化工原理總結(jié)復(fù)習(xí)課件

第二節(jié)

鐵碳合金

一、什么是鐵碳合金鐵碳合金：以鐵為基體，有不同碳含量的合金，稱為鐵碳合金。鐵碳合金是工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的合金。鋼的熱處理目的

1、預(yù)先熱處理：消除毛坯中的缺陷，改善工藝性能，為切削加工或熱處理做組織和性能上的準(zhǔn)備。

2、最終熱處理：提高金屬材料的力學(xué)性能，充分發(fā)揮材料的潛力，節(jié)約材料延長零件使用壽命。鋼的熱處理可以分為很多種類退火和正火

退火是把鋼（工件）放在爐中緩慢加熱到臨界點以上的某一溫度，保溫一段時間，隨爐緩慢冷卻下來的一種熱處理工藝。退火的目的在于調(diào)整金相組織，細(xì)化晶粒，促進組織均勻化，提高力學(xué)性能；降低硬度、提高塑性、便于冷加工；消除部分內(nèi)應(yīng)力，防止工件變形。

正火與退火不同之處，在于正火是將加熱后的工件從爐中取出置于空氣中冷卻。正火和退火作用相似，由于正火的冷卻速度要比退火快一些，因而晶粒變細(xì)，鋼的韌性可顯著提高。鑄、鍛件在切削加工前一般要進行退火或正火。淬火和回火

淬火是將工件加熱至淬火溫度(臨界點以上30℃～50℃)，并保溫一段時間，然后投入淬火劑中冷卻的一種熱處理工藝。淬火后得到的組織是馬氏體。為了保證良好的淬火效果，針對不同的鋼種，淬火劑有空氣、油、水、鹽水，其冷卻能力按上述順序遞增。碳鋼一般在水和鹽水中淬火，合金鋼導(dǎo)熱性能比碳鋼差，為防止產(chǎn)生過高應(yīng)力，一般在油中淬火。淬火可以增加零件的硬度、強度和耐磨性。淬火時冷卻速度太快，容易引起零件變形或裂紋。冷卻速度太慢則達(dá)不到技術(shù)要求。因此，淬火常常是產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵所在。

回火是零件淬火后進行的一種較低溫度的加熱與冷卻熱處理工藝?；鼗鹂梢越档突蛳慵慊鸷蟮膬?nèi)應(yīng)力，提高韌性；使金相組織趨于穩(wěn)定，并獲得技術(shù)上需要的性能?；鼗鹛幚碛幸韵聨追N：

1．低溫回火:

淬火后的零件在150℃～250℃范圍內(nèi)的回火稱“低溫回火”。低溫回火后的組織主要是回火馬氏體。它具有較高的硬度和耐磨性，內(nèi)應(yīng)力和脆性有所降低。當(dāng)要求零件硬度高、強度大、耐磨時，如刃具、量具，一般要進行低溫回火處理。2．中溫回火:

當(dāng)要求零件具有一定的彈性和韌性，并有較高硬度時，可采用中溫回火。中溫回火溫度是300℃～450℃。要求強度高的軸類、刀桿、軸套等一般進行中溫回火。

3．高溫回火:

要求零件具有強度、韌性、塑性等都較好的綜合性能時，采用高溫回火。高溫回火溫度為500℃～680℃。這種淬火加高溫回火的操作，習(xí)慣上稱為"調(diào)質(zhì)處理"。由于調(diào)質(zhì)處理比其它熱處理方法能更好地改善綜合力學(xué)性能，故廣泛應(yīng)用于各種重要零件的加工中，如各種軸類零件、連桿、齒輪、受力螺栓等。表2-3為45號鋼經(jīng)正火與調(diào)質(zhì)兩種不同熱處理后的力學(xué)性能比較。時效熱處理工藝：

所謂時效是指材料經(jīng)固溶處理或冷塑變形后，在室溫或高于室溫條件下，其組織和性能隨時間而變化的過程。時效可進一步消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定零件尺寸，它與回火作用相類似。表面淬火

鋼的表面淬火是將工件的表面通過快速加熱到臨界溫度以上，在熱量還來不及傳導(dǎo)至心部之前，迅速冷卻。這樣改變鋼的表層組織，而心部沒有發(fā)生相變?nèi)员３衷械慕M織狀態(tài)。經(jīng)過表面淬火，可使零件表面層比心部具有更高的強度、硬度、耐磨性和疲勞強度，而心部則具有一定的韌性?；瘜W(xué)熱處理

化學(xué)熱處理是將零件置于某種化學(xué)介質(zhì)中，通過加熱、保溫、冷卻等方法，使介質(zhì)中的某些元素滲入零件表面，改變表面層的化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)，從而使零件表面具有某些特殊性能。熱處理有滲碳、滲氮(氮化)、滲鉻、滲硅、滲鋁、氰化(碳與氮共滲)等。其中，滲碳、氰化可提高零件的硬度和耐磨性；滲鋁可提高耐熱、抗氧化性；氮化與滲鉻的零件，表面比較硬，可顯著提高耐磨和耐腐蝕性；滲硅可提高耐酸性等等。第三節(jié)

碳素鋼

（一）按含碳量分類低碳鋼：含碳量≤0.3%

中碳鋼：含碳量0.3%～0.6%

高碳鋼：含碳量＞0.6%（二）按質(zhì)量分類

普通碳素鋼含硫量≤0.050%，含磷量≤0.045%；優(yōu)質(zhì)碳素鋼含硫量≤0.040%，含磷量≤0.040%

高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼含硫量≤0.030%，含磷量≤0.035%；一、碳鋼的分類按用途分類碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素工具鋼1、容器專用鋼板：用大寫R在牌號尾表示，其牌號可用屈服點也可用含碳量或含合金元素表示。

如：Q345R，Q345為屈服點。再如：20R、16MnR、15MnVR、15MnVNR、8MnMoNbR、MnNiMoNbR、15CrMoR等均用含碳量或含合金元素來表示。（R是容字的漢語拼音第一個字母）2、鍋爐專用鋼板和鋼管：用小寫g在牌號尾表示。其牌號可用屈服點表示，如：Q390g；也可用含碳量或含合金元素來表示，如20g、22Mng、15CrMog、16Mng、19Mng、13MnNiCrMoNbg、12Cr1MoVg等。g和G是鍋的漢語拼音。

（三）專用鋼材3、焊接氣瓶專用薄鋼板有6個鋼號，HP245-HP365，用大寫HP在牌號尾表示，其牌號可以用屈服點表示，如：Q295HP、Q345HP；也可用含合金元素來表示如16MnREHP。

HP是焊瓶的漢語拼音，數(shù)字是鋼板的屈服極限。4、船用鋼板用小寫q在牌號尾表示，如Q420q、16Mnq、14MnNbq等。其中的A、B級板可有條件地用于壓力容器。A、B是船用鋼板強度等級代號。三、碳鋼的品種（一）鋼板的分類1）按厚度分類（1）薄板（2）中板（3）厚板（4）特厚板2）按生產(chǎn)方法分類（1）熱軋鋼板（2）冷軋鋼板3）按表面特征分類（1）鍍鋅板（熱鍍鋅板、電鍍鋅板）（2）鍍錫板（3）復(fù)合鋼板（4）彩色涂層鋼板4）按用途分類（1）橋梁鋼板（2）鍋爐鋼板（3）造船鋼板（4）裝甲鋼板（5）汽車鋼板（6）屋面鋼板（7）結(jié)構(gòu)鋼板（8）電工鋼板（硅鋼片）（9）彈簧鋼板（10）其他(二)管材的分類1按生產(chǎn)方法分類（1）無縫管：熱軋管、冷軋管、冷拔管、擠壓管、頂管（2）焊管（a）按工藝分：電弧焊管、電阻焊管（高頻、低頻）、氣焊管、爐焊管（b）按焊縫分：直縫焊管、螺旋焊管公稱直徑

公稱直徑是管路系統(tǒng)中所有管路附件用數(shù)字表示的尺寸，公稱直徑是供參考用的一個方便的圓整數(shù)，與加工尺寸僅呈不嚴(yán)格關(guān)系。公稱直徑用字母“DN”后面緊跟一個數(shù)字標(biāo)志。公稱直徑，又稱平均外徑。這是緣自金屬管的管璧很薄，管外徑與管內(nèi)徑相差無幾，所以取管的外徑與管的內(nèi)徑之平均值當(dāng)作管徑稱呼。

DN是公稱直徑,就是各種管子與管路附件的通用口徑。同一公稱直徑的管子與管路附件均能相互連接，具有互換性.它不是實際意義上的、管道外徑或內(nèi)徑，雖然其數(shù)值跟管道內(nèi)徑較為接近或相等；為了使管子、管件連接尺寸統(tǒng)一，采用公稱直徑。所謂的合金鋼，就是為了改善鋼的性能，特意地加入一些合金元素的鋼。常用的合金元素：Cr、Mn、Ni、Co、Cu、Si、Al、B、W、M。V、Ti、Nb、Zn及稀土Re。柴油機凸輪軸合金鋼的概念

第四節(jié)合金鋼

一、合金元素對鋼材性能的影響以改善鋼材的性能為目的，在碳鋼中特意溶合某些合金元素所得的鋼，統(tǒng)稱合金鋼。一、合金元素對鋼材性能的影響1、降低鋼材的臨界淬火速度2、增加鋼組織的分散度3、提高鐵素體的強度4、減少馬氏體的脆性5、提高鋼材的高溫強度及抗氧化性能6、增強鋼材的耐蝕性1、按化學(xué)成份合金鋼分：

a.低合金鋼（合金元素總含量≤5%）b.中合金鋼（合金元素總含量＞5-10%）c.高合金鋼（合金元素總含量＞10%）。2、按用途分類(1)建筑及工程用鋼

a.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼；

b.低合金結(jié)構(gòu)鋼；

c.鋼筋鋼。

普通低合金結(jié)構(gòu)鋼牌號

Q345C

質(zhì)量等級345MPa屈服強度一.不銹鋼1.定義:在腐蝕介質(zhì)中具有很高的抗腐蝕能力的鋼。2.概念:*在空氣中的年腐蝕量為0.01mm

以內(nèi)的鋼,稱為在空氣中使用的不銹鋼。*在強酸、強堿介質(zhì)中的年腐蝕量為0.1mm以內(nèi)的鋼,稱為在強酸、強堿介質(zhì)中使用的不銹鋼。5.化學(xué)成分特點:*低碳:耐蝕性要求愈高,碳含量愈低。*合金元素:主加Cr。

輔加Ni、Mo、Cu、Ti、

Nb、Mn等。第六節(jié)鍛件與緊固件一、鍛件1、鍛件的名稱和形狀鍛件按形狀稱其名，共六種：a、為筒形b、為環(huán)形c、為餅形d、為碗形e、為長頸法蘭形f、g、為條形2、鍛件的分類與應(yīng)用

(1)根據(jù)鍛件檢驗項目和數(shù)量的不同,鍛件分為Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ四個級別.

(2)需焊接的碳鋼鍛件,材料用20號鋼,不需焊接的碳鋼鍛件,材料用35或45號鋼.

(3)壓力容器上使用的鍛件不得低于Ⅱ級,若鍛件截面尺寸大于300mm,或容器盛裝高度或極度危害介質(zhì),且鍛件截面尺寸達(dá)50mm時,級別不得低于Ⅲ級.

鍛件的主要用途：高壓容器的平蓋、端部法蘭與長頸對焊法蘭等

二、緊固件緊固件：將兩個或兩個以上零件（或構(gòu)件）緊固連接成為一件整體時所采用的一類機械零件的總稱。市場上也稱為標(biāo)準(zhǔn)件。它通常包括以下11類零件——螺栓、螺柱、螺釘、螺母、自攻螺釘、木螺釘、墊圈、擋圈、銷、鉚釘、組合件。在壓力容器中，緊固件主要用于法蘭連接，關(guān)于連接有兩個標(biāo)準(zhǔn)，一個是容器法蘭連接標(biāo)準(zhǔn)，另一個是管法蘭連接標(biāo)準(zhǔn)。這兩個標(biāo)準(zhǔn)中對緊固件的型式、材料均作了規(guī)定。容器法蘭標(biāo)準(zhǔn)中國壓力容器法蘭標(biāo)準(zhǔn)為JB/T4700～4707《壓力容器法蘭》。

標(biāo)準(zhǔn)中給出了甲型平焊法蘭、乙型平焊法蘭和長頸對焊法蘭等三種法蘭的分類、技術(shù)條件、結(jié)構(gòu)形式和尺寸，以及相關(guān)墊片、螺栓型式等。公稱壓力范圍為0.25～6.4MPa，公稱直徑為300～3000mm。

管法蘭標(biāo)準(zhǔn)國際上管法蘭標(biāo)準(zhǔn)主要有兩個體系，即歐洲體系（以DIN標(biāo)準(zhǔn)為代表）以及美洲體系（以ASME/ANSIB16.5《管法蘭和附件》B16.47《大直徑鋼法蘭》標(biāo)準(zhǔn)為代表）。中國管法蘭標(biāo)準(zhǔn)，主要有國家標(biāo)準(zhǔn)GB9112～9125《鋼制管法蘭》，機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T74～90《管路法蘭和墊片》以及化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG20592～20635《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》（包括歐洲體系和美洲體系）等。第七節(jié)鑄鐵

引言從鐵碳相圖知道，含碳量大于2.11%的鐵碳合金稱為鑄鐵，工業(yè)上常用的鑄鐵的成分范圍是：2.5~4.0%C，1.0~3.0%Si，0.5~1.4Mn，0.01~0.50%P，0.02~0.20%S，有時還含有一些合金元素，如：Cr、Mo、V、Cu、Al等。雖然鑄鐵的機械性（抗拉強度、塑性、韌性）較低，但是由于其生產(chǎn)成本低廉，具有優(yōu)良的鑄造性、可切削加工性、減震性及耐磨性，因此在現(xiàn)代工業(yè)中仍得到了普遍的應(yīng)用，典型的應(yīng)用是制造機床的床身、內(nèi)燃機的汽缸、汽缸套、曲軸等。鑄鐵的組織可以理解為在鋼的組織基體上分布有不同形狀、大小、數(shù)量的石墨。根據(jù)石墨化程度不同鑄鐵的分類

根據(jù)鑄鐵在結(jié)晶過程中的石墨化程度不同，鑄鐵可分為如下三類：（1）灰口鑄鐵第一和第二階段石墨化過程進行充分，其斷口為暗灰色，工業(yè)上所用的鑄鐵幾乎全部屬于這一類。根據(jù)第三階段進行情況的不同有鐵素體，鐵素體+珠光體及珠光體灰口鑄鐵。（2）白口鑄鐵：沒有石墨化，完全按Fe-Fe3C相圖進行結(jié)晶而得到的鑄鐵（F+Fe3C）Fe3CI+Ld’、Ld’、P+Fe3CⅡ+Ld’。（3）麻口鑄鐵：第一階段石墨化未充分進行，其組織Ld’+P+C，含有Ld’工業(yè)上應(yīng)用較少（脆、硬）

灰鑄鐵的分類

按照石墨的形狀不同，可將灰鑄鐵分為四類：即灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵和可鍛鑄鐵?；诣T鐵：基體組織（F、F+P、P）+片狀C球墨鑄鐵：基體組織（F、F+P、P）+球狀C蠕墨鑄鐵：基體組織（F、F+P、P）+蠕狀C可鍛鑄鐵：基體組織（F、F+P、P）+團絮狀C灰鑄鐵的性能特點

1）優(yōu)良的鑄造性能2）良好的切削加性3）優(yōu)良的耐磨性與減震性4）較低的機械性5）缺口敏感性較低

1）優(yōu)良的鑄造性能含碳量高，（2.5~4.0%C），成分接近共晶點，熔點比鋼低得多，流動性好，分散縮孔少，偏析程度小。且在凝固過程中會析出比容較大的石墨，所以收縮率也小，凡無法用鍛造成型的形狀復(fù)雜的零件，汽缸體，變速箱外殼等均可用灰口鑄鐵鑄造而成。

2）良好的切削加性石墨使切削容易脆斷，同時石墨本身潤滑作用減輕刀具的磨損。3）優(yōu)良的耐磨性與減震性石墨有利于滑潤和貯油，磷含量的增加還可形成硬而脆的磷共晶等使鑄鐵有好的耐磨性。鑄鐵中的石墨能將震動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，從而消震?/p>

4）較低的機械性灰口鑄鐵的抗拉強度、塑性、韌性和疲勞強度都比鋼低得多，因為石墨的強度、塑性幾乎為零，石墨的存在減小了基體的有效面積，且石墨本身可以看成是一個個孔洞和裂紋，破壞了基體的連續(xù)性，所以可把灰口鑄鐵看成是布滿孔洞和裂紋的鋼。鑄鐵的硬度和抗壓強度主要取決于基體組織，而與石墨無關(guān)，抗壓強度大大超過抗拉強度（2.5~4倍），在壓力負(fù)荷下石墨不起裂紋作用。

5）缺口敏感性較低由于石墨可以看成是孔洞和裂紋，故灰口鑄鐵對零件表面缺陷和缺口不敏感，即缺口敏感度小。

四、各類灰口鑄鐵的牌號及用途1．灰鑄鐵

2．可鍛鑄鐵

3．球墨鑄鐵4.蠕墨鑄鐵1．灰鑄鐵灰鑄鐵由鐵水直接澆注而得，組織（F、F+P、P+C片），可見，生產(chǎn)過程最簡單，且成本低故應(yīng)用廣泛，典型的應(yīng)用如汽缸和汽缸套，機床床身、卡盤等。由于石墨呈片狀，對基體的割裂作用最大，其強度、塑性、韌性遠(yuǎn)比基體鋼低，而且粗大的石墨的割裂作用更大，通常對灰鑄鐵采取變質(zhì)處理（孕育處理）：在澆注前加少量的孕育劑（硅鐵或硅錳合金），使鐵水中形成大量的人工石墨晶粒，細(xì)化石墨片，減小對基體的割裂作用，使其強度可有所提高。1．灰鑄鐵其牌號用HT+抗拉強度（最?。h語拼音“灰鐵”如HT100表示最小抗拉強度為100Mpa的灰鑄鐵2．可鍛鑄鐵它是將鐵水先澆注成白口鑄鐵件，然后經(jīng)石墨化退火而得到石墨呈團絮狀形態(tài)的一種鑄鐵，其強度較灰鑄鐵高，塑性比灰鑄鐵好，且有一定的塑性變形能力，因此又被稱為展性鑄鐵、韌性鑄鐵，其可鍛鑄鐵也是由此而得名，實際上也是不能經(jīng)過鍛造加工的，只是因為其較灰鑄鐵有一定的韌性，才稱為可鍛鑄鐵?？慑戣T鐵的性能特點較高的強度、塑性和沖擊韌性，可以部分代替碳鋼。

比灰口鑄鐵性能優(yōu)越；與球墨鑄鐵相比，可鍛鑄鐵質(zhì)量穩(wěn)定、薄壁件不易生成白口。鐵素體可鍛鑄鐵常作汽車、拖拉機的前后輪殼、減速器、中低壓閥門、管接頭及農(nóng)具等。珠光體可鍛鑄鐵常用作曲軸、

連桿、齒輪等可鍛鑄鐵的退火工藝

當(dāng)白口鑄鐵加熱到高溫（900~1000℃），并長時間的15~30h保溫，滲碳體分解為A+團絮狀石墨，緩慢冷卻時A中不斷析出二次石墨，使團絮狀石墨不斷長大，直到冷卻到共析轉(zhuǎn)變溫度時，A分解為F+Ｃ，得到鐵素體基體的可鍛鑄鐵，組織F+Ｃ團絮，固其斷口心部存在大量的石墨而呈灰黑色，表層因退火脫碳呈白色，故稱黑心可鍛鑄鐵，若通過共析轉(zhuǎn)變區(qū)時的冷卻速度較快，則A→P，而得到珠光體基體的可鍛鑄鐵，顯微組織，P+Ｃ團絮狀，稱珠光體可鍛鑄鐵。3.球墨鑄鐵球墨鑄鐵是在澆注前往鐵水中加入一定量的球化劑（Mg、Ｇe及其他烯土）進行球化處理，并加入少量的孕育劑（硅鐵或硅鈣合金）以促進石墨化，澆注后得到球狀石墨的鑄鐵。組織（F、F+P、P）+Ｃ球狀。4.蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵是一種新型高強鑄鐵材料。強度接近于球墨鑄鐵，并有一定的韌性、較高的耐磨性、良好鑄造性和導(dǎo)熱性。用于高壓熱交換器、內(nèi)燃機、液壓閥等鑄件?；诣T鐵的熱處理

灰口鑄鐵熱處理的目的：

(1)消除鑄件中的內(nèi)應(yīng)力；

(2)減少鑄件中的內(nèi)應(yīng)力；

(3)提高鑄鐵的強度、硬度及耐磨性。熱處理只改變灰口鑄鐵的基體組織，而不改變原始組織中的石墨形態(tài)和分布，對于灰鑄鐵，由于片狀石墨顯著降低機械性能，因此對它進行調(diào)質(zhì)，等溫淬火等強化型熱處理，效果不顯著，故灰鑄鐵的熱處理主要有退火、正火和表面熱處理

合金鑄鐵

隨著鑄鐵在現(xiàn)代工業(yè)中的廣泛應(yīng)用，對其性能的要求愈來愈高，不僅要求具有更高的機械性能，有時還應(yīng)具有某些特殊的性能如耐熱性、耐蝕性及耐磨性等，為使其具有這些特殊性能，向鑄鐵中加入合金元素，這種加入了合金元素的鑄鐵即合金鑄鐵，如：高強度合金鑄鐵，耐熱合金鑄鐵、耐磨合金鑄鐵、耐蝕合金鑄鐵等。第八節(jié)銅及銅合金工業(yè)生產(chǎn)中，通常把以鐵為基的金屬材料稱為黑色金屬，如鋼與鑄鐵，把非鐵金屬及其合金稱為有色金屬，如銅、鉛、鎳、鋅、鈦、銅等。有色金屬及合金與鋼鐵材料相比，具有許多特殊性能，是現(xiàn)代工業(yè)生活中不可缺少的金屬材料。1.銅及銅合金的性能特點優(yōu)異的物理、化學(xué)性能

導(dǎo)電、導(dǎo)熱性、抗蝕、抗磁能力高

良好的加工性能

塑性好；鑄造性好某些特殊機械性能

優(yōu)良的減摩性和耐磨性，高的彈性極限和疲勞極限純銅

純銅是玫瑰紅色金屬，表面形成氧化銅膜后呈紫色，故工業(yè)純銅常稱紫銅或電解銅。密度為8-9g/cm3，熔點1083°C。純銅導(dǎo)電性很好，大量用于制造電線、電纜、電刷等；導(dǎo)熱性好，常用來制造須防磁性干擾的磁學(xué)儀器、儀表，如羅盤、航空儀表等；塑性極好，易于熱壓和冷壓力加工，可制成管、棒、線、條、帶、板、箔等銅材。純銅產(chǎn)品有冶煉品及加工品兩種。

純銅具有面心立方晶格，極優(yōu)良的塑性，可進行冷熱壓力加工。工業(yè)純銅中常含有0.1%～0.5%的雜質(zhì)，如鉛、鉍、氧、硫、磷等。鉛、鉍與銅形成低熔點的共晶體分布在銅的晶界上，對銅進行熱加工時，共晶體發(fā)生熔化，造成脆性斷裂，即“熱裂”。氧、硫與銅形成共晶體，Cu2S、Cu2O均為脆性化合物，在冷變形加工時易產(chǎn)生破裂，即“冷脆”。

銅在一般大氣、工業(yè)大氣、海洋性大氣中、比較穩(wěn)定；在堿中、在弱的和中等濃度的非氧化性酸中也相當(dāng)穩(wěn)定，在氨和銨鹽中，當(dāng)有氧存在時，由于生成可溶性的絡(luò)離子Cu(NH4)22+故不耐蝕；若溶液中有氧或氧化劑存在，腐蝕將更加嚴(yán)重。銅不耐硫化物（如H2S）腐蝕。銅具有高的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、塑性和良好的加工性能，另外，銅具有良好的冷韌性。但銅的強度低，鑄造性能不好，且在某些介質(zhì)中的耐蝕性不高，很少用作結(jié)構(gòu)材料。耐蝕性純銅

我國工業(yè)有三個牌號：即一號銅（99.95%Cu）、二號銅（99.90%Cu），三號銅（99.7%Cu），其代號分另為T1、T2、T3。數(shù)字越大，雜質(zhì)的含量越高純銅的代號以漢語拼音字頭“T”加數(shù)字表示。

此外，純銅除工業(yè)純銅外，還有一類叫無氧銅，其含氧量極低，不大于0.003%，其代號有Tu1，Tu2，“u”是“無”漢語拼音字首。純銅退火狀態(tài)，強度低，塑性好（σb=250～270Mpa，δ=35～45%），經(jīng)冷加工變形后強度升高，而塑性急劇降低（σb=400～500Mpa，δ=1～3%）。不能用作受力的結(jié)構(gòu)材料，工業(yè)純銅主要用導(dǎo)電、導(dǎo)熱，兼有抗腐蝕性的器材，如電線、電纜、電器開關(guān)等，無氧銅主要作真空器件。

銅合金純銅強度低，雖然冷加工變形可提高其強度，但塑性顯著降低，不能制作受力的結(jié)構(gòu)件。為了滿足制作結(jié)構(gòu)件的要求，在銅中加入合金元素，通過固溶強化，時效強化及過剩相強化等途徑提高合金的強度，獲得高強度的銅合金。常用的合金元素：Zn、Al、Sn、Mn、Ni、Fe、Be、Ti（鈦）、Cr（鉻）

、Zr（鋯）等。銅合金按其化學(xué)成分可分為黃銅、青銅、白銅三大類。黃銅是Cu—Zn合金；白銅是Cu—Ni合金；早期的青銅是銅與錫的合金。現(xiàn)代把除鋅和鎳以外的其它元素為主要合金元素的銅合金統(tǒng)稱為青銅。

黃銅

黃銅是以Zn為主要合金元素的銅合金，具有良好的機械性能，易加工成型，對大氣、海水有相當(dāng)好的抗蝕能力，是應(yīng)用最廣的重要有色金屬材料。黃銅按其所含合金元素的種類可分為普通黃銅和特殊黃銅兩類；按生產(chǎn)方式可分為壓力加工黃銅和鑄造黃銅兩類。黃銅的“季裂”雖然黃銅具有優(yōu)良抗蝕性，但當(dāng)零件以冷壓力加工（擠壓、沖壓、彎曲等）成形時，由于其中有殘余內(nèi)應(yīng)力存在，在氨、濕氣、海水作用下，極易出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕開裂現(xiàn)象——稱為季裂。為了防止這種現(xiàn)象，冷壓力加工后的黃銅零件（如彈殼等）必須進行消除內(nèi)應(yīng)力的退火（250～300℃保溫1h以上）脫鋅

選擇性腐蝕：黃銅脫鋅，灰鑄鐵石墨化。工業(yè)合金含有不同成分和雜質(zhì)，具有不同的結(jié)構(gòu)，耐蝕性也有差別。在一定溶液中，有些活性組分溶出，剩下疏松的不活潑組分，強度和延性完全喪失。這類選擇性腐蝕的常見例子是黃銅脫鋅。鋅溶入溶液，黃銅表面覆蓋一層疏松的紅色薄膜。實際上銅也溶解，但其后又沉積在合金表面上。除均勻的層狀脫鋅外，還有局部的塞狀脫鋅。提高銅含量（紅黃銅：Cu85%）可防止脫鋅，加入1%錫，或少量砷、銻、磷也能改善對脫鋅的抗力?；诣T鐵的石墨化也是選擇性腐蝕，鐵腐蝕浸出，剩下石墨網(wǎng)狀體，嚴(yán)重失去強度。球墨或延展性鑄鐵因為不存在殘余物聯(lián)系在一起的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以不產(chǎn)主石墨化。因銅加鋅后呈金黃色而得名。簡單的Cu—Zn合金稱為普通黃銅。在普通黃銅中加入Al、Sn、Pb、Si、Mn、Ni等元素可制成特殊黃銅。普通黃銅代號以“黃”字的漢語拼音字頭“H”加數(shù)字表示，數(shù)字代表銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；特殊黃銅代號以“H”+主加元素符號+銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)+主加元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來表示。如HMn58—2，對于鑄造生產(chǎn)的黃銅，其代號前需加“鑄”字的漢語拼音字頭“Z”。

牌號表示特殊黃銅在普通黃銅的基礎(chǔ)上加入Al、Fe、Si、Mn、Pb、Sn、Ni等元素，形成特殊黃銅，它們比普通黃銅具有更高的強度、硬度、抗腐蝕性能

如鋁黃銅、錫黃銅、鉛黃銅、錳黃銅等。Al、Sn、Mn、Ni可提高黃銅的耐蝕性和耐磨性；Si改善鑄造性能；Pb可改善切削加工性能。鋁的作用是使合金表面能形成堅固的氧化膜。鐵的作用是細(xì)化晶粒，提高合金強度、韌性和耐磨性。生產(chǎn)中較多的是錳黃銅和鋁黃銅。2）青銅

青銅是歷史上應(yīng)用最早的一種合金，原指銅錫合金，因顏色呈青灰色，故稱青銅。為了改善合金的工藝性能和機械性能，大部分青銅內(nèi)還加入其它合金元素，如鉛、鋅、磷等。由于錫是一種稀缺元素，所以工業(yè)上還使用許多不含錫的無錫青銅，它們不僅價格便宜，還具有所需要的特種性能。無錫青銅主要有鋁青銅、鈹青銅、錳青銅、硅青銅等。青銅

青銅是以Sn、Al、Si、Be、Ti等為主要合金元素的銅合金。按照生產(chǎn)方式：加工青銅和鑄造青銅兩類。錫青銅：是以錫為主要合金元素的銅合金，是人類歷史上應(yīng)用最早的銅合金。是Cu-Sn二元合金，錫青銅在大氣、海水、淡水及蒸汽中比純銅和黃銅好，但在鹽酸、硫酸及氨水中的抗蝕性較差。此外，為了改善錫青銅的性能，還加入Zn、Pb、P等元素，Zn的加入提高鑄造性能、Pb可提高耐磨性和切削加工性，P可提高彈性極限等。主要用作耐蝕耐磨、防磁的零件，如儀器上的彈簧簧片、軸承、齒輪等。

青銅是銅合金中綜合性能最好的合金，Cu—Sn合金?，F(xiàn)代工業(yè)把Cu—Al、Cu—Be、Cu—Pb、Cu—Si等銅合金也稱為青銅，通常在青銅合金前面冠以主要合金元素的名稱，如錫青銅、鋁青銅、鈹青銅、硅青銅等。青銅的代號以“青”字漢語拼音的字頭“Q”加主要合金元素的名稱及含量表示。鑄造青銅在代號前面加“Z”。（1）錫青銅

錫含量WSn＜6%,為Sn溶入到Cu中的單相α固溶體，塑性好。錫含量WSn＞6%時，出現(xiàn)硬而脆的δ相（化合物Cu31Sn8為基的固溶體），強度升高，但塑性開始下降。當(dāng)錫含量為WSn20%時，組織中出現(xiàn)大量的δ相，使合金完全變脆，故工業(yè)用錫青銅的含錫量大多WSn3%～14%之間。隨著含錫量從少到多，錫青銅可分別用于冷變形加工和鑄造。壓力加工的錫青銅含錫量WSn6%～7%，大于7%的錫青銅適宜用作鑄造合金。錫青銅鑄造流動性較差，合金線收縮率小，適于鑄造形狀復(fù)雜，尺寸要求精確對致密度要求不太高的鑄件。錫青銅具有良好的耐蝕性、耐磨性，廣泛用于制造蒸汽鍋爐、海船的零構(gòu)件。

（2）鋁青銅

鋁青銅是銅與鋁形成的合金，鋁的含量應(yīng)控制在WAl＜12%。適宜冷加工的鋁青銅其鋁含量一般WAl5%～7%，鋁含量WAl7%～12%時宜于熱加工和鑄造。鋁青銅是無錫青銅中應(yīng)用最廣泛的青銅，有更高的強度、硬度、耐磨性以及抗大氣、海水腐蝕的能力；用來制造耐磨、耐蝕零件。

（3）鈹青銅

工業(yè)用鈹青銅鈹含量大多WBe1.7%～2.5%之間。鈹在銅中的溶解度隨溫度降低而急劇減小，該合金是典型的時效強化型合金，通過熱處理可提高強度、硬度和彈性。鈹青銅是銅合金中性能最好的一種，具有高的強度、彈性、耐磨、耐蝕及耐低溫等特性，導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性能優(yōu)良。鈹青銅是工業(yè)上用來制造高級彈簧、膜片等彈性元件的重要材料，還可用于制作耐磨、耐蝕零件，航海羅盤儀中的零件及防爆工具等。

常用加工青銅3）白銅

以鎳為主要添加元素的銅基合金呈銀白色，稱為白銅。銅鎳二元合金稱普通白銅，加錳、鐵、鋅和鋁等元素的銅鎳合金稱為復(fù)雜白銅，純銅加鎳能顯著提高強度、耐蝕性、電阻和熱電性。工業(yè)用白銅根據(jù)性能特點和用途不同分為結(jié)構(gòu)用白銅和電工用白銅兩種，分別滿足各種耐蝕和特殊的電、熱性能。白銅多經(jīng)壓力加工成白銅材。白銅白銅是以Ni為主要合金元素的合金。Ni和Cu在固態(tài)下能完全互溶，所以各類銅鎳合金均為α單相固溶體，具有很好的冷熱加工性能，不能進行熱處理強化，只能用固溶強化和加工硬化來提高強度。白銅具有高的抗蝕性和優(yōu)良的冷熱加工成形性，精密儀器儀表，化工機械及醫(yī)療器械中的關(guān)鍵材料。

白銅可分為簡單白銅和特殊白銅。Cu—Ni二元合金稱為簡單白銅，其代號以“白”字的漢語拼音字頭“B”加鎳含量表示；在簡單白銅合金的基礎(chǔ)上添加其它合金元素的銅鎳合金稱為特殊白銅，其代號以“B”+特殊元素的化學(xué)符號+鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)+特殊合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來表示。銅及銅合金用于壓力容器時的規(guī)定銅及銅合金用于壓力容器受壓元件時，一般應(yīng)為退火狀態(tài)。設(shè)計時采用的焊接接頭系數(shù)，在相同的接頭形式與射線探傷比例條件下的取值應(yīng)比鋼制容器的取值低0.1。一、鋁及鋁合金1.鋁及鋁合金的性能特點2.鋁及鋁合金的分類及用途1.鋁及鋁合金的性能特點

（1）優(yōu)良的物理性能密度小，熔點低，導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性好，磁化率低，純鋁的密度2.72g/cm3，僅為鐵的1/3，熔點為660.4℃，導(dǎo)電性僅次于Cu、Au、Ag。鋁合金的密度也很小，熔點更低，但導(dǎo)電、導(dǎo)熱性不如純鋁、鋁及鋁合金的磁化率極低，屬于非鐵磁材料。（2）抗大氣腐蝕性能好鋁和氧的化學(xué)親和力大，在大氣中，鋁和鋁合金表面會很快形成一層致密的氧化膜，防止內(nèi)部繼續(xù)氧化。但在堿和鹽的水溶液中，氧化膜易破壞，因此不能用鋁及鋁合金制作的容器盛放鹽和堿溶液。（3）加工性能好，比強度高純鋁為面心立方晶格，無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，具有較高的塑性（δ=30～50%，ψ=80%），易于壓力加工成型，并有良好的低溫性能，純鋁的強度低，σn=70Mpa，雖經(jīng)冷變形強化，強度可提高到150～250Mpa，但也不能直接用于制作受力的結(jié)構(gòu)件，而鋁合金通過冷成型和熱處理，其抗拉強度可達(dá)到500～600Mpa，相當(dāng)于低合金鋼的強度，比強度高，成為飛機的主要結(jié)構(gòu)材料。

鋁合金的分類

鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形鋁合金又分為不可熱處理強化型鋁合金和可熱處理強化型鋁合金。不可熱處理強化型不能通過熱處理來提高機械性能，只能通過冷加工變形來實現(xiàn)強化，它主要包括高純鋁、工業(yè)高純鋁、工業(yè)純鋁以及防銹鋁等?？蔁崽幚韽娀弯X合金可以通過淬火和時效熱處理手段來提高機械性能，它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。鋁合金的分類變形鋁合金鑄造鋁合金不能熱處理強化鋁合金能熱處理強化鋁合金2.鋁及鋁合金的分類及用途

（1）純鋁

按純度分為高純鋁、工業(yè)高純鋁、工業(yè)純鋁三類高純鋁：99.996%～99.93%用于科研，代號L04～L01；工業(yè)高純鋁：99.9%～99.85%用于作Al合金原料、鋁箱，代號LG1、L2，順序號小者純度低。工業(yè)純鋁：99.0%～98.0%，作管、線、棒、代號L1～L6，數(shù)字大。順序號越大，純度越低。

鋁合金牌號鋁合金的牌號表示方法：Al+主要合金元素符號+主要合金元素平均含量，若為鑄造鋁合金前面加“Z”，如ZAlSi12表示平均硅含量為12%的鑄造鋁合金。按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，防銹鋁、硬鋁、超硬鋁和鍛鋁代號分別用“LF”、“LY”、“LC”、“LD”等字母及一組順序號表示，如LF5、LY1、LC4、LD5等，而鑄造鋁合金的代號用“ZL”兩個字母和三個數(shù)字表示，如ZL102，ZL203,ZL302等（一）變形鋁合金1.防銹鋁合金(LF):Al–Mn

通過固溶強化提高鋁合金的強度和抗蝕性(比純鋁好)。例如:LF21。

Al–Mg通過固溶強化提高鋁合金的強度和抗蝕性(比純鋁輕)。例如:LF2、LF6等。飛機翼梁(腹板為硬鋁合金)2.硬鋁合金(LY):Al–Cu–Mg通過時效強化提鋁合金強度,但耐蝕性不高。LY1、LY11、LY12。3.超硬鋁合金(LC):Al–Zn–Mg–Cu通過時效強化和形成的強化相,使鋁合金達(dá)到最高的硬度和強度。但耐蝕性較差。LC4、LC9。飛機主起落架4.鍛鋁合金(LD):Al–Mg–Si–Cu具有良好的熱塑性,

通過固溶處理和人工時效來提高鋁合金的力學(xué)性能。

LD5、LD6、LD10。壓氣機葉片鋁及鋁合金牌號表示方法

（1）產(chǎn)品牌號的命名是以代號字母（前綴）或化學(xué)元素符號加阿拉伯?dāng)?shù)字的組合來表示，數(shù)字用來表示主成分或順序編號；有的牌號加后綴符號，表示類別、質(zhì)量、特性等。

（2）產(chǎn)品代號，采用有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的漢語拼音字母、化學(xué)元素符號和阿拉伯?dāng)?shù)字的組合來表示。

以上的總則，對于變形鋁及鋁合金采用的四位字符體系牌號并不適用。鋁及鋁合金產(chǎn)品代號所采用的拼音字母采用的代號產(chǎn)品名稱拼音字母來源漢字拼音L鋁鋁LvLF1防銹鋁鋁、防LvFangLD1鍛鋁鋁、鍛Lv

DuanLY1硬鋁鋁、硬LvYingLC1超硬鋁鋁、超LvChaoLT1特殊鋁鋁、特LvTeLQ1硬釬焊鋁鋁、釬Lv

QianFL1鋁粉粉、鋁FenLvFLP1噴鋁粉粉、鋁、噴FenLvPenFLT1涂料鋁粉粉、鋁、涂FenLv

TuFLX1細(xì)鋁粉粉、鋁、細(xì)FenLvXiFLG1煉鋼、化工用粉粉、鋁、鋼FenLvGangFLM1鋁鎂粉粉、鋁、鎂FenLvMei

1、此類鋁合金產(chǎn)品牌號可采用GB/T16474-1996標(biāo)準(zhǔn)的字符體系表示方法。

此外，對產(chǎn)品的總稱（如鋁材）、類別及產(chǎn)品標(biāo)記中的品種（如板、管、帶、箔、線）等習(xí)慣上仍用漢字表示。

對產(chǎn)品的狀態(tài)、加工方法、特性的代號，采用有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的英文字母來表示。鋁及鋁合金國際牌號命名體系一.

純鋁(鋁含量不小于99.00%)

1XXX

二.

合金組別按下列主要合金元素劃分

1．Cu(銅)

2XXX

2.

Mn(錳)3XXX

3.

Si(硅)

4XXX

4.

Mg(鎂)5XXX

5.

Mg+Si(鎂+硅)

6XXX

6.

Zn(鋅)7XXX

7.

其他元素8XXX

8.

備用組9XXX

1XXX組表示純鋁(其鋁含量不小于99.00%),其最后兩位數(shù)字表示最低鋁百分含量眾小數(shù)點后面的兩位.

牌號的第2位數(shù)字表示合金元素或雜質(zhì)極限含量的控制情況.如果第2位為0,則表示其雜質(zhì)極限含量無特殊控制;如果是1-9,則表示對一項或一項以上的單個雜質(zhì)或合金元素極限含量有特殊控制.

2XXX-8XXX牌號中的最后兩位數(shù)字沒有特殊意義,僅用來識別同一組中的不同合金,其第2位表示改型情況.如果第2位為0,則表示為原始合金;如果是1-9,則表示為改型合金。

在四位字符體系中，如為A，表示原始純鋁，若為其它字母，則表示為原始純鋁的改型。如變形鋁LA30表示W(wǎng)Al=99.30%的原始純鋁。

有一些四位數(shù)字體系的鋁及鋁合金牌號，除四位數(shù)字外，最后還有一個大寫的英文字母如1070A，A表示某一國家新注冊的與已注冊的牌號成分相似的純鋁或鋁合金。1070與1070A基本一樣，只因其注冊晚了，所以牌號后面加A。（按國際字母表順序，由A依次選用，但是I、O、Q除外）。

純鋁、鋁中加入Mn、Mg形成的Al-Mn、Al-Mg合金具有很好的耐蝕性，良好的塑性和較高的強度（稱為防銹鋁合金）用于制造塔器、容器等，鋁是熱的良導(dǎo)體，它的導(dǎo)熱能力比鐵大3倍，工業(yè)上可用鋁和Al-Mn、Al-Mg合金制造各種熱交換器、散熱材料和炊具等。

第十節(jié)鈦及鈦合金鈦棒TA1,TA2,TC4

鈦及鈦合金的性能特點（1）密度小、熔點高，固態(tài)下有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，純鈦是純白色輕金屬。密度為4.507g/cm3，介于Al和Fe之間，熔點1668℃，高于鐵，在882.5℃發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，882.5℃以上為β-Ti（體心立方晶格），882.5℃以下為α-Ti（密排六方晶格），鈦合金的密度也較小，也有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。

（2）加工性能好，比強度高，低溫韌性好。純鈦強度低，塑性好，易于壓力加工成型。鈦合金的強度很高，σb最高可達(dá)1400Mpa，與某些高強度合金鋼相近。還具有良好的低溫機械性能。

（3）抗腐蝕性能好鈦及鈦合金在大氣、海水、含氧酸和濕氯氣中其表面極易形成致密的氧化物和氮化物的保護膜，具有優(yōu)良的抗蝕性。

鈦及其合金由于具有比強度高、耐熱性好、耐蝕性能優(yōu)異等突出優(yōu)點，自1952年正式作為結(jié)構(gòu)材料使用以來發(fā)展極為迅速，在航空工業(yè)和化學(xué)工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。化學(xué)性質(zhì)十分活潑，缺點是在真空或惰性氣體中進行生產(chǎn)，成本高，價格貴。

二、鈦及鈦合金[鈦的十大性能]密度小,比強度高；彈性模量低；導(dǎo)熱系數(shù)小；抗拉強度與其屈服強度接近；無磁性、無毒；抗阻尼性能強；耐熱性能好；耐低溫性能好；吸氣性能；耐腐蝕性能[鈦的三大功能]記憶功能；超導(dǎo)功能；貯氫功能

鈦是一種銀白色的金屬，密度小，熔點高，高的比強度和比剛度，較高的高溫強度。鈦的熱膨脹系數(shù)很小，熱應(yīng)力較小，導(dǎo)熱性差，切削、磨削加工性能較差。在空氣中，容易形成薄而致密的惰性氧化膜，在氧化性介質(zhì)中的耐蝕性優(yōu)良，在海水等介質(zhì)中也具有極高的耐蝕性；鈦在不同濃度的酸（HF除外）以及堿溶液和有機酸中，也具有良好的耐蝕性。

純鈦純鈦具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，在882.5℃以上直至熔點具有體心立方晶格，稱為β—Ti。在882.5℃以下具有密排六方晶格，稱為α—Ti。

純鈦有化學(xué)純鈦和工業(yè)純鈦之分，化學(xué)純鈦強度低，工業(yè)純鈦中常見的雜質(zhì)有O、N、C、H、Fe、Si等元素，按雜質(zhì)的含量不同，工業(yè)純鈦可分為TA1、TA2、TA3三個牌號，“T”為“鈦”字的漢語拼音字頭，數(shù)字為順序號，數(shù)字越大，雜質(zhì)越多，強度越高，塑性越低。

工業(yè)純鈦長期工作溫度可達(dá)300℃，可制成板材、棒材，線材等?？芍苯佑糜陲w機、船舶、化工等行業(yè)，如熱交換器、制鹽廠的管道。第十章法蘭連接

主要內(nèi)容：法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)與密封原理法蘭標(biāo)準(zhǔn)及選用。第一節(jié)法蘭連接為何采用法蘭連接：生產(chǎn)工藝要求，或為制造、運輸、安裝、檢修方便，常采用可拆卸的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。常見的可拆卸結(jié)構(gòu)有：法蘭聯(lián)接螺紋聯(lián)接承插式聯(lián)接?？刹鹦堵?lián)接應(yīng)確保接口密封的可靠性。法蘭聯(lián)接強度較好和緊密性，適用尺寸范圍寬，設(shè)備和管道應(yīng)用最普遍。法蘭聯(lián)接不能很快裝配與拆卸，制造成本較高。設(shè)備法蘭與管法蘭均已制定出標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)公稱直徑和公稱壓力，可以從標(biāo)準(zhǔn)中查到，少量超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍法蘭，才需進行設(shè)計。一、法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)與密封原理

法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)是一個組合件，是由一對法蘭，若干螺栓、螺母和一個墊片所組成。聯(lián)接件強度破壞很少見，多是密封不好而泄漏。設(shè)計中要防止介質(zhì)泄漏。螺栓螺母下法蘭上法蘭螺栓法蘭連接結(jié)構(gòu)

1-螺栓；2-墊片；3-法蘭原理：依靠螺栓預(yù)緊力把兩部分設(shè)備或管道法蘭環(huán)連在一起，同時壓緊墊片，使連接處達(dá)到密封。

性能：較好的強度和密封性，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，可多次重復(fù)拆卸，應(yīng)用較廣。失效形式:主要表現(xiàn)為泄漏,泄漏量控制在工藝和環(huán)境允許的范圍內(nèi)。

泄漏途徑：滲透泄漏、界面泄漏。

滲透泄漏:通過墊片材料本體毛細(xì)管的滲透泄漏，除了受介質(zhì)壓力、溫度、粘度、分子結(jié)構(gòu)等流體狀態(tài)性質(zhì)影響外，主要與墊片的結(jié)構(gòu)與材料性質(zhì)有關(guān)。可通過對滲透性墊片材料添加某些填充劑進行改良，或與不透性材料組合成型來避免“滲透泄漏”；界面泄漏:沿著墊片與壓緊面之間的泄漏，泄漏量大小主要與界面間隙尺寸有關(guān)。壓緊面就是指上、下法蘭與墊片的接觸面。加工時壓緊面上凹凸不平的間隙及壓緊力不足是造成“界面泄漏”的直接原因?！敖缑嫘孤笔敲芊馐У闹饕緩健Ｒ敫拍?“操作密封比壓”：

為保證在操作狀態(tài)時法蘭的密封性能而必須施加（維持）在墊片上的壓應(yīng)力，稱為操作密封比壓。操作密封比壓往往用介質(zhì)計算壓力的m倍表示，這里m稱為“墊片系數(shù)”，無因次。

密封比壓力主要決定于墊片材質(zhì)。顯然，當(dāng)墊片材質(zhì)確定后，墊片越寬，為保證應(yīng)有的比壓力，墊片所需的預(yù)緊力就越大，從而螺栓和法蘭的尺寸也要求越大，所以法蘭聯(lián)接中墊片不應(yīng)過寬，更不應(yīng)該把整個法蘭面都鋪滿墊片。當(dāng)設(shè)備或管道在工作狀態(tài)時，介質(zhì)內(nèi)壓形成的軸向力使螺栓被拉伸，法蘭密封面沿著彼此分離的方向移動，降低了密封面與墊片之間的壓緊應(yīng)力。

如果墊片具有足夠的回彈能力，使壓縮變形的回復(fù)能補償螺栓和密封面的變形，而使預(yù)緊密封比壓值至少降到不小于某一值(這個比壓值稱為工作密封比壓)，則法蘭密封面之間能夠保持良好的密封狀態(tài)。反之，墊片的回彈力不足，預(yù)緊密封比壓下降到工作密封比壓以下，甚至密封處重新出現(xiàn)縫隙，則此密封失效。因此，為了實現(xiàn)法蘭聯(lián)接處的密封，必須使密封組合件各部分的變形與操作條件下的密封條件相適應(yīng)，即使密封元件在操作壓力作用下，仍然保持一定的殘余壓緊力。為此，螺栓和法蘭都必須具有足夠大的強度和剛度，使螺栓在容器內(nèi)壓形成的軸向力作用下不發(fā)生過大的變形。二、法蘭的分類（一）整體法蘭１．平焊法蘭（圖(a)、(b)）法蘭盤焊接在設(shè)備筒體或管道上，制造容易，應(yīng)用廣泛，但剛性較差。法蘭受力后，法蘭盤的矩形截面發(fā)生微小轉(zhuǎn)動，見下圖，與法蘭相聯(lián)的筒壁或管壁隨著發(fā)生彎曲變形。于是在法蘭附近筒壁的截面上，將產(chǎn)生附加的彎曲應(yīng)力。所以平焊法蘭適用的壓力范圍較低（PN<4.0MPa）。

２．對焊法蘭對焊法蘭又稱高頸法蘭或長頸法蘭。頸的存在提高了法蘭的剛性，同時由于頸的根部厚度比筒體厚，所以降低了根部的彎曲應(yīng)力。此外，法蘭與筒體（或管壁）的聯(lián)接是對接焊縫，比平焊法蘭的角焊縫強度好，故對焊法蘭適用于壓力、溫度較高或設(shè)備直徑較大的場合。二、松式法蘭松式法蘭的特點是法蘭未能有效地與容器或管道連接成一整體，不具有整體式連接的同等強度。由于法蘭盤可以采用與設(shè)備或管道不同的材料制造，因此這種法蘭適用于銅制、鋁制、陶瓷、石墨及其非金屬材料的設(shè)備或管道上。另外，這種法蘭受力后不會對筒體或管道產(chǎn)生附加的彎曲應(yīng)力，這也是它的一個優(yōu)點，但一般只適用于壓力較低的場合。（三）任意式法蘭任意式法蘭其整體性介于整體法蘭和松式法蘭之間，包括未焊透的焊接法蘭。按形狀：圓形法蘭是最常見的，方形法蘭有利于把管子排列緊湊，橢圓形法蘭通常用于閥門和小直徑的高壓管子上。三、影響法蘭密封的因素影響法蘭密封的因素主要有：螺栓預(yù)緊力；密封面形式；墊片性能；法蘭剛度；操作條件。㈠螺栓預(yù)緊力螺栓預(yù)緊力是影響密封的一個重要因素。預(yù)緊力必須使墊片壓緊并實現(xiàn)初始密封條件。同時，預(yù)緊力也不能過大，否則將會使墊片被壓壞或擠出。

由于預(yù)緊力是通過法蘭密封面?zhèn)鬟f給墊片的，要達(dá)到良好的密封，必須使預(yù)緊力均勻地作用于墊片。因此，當(dāng)密封所需要的預(yù)緊力一定時，采取增加螺栓個數(shù)、減小螺栓直徑的辦法對密封是有利的。㈡密封面法蘭聯(lián)接密封性能與密封面型式有關(guān)，密封面型式選擇，主要考慮壓力、溫度、介質(zhì)。壓力容器和管道中常用的法蘭密封面型式和特點：

1、突面（RF）光滑平面，可車制密紋水線。結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，便于進行防腐襯里。接觸面積大，預(yù)緊時墊片容易往兩邊擠，不易壓緊。2、凹凸面（MFM）凸面和凹面相配合，凹面上放置墊片，防止墊片被擠出，適用于壓力較高。3、榫槽面(TG)槽中墊片不被擠動。螺栓力較小。獲得良好的密封效果。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，更換墊片較困難。榫面容易損壞，適于易燃、易爆、有毒介質(zhì)及較高壓力。壓力不大時，即使直徑較大，也能很好密封。4、全平面（FF）與環(huán)連接面（RJ）全平面密封適合于壓力較小的場合（PN≤1.6MPa）；環(huán)連接面主要用在帶頸對焊法蘭與整體法蘭上，適用壓力范圍為（6.3MPa≤PN≤25.0MPa）。5、其他類型密封面對于高壓容器和高壓管道的密封，密封面可采用錐形密封面或梯形槽密封面，它們分別與球面金屬墊片（透鏡墊片）和橢圓形或八角形截面的金屬墊片配合。密封面可適用于壓力較高的場合，但需要的尺寸精度和表面光潔度高，不易加工。㈢墊片性能墊片適當(dāng)變形和回彈能力是形成密封的必要條件。最常用墊片分

非金屬、金屬、非金屬與金屬混合制的墊片非金屬墊片：橡膠石棉板、聚四氟乙烯等。柔軟耐溫度和壓力性能較金屬墊片差。只適用于常、中溫和中、低壓設(shè)備和管道的法蘭密封。墊片1000-2.50JB/T4704-2000纏繞式墊片標(biāo)記如圖

標(biāo)記示例公稱直徑1000mm，公稱壓力2．5MPa，鋼帶為0Crl3，填充帶為特制石棉的帶內(nèi)加強環(huán)的纏墊，其標(biāo)記為墊片B51-1000-2.50JB/T4705——2000纏繞式墊片分四種形式：基本型、帶內(nèi)環(huán)型、帶外環(huán)型、帶內(nèi)外環(huán)型。熱交換器用纏繞式墊片一般分：基本型及帶內(nèi)外環(huán)型墊片材料的選擇：根據(jù)溫度、壓力以及介質(zhì)腐蝕決定，同時考慮密封面形式、螺栓力的大小以及裝卸要求等。四、法蘭標(biāo)準(zhǔn)及選用石油、化工上用的法蘭標(biāo)準(zhǔn)有兩類，

一類是壓力容器法蘭標(biāo)準(zhǔn)一類是管法蘭標(biāo)準(zhǔn)㈠壓力容器法蘭標(biāo)準(zhǔn)

選用法蘭材料應(yīng)注意的幾個問題

(1)選用板材Q235B.C時，除在公稱壓力和使用溫度限制已體現(xiàn)在表10-10中外Q235-B鋼板不得用作盛裝毒性為高度或極度危害介質(zhì)的壓力容器法蘭。

(2)選用20R，16MnR鋼板時要注意兩點：一是當(dāng)厚度大于50mm時，鋼板要在正火狀態(tài)下使用。二是當(dāng)使用溫度低于0℃時，厚度大于25mm的20R，厚度大干38mm16MnR，應(yīng)做使用溫度下的低溫沖擊試驗，得到的沖擊功值不得小于31J。

(3)乙型法蘭的短節(jié)材料應(yīng)與法蘭材料相同。如不相同，其強度級別應(yīng)不低于法材料，且應(yīng)與法蘭材料間有良好的焊接性，井在圖樣明細(xì)欄中注明，如20R(節(jié)16MnR)，短節(jié)長度允許加長。加長后，法蘭厚度及法蘭總高度均應(yīng)在法蘭標(biāo)記中標(biāo)明。

(4)選用鍛件時，鍛件要按JB4726或JB4727的Ⅱ級檢驗和驗收，有特殊要求在圖樣上注明。3、公稱直徑與公稱壓力如何確定法蘭尺寸：根據(jù)公稱直徑與公稱壓力由法蘭標(biāo)準(zhǔn)確定法蘭尺寸。壓力容器法蘭公稱直徑同壓力容器例如DN1000mm的壓力容器，應(yīng)當(dāng)配用DN1000mm的壓力容器法蘭。

容器法蘭的公稱直徑

指的是與法蘭相配的筒體或封頭的公稱直徑。鋼板卷制圓筒及與其相配接封頭的公稱直徑均等于其內(nèi)徑，因而其法蘭的公稱直徑也為內(nèi)徑；對帶襯環(huán)的甲型平焊法蘭，以襯環(huán)的內(nèi)經(jīng)作為法蘭的公稱直徑。法蘭公稱壓力：

與最大操作壓力、操作溫度以及材料有關(guān)。定義：以16MnR在200℃時的機械性能為基準(zhǔn)確定法蘭尺寸，在200℃時，它的最大允許操作壓力就認(rèn)為是具有該尺寸法蘭的公稱壓力。法蘭的公稱壓力指的是在規(guī)定的設(shè)計條件下，在確定法蘭結(jié)構(gòu)尺寸時所采取的設(shè)計壓力。

公稱壓力分成七個等級，即0.25、0.60、1.00、1.60、2.50、4.00、6.40MPa。公稱壓力PNO.6MPa法蘭，用16MnR制造的，在200℃時，最大允許操作壓力0.6MPa。高于200℃的最大操作壓力將低于它的公稱壓力0.6MPa。低于200℃仍按200℃確定其最高工作壓力。材料改為Q235-A，機械性能比16MnR差，公稱壓力PN0.6MPa的法蘭，200℃操作，最大允許操作壓力也低于公稱壓力。材料由16MnR改為15MnVR，機械性能優(yōu)于16MnR，公稱壓力PN0.6MPa的法蘭，在200℃操作時，最大允許操作壓力將高于它的公稱壓力。只要法蘭的公稱直徑、公稱壓力確定了，法蘭的尺寸也就確定了。㈡管法蘭標(biāo)準(zhǔn)同樣公稱直徑的容器法蘭和管法蘭的尺寸不相同，不能互相代用。管法蘭的型式除平焊、對焊法蘭外，還有鑄鋼法蘭、鑄鐵法蘭、活套法蘭、螺紋法蘭等。管法蘭標(biāo)準(zhǔn)查選方法、步驟與壓力容器法蘭同。現(xiàn)行的管法蘭標(biāo)準(zhǔn)有兩個：GB/T9112～9124-2000外，常用標(biāo)準(zhǔn)還有：化工部標(biāo)準(zhǔn)HG20592～HG20635-97；中石化標(biāo)準(zhǔn)SH3406-96等。其中化工部標(biāo)準(zhǔn)中分為歐洲體系、美洲體系等，我國常用的為歐洲體系。HG管法蘭標(biāo)準(zhǔn)共規(guī)定了八種不同類型的管法蘭和兩種法蘭蓋。P273壓力容器的常規(guī)設(shè)計方法內(nèi)壓、外壓（中、低壓）幾類常用化工設(shè)備

換熱設(shè)備、塔設(shè)備、反應(yīng)釜

第三篇典型化工設(shè)備換熱器反應(yīng)釜塔設(shè)備換熱器概述一、定義

換熱器是用來完成各種不同傳熱過程的設(shè)備。

1、如：開水鍋爐、水杯、冰箱、空調(diào)等。2、是許多工業(yè)部門廣泛應(yīng)用的通用工藝設(shè)備。通常，在化工廠的建設(shè)中，換熱器約占總投資的11％～40％。3.可靠性滿足操作條件,強度足夠,保證使用壽命二、衡量標(biāo)準(zhǔn)2.合理性1.先進性可制造加工，成本可接受傳熱效率高，流體阻力小，材料省

三、不同目的的換熱器

冷卻器（cooler）冷凝器（condenser）蒸發(fā)器（發(fā)生相變）（evaporator）加熱器（一般不發(fā)生相變）（heater）再沸器（reboiler）廢熱鍋爐（wasteheatboiler）四、換熱器的基本類型按傳熱方式或工作原理分類1、直接接觸式傳熱效果好，但不能用于發(fā)生反應(yīng)或有影響的流體之間直接接觸式換熱器

熱流體冷流體熱流體冷流體2、蓄熱式溫度較高的場合，但有交叉污染，溫度波動大蓄熱式換熱器

冷流體冷流體熱流體熱流體3、間壁式重點——又稱表面式換熱器間壁式換熱器：冷熱兩種流體隔開，互不接觸，熱量由熱流體通過間壁傳遞給冷流體。應(yīng)用最為廣泛，形式多種多樣，如管殼式換熱器、板式換熱器等對于間壁式換熱器，按間壁形狀進一步分為(3)管殼式(1)管式(2)緊湊式螺旋板式、板式、板翅、傘板等排管、蛇管、套管重點下面我們來看一看管殼式換熱器的基本結(jié)構(gòu)管殼式換熱器

換熱器構(gòu)件名稱1-管箱(A,B,C,D型);2-接管法蘭;3-設(shè)備法蘭;4-管板;5-殼程接管;6-拉桿;7-膨脹節(jié);8-殼體;9-換熱管;10-排氣管;11-吊耳;12-封頭;13-頂絲;14-雙頭螺柱;15-螺母;16-墊片;17-防沖板;18-折流板或支承板;19-定距管;20-拉桿螺母;21-支座;22-排液管;23-管箱殼體;24-管程接管;25-分程隔板;26-管箱蓋固定管板式換熱器

浮頭式換熱器U形管式換熱器填料函式換熱器五、管殼式換熱器的分類

基本類型（一）固定管板式換熱器固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)三維圖

它是將兩端管板和殼體連接在一起，因而具有結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉的優(yōu)點，但由于殼程清洗和檢修困難，管外物料應(yīng)清潔、不易結(jié)垢。為減少熱應(yīng)力，通常在固定管板式換熱器中設(shè)置柔性元件（如膨脹節(jié)、撓性管板等），來吸收熱膨脹差。帶膨脹節(jié)的固定管板式換熱器適用場合：適用于殼程介質(zhì)清潔，不易結(jié)垢，管程需清洗以及溫差不大或溫差雖大但是殼程壓力不大的場合。

對溫差稍大時可在殼體的適當(dāng)部位焊上補償圈(或稱膨脹節(jié))，通過補償圈發(fā)生彈性變形(拉伸或壓縮)來適應(yīng)外殼和管束不同的膨脹程度，如圖示。這種補償方法簡單但有限，只適用于兩流體溫差小于70℃，殼程流體壓強小于0.6MPa的場合。（二）浮頭式換熱器浮頭式換熱器fts1.rmfts2.rm

它是將一端管板與殼體相連，而另一端管板不與殼體固定連接，可以沿軸向自由浮動，如圖示。這種結(jié)構(gòu)不但可完全消除熱應(yīng)力，而且在清洗和檢修時整個管束可以從殼體中抽出。因而盡管其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高。但應(yīng)用較為普遍。

優(yōu)點：

管內(nèi)和管間清洗方便，不會產(chǎn)生熱應(yīng)力。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備笨重，造價高，浮頭端小蓋在操作中無法檢查。適用場合：殼體和管束之間壁溫相差較大，或介質(zhì)易結(jié)垢的場合。浮頭結(jié)構(gòu)溝圈與浮頭管板連接（三）U形管式換熱器

U型管式換熱器它是將每根管子都彎成U型狀，兩端固定在同一管板的兩側(cè)，管板用隔板分成兩室，如圖示。這種結(jié)構(gòu)使得每根管子可以自由伸縮，與其它管子和殼體無關(guān)，從而解決了熱補償問題。這種換熱器結(jié)構(gòu)簡單，可用于高溫高壓，但管程不易清洗，而且因管子需要一定的彎曲半徑，故管板的利用率低。

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，承受能力強，不會產(chǎn)生熱應(yīng)力。缺點：布板少，管板利用率低，管子壞時不易更換。適用場合：特別適用于管內(nèi)走清潔而不易結(jié)垢的高溫、高壓、腐蝕性大的物料。（四）填料函式換熱器是浮頭式換熱器的又一種改型結(jié)構(gòu)，它把原置于殼程內(nèi)部的浮頭移至體外，并用填料函來密封殼程內(nèi)介質(zhì)的外泄。填料函式密封填料函式換熱器優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，加工制造方便，造價低，管內(nèi)和管間清洗方便。

缺點：填料處易泄漏。

適用場合：4MPa以下，且不適用于易揮發(fā)、易燃、易爆、有毒及貴重介質(zhì)，使用溫度受填料的物性限制。（一）工藝計算

六、管殼式換熱器設(shè)計內(nèi)容

選型；確定管、殼程；通過化工工藝計算，確定換熱器的傳熱面積，同時選擇管徑、管長，決定管數(shù)、管程數(shù)和殼程數(shù)

。（二）機械設(shè)計

1）殼體直徑的決定和殼體厚度的計算；2）換熱器封頭選擇，壓力容器法蘭選擇；3）管板尺寸確定；4）折流板的選擇與計算；5）管子拉脫力的計算；6）溫差應(yīng)力計算。第二節(jié)管子的選用及其與管板的連接一、管子的選用

（一）直徑

粘性大或污濁的流體大管徑單位體積傳熱面積增大、結(jié)構(gòu)緊湊、金屬耗量減少、傳熱系數(shù)提高阻力大，不便清洗，易結(jié)垢堵塞用于較清潔的流體小管徑（二）規(guī)格

（外徑×壁厚），長度按規(guī)定決定

換熱管尺寸φ19×2、φ25×2.5和φ38×2.5mm無縫鋼管φ25×2和φ38×2.5mm不銹鋼管標(biāo)準(zhǔn)管長1.5、2.0、3.0、4.5、6.0、9.0m等換熱器的換熱管長度與公稱直徑之比，一般在4～25之間，常用的為6～10。立式換熱器，其比值多為4～6。（三）結(jié)構(gòu)型式

換熱管型式光管強化傳熱管螺旋槽管螺紋管翅片管（在給熱系數(shù)低側(cè)）

多用光管，因為結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，為強化傳熱，也采用強化傳熱管。（四）材料由壓力、溫度、介質(zhì)的腐蝕性能決定。主要有碳素鋼、合金鋼、銅、鈦、塑料、石墨、玻璃等。金屬材料碳素鋼低合金鋼不銹鋼銅銅鎳合金鋁合金鈦等非金屬材料石墨陶瓷聚四氟乙烯等二、管子與管板的連接（一）脹接

利用脹管器擠壓伸入管板孔中的管子端部，使管端發(fā)生塑性變形，管板孔同時產(chǎn)生彈性變形，取去脹管器后，管板與管子產(chǎn)生一定的擠壓力，貼在一起達(dá)到密封緊固連接的目的。

脹管前后示意圖（a）脹管前（b）脹管后適用范圍：換熱管為碳素鋼，管板為碳素鋼或低合金鋼，設(shè)計壓力≤4MPa，設(shè)計溫度≤300℃，且無特殊要求的場合。原因：溫度升高，殘余應(yīng)力減小，使管子與管板間的脹接密封性能、緊固性能都下降，故設(shè)計溫度≤300℃。要求管板硬度大于管子硬度，否則將管端退火后再脹接。脹接時管板上的孔可以是光孔，也可開槽(開槽可以增加連接強度和緊密性)。（二）焊接

優(yōu)點：在高溫高壓條件下，焊接連接能保持連接的緊密性，管板加工要求可降低，節(jié)省孔的加工工時，工藝較脹接簡單，壓力較低時可使用較薄的管板。缺點：在焊接接頭處產(chǎn)生的熱應(yīng)力可能造成應(yīng)力腐蝕開裂和疲勞破裂，同時管子、管板間存在間隙，易出現(xiàn)間隙腐蝕。焊接間隙示意圖管板間隙換熱管（三）脹焊并用脹焊并用連接主要有：強度焊＋貼脹………………先焊后脹強度脹＋密封焊………………先脹后焊概念解釋：密封焊—不保證強度，只防漏；強度焊—既防漏，又保證抗拉脫強度；貼脹—只消除間隙，不承擔(dān)拉脫力；強度脹—既消除間隙，又滿足脹接強度。目前，先焊后脹與先脹后焊兩派學(xué)說仍處于爭議之中。

二、管間距（一）定義（二）要求管間距指兩相鄰換熱管中心的距離。管間距≥1.25d0，，便于管子與管板間的連接，因為對于脹接或焊接來講，管子間距離太近，那么都會影響連接質(zhì)量。最外層管壁與殼壁之間的距離為10mm，主要是為折流板易于加工，不易損壞。常用換熱管中心距/mm換熱管外徑do1214192532384557換熱管中心距1619253240485772

最外層換熱管中心至殼體內(nèi)表面的距離不應(yīng)小于[(換熱管外徑的一半)＋10mm]。三、管程的分程及管板與隔板的連接

當(dāng)換熱器所需的換熱面積較大，而管子做得太長時，就得增大殼體直徑，排列較多的管子。此時，為了增加管程流速，提高傳熱效果，須將管束分程，使流體依次流過各程管子。（一）分程原因

（二）分程原則

（三）分程隔板

雙層隔板與管板的密封①各程換熱管數(shù)應(yīng)大致相等；②相鄰程間平均壁溫差一般不應(yīng)超過28℃；③各程間的密封長度應(yīng)最短；④分程隔板的形狀應(yīng)簡單。單層隔板與管板的密封隔板管板封頭隔板管板五、管板與殼體的連接結(jié)構(gòu)（一）不可拆的焊接式

固定管板式換熱器管板與殼體的連接兼做法蘭不兼做法蘭

板式塔為逐級接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，是最常用的氣液傳質(zhì)設(shè)備之一。1-氣液傳質(zhì)區(qū)

2-氣液分離區(qū)

3-降液區(qū)圖1板式塔傳質(zhì)機理示意圖

如圖片所示，板式塔為逐級接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，它主要由圓柱形殼體、塔板、溢流堰、降液管及受液盤等部件構(gòu)成。

傳質(zhì)機理：操作時，塔內(nèi)液體依靠重力作用，由上層塔板的降液管流到下層塔板的受液盤，然后橫向流過塔板，從另一側(cè)的降液管流至下一層塔板。溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的液層。

氣體則在壓力差的推動下，自下而上穿過各層塔板的氣體通道（泡罩、篩孔或浮閥等），分散成小股氣流，鼓泡通過各層塔板的液層。在塔板上，氣液兩相密切接觸，進行熱量和質(zhì)量的交換。在板式塔中，氣液兩相逐級接觸，兩相的組成沿塔高呈階梯式變化，在正常操作下，液相為連續(xù)相，氣相為分散相。

一般而論，板式塔的空塔速度較高，因而生產(chǎn)能力較大，塔板效率穩(wěn)定，操作彈性大，且造價低，檢修、清洗方便，故工業(yè)上應(yīng)用較為廣泛。板式塔優(yōu)點：重量輕、效率高、處理量大、便于維修。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壓力降大。板式塔分類板式塔的氣液流動類型對于一塊塔板，氣液間的相對流向有兩種類型：

①錯流式

液體沿水平方向橫過塔板，氣體則沿與塔板垂直方向由下而上穿過板上的孔通過塔板，氣液呈錯流。篩板塔、浮閥塔及泡罩塔等的操作均屬此類型。這種類型塔的結(jié)構(gòu)特點是具有降液管。降液管提供了液體從一塊塔板流至其下一塊塔板的通道。

②逆流式

氣液皆沿與水平塔板相垂直的方向穿過板上的孔通過塔板。氣體由下而上，液體由上而下，氣液呈逆流。淋降篩板塔即屬此類型。此類型塔板沒有降液管。泡罩塔泡罩塔是Cellier于1813年提出的最早工業(yè)規(guī)模應(yīng)用的板式塔型式。泡罩塔的結(jié)構(gòu)及操作情況如圖所示。液體通過降液管從一塊塔板流至下一塊塔板。為使液體在塔板上有一定的積液厚度，塔板上液體流出口處設(shè)置有溢流堰。在塔板上鉆有若干規(guī)則排列的圓孔，每個孔均裝有升氣管，升氣管上又固定有泡罩。泡罩下緣開有齒縫。操作時，氣體向上流過升氣管后遇到泡罩便轉(zhuǎn)而向下流動，經(jīng)升氣管外側(cè)與泡罩內(nèi)側(cè)構(gòu)成的通道后在泡罩齒縫處分散成許多小氣泡進入塔板上液層。氣體以氣泡形式在液相中浮升并與液體進行相際傳質(zhì)。當(dāng)氣體躍離液面時液膜破裂，氣體便流至上一層塔板。泡罩塔板

是工業(yè)上應(yīng)用最早的塔板，其結(jié)構(gòu)如圖片所示，它主要由升氣管及泡罩構(gòu)成。泡罩安裝在升氣管的頂部，分圓形和條形兩種，以前者使用較廣。泡罩有80、100、150mm三種尺寸，可根據(jù)塔徑的大小選擇。泡罩的下部周邊開有很多齒縫，齒縫一般為三角形、矩形或梯形。泡罩在塔板上為正三角形排列。

泡罩塔板的單個泡罩泡罩塔板的優(yōu)點是操作彈性較大，塔板不易堵塞；缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高，板上液層厚，塔板壓降大，生產(chǎn)能力及板效率較低。泡罩塔板已逐漸被篩板、浮閥塔板所取代，在新建塔設(shè)備中已很少采用。

泡罩塔板的單個泡罩大型泡罩塔盤泡罩塔操作液量過小氣體直接排開液體上升液量過大液體從泡罩升氣管流下（傾流）氣量過小脈沖鼓泡氣量過大霧沫夾帶氣、液量均很大液泛1、操作彈性大，在氣、液負(fù)荷波動較大時仍能保持較恒定的塔板效率。2、對物料適應(yīng)性強，塔板不易堵塞。泡罩塔優(yōu)點1、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，金屬耗量大，造價高，安裝和維修不方便。2、氣體