【正文】 第一篇：過程裝備與控制工程專業(yè)英語翻譯(部分)Unit 16 壓力容器及其部件壓力容器時不泄露的容器。它們有各種尺寸。最小的直徑不到一英寸，最大的直徑能達到150英尺甚至更大。某些是埋在地下或海洋深處，多數(shù)是安放在地上或支撐在平臺上，還有一些實際上是在航天飛行器中的貯槽和液壓裝置中。由于內(nèi)部壓力，容器被設(shè)計成各種形狀和尺寸。內(nèi)部的壓力可能低到1英寸，水的表面壓力可能達到300000多磅。普通的單層表面建筑壓力是15到5000磅，雖然有很多容器的設(shè)計壓力高出或低于這個范圍。ASME鍋爐和壓力標(biāo)準(zhǔn)中第八卷第一節(jié)指定一個范圍從15磅在底部到上限，然而，內(nèi)部壓力在3000磅以上，ASME標(biāo)準(zhǔn)，第八卷第一節(jié)，指出考慮特殊設(shè)計的情況是必要的。壓力容器的典型部件描述如下：圓柱殼體在石化工業(yè)中對于結(jié)構(gòu)壓力容器圓柱殼體是經(jīng)常被用到的，它是很容易制造、安裝并且維修很經(jīng)濟。雖然在一些場合應(yīng)用載荷和外壓控制，要求的厚度通常由內(nèi)壓決定。其他因素如熱應(yīng)力和不連續(xù)壓力可能有要求厚度決定。成型的封頭許多的端封頭和過度部分有設(shè)計工程師選擇。用一種結(jié)構(gòu)相對另一種依靠很多因素，如成型方法、材料成本、和空間限。一些經(jīng)常應(yīng)用的成型封頭是：帶凸緣的封頭 這些封頭通常在較低壓力的壓力設(shè)備中，例如汽油罐和鍋爐。有些也應(yīng)用在較高壓力的但是較小直徑的設(shè)備中。設(shè)計和結(jié)構(gòu)的許多細(xì)節(jié)在ASME標(biāo)準(zhǔn)，第八卷第一節(jié)中給出。半球形封頭通常，在一個給定溫度和壓力下半球形的要求厚度是相同直徑和材料圓柱殼體的一半。假如我們用鎳和鈦昂貴的合金建造實心或覆蓋形半球形封頭，這樣是很經(jīng)濟的。假如使用碳鋼，然而，由于這高價的制造費用就不比凸緣形和碟形的封頭經(jīng)濟。半球形封頭經(jīng)常通過部分三角形結(jié)構(gòu)加工，也可以通過旋轉(zhuǎn)法或施壓法加工。由于半球形封頭比與它們連接的圓柱殼體薄，所以在封頭與殼體連接區(qū)域必須是等高的，以便減小不連續(xù)區(qū)域的影響。橢圓與準(zhǔn)球形封頭這樣的封頭是十分普遍的在壓力容器中。它們的厚度與連接殼體是一樣的。這就簡化了焊接安裝的工作。因此，由于這邊意外的區(qū)域所需的厚度小于封頭的實際厚度，多余的部分就可以用于這些區(qū)域內(nèi)接管的補強。許多工廠都可以提供不同直徑和厚度的封頭而且在價格上有很強的競爭力。錐型和準(zhǔn)錐形封頭這些封頭在漏斗型和塔容器中作為底部封頭應(yīng)用，而且它們也可用做不同圓柱直徑的過渡區(qū)域。由于在鏈接區(qū)不平衡應(yīng)力，這圓錐到圓柱的鏈接區(qū)必須考慮成圓錐形設(shè)計的一部分。因為較大的力，ASME標(biāo)準(zhǔn)，八卷一節(jié)中，規(guī)定當(dāng)錐形內(nèi)部施加壓力頂角限制成小于30度。盲板，覆蓋版，和法蘭一個較為普遍形式的壓力容器封頭是無支撐的扁平封頭或覆板。這可能由完整殼體組成或由殼體焊接而成，可能由螺栓或快速開關(guān)裝置連接而成。可能是圓形、方形、矩形或其他形狀。螺栓被安裝應(yīng)用墊圈的地方的扁平封頭稱為盲板。通常，盲板被連接在兩個邊緣區(qū)之間放一個墊圈的容器封頭上。雖然扁平的封頭可能是圓形或非圓形的，但是它們有均勻的厚度。開口和接管所有的工藝容器都需要有輸入和輸出的物料。對于一些容器，物料是大量的或內(nèi)部經(jīng)常變化的，通常是通過連接的整個封頭或一部分來給開一個較大的通道。然而，對于大多數(shù)容器，物料的進口與出口通過與管道相連接的封頭或殼體的開口。另外還有一些開口還是需要的，例如方便人進入的人孔。對以一些從外面檢測容器的手孔的開口也是必要的。另外一些清理容器的和排水口也必須有。這些開口不總是有一個接管被安裝在開口。有時閉口有一個人孔蓋或或手孔蓋直接被焊接或用螺栓連接在容器上。支撐大多數(shù)直立容器由裙座支撐。由于它們傳遞剪切力所以裙座是經(jīng)濟的。它們總是通過地腳螺栓和軸承板把力傳遞到地基上。支腳容器是較輕的并且支腳到容器的底部提供較容易的通道。一個經(jīng)濟的設(shè)計是支腳直接連在容器上并且力是由剪切產(chǎn)生的。水平容器通常由鞍座支撐。由于殼體太薄有時加強環(huán)可能被用把力傳遞到鞍座上。熱膨脹問題應(yīng)該被考慮。Unit 17壓力容器的設(shè)計容器的選擇雖然很多因素決定著容器的選擇，但是影響選擇的兩個基本要求是安全和經(jīng)濟。許多內(nèi)容都被考慮，像材料的可獲取性，抗腐蝕能力，材料的強度，類型和載荷的大小，安裝的位置包括風(fēng)載荷和地震載荷，制造的地點，容器安裝的方位和在設(shè)備制造地點勞動力的可用性。隨著特殊壓力容器在石油化工和其他工業(yè)的廣泛應(yīng)用，恰當(dāng)材料的應(yīng)用很快變成一個主要問題。對于容器的最主要的材料是碳鋼。許多其他特殊材料也被應(yīng)用在抗腐蝕或者儲存液體材料的性質(zhì)不衰減的能力方面。材料的替代十分廣泛并且覆蓋層和涂層被廣泛應(yīng)用。設(shè)計工程師必須與過程工程師進行交流為的是所有備用材料歸因于容器的整體完整性。對于這些容器要求野外安裝與在現(xiàn)場建造的相比，盡管容器制造的不利條件，但是在焊接處的質(zhì)量安全必須保證。對射線探傷，應(yīng)力消除，和其他在野外的操作預(yù)測必須建立。對于那些在低溫環(huán)境下運行或盛裝液體的容器，必須注意保證材料在低溫下的抗擊能力。為了滿足性能容器可能要求高合金鋼，有色金屬，或一些特別的高溫要求。那種壓力容器標(biāo)注被應(yīng)用首先考慮的是是否有一項標(biāo)準(zhǔn)在安裝方面。如果有就按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進行。如果管轄部門已經(jīng)決定采用ASME規(guī)范的第八篇，那么需要確定的只是選用第一分篇還是第二分篇。有很多操作需要用第一分篇而不是第二分篇，但是底線是經(jīng)濟的情況下。第一分篇用近似的公式，圖表，和曲線圖在簡單的計算。第二分篇，在另一方面，用復(fù)雜的公式、圖表、在壓力報告中必須被描述的分析設(shè)計方法。有時，由于對按第一分篇設(shè)計的容器在最低要求之外又增加了許多附加要求，因此按第二分篇設(shè)計選取較高的需用應(yīng)力可能更為經(jīng)濟。特殊的設(shè)計要求在所有單元增加標(biāo)準(zhǔn)信息，像壓力、設(shè)計溫度、形狀和尺寸，其他的信息內(nèi)容也是必要的并且必須被記錄下來。腐蝕和侵蝕量被給并且一個合適的材料和保護方法必須被記錄。液體的類型必須被包含，像致命因子，必須被提到由于要求的特殊設(shè)計細(xì)節(jié)。支撐位置，水平或豎直，并且支撐點像來自支撐容器和管子的力一樣必須被記錄。坐落位置也得給出一邊風(fēng)、雪、地震的要求可能被確定。沖擊力和周期要求也要包括。對于ASME標(biāo)準(zhǔn)，第八篇第二分篇，是否作為疲勞分析的說明已經(jīng)通過AD160給出。如果疲勞分析被要求，這個特殊的周期和力也被給出。另外，設(shè)計說明書指出是否包括恒力或瞬時力。需用壓力包含很多種形式的力設(shè)計報告和計算ASME標(biāo)準(zhǔn)，第八篇第二分篇，規(guī)定一種正式形式的帶有假設(shè)設(shè)計報告在使用說明書中在壓力分析計算方面。這些計算被準(zhǔn)備和鑒定由一個專業(yè)的工程師在壓力容器的設(shè)計試驗中。如同用戶設(shè)計條件一樣，制造商的設(shè)計報告以及有關(guān)制造廠數(shù)據(jù)報告的證書嗾使強制性的。這有制造廠保存成文件保存五年。材料的說明書所有的標(biāo)準(zhǔn)都有材料的詳細(xì)說明書和要求用于描述哪種材料是允許的。被允許的這些材料特殊的標(biāo)準(zhǔn)被列出或被限制在被允許的應(yīng)力值范圍內(nèi)。根據(jù)這個章程和標(biāo)準(zhǔn)，對于一個特殊進程的容器的許用材料是被規(guī)定的。例如，僅SA與SB的標(biāo)準(zhǔn)材料可能用在ASME鍋爐和壓力容器制造中。安全因素為了提供一個設(shè)計與實際公式的差距，那個被建立在復(fù)雜的理論與不同失效模式下，實際的設(shè)計公式應(yīng)用在減小厚度和壓力水準(zhǔn)，一種安全因素被應(yīng)用在多種材料性能，這種性能決定著許用應(yīng)力。安全因素直接與理論和失敗模型、沒中規(guī)定的特殊設(shè)計要求和被確定和估計的多種真實壓力水準(zhǔn)的程度有關(guān)?？v觀世界，多種安全因素被用在材料的壽命上去建立鍋爐、壓力容器和管子的設(shè)計許用壓力。對于這個溫度變化到建立許用壓力的緩慢破壞的溫度，這所有建立的許用壓力是在屈服強度的基礎(chǔ)上的。在許多國家，一種因素被應(yīng)用在經(jīng)過許多次試驗而建立起來的一系列數(shù)據(jù)上。在其他國家，數(shù)據(jù)是由低的屈服強度和高的屈服強度決定的。在另外的一些國家，對于設(shè)計部件這真正的數(shù)據(jù)是由多次測試而確定的。部分的設(shè)計歸因于設(shè)計的公式。并不是所有國家用極限抗拉強度作為確定許用應(yīng)力的標(biāo)準(zhǔn)。Unit 19換熱器的種類換熱器起初是為了在熱流和冷流中傳熱。對兩種冷熱流體一般有單獨的通道，一般是連續(xù)性操作。最通用的換熱器是殼管式換熱器。但是不同種類板式和其他形式是有價值的和經(jīng)濟競爭能力。雖然一些其他形式也被討論，但是接下來大部分都在討論殼管式的。起初是因為它們的重要性也是應(yīng)為他們在文獻中由較完整的記載。因襲它們可以以一種適當(dāng)過程的準(zhǔn)確標(biāo)準(zhǔn)被設(shè)計。其他類型的基本上市帶有專利性的，并且多數(shù)必須有他們的制造廠來進行工藝設(shè)計。板框式換熱器板框式換熱器是在一個結(jié)構(gòu)上壓緊波紋板的裝配體。圍在邊緣的夠槽中密封墊片含有液體，并且控制板間液體的流入與流出空間。緊密的縫隙和波紋的板框換熱器，在兩側(cè)的上部達到了管殼式換熱器的幾倍，而且板框式換熱器的污垢系數(shù)較小。換熱表面對于清掃的容易性德爾板框式換熱器特別適用于污垢設(shè)備，也適用于衛(wèi)生要求較高的行業(yè)，比如制藥和食品工業(yè)，受到可能的墊圈式的密封材料性能的影響，一般最高壓力值為300 psig，最高溫度為400 0F.。由于較少氣液制造板框式換熱器，大多數(shù)關(guān)于板框式換熱器的工藝設(shè)計資料到有專利性，但也許提供給負(fù)責(zé)的工程師。摩擦飲食和熱傳遞系數(shù)碎著班的空間和波紋的種類變化。泵花費的每個熱傳遞單元比殼管式設(shè)備低。用純鋼制造板框式換熱器的費用是管殼式的50~70%。螺旋型換熱器在螺旋形換熱設(shè)備中，熱流進入螺旋單元的中心，并且流到邊緣。冷流體是逆流的。在邊緣進入并在中心位置流出。在兩邊熱傳遞系數(shù)較高。由于真正的逆流形式?jīng)]有原來形式的溫差，這些因素可能導(dǎo)致表面要求20%或更小的殼管式換熱器。螺線形式對于中等壓力的高粘性流體比較適合。翹片式換熱器翹片式換熱器首先被應(yīng)用在油氣設(shè)備中。典型的翹片式換熱器在單位體積上有1200平方米的表面積，～ mm，～ mm,片的密度是230～700片每米。在單位體積上翹片式換熱器是殼管式換熱器的4倍。翹片式換熱器的操作壓力設(shè)計為80atm。因為翹片式換熱器之間的間距小，所以不適合易堵塞的設(shè)備。從商業(yè)上說，翹片式換熱器適用于低溫設(shè)備，也是用于與汽輪機相關(guān)的高溫恢復(fù)設(shè)備。對于動力設(shè)備來說，比如在有發(fā)動機的交通工具中，翹片式換熱器有結(jié)構(gòu)緊湊和質(zhì)量輕的優(yōu)點。錯流和逆流的任何排列形式都是可行的，并且在同一設(shè)備中可以安排三種或三種以上的流束，壓力下降、熱交換關(guān)系的設(shè)計其他方面被很好的記載?？諝饫鋮s器這種設(shè)備是指由流體流過翹片式的管道，并且有風(fēng)扇冷卻的空氣通過管道?？紤]空氣冷卻器的經(jīng)濟性，可以允許流體與周圍空氣和出口的溫差為25~40濟上不分上下。套管式換熱器套管式換熱器是由一個尺寸比較大的和中間一個尺寸比較小的中央管通過塑料密封套連接而成。直線長度被限制在20 ft，否則中心管將下沉并且使環(huán)面的分配空間較小。一般情況，高溫、高壓、高密度和腐蝕性的液體放在內(nèi)管上，較小要求的液體被放在外側(cè)管子上。當(dāng)在處理石油脫蠟和液體結(jié)晶時，內(nèi)表面上應(yīng)該提供刮刀。在環(huán)狀的空間上，軸向翹片可以改善氣體和粘性流體的熱交換效率。假如應(yīng)用較大的熱交換表面。套管可以排布堆積起來，也可以應(yīng)用平行方式。這些套管式換熱器已經(jīng)逐漸被管殼式換熱器所取代。在以下情況下，是值得考慮的。（1）當(dāng)殼側(cè)系數(shù)比管側(cè)系數(shù)一樣小時，這時殼側(cè)系數(shù)可以與管側(cè)相比了（2）我們可以在套管式換熱器中采用真正意義上的逆流來代替，因為溫度較高需要多個套管單元。0F。蕩船熱效率超過每小時1千萬英熱時單位時，空氣冷卻器與水滿足要求且供應(yīng)量充足時，與水冷在經(jīng)（3）在與大直徑殼體相比，我們的環(huán)裝空間是使用較高壓力來滿足經(jīng)濟性能（4）而與開放式殼體換熱器相比，當(dāng)我們的換熱器表面僅僅是100 ~ 200sqft時，我們套管式換熱器有較高的經(jīng)濟性殼管換熱器這種換熱器將在以后幾章討論。21泵1．介紹泵是提出，轉(zhuǎn)移或壓縮液體和氣體的設(shè)備。下面介紹四種類型的泵。在所有的這些中，我們一步步采取措施防止氣蝕，氣蝕將減少流量并且破壞泵的結(jié)構(gòu)。用來處理氣體和蒸汽的泵稱為壓縮機，研究流體的運動的科學(xué)成為流體動力學(xué)。水泵是用管子或其他機械把水從一個地方傳到另一個地方。水泵的操作壓力從一磅到一萬磅每平方英尺。日常生活中，泵是很多的，有用于在魚池和噴泉使水循環(huán)和向水中充氣的電泵，還有用于從住宅處把水引走的污水泵?，F(xiàn)在，兩種典型的排水泵是容積泵和離心泵。容積泵通過由真空產(chǎn)生的吸力把水引到一個緊湊的地方。這種類型泵的一個實例就是提升或壓力泵，在20世紀(jì)中葉美國農(nóng)村普遍使用。提升泵的操作是通過一個與被管子包住的活塞手柄來進行的。當(dāng)我們提升活塞時在管子下部產(chǎn)生一個局部的真空，這樣我們就用管子從下面的取水，并且送到泵的一個空間。當(dāng)水被泵吸入時，單向閥關(guān)閉，阻止水流回到井下。接著泵的活塞吸入更多的水進入泵的膛體中。這樣最后形成溢流，水從管口處流出。而離心泵時使用了一種螺旋推進器，旋轉(zhuǎn)時使水流動，而且推進器的切片是在泵送水時侵入水中的。而且，當(dāng)推進器旋轉(zhuǎn)時，水進入位于刃片的軸部的間隙并且以很高的壓力甩向底部。與它類似，離心泵的早期形式，螺桿泵，通過一個管子螺絲釘?shù)慕M成，當(dāng)旋轉(zhuǎn)時，把水提升上去。螺旋泵經(jīng)常用在污水處理廠中，因為他們可以運輸大量的水，而不會因為碎片而堵塞。在遠(yuǎn)古的中東，因為對農(nóng)場進行灌溉的需求，所以有一種強大的動力去推進水泵的進程。在這些區(qū)域里，早期的泵是為了將水一桶一桶的從水源或河渠中提升到容器中。古希臘的發(fā)明家和數(shù)學(xué)家的阿基米德泵認(rèn)為是公元前3世紀(jì)首先提出螺旋泵的發(fā)明家。之后，古希臘發(fā)明家發(fā)明了第一個提水泵。在十七世紀(jì)末和十八世紀(jì)初，英國的工程師Thomas Savory，法國的物理學(xué)家Denis Pa]pin，和英國的鐵匠和發(fā)明家Tomas Newen,它們發(fā)明了用蒸汽驅(qū)動活塞的水泵。蒸汽驅(qū)動的水泵首先廣泛的被應(yīng)用在從煤礦往外輸水過程中。現(xiàn)在離心泵使用的例子，可以是在哥倫比亞河上使用的大古利水壩。這個泵有超過灌溉一百萬英畝的土地能力。往復(fù)泵有一個在圓筒中上下移動的活塞，可以使水規(guī)則的流入或流出圓筒。這些泵可以是單作用的，也可以是雙作用的。在單作用的泵中，泵的作用僅僅發(fā)生在活塞的一側(cè)，典型的例子就是升液泵。在升液泵中，活塞通過手上下移動。在雙作用的水泵中，泵的作用發(fā)生在活塞的兩側(cè)，比如說電動的或氣動的鍋爐給水泵，水以高壓通過蒸汽鍋爐供給。這些泵可以是單級的也可以是多級的。多級的往復(fù)泵的泵系列有多個剛體。離心泵離心泵被認(rèn)為是旋轉(zhuǎn)泵，它是有一個旋轉(zhuǎn)地葉輪，也有刃片，刃片是侵入液體中。液體也是由葉輪軸向進入泵，并且旋轉(zhuǎn)的葉輪將液體甩向葉片根部。同時葉