì)算壓力：指在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下，用以確定殼體各部位厚度的壓力，其中包括液柱 靜壓力。 設(shè)計(jì)溫度：容器在正常工作情況下，設(shè)定的元件的金屬溫度。設(shè)計(jì)溫度與設(shè)計(jì)壓力 一起作為設(shè)計(jì)載荷條件 安全系數(shù)：是一個(gè)不斷發(fā)展變化的系數(shù)。按照科學(xué)技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)，安全系數(shù)將 逐漸變小焊接接頭系數(shù)：設(shè)計(jì)所需要的焊接接頭系數(shù)的大小主要取決于焊接接頭的型式和無 損檢測(cè)的長(zhǎng)度比率焊接接頭結(jié)構(gòu)焊接接頭系數(shù) 100無損檢測(cè)局部無損檢測(cè)雙面焊的對(duì)接接頭和相當(dāng)于雙面焊的全焊透的對(duì)接接頭1.00.85單面焊的對(duì)接接頭0.900.80厚度附加量：容器的厚度附加量包括鋼板或鋼管厚度的

10、負(fù)偏差 C? 和介質(zhì)的腐蝕裕 量 C? C=C? +C?腐蝕裕量 C? ：為防止容器元件由于腐蝕、機(jī)械磨損而導(dǎo)致厚度減薄削弱，對(duì) 與工作介質(zhì)接觸的筒體、封頭、人（手）孔及內(nèi)部構(gòu)件等，應(yīng)考慮腐蝕裕量40、厚度：計(jì)算厚度（ ）、設(shè)計(jì)厚度（ ）、名義厚度（ ）、有效厚度（ ）41、最小厚度：在容器設(shè)計(jì)中，對(duì)于計(jì)算壓力很低的容器，按強(qiáng)度計(jì)算公式計(jì)算出的厚度 很小，不能滿足制造，運(yùn)輸、和安裝時(shí)剛度的要求對(duì) 碳 素 鋼 和 低 合 金 鋼 制 容 器 ， 取 min3mm ； 對(duì) 于 高 合 金 鋼 制 容 器 ， 取 min 2mm42、容器制成以后，必須做壓力試驗(yàn)或增加氣密性實(shí)驗(yàn)，其目的在于檢驗(yàn)容器的

11、宏觀強(qiáng)度 和有無滲漏現(xiàn)象，即考察容器的密封性，以確保設(shè)備的安全運(yùn)行43、p100 公式44、介質(zhì)的毒性程度為極度或高度危害的容器，在液壓試驗(yàn)合格后，方可進(jìn)行氣密性試 驗(yàn)。氣密性試驗(yàn)壓力為壓力容器的設(shè)計(jì)壓力。45、P104、105 公式 P11946、外壓容器：殼體外部壓力大于殼體內(nèi)部壓力的容器47、彈性失穩(wěn)：在外壓作用下，突然發(fā)生的筒體失去原形，即突然失去原來的穩(wěn)定性的現(xiàn) 象保證殼體的穩(wěn)定性是外壓容器能夠正常操作的必要條件48、側(cè)向失穩(wěn)：容器由于手均勻側(cè)向外壓引起的失穩(wěn)側(cè)向失穩(wěn)是殼體斷面由原來的原形被壓癟而呈現(xiàn)波形，長(zhǎng)圓筒曲波數(shù)為2；短圓筒曲波數(shù)為大于 249 軸向失穩(wěn)：如果一個(gè)薄壁圓筒承受軸

12、向外壓，當(dāng)載荷達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，圓筒也能失去穩(wěn) 定性50、局部失穩(wěn)：容器在支座或其他支撐處以及在安裝運(yùn)輸中由于過大的局部外壓引起的局 部失穩(wěn)51、筒體的臨界壓力：導(dǎo)致通體失穩(wěn)的壓力52、長(zhǎng)圓筒：這種長(zhǎng)圓筒的 L/D 。值較大，兩端的邊界影響可以忽略，臨界壓力 Pcr 僅與 e/D 。有關(guān)，而與 L/D 。無關(guān)（ L 為圓筒的計(jì)算長(zhǎng)度） 。長(zhǎng)圓筒失穩(wěn)時(shí)的波形數(shù) n=2 短圓筒：這種圓筒兩端的邊界影響顯著，不容忽略，臨界壓力 Pcr 不僅與 e/D。有 關(guān)，而且與 L/D 。也有關(guān)。短圓筒失穩(wěn)時(shí)的波形數(shù) n 為大于 2 的整數(shù)53、P129 公式54、臨界長(zhǎng)度的作用？臨界長(zhǎng)度 Lcr 和 Lcr作為

13、長(zhǎng)圓筒、短圓筒和短圓筒、剛性圓筒的區(qū)分界限55、適宜的方法是在外壓圓筒的外部和內(nèi)部裝幾個(gè)加強(qiáng)圈，以縮短圓筒的計(jì)算長(zhǎng)度，增加 圓筒的剛性56、法蘭密封結(jié)構(gòu)由一對(duì)法蘭（被聯(lián)接件） 、一個(gè)墊片（密封元件） 、數(shù)個(gè)螺栓螺母（聯(lián)接 件）組成57、法蘭密封原理？ 把法蘭螺栓的螺母擰緊，螺栓力通過法蘭壓緊面作用在墊片上，當(dāng)墊片單位面積上所 受的壓緊力達(dá)到某一值時(shí)，墊片本身被壓實(shí)，壓緊面上由機(jī)械加工形成的微隙被填滿，這 就為阻止介質(zhì)泄漏形成了初始密封條件。形成初始密封條件時(shí)在墊片單位面積上受到的壓 緊力，稱為預(yù)緊密封比壓58、影響法蘭密封的因素？（1）螺栓預(yù)緊力（2）壓緊面（密封面） 平面型壓緊面適合常壓、低

14、壓 凹凸形壓緊面適合中壓 榫槽型壓緊面適合高壓 錐形壓緊面適合超高壓 梯形槽壓緊面超高壓（3）墊片性能 金屬墊片材料一般并不要求強(qiáng)度高，而是要求軟韌。 金屬墊片主要用于中、高溫和中、高壓的法蘭聯(lián)接密封 對(duì)于高溫高壓的情況，一般多采用金屬墊片；中溫、中壓可采用金屬和非金屬組合式或非 金屬墊片；中、低壓情況多采用非金屬墊片；高真空或深冷溫度下以采用金屬墊片為宜（ 4 ）法蘭剛度 由于法蘭剛度不足而產(chǎn)生過大的翹曲變形，往往是導(dǎo)致密封失效的原因。剛性大的 法蘭變形小，并可使分散分布的螺栓力均勻地傳遞給墊片，故可以提高密封性能。法蘭剛度與許多因素有關(guān)，其中增加法蘭的厚度，減小螺栓力作用的力臂（即縮小 螺

15、栓中心圓的直徑）和增大法蘭盤外徑，都能提高法蘭的抗彎剛度；對(duì)于帶長(zhǎng)頸的整體法 蘭，增大長(zhǎng)頸部分的尺寸，能顯著提高法蘭抗彎變形的能力（5）操作條件59、法蘭公稱壓力的確定與法蘭的最大操作壓力和操作溫度以及法蘭的材料三個(gè)因素有 關(guān)。計(jì)算法蘭厚度時(shí)，是以 16MnR 在 200 攝氏度時(shí)的力學(xué)性能為基準(zhǔn)制定的，所以規(guī)定 以此基準(zhǔn)所確定的法蘭尺寸，在 200 攝氏度時(shí)，它的最大允許操作壓力就是具有該尺寸法 蘭的公稱壓力總之，只要法蘭的公稱直徑、公稱壓力一定，法蘭的尺寸也就確定了60、法蘭的標(biāo)記方法（ P162）61、容器和設(shè)備的支座的作用：用來支撐其重量，并使其固定在一定的位置上。常見的臥式容器和大型

16、臥式貯槽、熱交換器等多采用鞍座 對(duì)于在操作時(shí)需要加熱的設(shè)備，總是將一個(gè)支座做成固定式的，另一個(gè)做成活動(dòng)式的，使設(shè)備與支座可以有相對(duì)的移動(dòng)62、（P175）63、立式容器的支座主要有耳式支座、腿式支座、支承式支座和裙式支座四種。中小型直 立容器常采用前三種支座，高大的塔設(shè)備則廣泛采用裙式支座64、為什么要開孔 ? 在壓力容器上，由于各種工藝要求或結(jié)構(gòu)上的要求以及操作、維護(hù)檢修等方面的要求，需 要在器身和封頭上開孔或安裝接管65、應(yīng)力集中：容器開孔后，在孔邊附近的局部地區(qū)，應(yīng)力會(huì)達(dá)到很大的數(shù)值，這種局部 的應(yīng)力增長(zhǎng)現(xiàn)象叫應(yīng)力集中66、補(bǔ)強(qiáng)圈的材料一般與器壁的材料相同，其厚度一般也與器壁厚度相同。補(bǔ)

17、強(qiáng)板與被補(bǔ) 強(qiáng)的器壁之間要很好地貼合與焊接，使其與器壁能同時(shí)受力，否則起不到補(bǔ)強(qiáng)的作用，為 了檢驗(yàn)焊縫的緊密性，補(bǔ)強(qiáng)板上開有一個(gè) M10 的小螺紋孔，從這里通入壓縮空氣并在補(bǔ)強(qiáng) 圈與器壁的連接焊縫外涂抹肥皂水，焊縫有缺陷，就會(huì)在該處吹起肥皂泡。67、設(shè)備上的接管，有的用于連接其他設(shè)備和介質(zhì)的輸送管道，有的用于安裝測(cè)量、控制 儀表等設(shè)置手孔和人孔是為了檢查設(shè)備和便于安裝與拆卸設(shè)備內(nèi)部構(gòu)件68、P201 圖 7-1 P233 圖 7-5369、管殼式換熱器的分類 固定管板式換熱器 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)較低；缺點(diǎn)：關(guān)外清洗困難，管殼間有溫差應(yīng)力存在，當(dāng)兩種 介質(zhì)溫差較大時(shí)，必須設(shè)置膨脹節(jié) 浮頭式換熱器 優(yōu)點(diǎn)：管殼間不產(chǎn)生溫差應(yīng)力，管束可以抽出，便于清洗；缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，金屬耗 量較大，浮頭處發(fā)生內(nèi)漏時(shí)不便檢查，管束與殼體間隙較大，影響傳熱； 填料函式換熱器 U 形管式換熱器70、管子與管板的連接種類：脹接、焊接、脹焊并用71、自支承式塔設(shè)備 ：室內(nèi)或框架內(nèi)，但大多數(shù)放置在室外且無框架支承 自支承式塔設(shè)備的塔體除受工作介質(zhì)壓