第8章 化工設(shè)備材料及其選擇

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1、,,,,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,第二篇,材料與焊接,,第,8,章 化工設(shè)備材料,8.1,,概 述,,根據(jù)物料和工作條件選材，原則：,,適用：滿足要求，充足的貨源。,,安全：在預(yù)定壽命范圍內(nèi)有足夠的強(qiáng)度、塑性和韌性。,,經(jīng)濟(jì)合理。,1,,8.2,,材料的性能,力學(xué)性能,,物理性能,,化學(xué)性能,,加工性能,2,,一、力學(xué)性能,材料的力學(xué)性能：材料在外力（或外加能量）的作用下抵抗外力所表現(xiàn)的行為，包括變形和抗力，即在外力作用下不產(chǎn)生超過允許的變形或不被破壞的能力,特征指標(biāo)：強(qiáng)度、塑性、硬度、彈性、韌性等,3,,1,

2、、強(qiáng)度,,是固體材料在外力作用下抵抗產(chǎn)生塑性變形和斷裂的特性。,屈服：,加在材料上的載荷穩(wěn)定時，材料繼續(xù)變形的現(xiàn)象。,,屈服點(diǎn)：,發(fā)生屈服現(xiàn)象時的最小應(yīng)力，常用單位,-,MPa,，符號,-,σ,s,,,σ,0..2,-,產(chǎn)生,0.2%,殘余伸長時的應(yīng)力，,P,-,力，,F,-,面積,,抗拉強(qiáng)度：,材料在拉伸條件下，發(fā)生斷裂時的最大應(yīng)力。符號,-,σ,b,，,單位,-,MPa,,屈強(qiáng)比,=,σ,s,/,σ,b,4,,蠕變：,材料在一定的溫度和應(yīng)力作用下產(chǎn)生緩慢塑性變形的現(xiàn)象。即應(yīng)變隨著時間的增加而增加。,,,蠕變極限：材料在一定溫度下抵抗緩慢塑性變形發(fā)生的能力。,符號,-,σ,n,，,單位,-,

3、MPa,。表示：在工作溫度下達(dá)到規(guī)定變形速度（,v,=1×10,-5,mm/mm,.,h,）的應(yīng)力值或在工作溫度下、規(guī)定時間內(nèi)發(fā)生規(guī)定的,變形量,的應(yīng)力值（,10,萬,h,，,1%,的變形量）,,疲勞極限：,,,σ,-1,,,在交變載荷下循環(huán)試驗(yàn),10,6,-10,8,次不發(fā)生,斷裂,的最大應(yīng)力。,,要點(diǎn)：時間（很短、很長）、應(yīng)力（最大、,最小,）、形變量（規(guī)定量、斷裂）,5,,2,、塑性,材料在,斷裂前,發(fā)生不可逆永久變形的能力,延伸率,δ,,,斷面收縮率,ψ,,冷彎角：,120°,、,180°,，是否出現(xiàn)裂紋？,化工設(shè)備材料一般要求,δ,5,= 10% - 20%,，,L / d = 5,

4、6,,3,、硬度,-,局部抵抗能力,,在,外力,作用下，材料抵抗,局部變形,（塑性變形、壓痕、劃痕）的能力,測量方法（壓入硬度）,：,測定一定的壓力（,F,）和規(guī)定的壓頭所形成的壓痕深度或面積。,,布氏硬度：,HBS-,鋼球,(<450)HBW-,硬質(zhì)合金球,(450-650),,洛氏硬度：,HRA,、,HRB,、,HRC,，,(>650),,其他：,維氏硬度,(HV),和肖氏硬度,(HS),反映材料彈性、強(qiáng)度與塑性的,綜合,性能指標(biāo),7,,4,、沖擊韌性,沖擊韌度,α,k,，,使其破壞所消耗的功或吸收的能除以試件的截面面積,,低溫容器所用鋼板,α,k,值不得低于,30J/cm,2,8,,二、

5、物理性能,比熱容（,c,）,,熔點(diǎn)（,t,m,）,,密度（,ρ,r,,）,,線膨脹系數(shù)（,α,l,）,導(dǎo)電性（,ρ,）,,熱導(dǎo)率（,λ,）,,磁性,,彈性模量（,σ,=,E,ε,）,,應(yīng)力與應(yīng)變比,,泊松比（,ν,≈,0.3,）,,橫收與縱伸比,9,,三、化學(xué)性能,1,、耐腐蝕性,,金屬和合金對周圍介質(zhì)侵蝕的抵抗能力,,2,、抗氧化性,,高溫氧化，降低表面硬度和抗疲勞強(qiáng)度，選耐熱材料,10,,四、加工工藝性能,1,、可鑄性：收縮與偏析,,2,、可鍛性,,3,、焊接性,,4,、可切削加工性,11,,8.3,,碳鋼與鑄鐵,1.4,碳鋼與鑄鐵,“鐵碳,合金,”由,鐵,(>95,％,),和,碳,(,0

6、.05,％～,4,％,),及,雜質(zhì),(~,1,％,),所組成合金,,鋼,:,含碳量,0.02,％～,2,％,,鑄鐵,:,含碳量大于,2,％,,純鐵,(,工業(yè)純鐵,):,含碳量小于,0.02,％,,*,含碳量大于,4.3,％的鑄鐵極,脆,13,,一、鐵碳合金的組織結(jié)構(gòu),1,、金屬的組織與結(jié)構(gòu),,在金相顯微鏡下看到的金屬的晶粒，簡稱組織,14,,電子顯微鏡觀察到金屬原子各種規(guī)則排列，稱為金屬的晶體結(jié)構(gòu)，簡稱結(jié)構(gòu),,不同溫度下純鐵體心立方與面心立方晶格,體心立方晶格塑性比面心立方晶格的好，而后者的強(qiáng)度高于前者,。,15,,鑄鐵：碳以石墨形式存在，有不同的組織形貌。,球墨鑄鐵強(qiáng)度最高；細(xì)片狀石墨次之；

7、粗片狀石墨最差。,16,,2,、純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變,α,-Fe,：體心立方晶格的純鐵稱,,γ,-Fe,：面心立方晶格的鐵稱為,,,α,-Fe,加熱變?yōu)?γ,-Fe,，高溫下的,γ,-Fe,冷卻變?yōu)?α,-Fe,。,,同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變：在固態(tài)下晶體構(gòu)造隨溫度發(fā)生變化的現(xiàn)象,,純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變是在,910℃,恒溫下完成的。在固態(tài)下重新排列、結(jié)晶過程。是鋼進(jìn)行熱處理的依據(jù)。,17,,3,、碳鋼的基本組織,碳在鐵中的存在形式有固溶體、化合物和混合物三種。,,這三種不同的存在形式，形成了不同的碳鋼組織。,18,,,（,1,）鐵素體：,碳溶解在,α,-Fe,中形成固溶體稱鐵素體,(F),,（,2,）奧氏體：

8、,碳溶解在,γ,-Fe,鐵中形成固溶體稱奧氏體,(A),,（,3,）滲碳體：,碳和鐵形成一種化合物（,Fe,3,C,）,,（,4,）,珠光體,(P),：,鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物,,（,5,）,萊氏體,(L),：,珠光體和初次滲碳體的共晶混合物,,（,6,）,馬氏體,(M),：,碳原子在,a-Fe,中過飽和的固溶體,19,,二鐵碳合金狀態(tài)圖,20,,三、碳鋼,1,、常存雜質(zhì)元素對鋼材性能的影響,,（,1,）硫：有害元素,,（,2,）磷：有害元素,,（,3,）錳：脫氧劑，有益元素,,（,4,）硅：脫氧劑，有益的元素,,（,5,）氧：有害元素,,（,6,）氮：硬度、強(qiáng)度提高，易析出，固氮處理可

9、消除時效傾向,,（,7,）氫：氫脆、白點(diǎn)等缺陷,21,,2,、分類與編號,按,用途：建筑及工程用鋼、結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、軸承鋼、工具鋼和特殊性能鋼（不銹鋼、耐熱鋼）,,按含碳量：低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼,,按脫氧方式：鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼,,按品質(zhì)：普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和高級優(yōu)質(zhì)鋼,22,,（,1,）普通碳素鋼,Q235-A,，,屈服強(qiáng)度數(shù)值（,MPa,）,,質(zhì)量等級,A,，,B,，,C,，,D,。,,脫氧方法為,F,，,b,，,Z,，,TZ,。,,化工壓力容器用鋼一般選用鎮(zhèn)靜鋼。,,普通碳素鋼有,Q195,、,Q215,、,Q235,、,Q255,及,Q275,五個鋼種。,23,,（,2,）優(yōu)質(zhì)碳素鋼,S,＜

10、,0.03%,～,0.045%,；,P,＜,0.04%,,08,、,10,、,15,、,20,、,25,、,30,、,35,、,40,、,45,、,50,、,…80,等。平均含碳量的萬分之幾。,45,號鋼中含碳量平均為,0.45%(0.42%,～,0.50%),。,,45Mn,，,錳含量較高的優(yōu)質(zhì)非合金鋼。,24,,優(yōu)質(zhì)低碳鋼（含,C,＜,0.25%,），,如,08,、,10,、,15,、,20,、,25,；塑性好，焊接性能好，殼體、接管。,,優(yōu)質(zhì)中碳鋼（含,C,量,0.3%,～,0.60%,）,,,如,30,、,35,、,40,、,45,、,50,與,55,；,45,號鋼攪拌軸,,優(yōu)質(zhì)高碳鋼

11、（含,C,＞,0.6%,），,如,60,、,65,、,70,、,80,。,60,、,65,鋼主要用來制造彈簧，,70,、,80,鋼用來制造鋼絲繩等。,25,,（,3,）高級優(yōu)質(zhì)鋼,S,＜,0.02%,～,0.03%,；,P,＜,0.025%,，,均＜,0.03%,。,,它的表示方法是在優(yōu)質(zhì)鋼號后面加一個,A,字，如,20A,。,26,,3,、碳鋼的品種及規(guī)格,品種：鋼板、鋼管、型鋼、鑄鋼和鍛鋼,,（,1,）鋼板（壓力容器用熱扎厚鋼板）,,,4mm,～,6mm,厚度間隔為,0.5mm,,6mm,～,30mm,厚度間隔為,lmm,,30mm,～,60mm,厚度間隔為,2mm,,一般碳素鋼板材有,Q

12、235-A,、,Q235-A·F,、,08,、,10,、,15,、,20,等。,27,,（,2,）鋼管,無縫鋼管和有縫鋼管。,,無縫鋼管有冷軋和熱軋。,,普通無縫鋼管常用材料有,10,、,15,、,20,等。,,專門用途的無縫鋼管，如熱交換器用鋼管、石油裂化用無縫管、鍋爐用無縫管等。有縫管、水煤氣管，分鍍鋅,(,白鐵管,),和不鍍鋅,(,黑鐵管,),兩種。,28,,（,3,）型鋼,有圓鋼、方鋼、扁鋼、角鋼（等邊與不等邊）、工字鋼和槽鋼。,,圓鋼與方鋼主要用來制造各類軸件；,,扁鋼常用作各種槳葉；,,角鋼、工字鋼及槽鋼可做各種設(shè)備的支架、塔盤支承及各種加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。,29,,（,4,）鑄鋼和鍛鋼,鑄

13、鋼用,ZG,表示，,ZG25,、,ZG35,等，用于制造各種承受重載荷的復(fù)雜零件，如泵殼、閥門、泵葉輪等。,,鍛鋼有,08,、,10,、,15,、,…,、,50,等牌號。石油化工容器用,20,、,25,等制作管板、法蘭、頂蓋等。,30,,四、鋼的熱處理,鋼、鐵固態(tài)下加熱、保溫和不同的冷卻方式，改變金相組織以滿足所要求的物理、化學(xué)與力學(xué)性能，稱為熱處理。,31,,1,、退火和正火,退火：,緩慢加熱到臨界點(diǎn)以上的某一溫度，保溫一段時間，隨爐緩慢冷卻。,,目的：,細(xì)化晶粒，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,是置于空氣中冷卻。晶粒變細(xì)，韌性可顯著提高

14、。,,鑄、鍛件切削加工前一般進(jìn)行退火或正火。,32,,2,、淬火和回火,加熱至淬火溫度,(,臨界點(diǎn)以上,30℃,～,50℃),，并保溫一段時間，后投入淬火劑中冷卻。,,淬火后得到的組織是馬氏體。增加硬度、強(qiáng)度和耐磨性。,,淬火劑有空氣、油、水、鹽水，冷卻能力遞增。,,碳鋼在水和鹽水中淬火，合金鋼在油中淬火。,33,,回火是淬火后進(jìn)行的一種較低溫度的加熱與冷卻熱處理工藝。,,回火可以降低或消除零件淬火后的內(nèi)應(yīng)力，提高韌性。,,在,150℃,～,250℃,范圍內(nèi)的回火稱“低溫回火”。,,回火馬氏體有較高的硬度和耐磨性，內(nèi)應(yīng)力和脆性有所降低。刃具、量具，要進(jìn)行低溫回火處理。,34,,中溫回火溫度是,

15、300℃,～,450℃,。,,有一定的彈性和韌性，并有較高硬度。,,軸類、刀桿、軸套等進(jìn)行中溫回火。,,高溫回火溫度為,500℃,～,680℃,。,,綜合性能：強(qiáng)度、韌性、塑性等都較好,,淬火加高溫回火習(xí)慣上稱為“調(diào)質(zhì)處理”。,,用于各種軸類零件、連桿、齒輪、受力螺栓等。,35,,時效熱處理：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(jìn)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。,36,,3,、表面淬火,使零件表面層比心部具有更高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度，而心部則具有一定的韌性。,37,,4,、化學(xué)熱處理,有滲碳、滲氮,(,氮化,

16、),、滲鉻、滲硅、滲鋁、氰化,(,碳與氮共滲,),等。,,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。,38,,五、鑄鐵,含碳量,2%,以上，含有,S,、,P,、,,Si,、,,Mn,等雜質(zhì)。,,脆性材料，抗拉強(qiáng)度較低，但有良好鑄造性、耐磨性、減振性及切削加工性。,,在一些介質(zhì),(,濃硫酸、醋酸、鹽溶液、有機(jī)溶劑等,),中有相當(dāng)好的耐腐蝕性能。,,鑄鐵可分為灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵和特殊性能鑄鐵等。,39,,1,、灰鑄鐵,2.7%,～,4.0%,，片狀石墨形式，斷面暗灰色。,,

17、有優(yōu)良的鑄造性、減振性能，支架、閥體、泵體,(,機(jī)座、管路附件等,),。,,在化工生產(chǎn)中可做燒堿生產(chǎn)中的熬堿鍋、聯(lián)堿生產(chǎn)中的碳化塔及淡鹽水泵等。,,HT,和抗拉強(qiáng)度,s,b,值表示，如,HT100,，,其中,100,表示,s,b,＝,100MPa,。,,常用灰鑄鐵牌號有,HT100,、,HT150,、,HT200,、,HT250,、,HT300,、,HT350,。,40,,2,、球墨鑄鐵,簡稱球鐵。,,在強(qiáng)度、塑性和韌性方面大大超過灰鑄鐵，甚至接近鋼材。,,用,QT,、,抗拉強(qiáng)度值、延伸率表示，如,QT400-18,，,其中,400,表示,s,b,＝,400MPa,，,18,表示,d=18%,

18、。,41,,3,、高硅鑄鐵,有高的耐蝕性能，含硅量增加耐蝕性增加。,,強(qiáng)度低、脆性大及內(nèi)應(yīng)力大，易于脆裂,,熱導(dǎo)率小，線膨脹系數(shù)大，不適于制造溫差較大的設(shè)備，否則容易產(chǎn)生裂紋。,,常用于各種耐酸泵、冷卻排管和熱交換器,,牌號有：,STSi11Cu2CrR,、,STSi15R,、,STSi15Mo3R,等。,42,,8.4,合金鋼,在碳鋼中添加適量的一種或多種合金元素，得到或改善某些性能。,,,一、分類與編號,,按合金元素總含量分：,,合金含量,<5%,，低合金鋼,,合金含量,5%-10%,，中合金鋼,,合金含量,>10%,，高合金鋼,43,,按,用途分：,,合金結(jié)構(gòu)鋼,,調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼、表面硬化鋼

19、,,低碳馬氏體鋼、非調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼,,合金工具鋼,,特殊性能鋼,,不銹鋼和耐熱鋼等,44,,一種是漢字牌號，如,35,鉻鉬；,,另一種是用國際化學(xué)符號，如,35CrMo,。,,表示含碳量平均為萬分之三十五,(,或,0.35%),，含,Cr,、,Mo,在,1%,左右。,,當(dāng)平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥,1.5%,、≥,2.5%,，≥,3.5%,時，在元素符號后面應(yīng)標(biāo)明含量，可相應(yīng)表示為,2,、,3,、,4,。如,36Mn2Si,。,45,,二、合金元素對鋼的影響,1,、鉻,:,提高耐腐蝕性能和抗氧化性能。,,2,、錳：提高強(qiáng)度和提高低溫沖擊韌性。,,3,、鎳：提高淬透性，有很高的強(qiáng)度，而又保持良好的塑性和韌性。提

20、高耐腐蝕性和低溫沖擊韌性。,,4,、硅：提高強(qiáng)度、高溫疲勞強(qiáng)度、耐熱性及耐,H2S,等介質(zhì)的腐蝕性。,5,、鋁：提高沖擊韌性、抗氧化性和耐熱性。,,6,、鉬：提高高溫強(qiáng)度、硬度、抗氫腐蝕。,,7,、釩：于固溶體中提高高溫強(qiáng)度。,,8,、鈦：可提高強(qiáng)度、韌性、耐熱性。,,9,、稀土元素,47,,低合金鋼及化工設(shè)備用特種鋼,碳含量通常小于,0.25%,。,,有較高的屈服強(qiáng)度（,300,～,1000MPa,）,和屈強(qiáng)比（,s,s,/s,b,=0.65,～,0.95,），,,較好的冷熱加工性能、良好的焊接性能，較低的冷脆傾向以及較好的抗大氣、海水等腐蝕能力。,48,,低合金高強(qiáng)度鋼按性能和用途分類,高

21、強(qiáng)度鋼、低溫鋼和耐蝕鋼,,1,、高強(qiáng)度鋼,,350MPa,強(qiáng)度級,，,典型牌號為,16Mn,；,,400MPa,強(qiáng)度級,，,典型鋼號為,14MnMoV,,500MPa,強(qiáng)度級,，,典型,12MnNiCrMoVCu,,用于船舶、車軸、壓力容器、鍋爐、輸送管線等的焊接結(jié)構(gòu)件。,49,,2,、低溫鋼,,主要有,09Mn2V(-70℃),、,06MnNb(-90℃),,3,、,耐蝕鋼,,10MnPNbRE,鋼耐海洋大氣及海水腐蝕，,,12MnAlV,鋼制造煉油廠耐高溫硫化氫設(shè)備。,50,,大型化工容器,16MnR,，,質(zhì)量比碳鋼輕,l/3,；,,與碳鋼相比，用,15MnV,制造球形貯罐可節(jié)省鋼材約,4

22、5%,。,,根據(jù)容器的具體操作條件,(,溫度、壓力,),和制造加工,(,卷板、焊接,),要求，選用,51,,四、專業(yè)用鋼,鍋爐用鋼，壓力容器用鋼、焊接氣瓶用鋼等。,,在鋼號后面分別加注,g,、,R,或,HP,等，如,20g,、,16MnR,和,15MnVHP,等。 。,,質(zhì)地均勻、雜質(zhì)含量低，能滿足某些力學(xué)性能的特殊檢驗(yàn)項(xiàng)目要求。,52,,五、特殊性能鋼,不銹鋼、耐熱鋼和高溫合金及低溫用鋼,,1,、不銹鋼,,不銹鋼和耐酸鋼的統(tǒng)稱，也稱不銹耐酸鋼,,不銹鋼：耐空氣、蒸汽和水等弱腐蝕介質(zhì),,耐酸鋼：耐酸、堿、鹽等強(qiáng)烈腐蝕性介質(zhì)。,53,,通常按鋼的金相組織分為鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、奧氏體,-

23、,鐵素體雙相不銹鋼和馬氏體不銹鋼等,,54,,2,、耐熱鋼和高溫合金,例如石油化工的乙烯裂解、氨的合成等，溫度往往達(dá)到,1000℃,以上。,,300℃,～,350℃,即需選用耐熱鋼，一般耐熱鋼工作溫度都在,700℃,以下，,,700℃,～,1000℃,用高溫合金。,55,,3,、低溫用鋼,深冷分離、空氣分離等。 （溫度≤,-20℃,）,,目前國外低溫設(shè)備用的鋼材主要是以高鉻鎳鋼為主，也有使用鎳鋼、銅和鋁等。,,我國無鉻鎳的低溫鋼材系列。,,16MnDR,、,07MnNiCrMoVDR,、,15MnNiDR,、,09Mn2VDR,、,09MnNiDR,56,,8.5,,有色金屬材料,,一、鋁及其

24、合金,1,、變形鋁合金,,（,1,）工業(yè)純鋁,,（,2,）防銹鋁,:,強(qiáng)度比純鋁高,,2,、鑄造鋁合金,,用來鑄造管件、泵、閥門、汽缸、活塞,,58,,二、銅及其合金,半貴重金屬,,1,、純銅（紫銅）,,2,、銅合金,,黃銅：銅與鋅的合金稱黃銅,,白銅：鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量低于,50%,的銅鎳合金,,青銅：其它合金：錫青銅,/,無錫青銅。,59,,三、鈦及其合金,,,鈦的密度?。?4.507g/cm,3,）、強(qiáng)度高、耐腐蝕性好、熔點(diǎn)高。,,四、鎳及其合金,,,高強(qiáng)度和塑性，好的延伸性和可鍛性。好的耐腐蝕性，用于制造處理堿介質(zhì)的化工設(shè)備。,,五、鉛及其合金,,,硬度低、強(qiáng)度小，不宜單獨(dú)作為設(shè)備材料，

25、只適于做設(shè)備的襯里,。,60,,8.6,非金屬材料,,一、無機(jī)非金屬材料,1,、化工陶瓷：耐腐蝕性、熱性和高強(qiáng)度。導(dǎo)熱性差，熱膨脹系數(shù)較大。,,,2,、化工搪瓷：具有優(yōu)良的耐腐蝕性能、力學(xué)性能和電絕緣性能，但易碎裂。,,3,、 輝綠巖鑄石：對各種酸、堿、鹽都具有良好的耐腐蝕性能（除氫氟酸和熔融堿）,,4,、玻璃 ：硼玻璃（耐熱玻璃）或高鋁玻璃。,62,,1,、工程塑料：高分子合成樹脂加入添加劑,,（,1,）硬聚氯乙烯（,PVC,）塑料,,（,2,）聚乙烯（,PE,）塑料,,（,3,）耐酸酚醛塑料（,PF,）,,（,4,）聚四氟乙烯（,PTFE,）塑料：塑料王,,（,5,）玻璃鋼：玻璃纖維增強(qiáng)塑

26、料。,,2,、涂料,,3,、不透性石墨：,樹脂浸漬石墨消除孔隙,二、有機(jī)非金屬材料,63,,8.7,化工設(shè)備的腐蝕及防腐措施,金屬的腐蝕,化學(xué)腐蝕：,,高溫氧化、鋼的脫碳、氫脆、氫腐蝕,,電化學(xué)腐蝕：,,腐蝕原電池、濃差極化,64,,金屬腐蝕形式與防護(hù),,腐蝕形式,,均勻腐蝕,,局部腐蝕：點(diǎn)腐蝕、晶間腐蝕、表面下腐蝕,,,腐蝕防護(hù),,保護(hù)層保護(hù),,電化學(xué)保護(hù),,腐蝕介質(zhì)處理,,65,,8.8,,化工設(shè)備材料選擇,從設(shè)備結(jié)構(gòu)、制造工藝、使用條件和壽命等方面考慮，,,而且還要從設(shè)備工作條件下材料的物理性能、力學(xué)性能、耐腐蝕性能及材料價格與來源、供應(yīng)等方面綜合考慮。,66,,一、材料的物理、力學(xué)性能

27、方面,一般中、低壓設(shè)備屈服限,235,到,345MPa,級。,,直徑較大、壓力較高，最好采用普低鋼，強(qiáng)度級別宜用,400MPa,級或以上。,,操作溫度超過,400℃,，還需考慮材料的蠕變強(qiáng)度和持久強(qiáng)度。,,壓力容器用鋼材，,d,5,不得低于,14%,。當(dāng)鋼材延伸率,d,5,＜,18%,時，加工應(yīng)特別注意。,,鋼管不宜強(qiáng)度級別過高，彎管率很關(guān)鍵，要求塑性好。,67,,二、材料的耐腐蝕性,某磷肥廠需設(shè)計(jì)一個,40m,3,濃硫酸貯罐，,,可選灰鑄鐵、高硅鑄鐵、碳鋼、鉻鎳不銹鋼和碳鋼用瓷磚襯里等。,,灰鑄鐵、高硅鑄鐵抗拉強(qiáng)度低、質(zhì)脆，不能鑄造大型設(shè)備，故不宜采用。,,碳鋼的機(jī)械強(qiáng)度高、質(zhì)韌，焊接性能好

28、，但稀硫酸腐蝕嚴(yán)重，故也不能采用。,,不銹鋼價格比較貴，焊接加工要求較高。,,碳鋼做罐殼內(nèi)襯非金屬較合適,68,,三、材料的經(jīng)濟(jì)性,碳鋼與普低鋼的價格比較低廉，應(yīng)優(yōu)先選用。,,考慮國家生產(chǎn)與供應(yīng)情況，因地制宜選取，品種應(yīng)盡量少而集中，以便于采購與管理。,69,,四、其他方面,壓力容器的材料選擇應(yīng)根據(jù)容器的操作條件、腐蝕情況及制造加工要求，依照國家標(biāo)準(zhǔn),GB150-1998,的規(guī)定，并按,GB6654-1996,壓力容器用鋼板與,JB 4726-94,壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鍛件的規(guī)定選用。,,為了節(jié)省材料，中、高壓容器應(yīng)優(yōu)先選用普通低合金鋼（,16MnR,、,15MnVR,）。,70,,一句話,經(jīng)濟(jì)、有效、合理（法）,研究課題,每組,4,人結(jié)合本專業(yè)應(yīng)用研究一個具體材料內(nèi)容,,每組,3,分鐘左右時間，,充分,準(zhǔn)備，直奔主題；,,可以做,PPT,（≤,10,頁），查相關(guān)資料；,,導(dǎo)言或總結(jié)，,1-3,個要點(diǎn)（讀后感）。,,特殊情況可以給一次補(bǔ)救機(jī)會,,72,,