化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)復(fù)習(xí)要點(diǎn)

1、化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)復(fù)習(xí)要點(diǎn)第六章1、910C 以下為具有體心立方晶格結(jié)構(gòu)的 a -鐵，910C 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(shí)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(qiáng)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性， 淬火要求 很高的

2、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?zé)负筮M(jìn)行冷卻的一種熱處理操作。 低溫回火：加熱溫度為 150250C;中溫回火：加熱溫度為 350 450C;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(qiáng)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(fù)荷不大的機(jī)械零件。中碳鋼：含碳量在0.3%0.6%之間，鋼的強(qiáng)度和塑性適中，可通過適當(dāng)?shù)臒崽幚慝@得優(yōu) 良的綜合力學(xué)性能，適用制作軸、齒輪、高壓設(shè)備頂蓋等重要零件。1高碳鋼：含碳量在 0.6%以上，鋼的強(qiáng)度及硬度均高，塑性較差，

3、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(hào)表示：不銹鋼（Cr 含量高時(shí)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(zhǎng)度為200020000mm B 類鋼板的負(fù)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 :白口鑄 HT15015

4、0-用單鑄試棒作出的最低抗拉強(qiáng)度為150MPaQT350-22L : 22 指有室溫-22 C 下的沖擊性能要求。QT500-7 500抗拉強(qiáng)度 R/MPa 7 最小伸長(zhǎng)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(yīng)力分類：?jiǎn)蜗驊?yīng)力狀態(tài)、二向應(yīng)力狀態(tài)、三向應(yīng)力狀態(tài)10、容器： 化工設(shè)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(gè)外殼，這個(gè)外殼就叫容器。容器是化工生 產(chǎn)所用各種設(shè)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(yīng)力 環(huán)向拉伸應(yīng)力（環(huán)向薄膜應(yīng)力）8e=-（其

5、中Di為中徑，8 為厚度。）經(jīng)向拉伸應(yīng)力（經(jīng)向薄膜應(yīng)力）8內(nèi)壓球殼中的拉伸應(yīng)力80二一8m=12、彎曲應(yīng)力周邊簡(jiǎn)支、承受均布載荷的圓平板，最大彎曲應(yīng)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(yīng)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(yīng)力 8 Mma 是同直徑、 同厚度圓柱形殼體內(nèi)薄膜應(yīng)力的 2K 倍。13、二次應(yīng)力（邊緣應(yīng)力，邊界應(yīng)力）產(chǎn)生原因：邊緣應(yīng)力是由于不連續(xù)點(diǎn)的兩側(cè)產(chǎn)生相互約束而出現(xiàn)的附加應(yīng)力。性質(zhì)：局部性 只產(chǎn)生在局部區(qū)域內(nèi)，邊緣應(yīng)力衰減很快。自限性 當(dāng)邊緣處的附加應(yīng)力達(dá)到材料屈服極限時(shí)，相互 約束便緩解了，不會(huì)無限制地增大。對(duì)二次應(yīng)力的限制：利

6、用局部性特點(diǎn)，改變邊緣結(jié)構(gòu)，邊緣局部加 筒體縱向焊縫錯(cuò)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(yīng)力不會(huì)過大，避免產(chǎn)生裂紋。13、強(qiáng)度理論最大拉應(yīng)力理論（第一強(qiáng)度理論）：無論是簡(jiǎn)單還是復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，只 要發(fā)生脆斷，其共同的原因是最大拉應(yīng)力達(dá)到某個(gè)共同的極限值。最大伸長(zhǎng)線應(yīng)變理論（第二強(qiáng)度理論）：無論是簡(jiǎn)單還是復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)， 只要發(fā)生脆斷，其共同的原因是最大伸長(zhǎng)應(yīng)變達(dá)到某個(gè)共同的極限值。最大剪應(yīng)力理論（第三強(qiáng)度理論）：無論是簡(jiǎn)單還是復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，只要發(fā)生屈服破壞，共同的原因是最大剪應(yīng)力達(dá)到某個(gè)共同的危險(xiǎn)值。S r3=81-83.形狀改變比能理論(第四強(qiáng)度理論)：無

7、論是簡(jiǎn)單還是復(fù)雜應(yīng)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(dá)到某個(gè)共 同的極限值。脆性斷裂選用第一、第二強(qiáng)度理論屈服失效選用第三、第四強(qiáng)度理論容器設(shè)計(jì)采用第三、第四強(qiáng)度理論。第八章14、設(shè)計(jì)參數(shù)：容器(公稱)直徑、設(shè)計(jì)壓力和工作壓力、設(shè)計(jì)溫度、 計(jì)算壓力、許用應(yīng)力、焊接接頭系數(shù)、腐蝕裕量。容器直徑：對(duì)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(shí)，以外徑作為它的公稱直徑。設(shè)計(jì)壓力：指設(shè)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。1裝有安全閥的容器，其設(shè)計(jì)壓力不得低于安全閥的整定壓力

8、，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 。2裝有爆破片的容器，取設(shè)計(jì)壓力為爆破片設(shè)計(jì)爆破壓力加制造范 圍上限。(1.15-1.75 ) pw。3無安全泄放裝置-取 p= (1.01.1 ) pw。4盛裝液化氣容器一一設(shè)計(jì)壓力應(yīng)根據(jù)工作條件下可能達(dá)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 50C時(shí)的氣體壓力考慮）。設(shè)計(jì)溫度：指容器在正常工作情況下，設(shè)定的元件的金屬溫度（沿元 件金屬截面的溫度平均值）。設(shè)計(jì)溫度在容器設(shè)計(jì)中的作用：選擇材料；確定許用應(yīng)力確定設(shè)計(jì)溫度的方法：（1）類似設(shè)備實(shí)測(cè)；（2）傳

9、熱計(jì)算；（3）參照書 P90 表 4-5。計(jì)算壓力：在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下，用以確定元件厚度的壓力，其中包括液柱靜壓力。當(dāng)元件所承受的液柱靜壓力小于5%設(shè)計(jì)壓力時(shí)， 可忽 略不計(jì)。即計(jì)算壓力二設(shè)計(jì)壓力+液柱靜壓力（ 5%P 寸計(jì)入）。i _ | _極限應(yīng)力（）許用應(yīng)力：定義式： 二安全系數(shù)（n）（1）許用應(yīng)力s的確定:Min和持久強(qiáng)度的安全系數(shù)。焊接接頭系數(shù)：容器上存在有：縱焊縫-A 類焊縫工作溫度為常溫（v工作溫度為中溫，取Mint / t 叭（.2）nb j叫（時(shí).2）時(shí)鳴；nsnnnD中 snt ,sDt-工作溫度為高溫，取設(shè)計(jì)溫度下材料的蠕變強(qiáng)度和持久強(qiáng)度。nn,nD-蠕變強(qiáng)度200C）取:

10、Min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(jìn)行無損檢驗(yàn)。檢驗(yàn)方法主要是：X 射線檢查和超聲波檢 查。腐蝕裕量：對(duì)單面腐蝕取 C2= 1 mm;對(duì)雙面腐蝕取 C2= 2 mm 對(duì)于不銹鋼，一般取 0。15、厚度計(jì)算理論計(jì)算厚度 3 有第三強(qiáng)度理論得薄膜應(yīng)力強(qiáng)度條件為tt3r3=ge S t,對(duì)于筒體，該強(qiáng)度條件應(yīng)寫成 3r3二一 3 ,由于鋼 板在焊接加熱過程中，對(duì)焊縫周圍會(huì)產(chǎn)生不利影響，所以港版的許用t應(yīng)力乘以焊接接頭系數(shù)，所以 33二一 C ,理論計(jì)算厚度很小，3n= 8mn+ C2+/8mn

11、- 8 V C ,理論計(jì)算厚度不大，8n= 8mn+ C2+ Cl+/16、強(qiáng)度校核公式：1 ）在工作壓力及溫度下，現(xiàn)有容器強(qiáng)度夠否？2 ）現(xiàn)有容器的最大允許工作壓力如何?呼宀丁8-6由薄膜應(yīng)力理論可推導(dǎo)球形容器強(qiáng)度計(jì)算公式pD二m=m二4；即;二 _ ； =PD6 =0124；r 3耳J由第二強(qiáng)度理論， 強(qiáng)度條件：4、卞pDitpDi(mm)、dt.C2(mm)t（mm）dt則導(dǎo)出壁厚計(jì)算公式：4二?-P4二p球殼應(yīng)力校核公式匚t =P（Dj e）.：|；_|t ,4菽e球殼最大允許工作壓力17、“實(shí)測(cè)壁厚”概念。即無需考慮負(fù)偏差問題，C 仁 0第九章18、概念：穩(wěn)定、臨界壓力、臨界應(yīng)力、臨

12、界應(yīng)變、計(jì)算長(zhǎng)度、臨界 長(zhǎng)P(Di、e)2e-8 - 5PD4二-pC2G (mm)4e L-De度穩(wěn)定：當(dāng)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(gè)壓力就是該外壓圓筒的臨界壓力，用 Per表示。臨界應(yīng)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(yīng)力稱為 臨界應(yīng)力，用 3er表示。臨界長(zhǎng)度：Ler= 1.18D。一 L Ler長(zhǎng)圓筒 L V Ler短圓筒，是封頭或其他鋼行構(gòu)件對(duì)筒身是否有支撐作用的分界線。19、鋼制長(zhǎng)圓筒1-“鋼制圓筒“ =03則卜式成為p2.2E（窖臨界壓力公式：從上述公式看，影響

13、長(zhǎng)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,卩）有關(guān)外，幾何方面只與徑厚比（3 e/DO）有關(guān)，與長(zhǎng)徑比（L/DO）無關(guān)。試驗(yàn)結(jié)果證明：長(zhǎng)圓筒失穩(wěn)時(shí)的波數(shù)為 2。鋼制短圓筒臨界壓力公式（?。?.5p；r二 2.59 E LD。L 為計(jì)算長(zhǎng)度.從公式看，短圓筒臨界壓力大小與何因素有關(guān)?除了與材料物理性質(zhì)有關(guān)外，與圓筒的厚徑比和長(zhǎng)徑比均有關(guān)。 試驗(yàn)結(jié)果證明：短圓筒失穩(wěn)時(shí)的波數(shù)為大于 2 的整數(shù)。20、外壓圓筒的設(shè)計(jì)方法：圖算法。對(duì)于 DO/3 e20 的圓筒和管子：（1）根據(jù)假定的 Do L、3 e,計(jì)算L/Do,Do/ S e 并查取 A 值；（2）根據(jù)材料查找 B-A 曲線（3）

14、通過 B-A 曲線得到 B 值（A設(shè)計(jì)溫度 B-A 的最大值，則取右端點(diǎn)縱坐標(biāo)為 B, 若 A 值在曲線直線段左側(cè)，則 B=2EA/3（4）計(jì)算p,直至p羽為 止。21、壓桿穩(wěn)定計(jì)算-實(shí)用計(jì)算方法：折減系數(shù)法P汀嘉二三一極限應(yīng)力法P乞昱二FW許可荷載法Am 折減系數(shù)(表9-4;表9-5);般(T (T w,故 1o: = WJ=l2不同支承情況的壓桿其邊界條件不同，臨界力值也不同。一端固定，一端自由：= 2;兩端鉸支：= 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第十章23、法蘭連接是由一對(duì)法蘭、數(shù)個(gè)螺栓好一個(gè)墊片所組成。法蘭是 種可以拆的結(jié)構(gòu)。法蘭連

15、接包括設(shè)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(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭。25、標(biāo)記：法蘭（-T800-160JB/4702-2000 ）800:公稱直徑（mm 160:公稱壓力 PN（MPaP二十”上折減系數(shù)法Pn 二盲-佩安全系數(shù)法ncLI Unw( )；22、兩端鉸支細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界力計(jì)算公式（歐拉公式）-er-cr()Per二2EIPer二兀2Elmin也可由撓曲線比較得出歐拉公式的通式:(“)2二2E歐拉公式的適用范圍:PCP二2Ekp或-26、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(shí)際工作溫度）第十一章26、壓力容器應(yīng)開設(shè)檢查口，檢查口包括人孔和手孔。第十二章27、開孔補(bǔ)強(qiáng)：補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)原則（等面積補(bǔ)強(qiáng)）補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)：采用焊接補(bǔ)強(qiáng)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(yīng)力集中，叫做補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)。第十三章28、支座中的鞍座：臥式容器的支座應(yīng)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(jí)：低壓、中壓、高壓低壓容器：代號(hào) L, 0.1MPa Pv 1.6MPa中壓容器：代號(hào) M 1.6MPa 100 MPa按壓力容器在生產(chǎn)工藝中的作用原理分為反應(yīng)壓力容器（代號(hào)R）、10換熱壓