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化工设备常用材料性能特点分类
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化工生产过程的工艺条件十分复杂,压力从真空到高压甚至超高压;温度从深冷到高温;介质具有腐蚀性、易燃易爆、有毒甚至剧毒。


为了保证化工设备的安全运行,设计中对所选化工设备材料的可靠性有着很高的要求。化工设备常用材料可以分为金属和非金属两大类。其中应用多的是金属材料。选择材料时要考虑的因素很多。


对材料的一般要求如下:


1、应具有足够的强度、刚度;良好的塑性、韧性。


2、在所处介质中具有一定的耐腐蚀性能。


3、加工工艺性能良好


4、资源广泛、供应充足、经济合理。


材料的性能


1、力学性能


力学性能是指材料在受外力作用和变形的过程中所具有的特性。材料的力学性能指标是通过试验测得的。


①强度


强度是指材料在外力作用下抵抗破坏的能力。


材料在常温下的强度指标有屈服极限和强度极限。屈服极限a是材料在外力作用下开始产生塑性变形时的应力值(MPa)。强度极限a是材料在外力作用下发生断裂破坏前所能承受的应力值(MPa)。


这两个强度指标是确定在常温下工作时材料的许用应力的依据。金属材料在高温、恒定载荷下长期工作时,会产生缓慢塑性变形的现象,称为材料的“高温蠕变”。


②刚度


刚度是指材料在外力作用下抵抗变形的能力。


③稳定性


稳定性是指构件在外力作用下保持原有平衡状态的能力。材料的稳定性参量是弹性模量E和泊松比u。


④塑性


塑性是指材料在受外力破坏前所能经受的塑性变形能力。延伸率和断面收缩率是材料的塑性指标。


⑤韧性


断裂韧度和冲击韧性都是材料的韧性指标。断裂韧度K是指材料不产生断裂时应具有的应力强度因子,是强度和塑性的综合指标.


⑥硬度


硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能参量,它表示金属材料表面局部体积内抵抗弹性变形、塑性变形和破断的能力。因试验方法不同而有不同的硬度指标。


2、物理性能


材料的物理性能有密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性、磁性、弹性等。这些性能必须满足往复运动机械、转动机械和换热设备等设计参数的要求。


3、化学性能


金属材料的化学性能在这里主要是指材料在所处介质中的化学稳定性。制造设备的材料在工作中应该既不污染介质又具有足够的耐腐蚀性能。


4、工艺性能


金属的工艺性能是指材料能被加工的性能,即可铸造性、可锻性、可焊性、可切削加工的性能、热处理性能和冷弯性能等加工工艺性能。


材料的分类


工程材料指包括金属材料、有机高分子材料(树脂)、无机非金属材料(包括陶瓷材料)在内的三大系列的全材料范围。制造化工设备的主要材料是金属材料。


化工设备材料选择原则


1、遵循标准:


GB150-1998《钢制压力容器》《压力容器安全技术监察规程》


HGJ15-89《钢制化工容器材料选用规定》


2、当压力容器使用普通低碳钢制造时,常用Q235B、Q235C


3、考虑经济性


4、其它指导准则:


a)碳素钢用于介质腐蚀性不强的常、低压容器或壁厚不大的中压容器;


b)低合金钢,用于介质腐蚀性不强的中、高压容器;


c)不锈钢用于介质腐蚀性较强的场合;


d)耐热钢用于高温场合


e)奥氏体不锈钢不能用于易发生晶间腐蚀的场合;


5、标准零部件的材料选择符合标准或行业标准


6、钢材使用温度符合要求。


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