【正文】 碳鋼做罐殼內(nèi)襯非金屬較合適 。 碳鋼的機(jī)械強(qiáng)度高、質(zhì)韌，焊接性能好，但稀硫酸腐蝕嚴(yán)重，故也不能采用。 例： 某磷肥廠需設(shè)計(jì)一個(gè) 40m3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。 （ 2）承受剛度控制的設(shè)備，不宜采用高強(qiáng)度材料。 !同時(shí)考慮正常生產(chǎn)、停車、空料、內(nèi)填料等的實(shí)際情況。 2 壓力容器承壓件用普通碳鋼鋼板的適用范圍： 鋼板牌號 使用溫度 ℃ 設(shè)計(jì)壓力 MPa 殼體厚度 mm 其他限制 Q235B 0～ 350 ≤ ≤20 不得用于高度毒性和極度危害介質(zhì) Q235C 0～ 400 ≤ ≤30 。 選材一般原則 ： 1 壓力容器用鋼材應(yīng)符合 GB1501998《 鋼制壓力容器》的要求，設(shè)計(jì)壓力不大于 35MPa。 3）種類和用量要經(jīng)試驗(yàn)確定。 注意！ 1）不影響產(chǎn)品（介質(zhì)）質(zhì)量； 2）符合性。 2）陰極保護(hù) ——犧牲陽極保護(hù)。 1） 陽極保護(hù) ——被保護(hù)設(shè)備接直流電源陽極，使金屬表面生成 “ 鈍化膜 ” 。 金屬設(shè)備的防腐措施 1）金屬保護(hù)層 ——電鍍，噴鍍，襯里等。 金屬腐蝕破壞的形式 危險(xiǎn)性較小， 壁厚有保證即可。 ? 在發(fā)生應(yīng)力腐蝕的體系中必須存在拉應(yīng)力 。 裂紋擴(kuò)展應(yīng)力腐蝕： ? 材料應(yīng)力腐蝕對環(huán)境有高度選擇性 。 2）裂紋擴(kuò)展 —— 裂紋尖端為高度應(yīng)力集中區(qū)，出現(xiàn)微電池。 亦稱腐蝕開裂 —— 金屬在腐蝕性介質(zhì)和拉應(yīng)力共同作用下產(chǎn)生的破壞形式。在電化學(xué)行為中，貧鉻帶成為陽極，晶粒成為陰極，形成微電池。 ? 不銹鋼有晶間腐蝕可能： 在 450~850 ℃ 之間，生成 (Cr 腐蝕性介質(zhì)沿晶粒間滲入金屬深處，腐蝕破壞金屬晶粒間的結(jié)合力，使之強(qiáng)度和塑性完全喪失。 三個(gè)環(huán)節(jié)： 發(fā)生電化學(xué)腐蝕必備條件： 1）同一金屬中有不同電位的組織成分或存在不同電位的金屬； 2）陽極和陰極互相連接； 3）陽極和陰極同處在連通的電解液中。 防止：降低碳含量，使其沒有碳化物析出，在鋼中加入合金元素形成穩(wěn)定碳化物，不易與氫反應(yīng)。 第二階段：氫侵蝕 ——發(fā)生化學(xué)反應(yīng)： Fe3C+2H2=3Fe+CH4 危害 ： 1）甲烷在晶界聚集，成為裂紋源； 2）甲烷在鋼材表面鼓泡，降低力學(xué)性能； 3）滲碳體還原為鐵素體，體積減小，產(chǎn)生組織應(yīng)力，促進(jìn)裂紋擴(kuò)展。 （ 2）氫腐蝕 鐵碳合金發(fā)生氫腐蝕的開始溫度和壓力： 壓力 /MPa 溫度 /℃ 壓力 /MPa 溫度 /℃ 3~10 300~280 30~40 220~210 10~20 270~240 40~60 210~200 20~30 230~220 60~80 200~190 第一階段：氫脆 —— 以原子狀態(tài)侵入鋼材內(nèi)部，聚集，使鋼變脆。同時(shí)由于氣體的析出，破壞了鋼表面膜的完整性，使耐蝕性更一步降低。 解決方法：冶煉時(shí)加入鉻，硅或鋁 —— 不起皮鋼 脫碳反應(yīng)： Fe3C+O2=3Fe+CO2 Fe3C+CO2=3Fe+CO Fe3C+H2O=3Fe+CO+H2 ?溫度＞ 700℃ 時(shí) ——脫碳作用 （ 指在高溫氣體作用下，鋼的表面在生產(chǎn)氧化皮的同時(shí)，與氧化膜相連接的金屬表面層發(fā)生滲碳體減少的現(xiàn)象 ） 。 ? 在化工生產(chǎn)中 ， 有很多機(jī)器和設(shè)備是在高溫下操作的 ， 如氨合成塔 、 硫酸氧化爐 、 石油氣制氫轉(zhuǎn)化爐等 ， 金屬在高溫下受蒸汽和氣體作用 ， 發(fā)生金屬高溫氧化及脫碳就是一種高溫下的氣體腐蝕 ，是化工設(shè)備中常見的化學(xué)腐蝕之一 。 ? 特點(diǎn)： 1）腐蝕產(chǎn)物在金屬表面； 2）腐蝕過程中無電流產(chǎn)生。 按腐蝕深度評定金屬的耐腐蝕性能有三級標(biāo)準(zhǔn) ， 見表 126。h）； m0腐蝕前試件的質(zhì)量， g； m1腐蝕后試件的質(zhì)量， g； F試件與腐蝕介質(zhì)接觸的面積， m2； t腐蝕作用的時(shí)間， h。 當(dāng)測定試件在腐蝕前后質(zhì)量減少之后，可用下式表示腐蝕速度。 2） 腐蝕深度評定法 ——用每年金屬厚度的減少量表示腐蝕速度。按照腐蝕反應(yīng)進(jìn)行的方式，金屬的腐蝕可分為 化學(xué)腐蝕與 電化學(xué)腐蝕 兩類。 化工設(shè)備的腐蝕及防腐措施 ?腐蝕 金屬材料表面由于受到周圍介質(zhì)的作用而發(fā)生狀態(tài)變化，從而使金屬材料遭受破壞的現(xiàn)象稱為腐蝕 。 特點(diǎn)： 1）較高的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的導(dǎo)熱性，熱膨脹系數(shù)小，耐溫度急變性好； 2）不污染介質(zhì)； 3）加工性能好，相對密度?。? 4）力學(xué)性能較低，性脆。 涂料利用率高 ， 容易進(jìn)行機(jī)械化 、 自動化的大型生產(chǎn) ， 減少溶劑和涂料的揮發(fā)和飛濺 ，涂膜質(zhì)量穩(wěn)定 。 涂層較薄容易脫落 ， 應(yīng)用受到了限制 。 環(huán)氧玻璃鋼 （ 常用 ） 、 酚醛玻璃鋼 （ 耐酸性好 ） 、 呋喃玻璃鋼 （ 耐腐蝕性好 ） 、 聚酯玻璃鋼 （ 施工方便 ） 等 。 具有優(yōu)良的耐腐蝕性能 ， 強(qiáng)度高和良好的工藝性能 ， 是一種新型非金屬材料 。 （ 5） 玻璃鋼 又稱玻璃纖維增強(qiáng)塑料 。 有良好的自潤滑性 ， 還可以用作無油潤滑壓縮機(jī)的活塞環(huán) 。 甚至超過貴重金屬金和銀 ， 有 塑料王 之稱 。 這種塑料性質(zhì)較脆 、 沖擊韌性較低 。 （ 2） 聚乙烯 （ PE） 塑料 在室溫下 ， 除硝酸外 ， 對各種酸 、 堿鹽溶液均穩(wěn)定 ， 對氫氟酸特別穩(wěn)定 。 常用材料： 硬聚氯乙烯塑料 聚乙烯塑料 耐酸酚醛塑料 聚四氟乙烯塑料 玻璃鋼 （ 1） 硬聚氯乙烯 （ PVC） 塑料 使用溫度為 10～ +55℃ 。 有機(jī)非金屬材料 1. 工程塑料 高分子合成樹脂 + 填料 ——提高力學(xué)性能； 增塑劑 ——降低硬度和脆性； 穩(wěn)定劑 ——延緩老化； 固化劑 ——加快固化速度。 有耐腐蝕性 、 清潔 、 透明 、 阻力小 、 價(jià)格低等特點(diǎn) ， 但質(zhì)脆 、 耐溫度急變性差 ， 不耐沖擊和振動 。 鑄石除對氫氟酸和熔融堿不耐腐蝕外 ，對各種酸 、 堿 、 鹽都具有良好的耐腐蝕性能 。 用場：搪瓷設(shè)備 ， 如反應(yīng)釜 、 儲罐 、 換熱器 、 塔 、 閥門等 。 使用溫度為 30℃ ～ 270℃ 。 熱導(dǎo)率不到鋼的 1/4，熱膨脹系數(shù)大 。 用場：化工陶瓷設(shè)備及管道，管件等。 非金屬材料分為 無機(jī)非金屬材料 （ 陶瓷 、 搪瓷 、 巖石 、 玻璃等 ） 及 有機(jī)非金屬材料 （ 塑料 、 涂料 、 橡膠等 ）及近 20～ 30年來發(fā)展的復(fù)合材料（ 玻璃鋼 、 不透性石墨等 ） 。 用場：航空工業(yè)，化學(xué)工業(yè)。 用場：泵殼，軸承，渦輪，閥門等。 銅含量 % 代號 常用材料：錫青銅（銅錫合金） ——鑄造青銅用場較多 。 特性：鑄造性能好；較高的力學(xué)性能；易切削加工；可焊接；耐蝕性較好；有應(yīng)力腐蝕開裂傾向。 常用材料： T2， T3， T4， TUP（用磷脫氧的無氧純銅）。 ： 銅及其合金 （紫銅） 特性： 1）塑性好，導(dǎo)電性好，導(dǎo)熱好； 2）低溫下保持較高塑性和沖擊韌性； 3）耐低濃度酸。 2） 鑄造鋁 —— ZL（泵，閥門，離心機(jī)等） —— 由鋁錳系或鋁鎂組成的鋁合金。不產(chǎn)生火花； 3）塑性高，強(qiáng)度低； 4）易冷加工，可焊，可鑄； 5）耐低溫； 6）一定的耐腐蝕性； 7）不污染食物。 鋼坯鍛壓成型 鍛鋼 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。 4）鑄鋼和鍛鋼 鋼水鑄造成型 鑄鋼。 如 1吋 ,1/4吋 ,3/4吋等。 ※ 有縫鋼管 由板卷焊接而成。F、0 1 20等 。如 15Mn26Al4。 如 16MnDR， 09MnNiDR等。 ? 普通碳鋼在低溫下（ 20℃ 以下 ）變脆，沖擊韌性顯著下降。 Al,Si—提高 高溫抗氧化性 ，本身生成致密的氧化膜。 Ni—形成 奧氏體組織 ，提高高溫強(qiáng)度和耐腐蝕性。 元素 Cr—提高 抗氧化 性，強(qiáng)化并穩(wěn)定金相組織。 ＋ Cr、 Mo、V、 Ti 熱強(qiáng)鋼 —— 抗蠕變，有一定抗氧化能力。 ② 熱強(qiáng)性 。 ＋ Cr、 Al、 Si 抗氧化鋼 —— 抗高溫氧化，強(qiáng)度不高。 —— 抵抗高溫氣體（ O H2S、SO2 等）腐蝕的能力。 ——碳鋼在高溫下強(qiáng)度和抗氧化性均下降。 碳鋼使用溫度一般在 400℃ 以下。 耐熱鋼 ? 高溫環(huán)境 原油加熱、裂解、催化等。 ！不能反復(fù)施焊，否則必須進(jìn)行熱處理 。 ② 力學(xué)性能優(yōu)異 。 ? 組織特征 ： C、 Cr、 Ni固溶于奧氏體晶格中，是 單一的奧氏體組織 。 2）鉻鎳不銹鋼 ? 常用鉻鎳不銹鋼型號 :0Cr18Ni9 0Cr18Ni10Ti 式中 0含碳量的 千分?jǐn)?shù) ；（見表 15） Cr18含鉻量 18%左右； Ni9含鎳量 9%左右。 ——能提高鋼的淬透性，顯著提高鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，而塑性、韌性降低。 鉻的作用： ——能提高耐腐蝕性能 。 ◎ 性能特點(diǎn) ： ? 碳的作用 與鉻生成碳化鉻(Cr23C6)， 消耗大量的鉻 。 ◎組織成分：鉻固溶于鐵素體的晶格中形成固溶體。 常用品種： 1）鉻不銹鋼 如 1Cr13, 2Cr13, 0Cr13等。 16MnR， 15MnVR， 15MnVNbR， 18MnMoNbR。 容器鋼 ——（ GB1501998 《 鋼制壓力容器 》 推薦） Q235B， Q235C。 ： 1）較高的強(qiáng)度； 2）良好的塑性、韌性和冷彎性能； 3）較低的缺口敏感性； 4）良好的焊接性能和其他工藝性能； 5）良好的冶金質(zhì)量。 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 鍋爐鋼和容器鋼 ： 鍋爐：中溫或高溫；中壓或高壓。 ： 廣泛用于造船，壓力容器，橋梁，高壓鍋爐，汽車，礦山機(jī)械，農(nóng)業(yè)機(jī)械等。 2. 相對于碳素鋼，其性能特點(diǎn)： ※ 強(qiáng)度提高； ※ 耐腐蝕性能提高； ※ 低溫性能提高。 稀土元素 提高強(qiáng)度，改善塑性、低溫脆性、耐腐蝕性及焊接性能。 鈦 強(qiáng)脫氧劑，可提高強(qiáng)度、細(xì)化晶粒，提高韌性，減小鑄錠縮孔和焊縫裂紋等傾向。 釩 于固溶體中提高高溫強(qiáng)度，細(xì)化晶粒，提高淬透性。 鉬 提高高溫強(qiáng)度、硬度、細(xì)化晶粒、防止回火脆性。 提高抗氧化性和耐熱性 ， 對抵抗 H2S介質(zhì)腐蝕有良好作用 。 硅含量增高會降低鋼的塑性和沖擊韌性 。 鎳被廣泛應(yīng)用于不銹耐酸鋼和耐熱鋼中 。 提高耐腐蝕性和低溫沖擊韌性 。