項(xiàng)目一 化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)

1、項(xiàng)目一化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)石油與化學(xué)工程系 孫慶國 化工設(shè)備使用維護(hù)2課程性質(zhì)v本課程是化工類專業(yè)的一門專業(yè)本課程是化工類專業(yè)的一門專業(yè)選修選修課程，課程，課程的主要內(nèi)容包括化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)，化課程的主要內(nèi)容包括化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)，化工生產(chǎn)中常用的工生產(chǎn)中常用的反應(yīng)器反應(yīng)器、塔設(shè)備塔設(shè)備、換熱器換熱器、泵、壓縮機(jī)泵、壓縮機(jī)以及其他類型化工設(shè)備以及其他類型化工設(shè)備的使用與的使用與維護(hù)，維護(hù)，并了解化工管路及管鉗工基本操作并了解化工管路及管鉗工基本操作。3課程目標(biāo)v了解相關(guān)化工設(shè)備的選材、結(jié)構(gòu)、主要工藝參數(shù)了解相關(guān)化工設(shè)備的選材、結(jié)構(gòu)、主要工藝參數(shù)、工作原理、基本操作、日常維護(hù)以及異常工況、工作原理、基

2、本操作、日常維護(hù)以及異常工況判斷與處理、檢修；判斷與處理、檢修；v能根據(jù)不同化工設(shè)備操作規(guī)程，進(jìn)行常見化工設(shè)能根據(jù)不同化工設(shè)備操作規(guī)程，進(jìn)行常見化工設(shè)備的安全、規(guī)范操作；備的安全、規(guī)范操作；v能針對(duì)生產(chǎn)過程中設(shè)備異常工況，進(jìn)行及時(shí)判斷能針對(duì)生產(chǎn)過程中設(shè)備異常工況，進(jìn)行及時(shí)判斷與應(yīng)急處理；與應(yīng)急處理；v能根據(jù)設(shè)備維護(hù)知識(shí)，進(jìn)行常見化工設(shè)備的日常能根據(jù)設(shè)備維護(hù)知識(shí)，進(jìn)行常見化工設(shè)備的日常維護(hù)與檢修。維護(hù)與檢修。4學(xué)習(xí)方法v切忌死記硬背，要學(xué)會(huì)方法，融會(huì)貫通切忌死記硬背，要學(xué)會(huì)方法，融會(huì)貫通v課前預(yù)習(xí)，課后復(fù)習(xí)課前預(yù)習(xí)，課后復(fù)習(xí)v完成一定數(shù)量的習(xí)題完成一定數(shù)量的習(xí)題5參考書目v教材教材n劉尚明主編，

3、劉尚明主編， 化工設(shè)備基礎(chǔ)，化學(xué)工業(yè)出版社化工設(shè)備基礎(chǔ)，化學(xué)工業(yè)出版社v參考書參考書n王紹良主編，化工設(shè)備基礎(chǔ)，化學(xué)工業(yè)出版社王紹良主編，化工設(shè)備基礎(chǔ)，化學(xué)工業(yè)出版社n鄭端陽主編，化工機(jī)械檢修實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)，化學(xué)工業(yè)出版鄭端陽主編，化工機(jī)械檢修實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)，化學(xué)工業(yè)出版社社6課程考核v考核方式：考查考核方式：考查v總成績總成績 = 平時(shí)成績平時(shí)成績+期末考試成績期末考試成績n其中平時(shí)成績占其中平時(shí)成績占40%，期末成績占，期末成績占60%（工藝流程題）（工藝流程題）n平時(shí)成績：出勤率、課堂筆記、上課回答問題和作平時(shí)成績：出勤率、課堂筆記、上課回答問題和作業(yè)完成情況等。業(yè)完成情況等。7化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)化工

4、設(shè)備化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)1化工設(shè)備材料化工設(shè)備材料2化工設(shè)備化工設(shè)備管理知識(shí)管理知識(shí)38任務(wù)一任務(wù)一 化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)v化工設(shè)備在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用化工設(shè)備在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用n化工生產(chǎn)企業(yè)的各種裝置都是由不同類型的設(shè)備構(gòu)成的，化工生產(chǎn)企業(yè)的各種裝置都是由不同類型的設(shè)備構(gòu)成的，石油、化工產(chǎn)品也都是按照一定的工藝過程，利用配套石油、化工產(chǎn)品也都是按照一定的工藝過程，利用配套的化工設(shè)備生產(chǎn)出來的。的化工設(shè)備生產(chǎn)出來的。9化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)10化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)甲醛生產(chǎn)甲醛生產(chǎn)甲醚空 氣 壓 縮 機(jī)反 應(yīng) 器吸 收 塔離子交換塔甲醛成品 反應(yīng) 傳熱 壓縮 分離 離子交換 壓 縮 機(jī)冷 卻

5、 塔11化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)v化工設(shè)備的類型化工設(shè)備的類型n按化工設(shè)備在生產(chǎn)中的作用分類：按化工設(shè)備在生產(chǎn)中的作用分類：n流體輸送設(shè)備（泵、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、配套管件及流體輸送設(shè)備（泵、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、配套管件及閥門）閥門）n加熱設(shè)備（管式加熱爐）加熱設(shè)備（管式加熱爐）n換熱設(shè)備（加熱器、換熱器、冷凝器、冷卻器、再換熱設(shè)備（加熱器、換熱器、冷凝器、冷卻器、再沸器）沸器）n傳質(zhì)設(shè)備（精餾塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔）傳質(zhì)設(shè)備（精餾塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔）n反應(yīng)設(shè)備（夾套式攪拌反應(yīng)器）反應(yīng)設(shè)備（夾套式攪拌反應(yīng)器）n儲(chǔ)存設(shè)備（立式儲(chǔ)罐、臥式儲(chǔ)罐、球形儲(chǔ)罐）儲(chǔ)存設(shè)備（立式儲(chǔ)罐、臥式儲(chǔ)罐、球形儲(chǔ)罐）12化工

6、設(shè)備的應(yīng)用與分類v化工設(shè)備的類型化工設(shè)備的類型n按化工設(shè)備的主要作用部件分類：按化工設(shè)備的主要作用部件分類：n動(dòng)設(shè)備動(dòng)設(shè)備n靜設(shè)備靜設(shè)備13化工設(shè)備的應(yīng)用與分類v化工設(shè)備的類型化工設(shè)備的類型n按結(jié)構(gòu)材料分金屬設(shè)備、非金屬設(shè)備和非金屬材料襯按結(jié)構(gòu)材料分金屬設(shè)備、非金屬設(shè)備和非金屬材料襯里設(shè)備。里設(shè)備。n按受力情況分外壓設(shè)備和內(nèi)壓設(shè)備，內(nèi)壓設(shè)備分為：按受力情況分外壓設(shè)備和內(nèi)壓設(shè)備，內(nèi)壓設(shè)備分為：n常壓設(shè)備（設(shè)計(jì)壓力小于常壓設(shè)備（設(shè)計(jì)壓力小于0.1MPa）n低壓設(shè)備（設(shè)計(jì)壓力小于低壓設(shè)備（設(shè)計(jì)壓力小于0.11.6MPa）n中壓設(shè)備（設(shè)計(jì)壓力小于中壓設(shè)備（設(shè)計(jì)壓力小于1.610MPa）n高壓設(shè)備（設(shè)計(jì)

7、壓力小于高壓設(shè)備（設(shè)計(jì)壓力小于10100MPa）n超高壓設(shè)備（設(shè)計(jì)壓力大于超高壓設(shè)備（設(shè)計(jì)壓力大于100MPa）14化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)離心泵離心泵15化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)管式加熱爐管式加熱爐16化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)換熱器換熱器17化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)精餾塔精餾塔18化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)反應(yīng)釜反應(yīng)釜19化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)存容器儲(chǔ)存容器 立式儲(chǔ)罐立式儲(chǔ)罐 臥式儲(chǔ)罐臥式儲(chǔ)罐20化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)方形容器方形容器 球形容器球形容器 21化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)v化工生產(chǎn)對(duì)設(shè)備的要求化工生產(chǎn)對(duì)設(shè)備的要求n化工設(shè)備的使用環(huán)境化工設(shè)備的使用環(huán)境n壓力壓力n真空真空低壓低壓中壓中壓 高壓高壓超高壓超高壓n溫度溫度n 低溫低溫中溫中溫高溫

8、高溫n介質(zhì)介質(zhì)n有毒、易燃、劇毒有毒、易燃、劇毒22化工設(shè)備應(yīng)用與分類v實(shí)例 吉林石化雙苯廠發(fā)生爆炸n2005年年11月月13日中石油吉林石化公司雙苯廠苯日中石油吉林石化公司雙苯廠苯胺裝置發(fā)生爆炸著火事故。事故共造成造成胺裝置發(fā)生爆炸著火事故。事故共造成造成6人死亡，人死亡，2人重傷，人重傷，21人輕傷。人輕傷。 事故發(fā)生后，事故發(fā)生后，疏散群眾達(dá)疏散群眾達(dá)1萬多人。萬多人。事故造成的污染使哈爾濱市停水三天。事故造成的污染使哈爾濱市停水三天。23化工設(shè)備應(yīng)用與分類24化工設(shè)備應(yīng)用與分類25化工設(shè)備的應(yīng)用與分類v工藝性能要求工藝性能要求n達(dá)到工藝指標(biāo)達(dá)到工藝指標(biāo)n生產(chǎn)效率高、消耗低生產(chǎn)效率高、消

9、耗低v安全性能要求安全性能要求n足夠的強(qiáng)度足夠的強(qiáng)度n足夠的剛度足夠的剛度n良好的韌性良好的韌性n可靠的密封性可靠的密封性n良好的抗腐蝕性良好的抗腐蝕性v 使用和經(jīng)濟(jì)性能要求使用和經(jīng)濟(jì)性能要求n操作、控制、維護(hù)簡便操作、控制、維護(hù)簡便n結(jié)構(gòu)合理，制造簡單結(jié)構(gòu)合理，制造簡單n環(huán)境保護(hù)要求環(huán)境保護(hù)要求26化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)v化工設(shè)備規(guī)范化工設(shè)備規(guī)范n我國標(biāo)準(zhǔn)體制目前分為四級(jí)，國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、我國標(biāo)準(zhǔn)體制目前分為四級(jí)，國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。27化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)28化工設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)29任務(wù)二任務(wù)二 化工設(shè)備材料化工設(shè)備材料v工程材料的分類工程材料的分類n工程材料

10、一般分為金屬材料、非金屬材料和復(fù)合材料三工程材料一般分為金屬材料、非金屬材料和復(fù)合材料三大類。大類。30化工設(shè)備材料化工設(shè)備材料v金屬材料的主要性能金屬材料的主要性能n力學(xué)性能力學(xué)性能n在外力作用下不產(chǎn)生超過允許的形變或不被破壞的在外力作用下不產(chǎn)生超過允許的形變或不被破壞的能力。能力。如：彈性、塑性、強(qiáng)度、硬度和韌性等指標(biāo)。如：彈性、塑性、強(qiáng)度、硬度和韌性等指標(biāo)。31化工設(shè)備材料n材料的彈性和剛度材料的彈性和剛度常溫拉應(yīng)力下20號(hào)鋼的拉抻試驗(yàn) l0=10d0l0= 5d0或或32化工設(shè)備材料正比階段，A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為比例極限，用Rp表示，材料服從胡克定律=E。斜率tan=E=/稱為材料的彈性模

11、量，反映了材料抵抗彈性變形的能力，即剛度。E值越大，材料的剛度也越大，越不容易發(fā)生彈性變形；E值越小，材料的彈性越好，越容易發(fā)生彈性變形OA：33化工設(shè)備材料彈性階段，A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為彈性極限，用Re表示，不再服從胡克定律，但變形仍是彈性的。試件在外力作用下，發(fā)生了變形，而當(dāng)外力消除以后變形也隨之消失，試件恢復(fù)到原來的形狀，不會(huì)產(chǎn)生永久性的變形，這種性質(zhì)為材料的彈性。OA：34金屬材料承受載荷作用，當(dāng)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)載荷不再增加或緩慢增加時(shí)，仍繼續(xù)發(fā)生明顯的塑性變，仍繼續(xù)發(fā)生明顯的塑性變形，這種現(xiàn)象就稱為屈服。形，這種現(xiàn)象就稱為屈服。 屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度Rel(R

12、el0.2)抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度Rm化工設(shè)備材料化工設(shè)備材料n材料的強(qiáng)度和塑性材料的強(qiáng)度和塑性n強(qiáng)度強(qiáng)度：材料在外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力。材料在外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力。金屬在拉伸條件下，從開金屬在拉伸條件下，從開始加載到發(fā)生斷裂所能承始加載到發(fā)生斷裂所能承受的最大應(yīng)力值，叫作抗受的最大應(yīng)力值，叫作抗拉強(qiáng)度。拉強(qiáng)度。 35從開始加載到發(fā)生斷裂所能達(dá)到從開始加載到發(fā)生斷裂所能達(dá)到的最大應(yīng)力值，叫做抗拉強(qiáng)度的最大應(yīng)力值，叫做抗拉強(qiáng)度 開始出現(xiàn)塑性變形時(shí)的應(yīng)力，開始出現(xiàn)塑性變形時(shí)的應(yīng)力，稱為稱為“屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)”Rel Rm 36持久強(qiáng)度持久強(qiáng)度D蠕變強(qiáng)度蠕變強(qiáng)度n屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度Re

13、l(Rel0.2)抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度Rm疲勞極限疲勞極限n化工設(shè)備材料化工設(shè)備材料n強(qiáng)度強(qiáng)度n材料在外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力材料在外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力。材料在高溫下，在一材料在高溫下，在一定的應(yīng)力下，抵抗發(fā)定的應(yīng)力下，抵抗發(fā)生緩慢塑性變形的能生緩慢塑性變形的能力。力。37持久強(qiáng)度持久強(qiáng)度D蠕變強(qiáng)度蠕變強(qiáng)度n屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度s(0.2)抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度b疲勞極限疲勞極限n化工設(shè)備材料化工設(shè)備材料n強(qiáng)度強(qiáng)度n材料在外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力材料在外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力。 材料在高溫下，抵抗發(fā)材料在高溫下，抵抗發(fā)生斷裂的能力。生斷裂的能力。 38持久強(qiáng)度持久

14、強(qiáng)度D蠕變強(qiáng)度蠕變強(qiáng)度n屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度s(0.2)抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度b疲勞極限疲勞極限n化工設(shè)備材料化工設(shè)備材料n強(qiáng)度強(qiáng)度：n材料在外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力材料在外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力。材料在材料在交變載荷交變載荷作用下，作用下，會(huì)在遠(yuǎn)低于材料本身的屈會(huì)在遠(yuǎn)低于材料本身的屈服點(diǎn)時(shí)就已經(jīng)斷裂了，這服點(diǎn)時(shí)就已經(jīng)斷裂了，這種現(xiàn)象就是疲勞。我們把種現(xiàn)象就是疲勞。我們把經(jīng)過經(jīng)過106108次次循環(huán)試驗(yàn)循環(huán)試驗(yàn)而不發(fā)生斷裂的最大應(yīng)力而不發(fā)生斷裂的最大應(yīng)力，作為疲勞強(qiáng)度。，作為疲勞強(qiáng)度。39化工設(shè)備材料化工設(shè)備材料n塑性塑性n金屬材料受力后發(fā)生變形而不被破壞的能力金屬材料受力后發(fā)生變形

15、而不被破壞的能力.%100%1000010lllllA%100%100000SSSSSZU延伸率延伸率A斷面收縮率斷面收縮率Z40化工設(shè)備材料化工設(shè)備材料n硬度硬度n金屬材料抵抗其它更硬的物體壓入其內(nèi)的能力。表示金屬金屬材料抵抗其它更硬的物體壓入其內(nèi)的能力。表示金屬材料在一個(gè)小的體積范圍內(nèi)抵抗彈性變形、塑性變形或破材料在一個(gè)小的體積范圍內(nèi)抵抗彈性變形、塑性變形或破斷的能力。斷的能力。n布氏硬度布氏硬度HBS（一般在（一般在HB450以上就不能使用以上就不能使用)、洛、洛氏硬度氏硬度HRC (可以用于硬度很高的材料可以用于硬度很高的材料)、維氏硬度、維氏硬度HV ( 比洛氏硬度更適合于測(cè)定極薄試

16、樣的硬度比洛氏硬度更適合于測(cè)定極薄試樣的硬度)，顯微硬度。顯微硬度。41化工設(shè)備材料化工設(shè)備材料n韌性韌性n表示材料彈塑性變形為斷裂全過程吸收能量的能力，也就表示材料彈塑性變形為斷裂全過程吸收能量的能力，也就是材料抵抗裂紋擴(kuò)展的能力。是材料抵抗裂紋擴(kuò)展的能力。n承受靜載荷抗裂紋擴(kuò)展的能力承受靜載荷抗裂紋擴(kuò)展的能力缺口敏感性缺口敏感性n承受動(dòng)載荷時(shí)抗裂紋的能力承受動(dòng)載荷時(shí)抗裂紋的能力沖擊韌性沖擊韌性42化工設(shè)備材料化工設(shè)備材料43sT T s化工設(shè)備材料化工設(shè)備材料n溫度對(duì)材料力學(xué)性能的影響溫度對(duì)材料力學(xué)性能的影響n材料的力學(xué)性能所包括的強(qiáng)度、塑性、韌性、硬度四個(gè)指材料的力學(xué)性能所包括的強(qiáng)度、塑

17、性、韌性、硬度四個(gè)指標(biāo)中，強(qiáng)度和塑性占主導(dǎo)地位，但使用時(shí)要考慮溫度的變標(biāo)中，強(qiáng)度和塑性占主導(dǎo)地位，但使用時(shí)要考慮溫度的變化?；?。44化工設(shè)備材料化工設(shè)備材料n工藝性能工藝性能n金屬和合金加工工藝性能是指在保證加工質(zhì)量的前提下加工過金屬和合金加工工藝性能是指在保證加工質(zhì)量的前提下加工過程的難易程度。程的難易程度。 n工藝性能主要有：可焊性能、鍛造性能、可斷性能、切削加工工藝性能主要有：可焊性能、鍛造性能、可斷性能、切削加工性能、熱處理性能等。這些性能直接影響化工設(shè)備和零部件的性能、熱處理性能等。這些性能直接影響化工設(shè)備和零部件的制造工藝方法，也是選擇材料時(shí)必須考慮的因素。制造工藝方法，也是選擇材

18、料時(shí)必須考慮的因素。45化工設(shè)備材料46化工設(shè)備材料47化工設(shè)備材料48化工設(shè)備材料49化工設(shè)備材料50化工設(shè)備材料化工設(shè)備材料n物理性能物理性能n熱膨脹性熱膨脹性n金屬及合金受熱時(shí)，一般來說體積都要脹大，這一特性稱金屬及合金受熱時(shí)，一般來說體積都要脹大，這一特性稱為熱膨脹性。為熱膨脹性。n密度密度n熔點(diǎn)熔點(diǎn)n導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性n磁性磁性n耐磨性耐磨性51化工設(shè)備材料n化學(xué)性能化學(xué)性能n耐腐蝕性耐腐蝕性n金屬和合金對(duì)周圍介質(zhì)，如大氣、水汽、各種電解質(zhì)溶液金屬和合金對(duì)周圍介質(zhì)，如大氣、水汽、各種電解質(zhì)溶液侵蝕的抵抗能力叫做耐腐蝕性。侵蝕的抵抗能力叫做耐腐蝕性。n抗氧化性抗氧化性n金屬和合金抵抗自由氧和

19、其它氣體介質(zhì)如水蒸氣、二氧化金屬和合金抵抗自由氧和其它氣體介質(zhì)如水蒸氣、二氧化碳、二氧化硫等的腐蝕能力。碳、二氧化硫等的腐蝕能力。52化工設(shè)備材料v金屬材料的分類及常用的金屬金屬材料的分類及常用的金屬n金屬材料金屬材料n金屬元素或以金屬元素為主形成的、具有金屬特性金屬元素或以金屬元素為主形成的、具有金屬特性的物質(zhì)。的物質(zhì)。53鑄造生鐵鑄造生鐵金屬金屬黑色金屬黑色金屬有色金屬有色金屬生鐵生鐵鋼鋼煉鋼生鐵煉鋼生鐵合金生鐵合金生鐵銅及其合金銅及其合金輕金屬及其合金輕金屬及其合金其它有色及其合金其它有色及其合金純銅（紫銅）純銅（紫銅）銅鋅合金（黃銅）銅鋅合金（黃銅）銅錫合金（錫青銅）銅錫合金（錫青銅）

20、無錫合金（鋁青銅等）無錫合金（鋁青銅等）鋁及鋁合金鋁及鋁合金鈦及鈦合金鈦及鈦合金鎂及鎂合金鎂及鎂合金鉛、錫及其合金鉛、錫及其合金鋅及其合金鋅及其合金鎳、鈷及其合金鎳、鈷及其合金化工設(shè)備材料n金屬的分類金屬的分類54中碳鋼中碳鋼低碳鋼低碳鋼高碳鋼高碳鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.25%大于大于0.25%小于小于0.60%碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.60%化工設(shè)備材料n碳鋼碳鋼n工業(yè)上使用的金屬材料大多是由金屬與金屬、金屬工業(yè)上使用的金屬材料大多是由金屬與金屬、金屬與非金屬熔合在一起的合金。以鐵為主，碳的質(zhì)量與非金屬熔合在一起的合金。以鐵為主，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于分?jǐn)?shù)小于2.11%2.

21、11%并含有少量的錳、硅、硫、磷等元素并含有少量的錳、硅、硫、磷等元素的合金稱為碳鋼或非合金鋼。的合金稱為碳鋼或非合金鋼。55化工設(shè)備材料化工設(shè)備材料n碳鋼中雜質(zhì)對(duì)其性能的影響碳鋼中雜質(zhì)對(duì)其性能的影響n錳錳(Mn)n來源來源在冶煉過程中加入錳鐵在冶煉過程中加入錳鐵n作用作用鋼材中錳含量高于鋼材中錳含量高于0.8%時(shí)，即為合金元素存時(shí)，即為合金元素存在提高強(qiáng)度在提高強(qiáng)度n有益元素有益元素n硫硫(S)n來源來源礦石和焦炭礦石和焦炭n存在形式：存在形式：FeSn作用作用FeS 的熔點(diǎn)低于鋼材熱加工開始溫度，它過的熔點(diǎn)低于鋼材熱加工開始溫度，它過早熔化，導(dǎo)致工件開裂，稱為熱脆性早熔化，導(dǎo)致工件開裂，稱

22、為熱脆性n 有害元素有害元素 56化工設(shè)備常用材料化工設(shè)備常用材料n磷磷(P)n來源來源礦石礦石n作用作用溶于鐵素體，使鋼材常溫下脆性增加，塑性溶于鐵素體，使鋼材常溫下脆性增加，塑性、韌性下降，即所謂、韌性下降，即所謂“冷脆性冷脆性”n有害元素有害元素n氫氫(H)n來源來源鋼由高溫奧氏體冷至常溫時(shí)，氫的溶解度降鋼由高溫奧氏體冷至常溫時(shí)，氫的溶解度降低，來不及到鋼的表面逸出而積聚，并產(chǎn)生高壓力，低，來不及到鋼的表面逸出而積聚，并產(chǎn)生高壓力，在鋼材內(nèi)產(chǎn)生在鋼材內(nèi)產(chǎn)生“白點(diǎn)白點(diǎn)”n“白點(diǎn)白點(diǎn)”裂紋源裂紋源n有害元素有害元素57碳鋼中硫和磷碳鋼中硫和磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過超過0.035%優(yōu)質(zhì)優(yōu)

23、質(zhì)碳鋼碳鋼碳鋼中硫和磷碳鋼中硫和磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過超過0.045%普通普通碳鋼碳鋼碳鋼中硫和磷碳鋼中硫和磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過超過0.025%高級(jí)優(yōu)高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳鋼質(zhì)碳鋼化工設(shè)備常用材料化工設(shè)備常用材料58化工設(shè)備常用材料化工設(shè)備常用材料n合金鋼合金鋼n合金鋼是在低碳鋼的基礎(chǔ)上，加入一定量的合金元合金鋼是在低碳鋼的基礎(chǔ)上，加入一定量的合金元素而得到的。常加的元素有錳、鉬、鈮、釩、鎳、素而得到的。常加的元素有錳、鉬、鈮、釩、鎳、鉻、硼、鎢、鋁等。當(dāng)合金元素總質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于等鉻、硼、鎢、鋁等。當(dāng)合金元素總質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于等于于5%時(shí)稱為低合金鋼。時(shí)稱為低合金鋼。n成分特點(diǎn)成分特點(diǎn)n由碳素

24、鋼由碳素鋼+Si、Mn、Cu、 Ti、V、Nb等元素組成；等元素組成；n含碳量均較低，含碳量均較低，0.2%；n合金元素總含量合金元素總含量5%。n相對(duì)于碳素鋼相對(duì)于碳素鋼n強(qiáng)度提高強(qiáng)度提高n耐腐蝕性能提高耐腐蝕性能提高n低溫性能提高低溫性能提高59化工設(shè)備常用材料化工設(shè)備常用材料n常用于制作：板、管、圓鋼等型材常用于制作：板、管、圓鋼等型材n用途用途n廣泛用于造船、壓力容器、橋梁、高壓鍋爐、汽車、礦山廣泛用于造船、壓力容器、橋梁、高壓鍋爐、汽車、礦山機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等。機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等。n常用材料常用材料n16MnR，15MnVR，18MnMoNbR，16MnDR，15CrMoR，14Cr1M

25、oR.60化工設(shè)備常用材料化工設(shè)備常用材料n合金元素對(duì)鋼的影響合金元素對(duì)鋼的影響n為改善鋼材性能為改善鋼材性能特意特意加入合金元素，以改變鋼材性質(zhì)。加入合金元素，以改變鋼材性質(zhì)。n例如例如n鉻：耐腐蝕抗氧化，提高強(qiáng)度硬度和耐磨性，使鋼材鉻：耐腐蝕抗氧化，提高強(qiáng)度硬度和耐磨性，使鋼材的韌性和塑性降低的韌性和塑性降低n錳：提高強(qiáng)度和低溫沖擊韌性錳：提高強(qiáng)度和低溫沖擊韌性n鎳：提高淬透性，保持良好塑性和韌性，提高耐腐蝕鎳：提高淬透性，保持良好塑性和韌性，提高耐腐蝕性和低溫沖擊韌性，提高熱強(qiáng)性能性和低溫沖擊韌性，提高熱強(qiáng)性能n硅：提高強(qiáng)度，高溫疲勞強(qiáng)度，耐熱性，耐硅：提高強(qiáng)度，高溫疲勞強(qiáng)度，耐熱性，耐

26、H2S腐蝕腐蝕，降低塑性和沖擊韌性，降低塑性和沖擊韌性61化工設(shè)備常用材料化工設(shè)備常用材料n不銹耐酸鋼不銹耐酸鋼n不銹不銹耐大氣腐蝕；耐大氣腐蝕；n耐酸耐酸耐酸及強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的腐蝕。耐酸及強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的腐蝕。n常用品種：常用品種：n鉻不銹鋼鉻不銹鋼如如1Cr13，2Cr13，0Cr13等。等。n第一個(gè)數(shù)字第一個(gè)數(shù)字含碳量的千分?jǐn)?shù)；含碳量的千分?jǐn)?shù)；nCr13含鉻含鉻13%。n組織成分：鉻固溶于鐵素體的晶格中形成固溶體。組織成分：鉻固溶于鐵素體的晶格中形成固溶體。62化工設(shè)備常用材料化工設(shè)備常用材料n不銹的原因不銹的原因n在氧化性介質(zhì)中，鉻能生成一層穩(wěn)定而致密的氧化膜在氧化性介質(zhì)中，鉻能生成一層穩(wěn)

27、定而致密的氧化膜，對(duì)鋼起保護(hù)作用，對(duì)鋼起保護(hù)作用n性能特點(diǎn)性能特點(diǎn)n碳的作用碳的作用與鉻生成碳化鉻與鉻生成碳化鉻( (CrCr2323C C6 6) )，消耗大量的鉻消耗大量的鉻。為保證耐腐蝕性能，不銹鋼中碳含量越低越好。為保證耐腐蝕性能，不銹鋼中碳含量越低越好63化工設(shè)備常用材料化工設(shè)備常用材料n鑄鐵鑄鐵n碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.11%的鐵碳合金，工業(yè)上常用的鐵碳合金，工業(yè)上常用的鑄鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在的鑄鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在2%-4.5%之間，而錳、硅之間，而錳、硅、硫及磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于鋼、硫及磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于鋼n分類分類n灰鑄鐵（良好的減振和耐磨性）灰鑄鐵（良好的減振和耐磨性）n可鍛鑄鐵（較高的塑性和韌性）可鍛鑄鐵（較高的塑性和韌性）n球墨鑄鐵球墨鑄鐵n特點(diǎn)特點(diǎn)n良好的鑄造性、減震性、耐磨性和切削加工