rv化工设备设计基础薄壁容器设计.ppt

rv化工设备设计基础薄壁容器设计 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望l导热系数导热系数 l线膨胀系数线膨胀系数 l密度密度 l熔点熔点 l导电性导电性 l弹性模量弹性模量二、物理性能二、物理性能2化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料l弹性和塑性弹性和塑性 弹性弹性 塑性塑性 一般机器与设备在正常工作时都限制材料只发生弹性变一般机器与设备在正常工作时都限制材料只发生弹性变形形 由于容器制造过程中采用冷弯成型工艺，所以要求材料由于容器制造过程中采用冷弯成型工艺，所以要求材料必须具备充分的塑性必须具备充分的塑性 材料在外力作用下产生变形，当外力去除后材料在外力作用下产生变形，当外力去除后又能恢复原来形状的性能又能恢复原来形状的性能在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力三、机械性能三、机械性能3化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料塑性指标塑性指标p断后伸长率（延伸率）断后伸长率（延伸率）p断面收缩率断面收缩率三、机械性能三、机械性能4化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料l强度强度 抗拉强度抗拉强度屈服强度屈服强度持久强度持久强度蠕变极限蠕变极限疲劳极限疲劳极限硬度硬度衡量材料抵抗外载荷能力大小的力学指标衡量材料抵抗外载荷能力大小的力学指标R Rm m上屈服强度上屈服强度R ReHeH下屈服强度下屈服强度R ReLeL布氏硬度布氏硬度HBHB洛氏硬度洛氏硬度HRHR维氏硬度维氏硬度HVHV三、机械性能三、机械性能5化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料l韧性韧性冲击韧性冲击韧性断裂韧性断裂韧性无塑性转变温度无塑性转变温度 材料对缺口或裂纹敏感程度的反映，材料对缺口或裂纹敏感程度的反映，用来衡量材料的抗裂纹扩展能力用来衡量材料的抗裂纹扩展能力冲击功冲击功应力强度因子临界值应力强度因子临界值K KICIC裂纹尖端张开位移临界值裂纹尖端张开位移临界值c c三、机械性能三、机械性能6化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料l温度对材料机械性能的影响温度对材料机械性能的影响材料性能随温度的变化材料性能随温度的变化三、机械性能三、机械性能7化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料l温度对材料机械性能的影响温度对材料机械性能的影响应力松弛应力松弛冷脆冷脆应力随时间而降低的现象应力随时间而降低的现象 材料在低温下，机械强度往往升高，而材料在低温下，机械强度往往升高，而它的冲击韧性值则陡降，材料由塑性转变为它的冲击韧性值则陡降，材料由塑性转变为脆性的现象脆性的现象三、机械性能三、机械性能8化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料l材料抵抗周围介质对其腐蚀破坏的能力材料抵抗周围介质对其腐蚀破坏的能力l材料腐蚀问题直接关系着设备的使用寿命、产品材料腐蚀问题直接关系着设备的使用寿命、产品质量、产品产量和环境污染等质量、产品产量和环境污染等l耐腐蚀性通常用腐蚀速度表示耐腐蚀性通常用腐蚀速度表示l当腐蚀速度在当腐蚀速度在0.1mm/0.1mm/年以下时，认为材料是耐年以下时，认为材料是耐腐蚀的腐蚀的l金属材料在不同的介质中有不同的腐蚀速度金属材料在不同的介质中有不同的腐蚀速度四、耐腐蚀性能四、耐腐蚀性能9化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料l可焊性可焊性l可锻性可锻性l切削性切削性l成型工艺性成型工艺性l铸造性铸造性l热处理性能热处理性能五、工艺性能五、工艺性能10化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料热处理热处理l将钢在固态范围内，施加不同的加热、保温和冷将钢在固态范围内，施加不同的加热、保温和冷却过程，以改变其组织结构，实现改变其性能的却过程，以改变其组织结构，实现改变其性能的一种工艺一种工艺l作用作用改进钢的加工性能改进钢的加工性能显著提高机械性能显著提高机械性能增加零件的强度和寿命增加零件的强度和寿命五、工艺性能五、工艺性能11化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料l 热处理方法热处理方法退火退火正火正火淬火淬火回火回火调质处理（淬火高温调质处理（淬火高温回火）回火）固溶处理固溶处理化学热处理化学热处理 p渗碳渗碳p氮化氮化p氰化氰化五、工艺性能五、工艺性能12化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料 碳素钢的分类及牌号碳素钢的分类及牌号工业纯铁工业纯铁低碳钢低碳钢中碳钢中碳钢高碳钢高碳钢铸铁铸铁l 按含碳量分类按含碳量分类7-2 7-2 碳素钢碳素钢13化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料l按冶炼方法分类按冶炼方法分类平炉平炉转炉转炉电炉电炉l按脱氧程度和浇铸制度不同按脱氧程度和浇铸制度不同沸腾钢沸腾钢镇静钢镇静钢半镇静钢半镇静钢7-2 7-2 碳素钢碳素钢14化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料l按品质分类按品质分类普通碳素钢普通碳素钢p Q235-AF Q235-AF p Q235-A Q235-A p Q235-B Q235-B p Q235-C Q235-CQ“Q“屈屈”235235屈服强度值，屈服强度值，MPaMPaA A（B B、C C、D D）质量等级质量等级FF沸腾钢沸腾钢bb半沸腾钢半沸腾钢Z Z镇静钢镇静钢TZTZ特殊镇静钢特殊镇静钢7-2 7-2 碳素钢碳素钢15化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料l按品质分类按品质分类优质碳素钢优质碳素钢p低碳钢低碳钢 08 10 15 20 25 08 10 15 20 25p中碳钢中碳钢 30 35 40 45 50 55 60 30 35 40 45 50 55 60p高碳钢高碳钢 60 65 70 80 85 60 65 70 80 85p牌号表示方法牌号表示方法两位数字两位数字 表示脱氧方法的字母表示脱氧方法的字母数字数字 含碳量万分数含碳量万分数字母字母只在沸腾钢时注出只在沸腾钢时注出7-2 7-2 碳素钢碳素钢16化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料碳钢的性能和使用碳钢的性能和使用l碳钢的机械性能碳钢的机械性能l碳钢的工艺性能碳钢的工艺性能l碳钢的耐腐蚀性能碳钢的耐腐蚀性能l碳钢的使用碳钢的使用7-2 7-2 碳素钢碳素钢17化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料合金元素的作用合金元素的作用 铬（铬（CrCr）锰（锰（MnMn）镍（镍（NiNi）硅（硅（SiSi）铝（铝（AlAl）钼（钼（MoMo）钒（钒（V V）钛（钛（TiTi）硼（硼（B B）钨（钨（W W）稀土元素（稀土元素（ReRe）7-3 7-3 合金钢合金钢18化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料合金钢的分类、牌号、性能及用途合金钢的分类、牌号、性能及用途l按化学成分按化学成分低合金钢低合金钢中合金钢中合金钢高合金钢高合金钢合金元素总含量不大于合金元素总含量不大于5%5%合金元素总含量不大于合金元素总含量不大于5 510%10%合金元素总含量大于合金元素总含量大于10%10%7-3 7-3 合金钢合金钢19化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料合金钢的分类、牌号、性能及用途合金钢的分类、牌号、性能及用途l按用途按用途普通低合金钢普通低合金钢合金结构钢合金结构钢不锈钢及不锈耐酸钢不锈钢及不锈耐酸钢耐热钢耐热钢7-3 7-3 合金钢合金钢20化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料普通低合金钢普通低合金钢p在普通碳素钢的基础上加入少量合金元素（锰、硅、钒、钛、铌及在普通碳素钢的基础上加入少量合金元素（锰、硅、钒、钛、铌及稀土元素）稀土元素）p比碳素钢强度高比碳素钢强度高p耐低温、耐腐蚀、耐磨性优于碳素钢耐低温、耐腐蚀、耐磨性优于碳素钢p加工、焊接性能好加工、焊接性能好p生产成本和碳素钢相近生产成本和碳素钢相近p化工容器、锅炉、管道中广泛使用化工容器、锅炉、管道中广泛使用7-3 7-3 合金钢合金钢21化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料p牌号表示方法牌号表示方法 平均含碳量万分数平均含碳量万分数 合金元素符号合金元素符号 平均合金元素含量百分数平均合金元素含量百分数平均含碳量小于千分之一平均含碳量小于千分之一“0”“0”平均含碳量小于万分之三平均含碳量小于万分之三“00”“00”平均合金含量小于平均合金含量小于1.5%1.5%不标注不标注平均合金含量平均合金含量1.51.52.49%“2”2.49%“2”平均合金含量平均合金含量2.52.53.49%“3”3.49%“3”，依此类推，依此类推压力容器用普通低合金钢压力容器用普通低合金钢牌号后加牌号后加“R”“R”低温用钢低温用钢牌号后加牌号后加“D”“D”7-3 7-3 合金钢合金钢22化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料合金结构钢合金结构钢p在优质碳素钢的基础上加入适量的一种或几种合金元素在优质碳素钢的基础上加入适量的一种或几种合金元素p综合性能优于优质碳素钢综合性能优于优质碳素钢p强度、韧性、耐磨性显著提高强度、韧性、耐磨性显著提高p广泛用于制造各种重要的机器零件和工程结构广泛用于制造各种重要的机器零件和工程结构p牌号表示方法牌号表示方法与普通低合金钢相同与普通低合金钢相同7-3 7-3 合金钢合金钢23化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料不锈钢及不锈耐酸钢不锈钢及不锈耐酸钢p在空气、水及一些弱腐蚀性介质中能耐腐蚀的合金钢叫不锈钢在空气、水及一些弱腐蚀性介质中能耐腐蚀的合金钢叫不锈钢p在酸和其它强腐蚀性介质中耐腐蚀的合金钢叫不锈耐酸钢在酸和其它强腐蚀性介质中耐腐蚀的合金钢叫不锈耐酸钢p不锈钢和不锈耐酸钢统称不锈钢不锈钢和不锈耐酸钢统称不锈钢p不锈钢中的主要合金因素是铬、镍、锰、钼、钛等不锈钢中的主要合金因素是铬、镍、锰、钼、钛等p按组织构成分为奥氏体、铁素体、马氏体及奥氏体按组织构成分为奥氏体、铁素体、马氏体及奥氏体+铁素体双相不锈钢铁素体双相不锈钢p化工设备使用最多的是铬镍奥氏体不锈钢化工设备使用最多的是铬镍奥氏体不锈钢p具有优良的耐蚀性和良好的热塑性、冷变形能力和可焊性具有优良的耐蚀性和良好的热塑性、冷变形能力和可焊性p牌号表示方法牌号表示方法与普通低合金钢类似，含碳量以千分数表示与普通低合金钢类似，含碳量以千分数表示7-3 7-3 合金钢合金钢24化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料耐热钢耐热钢p高温设备要求材料在高温下具有良好的化学稳定性与热强性高温设备要求材料在高温下具有良好的化学稳定性与热强性p化学稳定性主要是指钢材抵抗高温气体腐蚀的能力化学稳定性主要是指钢材抵抗高温气体腐蚀的能力p热强性是指在高温下钢材具有较高强度的能力热强性是指在高温下钢材具有较高强度的能力p主要合金元素有铬、钼、钒、钛、硅、铝等主要合金元素有铬、钼、钒、钛、硅、铝等p牌号表示方法牌号表示方法与不锈钢相同与不锈钢相同7-3 7-3 合金钢合金钢25化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料碳素钢钢板碳素钢钢板lQ235-BQ235-B容器设计压力容器设计压力p1.6MPap1.6MPa钢板使用温度为钢板使用温度为0 0350350用于壳体时，钢板厚度不大于用于壳体时，钢板厚度不大于20mm20mm不得用于毒性程度为高度或极度危害介质的压力容器不得用于毒性程度为高度或极度危害介质的压力容器7-4 7-4 压力容器用钢板压力容器用钢板26化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料lQ235-CQ235-C容器设计压力容器设计压力p2.5MPap2.5MPa钢板使用温度为钢板使用温度为0 0400400用于壳体时，钢板厚度不大于用于壳体时，钢板厚度不大于30mm30mml20R20R7-4 7-4 压力容器用钢板压力容器用钢板27化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料 低合金钢钢板低合金钢钢板l16MnR16MnRl15MnVR15MnVRl15MnNbR15MnNbRl18MnMoNbR18MnMoNbRl13MnNiMoNbR13MnNiMoNbRl07MnCrMoVR07MnCrMoVRl16MnDR16MnDRl07MnNiCrMoVDR07MnNiCrMoVDRl15MnNiDR15MnNiDRl09MnNiDR09MnNiDRl15CrMoR15CrMoRl14Cr1MoR14Cr1MoR7-4 7-4 压力容器用钢板压力容器用钢板28化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料 高合金钢钢板高合金钢钢板l0Cr13Al0Cr13All0Cr130Cr13l0Cr18Ni90Cr18Ni9l0Cr18Ni10Ti0Cr18Ni10Til0Cr17Ni12Mo20Cr17Ni12Mo2l0Cr18Ni12Mo2Ti0Cr18Ni12Mo2Til0Cr19Ni13Mo30Cr19Ni13Mo3l00Cr19Ni1000Cr19Ni10l00Cr17Ni14Mo200Cr17Ni14Mo2l00Cr19Ni13Mo300Cr19Ni13Mo3l00Cr18Ni5Mo3Si200Cr18Ni5Mo3Si27-4 7-4 压力容器用钢板压力容器用钢板29化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料l从化学成分上看，铸铁和碳钢一样也是铁碳合金，只是铸从化学成分上看，铸铁和碳钢一样也是铁碳合金，只是铸铁中碳与硅的含量均高于钢，对硫和磷等杂质的控制也比铁中碳与硅的含量均高于钢，对硫和磷等杂质的控制也比钢要松一些。钢要松一些。l铸铁中也可溶入某些合金元素形成合金铸铁。铸铁中也可溶入某些合金元素形成合金铸铁。l从组织结构上看，铸铁是由钢的基体和散布在其中的石墨从组织结构上看，铸铁是由钢的基体和散布在其中的石墨所组成。所组成。l铸铁的性能，尤其是抗拉强度、塑性等，主要由金属基体铸铁的性能，尤其是抗拉强度、塑性等，主要由金属基体的组织以及非金属石墨的形状、大小和分布情况来决定。的组织以及非金属石墨的形状、大小和分布情况来决定。7-5 7-5 铸铸 铁铁30化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料 铸铁的分类铸铁的分类l普通铸铁普通铸铁灰铸铁灰铸铁球墨铸铁球墨铸铁可锻铸铁可锻铸铁l合金铸铁合金铸铁耐蚀铸铁耐蚀铸铁耐热铸铁耐热铸铁耐磨铸铁耐磨铸铁7-5 7-5 铸铸 铁铁31化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料压力容器用铸铁的要求压力容器用铸铁的要求l必须在相应的国家标准范围内选用，并应在产品质量证明书中必须在相应的国家标准范围内选用，并应在产品质量证明书中注明铸造选用的材料牌号。注明铸造选用的材料牌号。l设计压力和设计温度应符合下列规定：设计压力和设计温度应符合下列规定：灰铸铁制压力容器的设计压力不得大于灰铸铁制压力容器的设计压力不得大于0.8MPa0.8MPa，设计，设计温度为温度为0 0250250；可锻铸铁和球墨铸铁制压力容器的设计压力不得大于可锻铸铁和球墨铸铁制压力容器的设计压力不得大于1.6MPa1.6MPa，设计温度为，设计温度为-10-10350350。7-5 7-5 铸铸 铁铁32化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料压力容器用铸铁的要求压力容器用铸铁的要求l不得用于盛装毒性程度为极度、高度或中度危害介质，以及设不得用于盛装毒性程度为极度、高度或中度危害介质，以及设计压力大于等于计压力大于等于1.5MPa1.5MPa的易燃介质压力容器的受压元件，也不的易燃介质压力容器的受压元件，也不得用于管壳式余热锅炉的受压元件和移动式压力容器的受压元得用于管壳式余热锅炉的受压元件和移动式压力容器的受压元件。件。7-5 7-5 铸铸 铁铁33化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料常用铸铁牌号常用铸铁牌号l灰铸铁灰铸铁 HT100 HT150 HT200 HT100 HT150 HT200 HT250 HT300 HT350 HT250 HT300 HT350l球墨铸铁球墨铸铁 QT400-18 QT400-15 QT450-10 QT400-18 QT400-15 QT450-10 QT500-7 QT600-3 QT700-2 QT500-7 QT600-3 QT700-2 QT800-2 QT900-2 QT800-2 QT900-27-5 7-5 铸铸 铁铁34化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料常用铸铁牌号常用铸铁牌号l可锻铸铁可锻铸铁 KTH300-06 KTH330-08 KTH300-06 KTH330-08 KTH350-10 KTH370-12 KTH350-10 KTH370-12 KTZ450-06 KTZ550-04 KTZ450-06 KTZ550-04 KTZ650-02 KTZ700-02 KTZ650-02 KTZ700-027-5 7-5 铸铸 铁铁35化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料l具有良好的耐腐蚀性能和低温性能具有良好的耐腐蚀性能和低温性能7-6 7-6 有色金属有色金属36化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料l纯铜纯铜具有高的导电性、导热性、塑性、冷韧性具有高的导电性、导热性、塑性、冷韧性在低温时可保持较高的塑性和冲击韧性在低温时可保持较高的塑性和冲击韧性在大气、水及中性盐、苛性碱中相当稳定在大气、水及中性盐、苛性碱中相当稳定在氨和铵盐及各种浓度的硝酸中不耐腐蚀在氨和铵盐及各种浓度的硝酸中不耐腐蚀强度低强度低冷加工后强度、硬度提高，但塑性下降冷加工后强度、硬度提高，但塑性下降铜及铜合金铜及铜合金37化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料纯铜纯铜 T1 T1 T2T2 T3 T3无氧铜无氧铜 TU1 TU2 TU1 TU2磷脱氧铜磷脱氧铜 TP1 TP2 TP1 TP2银铜银铜 TAg0.1 TAg0.1加工铜的牌号加工铜的牌号38化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料黄铜黄铜 铜铜+锌锌p铸造性能好；耐腐蚀性略高于纯铜；在中性、弱酸性介质中，铸造性能好；耐腐蚀性略高于纯铜；在中性、弱酸性介质中，因锌易溶解而被腐蚀因锌易溶解而被腐蚀p普通黄铜牌号普通黄铜牌号 H96 H90 H85 H80 H70 H96 H90 H85 H80 H70 H68H68 H65 H63 H62 H59 H65 H63 H62 H59p特种黄铜特种黄铜 为了提高和改善普通黄铜的某些性能而在为了提高和改善普通黄铜的某些性能而在Cn-ZnCn-Zn合金中加入少量其它元素组成多元铜合金合金中加入少量其它元素组成多元铜合金p特种黄铜可分为锡黄铜、铅黄铜、铝黄铜、铁黄铜、镍黄铜、特种黄铜可分为锡黄铜、铅黄铜、铝黄铜、铁黄铜、镍黄铜、锰黄铜、硅黄铜锰黄铜、硅黄铜铜合金铜合金39化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料用除锌和镍以外的元素作为主要合金元素与铜用除锌和镍以外的元素作为主要合金元素与铜组成的合金组成的合金p青铜的强度、硬度、铸造性、耐腐蚀性都较高，青铜的强度、硬度、铸造性、耐腐蚀性都较高，常用来铸造耐腐蚀和耐磨零件，如泵壳、阀门、齿常用来铸造耐腐蚀和耐磨零件，如泵壳、阀门、齿轮、轴瓦、蜗轮等轮、轴瓦、蜗轮等p青铜可分为锡青铜、铝青铜、铍青铜、锰青铜、青铜可分为锡青铜、铝青铜、铍青铜、锰青铜、硅青铜等硅青铜等青铜青铜40化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料铜铜+镍镍p只由铜镍组成的二元合金称普通白铜只由铜镍组成的二元合金称普通白铜p在普通白铜内加入铁、锌、铝、锰等合金元素后得到在普通白铜内加入铁、锌、铝、锰等合金元素后得到的合金分别称为铁白铜、锌白铜、铝白铜和锰白铜的合金分别称为铁白铜、锌白铜、铝白铜和锰白铜p白铜的耐腐蚀性与纯铜类似白铜的耐腐蚀性与纯铜类似p化工生产使用较多的是化工生产使用较多的是B30B30、BFe30-1-1BFe30-1-1、BFe10-1-1BFe10-1-1。它们主要用作冷凝器、换热器和各种耐腐蚀零件它们主要用作冷凝器、换热器和各种耐腐蚀零件白铜白铜41化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料密度小密度小导电性、导热性、塑性、冷韧性好导电性、导热性、塑性、冷韧性好极好的耐腐蚀性极好的耐腐蚀性强度低，但经冷变形后强度会提高强度低，但经冷变形后强度会提高能承受各种压力加工能承受各种压力加工含有卤素离子的盐类、氢氟酸以及碱溶液都会破坏铝表面的保含有卤素离子的盐类、氢氟酸以及碱溶液都会破坏铝表面的保护膜护膜铝及铝合金铝及铝合金42化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料 纯铝在化工中广泛应用于制造硝酸、含硫石油工业、橡胶纯铝在化工中广泛应用于制造硝酸、含硫石油工业、橡胶硫化和含硫的药剂等生产所用设备（反应器、换热器、槽车、硫化和含硫的药剂等生产所用设备（反应器、换热器、槽车、管件），也用于食品和制药工业中要求耐腐蚀而不要求强度的管件），也用于食品和制药工业中要求耐腐蚀而不要求强度的用品。用品。1060(L2)1060(L2)1050A(L3)1050A(L3)1035(L4)1035(L4)纯铝纯铝43化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料l防绣铝（铝、锰、镁合金）可制造各式容器、换热器，代替铜防绣铝（铝、锰、镁合金）可制造各式容器、换热器，代替铜制造深冷设备制造深冷设备 5A05(LF5)5A12(LF12)5A05(LF5)5A12(LF12)l硬铝（铝、铜、镁合金），耐腐蚀性好，强度高，常以硬铝棒硬铝（铝、铜、镁合金），耐腐蚀性好，强度高，常以硬铝棒料制作受力零件，如深冷设备上的螺栓等料制作受力零件，如深冷设备上的螺栓等 2A04(LY4)2A12(LY12)2A04(LY4)2A12(LY12)l铝及铝合金用于压力容器受压元件应符合下列要求铝及铝合金用于压力容器受压元件应符合下列要求设计压力不应大于设计压力不应大于8MPa8MPa，设计温度范围为，设计温度范围为-269-269200200设计温度大于设计温度大于6565时，一般不选用含镁量大于时，一般不选用含镁量大于3%3%的铝合金的铝合金纯铝纯铝44化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料强度低，硬度低，密度大，再结晶温度低，熔点低，强度低，硬度低，密度大，再结晶温度低，熔点低，导热性差导热性差在硫酸、大气中有很高的耐腐蚀性在硫酸、大气中有很高的耐腐蚀性有毒，价格高有毒，价格高在生产上多被非金属材料代替在生产上多被非金属材料代替铅及铅合金铅及铅合金45化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料l纯铅纯铅铅不耐磨，非常软，不宜单独作化工设备，只能作衬里铅不耐磨，非常软，不宜单独作化工设备，只能作衬里耐硫酸、亚硫酸、浓度小于耐硫酸、亚硫酸、浓度小于85%85%的磷酸、铬酸、氢氟酸等介质的磷酸、铬酸、氢氟酸等介质腐蚀，不耐蚁酸、醋酸、硝酸和碱溶液等介质的腐蚀腐蚀，不耐蚁酸、醋酸、硝酸和碱溶液等介质的腐蚀Pb4Pb4用作设备衬里用作设备衬里Pb6Pb6用于管道接头用于管道接头铅及铅合金铅及铅合金46化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料铅中加锑，可增加铅的硬度、强度和在硫酸中的铅中加锑，可增加铅的硬度、强度和在硫酸中的稳定性稳定性铅锑合金称为硬铅，可制作硫酸工业用的泵、阀铅锑合金称为硬铅，可制作硫酸工业用的泵、阀门、管道等门、管道等常用牌号：常用牌号：PbSb4 PbSb6 PbSb8PbSb4 PbSb6 PbSb8铅合金铅合金47化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料强度高，塑性、冷韧性好强度高，塑性、冷韧性好在许多介质中有很好的耐腐蚀性：在许多介质中有很好的耐腐蚀性：p各种温度、任何浓度的碱溶液和各种熔碱各种温度、任何浓度的碱溶液和各种熔碱p干燥或潮湿的大气干燥或潮湿的大气p氨气和氨的稀溶液氨气和氨的稀溶液p氯化物、硫酸盐、硝酸盐的溶液氯化物、硫酸盐、硝酸盐的溶液p大多数有机酸大多数有机酸p染料、皂液、糖等介质染料、皂液、糖等介质在含硫气体、浓氨水和强烈充气氨溶液、含氧酸和盐酸等介质中不在含硫气体、浓氨水和强烈充气氨溶液、含氧酸和盐酸等介质中不耐腐蚀耐腐蚀镍及镍合金镍及镍合金48化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料l纯镍纯镍镍很稀贵，在化工上主要用于制造碱性介质设备镍很稀贵，在化工上主要用于制造碱性介质设备（如苛性碱的蒸发设备），以及铁离子在反应过（如苛性碱的蒸发设备），以及铁离子在反应过程中会发生催化影响而不能采用不锈钢的那些过程中会发生催化影响而不能采用不锈钢的那些过程设备（如有机合成设备等）程设备（如有机合成设备等）常用牌号：常用牌号：N6N6镍及镍合金镍及镍合金49化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料l镍合金（耐蚀合金）镍合金（耐蚀合金）镍铜合金（蒙乃尔合金系列）镍铜合金（蒙乃尔合金系列）pNCu40-2-2NCu40-2-2pNCu28-2.5-1.5NCu28-2.5-1.5p在大气、淡水和流动海水、强碱中均有优良的耐蚀性能在大气、淡水和流动海水、强碱中均有优良的耐蚀性能p在非氧化型无机酸和大多数有机酸中有一定的耐蚀能力在非氧化型无机酸和大多数有机酸中有一定的耐蚀能力p在强氧化性溶剂和静止海水中不耐蚀在强氧化性溶剂和静止海水中不耐蚀镍及镍合金镍及镍合金50化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料pNi65Mo28FeVNi65Mo28FeV（Hastelloy BHastelloy B）pNi70Mo28 Ni70Mo28（Hastelloy B-2Hastelloy B-2）p在大气和淡水中耐蚀，海水中易产生点蚀，对还原性介质有良好的耐在大气和淡水中耐蚀，海水中易产生点蚀，对还原性介质有良好的耐蚀性蚀性p在磷酸、硫酸、氢氟酸中有良好的耐蚀性，对盐酸亦耐蚀在磷酸、硫酸、氢氟酸中有良好的耐蚀性，对盐酸亦耐蚀镍铬钼合金镍铬钼合金pNi60Cr15Mo16W4 Ni60Cr15Mo16W4（Hastelloy C-276Hastelloy C-276）p在氧化性气氛中可工作到在氧化性气氛中可工作到10401040，在还原性介质中亦有良好的耐蚀性，在还原性介质中亦有良好的耐蚀性镍钼合金镍钼合金51化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料l非金属材料具有优良的耐腐蚀性能非金属材料具有优良的耐腐蚀性能l单独作结构材料单独作结构材料l金属设备的涂层、衬里金属设备的涂层、衬里l密封材料密封材料7-7 7-7 非金属材料非金属材料52化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料l聚氯乙稀塑料聚氯乙稀塑料l耐酸酚醛塑料耐酸酚醛塑料l聚乙烯塑料聚乙烯塑料l聚四氟乙烯塑料聚四氟乙烯塑料l玻璃钢玻璃钢l涂料涂料有机非金属材料有机非金属材料53化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料l化工陶瓷化工陶瓷l化工搪瓷化工搪瓷l砖板衬里砖板衬里l耐热玻璃耐热玻璃l不透性石墨不透性石墨无机非金属材料无机非金属材料54化工设备设计基础化工设备设计基础第七章第七章 化工设备常用材料化工设备常用材料