化工设备机械基础赵军答案（化工设备机械基础第七版答案 赵军）

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• 3、化工设备机械基础题目急急急！
• 4、求 化工设备机械基础(第二版) (赵军 张有忱 段成红 编著) 化学工业出版社 课后答案求大神帮助
• 5、赵军《化工设备机械基础》电子书
• 6、化工设备机械基础作业解答一下

求化工设备机械基础的课后习题答案 赵军 段成红主编

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《化工设备机械基础》习题解答

第一章 化工设备材料及其选择

一. 名词解释

A组：

1.蠕变：在高温时，在一定的应力下，应变随时间而增加的现象。或者金属在高温和应力的作用下逐渐产生塑性变形的现象。

2.延伸率：试件受拉力拉断后，总伸长的长度与原始长度之比的百分率。

3.弹性模数(E)：材料在弹性范围内，应力和应变成正比，即σ=Eε,比例系数E为弹性模数。

4.硬度：金属材料表面上不大的体积内抵抗其他更硬物体压入表面发生变形或破裂的能力。

5.冲击功与冲击韧性：冲击功是冲击负荷使试样破断所做的功。冲击韧性是材料在外加动载荷突然袭击时的一种及时和迅速塑性变形的能力。

6.泊桑比（μ）：拉伸试验中试件单位横向收缩与单位纵向伸长之比。对于钢材，μ=0.3 。

7.耐腐蚀性：金属和合金对周围介质侵蚀（发生化学和电化学作用引起的破坏）的抵抗能力。

8.抗氧化性：金属和合金抵抗被氧化的能力。

9.屈服点：金属材料发生屈服现象的应力，即开始出现塑性变形的应力。它代表材料抵抗产生塑性变形的能力。

10.抗拉强度：金属材料在受力过程中，从开始加载到发生断裂所能达到的最大应力值。

B组：

1.镇静钢： 镇静钢在用冶炼时用强脱氧剂 Si, Al等完全脱氧脱氧，是脱氧完全的钢。把FeO中的氧还原出来，生成SiO2和Al2O3。钢锭膜上大下小，浇注后钢液从底部向上，向中心顺序地凝固。钢锭上部形成集中缩孔，内部紧密坚实。

2.沸腾钢：沸腾钢在冶炼时用弱脱氧剂Mn脱氧，是脱氧不完全的钢。其锭模上小下大，浇注后钢液在锭模中发生自脱氧反应，放出大量CO 气体，造成沸腾现象。沸腾钢锭中没有缩孔，凝固收缩后气体分散为很多形状不同的气泡，布满全锭之中，因而内部结构疏松。

3.半镇静钢：介于镇静钢和沸腾钢之间，锭模也是上小下大，钢锭内部结构下半部像沸腾钢，上半部像镇静钢。

4.低碳钢：含碳量低于0.25%的碳素钢。

5.低合金钢：一般合金元素总含量小于5%的合金钢。

6.碳素钢：这种钢的合金元素含量低，而且这些合金元素不是为了改善钢材性能人为加入的。

7.铸铁：含碳量大于2%的铁碳合金。

8.铁素体：碳溶解在α-Fe中所形成的固溶体叫铁素体。

9.奥氏体：碳溶解在γ-Fe中所形成的固溶体叫奥氏体。

10.马氏体：钢和铁从高温奥氏体状态急冷下来，得到一种碳原子在α铁中过饱和的固溶体。

C.

1.热处理：钢铁在固态下通过加热,保温和不同的冷却方式，以改变其组织、满足所需要的物理,化学与机械性能，这样的加工工艺称为热处理。

2.正火：将加热到临界点以上的一定温度，保温一段时间后的工件从炉中取出置于空气中冷却下来，冷却速度比退火快，因而晶粒细化。

3.退火：把工件加热到临界点以上的一定温度，保温一段时间，然后随炉一起冷却下来，得到接近平衡状态组织的热处理方法。

4.淬火：将钢加热至淬火温度（临界点以30～50oC）并保温一定时间，然后再淬火剂中冷却以得到马氏体组织的一种热处理工艺。淬火可以增加工件的硬度、强度和耐磨性。

5.回火：在零件淬火后再进行一次较低温度的加热与冷却处理工艺。回火可以降低和消除工件淬火后的内应力，使组织趋于稳定，并获得技术上所要求的性能。

6.调质：淬火加高温回火的操作。要求零件的强度、韧性、塑性等机械性能都较好时，一般采用调质处理。

7.普通碳素钢：这种钢含硫,磷等有害杂质较多，要求S≤0.055%，P≤0.045%。普通碳素结构钢的牌号由代表钢材屈服点的字母、屈服点数值、材料质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分按顺序组成，例如： Q235—A•F。

8.优质碳素钢：含硫,磷等较少（含硫S、磷P均≤0.04%），非金属杂质少，组织均匀，表面质量较好。

9.不锈钢和不锈耐酸钢：不锈钢是耐大气腐蚀的钢；耐酸钢是能抵抗强烈腐蚀性介质的钢。不锈耐酸钢是不锈钢和耐酸钢的总称。

10.锅炉钢：有锅炉钢管和锅炉钢板。锅炉钢管主要用作锅炉及某些换热设备的受热面和蒸汽管路，锅炉钢板则常用于锅炉和其他压力容器的承压壳体。由于锅炉钢常处于中温高压状态，而且还受冲击、疲劳、水和蒸汽的腐蚀作用，以及各种冷热加工，因此，对其性能要求也较高。

D.

1.容器钢：化工生产所用容器与设备的操作条件较复杂，制造技术要求比较严格，对压力容器用钢板有比较严格的要求。

2.耐热钢：能耐高温的钢，抗氧化性能强且强度大。

3.低温用钢：由于普通碳钢在低温下（-20℃以下）会变脆，冲击韧性会显著下降。因此用作低温场合的钢要求具有良好的韧性（包括低温韧性），良好的加工工艺性和可焊性的钢。

4.腐蚀速度：评定金属的腐蚀有两种方法。

（1） 根据重量评定金属的腐蚀的速度。它是通过实验的方法测出金属试件在单位表面积、单位时间腐蚀引起的重量变化。即：

（g/m2•h）

K：腐蚀速度，g/cm2•h；

p0：腐蚀前试件的重量，g；

p1：腐蚀后试件的重量，g；

F： 试件与腐蚀介质接触的面积，m2；

t ： 腐蚀作用的时间， h；

（2） 根据金属的腐蚀深度评定金属的腐蚀速度。根据重量变化表示腐蚀速度时，没有考虑金属的相对密度，因此当重量损失相同时，相对密度不同的金属其截面的尺寸的减少则不同。为了表示腐蚀前后尺寸的变化，常用金属厚度减少量，即腐蚀深度来表示腐蚀速度。即：

（mm/a）

式中：Ka：用每年金属厚度的减少量表示的腐蚀速度，mm/a；

ρ：金属的相对密度，g/cm3。

5.化学腐蚀：金属遇到干燥的气体和非电解质溶液发生

化学作用引起的腐蚀。化学腐蚀在金属表面上，腐蚀过程没有电流产生。

6.电化学腐蚀：金属与电解质溶液间产生电化学作用而引起的破坏，其特点是在腐蚀过程中有电流产生。

7.氢腐蚀：氢气在高温高压下对普通碳钢及低合金钢产生腐蚀，使材料的机械强度和塑性显著下降，甚至破坏的现象。

8.晶间腐蚀：一种局部的,选择性的破坏。

9.应力腐蚀：金属在腐蚀性介质和拉应力的共同作用下产生的一种破坏形式。

10.阴极保护：把盛有电解质的金属设备和直流电源负极相连，电源正极和一辅助阳极相连。当电路接通后，电源便给金属设备以阴极电流，使金属的电极电位向负向移动，当电位降至阳极起始电位时，金属设备的腐蚀即停止。

二. 指出下列钢材的种类、含碳量及合金元素含量

A组

牌号 种类 含碳量% 合金元素含量（%） 符号意义

Q235-A•F 普通碳素甲类钢 — — F：沸腾钢

Q:钢材屈服点

Q235-A 普通碳素甲类钢 — — A:甲类钢

20g 优质碳素结构钢 0.2% — g:锅炉钢

16Mn R 普通低合金钢 0.16% 1.5% R:容器钢

20MnMo 普通低合金钢 0.2% MnMo1.5% —

16MnDR 普通低合金钢 0.16% Mn:1.5% D:低温钢

14Cr1Mo 普通低合金钢 0.14% Cr:0.9-1.3%;Mo:1.5% —

0Cr13 铬不锈钢 0.08% Cr:13% —

1Cr18Ni9Ti 奥氏体不锈钢 0.1% Cr:18%;Ni:9%;Ti:1.5% —

00Cr19Ni10 奥氏体不锈钢 0.03% Cr:19%;Ni:10% —

B组：

钢号 种类 含碳量% 合金元素含量（%） 符号意义

Q235-B 普通碳素乙类钢 — — F：沸腾钢

Q:钢材屈服点

Q235-AR 普通碳素甲类容器钢 — — R:容器钢

16Mng 普通低合金钢 0.16% Mn:1.5% g:锅炉钢

18Nbb 普通低合金钢 0.18% Nb:1.5% b:半镇静钢

18MnMoNbR 普通低合金钢 0.18% Mn.Mo.Nb:1.5% —

09MnNiDR 普通低合金钢 0.09% Mn.Ni:1.5% R:容器钢

06MnNb 普通低合金钢 0.06% Mn.Nb:1.5% —

2Cr13 铬不锈钢 0.2% Cr:13% —

12Cr2Mo1 普通低合金钢 0.12% Cr:1.5～2.49%;

Mo:0.9～1.3% —

0Cr18Ni12Mo2Ti 奥氏体不锈钢 0.08% Cr:18%;Ni:12%;

Mo:1.5～2.49%;

Ti:1.5% —

C组：

钢号 种类 含碳量% 合金元素含量（%） 符号意义

Q235-C 普通碳素特类钢 — — Q:钢材屈服点

15MnNbR 普通低合金容器钢 0.15% Mn.Nb:1.5% R:容器钢

06AlCu 普通低合金钢 0.06% Al.Cu:1.5% —

Cr22Ni14N 奥氏体钢 0.10% Cr:22%;Ni:14%;N:1.5% —

Cr25Ni20 奥氏体钢 0.10% Cr:25%;Ni:20% —

0Cr17Ti 奥氏体不锈钢 0.08% Cr:17%;Ti:1.5% —

40Mn2A 普通低合金钢 0.40% Mn:1.5～2.49% A:高级优质钢

15g 优质碳素结构钢 0.15% － g:锅炉钢

20R 优质碳素结构钢 0.20% － R:容器钢

三、选择材料

设备 介质 设计温度/℃ 设计压力/MPa 供选材料 应选材料

氨合成塔外筒 氮、氢、少量氨 ≤200 15 0Cr18Ni9Ti，20，Q235-A•F ，18MnMoNbR，15MnVR, 13MnNiMoNbR 18MnMoNbR

或13MnNiMoNbR

氯化氢吸收塔 氯化氢气体，盐酸，水 80~120 0.2 Q235-A•R ，1Cr18Ni9Ti，铜，铝，硬聚氯乙烯塑料，酚醛树脂漆浸渍的不透性石墨 Q235-A•R+铜衬里

溶解乙炔气瓶蒸压釜 水蒸汽 ≤200 15 Q235-A，0Cr19Ni10，20，16MnR，18MnMoNbR，07MnCrMoVR 18MnMoNbR

高温高压废热锅炉的高温气侧壳体内衬 转化气（H2,CO2,N2,CO,H2O,CH4,Ar） 890~

1000 3.14 18MnMoNbR，0Cr13，Q235-A•R，Cr25Ni20，0Cr18Ni9Ti，Cr22Ni14N Cr25Ni20

四、判断题

1．对于均匀腐蚀、氢腐蚀和晶间腐蚀，采取增加腐蚀裕量的方法，都能有效地解决设备在使用寿命内的腐蚀问题。（╳）

2．材料的屈强比（σs/σb）越高，越有利于充分发挥材料的潜力，因此，应极力追求高的屈强比。（╳）

3．材料的冲击韧度αk高，则其塑性指标δ5也高；反之，当材料的δ5高，则αk也一定高。（╳）

4．只要设备的使用温度在0～350℃范围内，设计压力≤1.6MPa，且容器厚度≤20mm，不论处理何种介质，均可采用Q235-B钢板制造。（╳）

5．弹性模量E和泊桑比μ是材料的重要力学性能，一般钢材的E和μ都不随温度的变化而变化，所以都可以取为定值。（╳）

6．蠕变强度表示材料在高温下抵抗产生缓慢塑性变形的能力；持久强度表示材料在高温下抵抗断裂的能力；而冲击韧性则表示材料在外加载荷突然袭击时及时和迅速塑性变形的能力。（√）

五、填空题

1．对于铁碳合金，其屈服点随着温度的升高而（降低），弹性模量E随着温度的升高而（降低）。

2．δ、ψ是金属材料的（塑性）指标；σb、σs是金属材料的（强度）指标；Ak是金属材料的（冲击韧性）指标。

3．对钢材，其泊桑比μ＝（0.3）。

4．氢腐蚀属于化学腐蚀与电化学腐蚀中的（化学）腐蚀，而晶间腐蚀与应力腐蚀属于（电化学）腐蚀。

5．奥氏体不锈钢发生晶间腐蚀的温度范围是（450）～（850）℃，防止晶间腐蚀的方法一是减少奥氏体不锈钢中的含（碳）量，二是在奥氏体不锈钢中加入（Ti）和（Nb）元素。

6．应力腐蚀只有在（拉）应力状态下才能发生，在（压应力）和（剪切）应力状态下则不会发生应力腐蚀。

化工设备机械基础题目急急急！

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《化工设备机械基础》

作者:赵军等编 页数:273 出版日期:2000

简介:高等学校教材:本书是为高等工科院校化工工艺类专业性“化工设备机械基础”课程编写的教材，分为工程力学基础、化工设备设计基础、机械传动三篇。

化工设备机械基础作业解答一下

化工设备与岗位布局方式决定了必须进行巡回检查。化工设备往往是设备连着设备，一个岗位集中管理和控制相邻的十几台甚至几十台设备。化工生产具备连续性大生产的特点，除开停车中需要操作人员到设备现场对设备进行操作外，正常生产中，操作人员的大部分工作时间是通过岗位控制台对设备运行情况进行监测与调节。这一点与普通机床设备操作人员始终在设备身边进行操作很不相同。控制室的监控参数不能完全反映设备状况（如设备局部的泄漏、振动等），这就要求通过巡回检查来弥补监控上的不足。 化工介质的高危害性、生产的连续性对设备的可靠性提出了更高要求。要保证设备运行可靠，必须随时了解设备状态，对设备异常及时发现并做出调节或修理，防止设备状况的进一步恶化，要实现这一点也必须进行巡回检查。 巡回检查分操作人员的巡回检查、片区维护检修人员的巡回检查和现场技术管理人员的巡回检查。巡回检查和由此决定的调节与修理是化工设备日常维护的主要内容。 2.同步检修与协同检修要求 化工生产的一个操作单元的各个设备之间、多个操作单元形成的子系统的各个设备之间、多个子系统形成的总系统的各个设备之间，一般都通过管道相连。生产原料从一端设备投入，产品从另一端设备产出，中间没有间断、停留与机械运输。这与化工产品的生产介质大多为流体有关，这样可以实现连续性大生产。这种特殊的生产工艺对设备的维护检修提出了同步、协同检修的特殊要求。一台设备出现问题，往往造成一个操作单元、或者一个子系统或者总系统停车，这时就需实施该单元、或者子系统或总系统设备的同步、协同检修。同步指检修时间、周期、类别上的同步。协同指在处理某一设备问题时，充分利用该停车机会，协同处理同一单元、同一子系统或总系统中其它设备问题。 3.怎样实现同步和协同检修 化工设备检修按检修时机分：临时的停车检修和停产大修；按检修工作量分：大修、中修和小修。 （1)当总系统运行一定时间（如一年）后，系统全面停车，主要目的是为了系统内设备集中大修，称为停产大修。停产大修停车时间长，可以安排较多设备的大修,但并不能安排所有设备的大修，一方面受停车时间、维修力量限制，另一方面设备种类、设备质量状况、运行环境条件的不同，设备的大修周期不可能统一。同一系统内种类相同、检修周期相近的设备可以分批实施大修，错开每批设备之间的大修时间。某次停产大修中不进行大修，而中小修周期到了的设备可协同进行中小修。以上这些大修和协同的中小修就形成了停产大修计划。 尽管如此可以使设备大修的集中度降低，但停产大修往往时间紧、任务重，施工组织难度大。因此必须有效利用临时的停车机会，尽可能多地实施中小修和可能实施的大修，例如一些可能与总系统隔断或短时断开的子系统或操作单元的设备。但子系统内或操作单元内设备也应实施同步的和协同的检修，以便减少停车次数。 (2)中小修工作量相对较少、检修时间短，除在停产大修期中协同实施外，主要安排在临时停车时进行。化工生产要求实现连续不间断生产，但实际运行中短时的局部子系统或操作单元停车或者总系统的临时停车不可避免。如某关键设备的异常故障、巡检中发现某种危及安全的隐患急需处理、某岗位人员的操作失误、水电气原料供应不足等都可能产生临时停车。此时是安排该系统或操作单元设备中小修同步检修和协同检修的最佳机会。 4.压力容器、管道的维护检修 化工生产的管道完成各设备之间介质的传递输送，中间产品和最终产品由不同的储罐完成介质平衡与储存。压力容器和压力管道是化工生产中的主要设备，属于特种设备，对其设计、制造、安装、使用、检验、检修与改造实施安全监察，其维护检修除重视日常维护中的巡回检查外，重点是开展定期检验。定期检验是国家安全管理法规规定的强制性检验，主要分为每年至少一次的在线检验和相隔一定运行周期必须进行的、停止运行的全面检验。压力容器和压力管道的修理必须按安全技术规范的要求进行。一般将检验与修理（修理决策的主要依据是定期检验的结论）结合进行，与压力容器和压力管道相关的安全附件的定期校验、定期检修也与定期检验同步进行。 5.更高的安全检修要求 化工设备的管道相互连接，介质具有流动性、带温带压、易燃易爆、有毒有害。一些设备较大、较高，检修时需进入设备内部或登高作业。这些特点决定了进行化工设备检修必须有更高的安全检修要求。设备检修一般应在停车的情况下进行，应将介质排尽。对易燃易爆、有毒有害介质需进行吹除置换、清洗消毒；进入设备内部检修需从设备内部有代表性的部位取样分析，办理相关进塔入罐作业证方可进行检修。登高作业需带安全带，办理登高作业证；在一些有易燃易爆介质的生产现场或设备内部检修时，需对环境空气取样分析，办理动火作业证。生产中对系统的某台设备检修时，必须将其与系统断开，防止相连设备管道中的介质喷出伤人或造成燃爆、中毒事件。 6.化工设备修理决策方式 　 （1）维修规程结合设备实际状况的决策方式。原化工部组织起草了各类化工设备的维护检修规程，对各类化工设备的维护检修制定了日常维护、大中小修周期、检修内容、质量验收标准、检修安全注意事项等等。这就产生了以化工设备维护检修规程为决策依据的修理决策方式。但它的缺点是没有考虑到设备自身质量、设备运行条件和状况、操作和维护检修水平上的差异，严格按规程进行修理决策，会造成修理过剩或修理不足。为此，以化工设备维护检修规程为主要决策依据，由现场技术管理人员、相关管理部门技术人员结合设备状况，对设备大修周期进行调整、共同决策是一种相对科学的修理决策方式。目前大多数化工企业都采用了这种修理决策形式。但实际运作中相关人员的技术素质、责任心、对现场设备的熟悉程度、对设备故障事故发生规律的认识水平等方面的差异，以及出自不同的利益，往往会影响设备的修理的科学决策。 　 （2）依据状态监测的决策方式。状态维修的最大特点是，完全依据设备的运行效能、运行状态来确定设备的维护检修周期和检修内容。其实质是：在全面掌握设备状况的基础上，根据设备故障发生发展规律，选择最恰当的时机，对设备实施有的放矢的修理。这无疑是一种科学的修理方式，这需要大量资金的投入和做大量的基础研究才能得以实现。这也许是这种决策方式目前难以推广的原因。 化工企业压力容器由于有国家的强制性定期检验要求，检验工作开展得较早较好，随着人们对压力容器故障和事故发生发展规律认识的深入，许多化工企业压力容器的修理决策，基本做到了以定期检验结论为主要依据，可以说正在或基本形成了压力容器的状态监测决策模式。 （3）按规程结合实际加状态监测的组合方式。目前一些大型化工企业，一方面在总系统中选择一些大型、关键、贵重、出现故障事故对生产影响、危害性大的设备进行状态监测，另一方面对大多数设备按检验规程结合设备实际状况进行修理决策，尽可能使修理决策科学化。 二、检修与安全 对于石化装置长周期运行中存在的标准老化的突出问题。中国石化有关部门与国家部委接洽，或参与修改涉及石化行业安全生产标准制定，为所属企业在安全基础上保证装置“安稳长满优”运行，扫除了很多因法规陈旧形成的“硬门槛”。在役安全阀危险性研究等一批新成果为国家相关法规更新提供了准确的基础数据和决策依据。同时，“十五”期间，中国石化在安全生产技术研发方面完成立项近百项，在生产领域成功研制投用新型安全仪器、仪表和消防药剂达50多种，有力地保证了企业装置的长周期安全生产。 针对危化品品种多、从业单位多的特点，对企业的安全评估是监管的重点。通过评估摸清企业安全生产状况，以便进行分类排队、分类指导，加强监管工作的针对性。