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1、化工机器与设备化工机器与设备员员工工培培训训化工设备材料与防腐化工设备材料与防腐从真空到高压从真空到高压化工设备选材化工设备选材操作条件的限制操作条件的限制压力压力温度温度介质介质从低温到高温从低温到高温腐腐蚀蚀性性、易易燃燃易易爆爆、有毒甚至剧毒有毒甚至剧毒制造条件的限制制造条件的限制设备在制造过程中，要经过各种冷、热加工，例如下料、设备在制造过程中，要经过各种冷、热加工，例如下料、卷板、焊接、热处理等，要求材料的加工性能要好。卷板、焊接、热处理等，要求材料的加工性能要好。第一节第一节化工设备常用材料化工设备常用材料3金属金属黑色金属黑色金属铸铁铸铁钢钢碳钢碳钢合金钢合金钢有色金属有色金属非
2、金属非金属材料材料有机非金属有机非金属无机非金属无机非金属常用化工材料常用化工材料AI、Cu、Ti、Ni等等4力学性能（机械性能）力学性能（机械性能）物理性能物理性能化学性能化学性能加工工艺性能加工工艺性能一、材料的性能一、材料的性能5http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ 材料的力学性能（机械性能）包括：材料的力学性能（机械性能）包括：力学性能力学性能强度强度刚度刚度稳定性稳定性塑性塑性韧性韧性硬度硬度6密度密度熔点熔点线膨胀系数线膨胀系数导热性、导电性导热性、导电性物理性能物理性能7指材料在所处介质中的化学稳定性。指材料在所处介质中的化学稳定性。耐腐蚀性耐腐蚀
3、性：金属和合金对周围介质，如大气、水汽、各种电解液侵蚀金属和合金对周围介质，如大气、水汽、各种电解液侵蚀的抵抗能力。（化学腐蚀、电化学腐蚀）的抵抗能力。（化学腐蚀、电化学腐蚀）抗氧化性抗氧化性：在高温下，钢铁不仅有自由氧的氧化腐蚀过程，还会与水在高温下，钢铁不仅有自由氧的氧化腐蚀过程，还会与水蒸气，蒸气，CO2、SO2等气体产生高温氧化与脱碳作用，使钢的等气体产生高温氧化与脱碳作用，使钢的力学性能下降，因此，高温设备必须选用耐热材料。力学性能下降，因此，高温设备必须选用耐热材料。化学性能化学性能8可铸性可铸性：指金属材料能用铸造的方法获得合格铸件的性指金属材料能用铸造的方法获得合格铸件的性能。
4、能。灰铸铁和青铜铸造性好；灰铸铁和青铜铸造性好；可锻性可锻性：指金属承受压力加工（锻造）而变形的能力。指金属承受压力加工（锻造）而变形的能力。低碳钢的可锻性好，铸铁不能锻压加工；低碳钢的可锻性好，铸铁不能锻压加工；可焊性可焊性：指能用焊接方法使两块金属牢固地连接，且不指能用焊接方法使两块金属牢固地连接，且不发生裂纹，具有与母材相当的强度的熔焊性能。发生裂纹，具有与母材相当的强度的熔焊性能。低碳钢的低碳钢的可焊性很好；可焊性很好；切削加工性切削加工性：指金属是否易于切削指金属是否易于切削。灰铸铁的切削性很。灰铸铁的切削性很好，低碳钢也有较好的切削加工性。好，低碳钢也有较好的切削加工性。加工工艺性
5、加工工艺性9（一）分类（一）分类金属金属黑色金属（钢铁）黑色金属（钢铁）生铁生铁钢钢碳钢碳钢合金钢合金钢有色金属：有色金属：二、二、金属材料的分类与牌号金属材料的分类与牌号铜、铝、铅、钛及其合金铜、铝、铅、钛及其合金炼钢生铁炼钢生铁铸造生铁铸造生铁合金生铁合金生铁10碳钢：含碳碳钢：含碳2.11%铸铁：含碳铸铁：含碳2.11%铁与碳组成的合金铁与碳组成的合金铁碳合金铁碳合金含碳含碳0.02时称工业纯铁，其冶炼困难，价格时称工业纯铁，其冶炼困难，价格昂贵，塑性很好，但强度很低，一般不用。昂贵，塑性很好，但强度很低，一般不用。工业常用铁碳合金。工业常用铁碳合金。钢铁钢铁铁碳合金铁碳合金11低碳钢低
6、碳钢按含碳量按含碳量 高碳钢高碳钢 镇静钢：镇静钢：Z 按脱氧方式按脱氧方式 半镇静钢：半镇静钢：b 普通碳素钢普通碳素钢按品质按品质 高级优质碳素钢高级优质碳素钢中碳钢中碳钢沸腾钢：沸腾钢：F优质碳素钢优质碳素钢随着含碳量的增加，随着含碳量的增加，钢的强度硬度增加，钢的强度硬度增加，而塑性韧性降低。而塑性韧性降低。镇静钢，脱氧完全，镇静钢，脱氧完全，钢锭组织致密，质量钢锭组织致密，质量好。好。优质钢，优质钢，S S、P P杂质含杂质含量低，质量好。量低，质量好。碳钢的分类碳钢的分类12（二）钢的牌号与表示方法（二）钢的牌号与表示方法钢的牌号简称钢号，是对每一种具体钢产品所取的名称，钢的牌号简
7、称钢号，是对每一种具体钢产品所取的名称，是人们了解钢的一种共同语言。是人们了解钢的一种共同语言。国家标准国家标准钢铁产品牌号表示方法钢铁产品牌号表示方法（GB221-79）中规）中规定：我国钢号采用汉语拼音字母、化学元素符号及阿拉定：我国钢号采用汉语拼音字母、化学元素符号及阿拉伯数字相结合的表示方法。伯数字相结合的表示方法。钢号中化学元素采用国际化学符号表示，例如钢号中化学元素采用国际化学符号表示，例如Si，Mn，Cr等。等。产品名称、用途、冶炼和浇注方法等，一般采用汉产品名称、用途、冶炼和浇注方法等，一般采用汉语拼音的缩写字母表示。如语拼音的缩写字母表示。如R、F等。等。钢中主要化学元素含量
8、（钢中主要化学元素含量（%）采用阿拉伯数字表示。）采用阿拉伯数字表示。13（三）碳钢（三）碳钢含碳量含碳量0.02%0.02%2%2%，另外还含有，另外还含有硫、磷、锰、硅等杂质。硫、磷、锰、硅等杂质。常存杂质元素对钢材性能的影响常存杂质元素对钢材性能的影响（1）硫：硫：有害元素，有害元素，“热脆热脆”现象。现象。（2）磷：）磷：有害元素，有害元素，“冷脆冷脆”现象。现象。（3）锰：）锰：有益元素，减少有益元素，减少“热脆热脆”现象。现象。（4）硅：）硅：既有有益的一面，又有有害的一面。既有有益的一面，又有有害的一面。14普通碳素钢有普通碳素钢有Q195、Q215、Q235、Q255及及Q27
9、5五个五个品种十种钢号。品种十种钢号。Q 235A F质量等级为质量等级为A，共分，共分A、B、C、D四级四级屈服极限屈服极限s=235MPa脱氧方式：有脱氧方式：有Z、TZ、F、b四种，四种，其中其中Z和和TZ可省略。可省略。屈屈1.普通碳素结构钢普通碳素结构钢含硫、磷杂质较多，钢的牌号由四部分组成。含硫、磷杂质较多，钢的牌号由四部分组成。15表表1-1碳素结构钢的牌号和化学成分碳素结构钢的牌号和化学成分(GB/T700-1988)牌号牌号等级等级化学成分化学成分脱氧脱氧方法方法w(C)%w(Mn)%w(Si)%w(S)%w(P)%不大于不大于Q1950.06-0.120.25-0.500.
10、300.0500.045F,b,ZQ215A/B0.09-0.150.25-0.550.300.050/0.0450.045F,b,ZQ235A0.14-0.220.30-0.650.300.0500.045F,b,ZB0.12-0.200.30-0.700.300.0450.045F,b,ZC 0.180.35-0.800.300.0400.040ZD 0.170.35-0.800.300.0350.035TZQ255A/B0.18-0.280.40-0.700.300.050/0.0450.045ZQ2750.28-0.380.50-0.800.350.0500.045Z16GB/T700
11、-1988 GB/T700-1988 标准标准 GB700-79 GB700-79 标准标准化学成分和力学性能均须保证化学成分和力学性能均须保证 A A 类钢类钢 保证力学性能，保证力学性能，B B 类钢类钢 保证化学成分，保证化学成分，C C 类钢类钢 保证化学成分及力学性能。保证化学成分及力学性能。Q195 A1；B1Q215 A2；C2Q235 A3；C3Q255 A4；C4Q275 C5碳素结构钢新、老标准钢号对照碳素结构钢新、老标准钢号对照其中其中Q235-A，Q235-B有良好的塑性、韧性及加工工艺性，有良好的塑性、韧性及加工工艺性，为化工容器常用材料。其板材用作低压容器的壳体和零
12、部为化工容器常用材料。其板材用作低压容器的壳体和零部件，棒材和型钢用作螺栓、螺母等。件，棒材和型钢用作螺栓、螺母等。17硫、磷含量较普通碳素钢低。硫、磷含量较普通碳素钢低。牌号：牌号：用两位数字表示，表示平均含碳量的万分数用两位数字表示，表示平均含碳量的万分数。如如45钢，含碳量为钢，含碳量为0.45%左右。左右。有有08、10、15、20、25、30、35、40、45、50、80等。等。2.优质碳素钢优质碳素钢普通含锰量普通含锰量较高含锰量较高含锰量如如45Mn，较高含锰量优质碳素钢。，较高含锰量优质碳素钢。优质钢优质钢18低碳钢低碳钢（含碳（含碳0.25%），如如08、10、15、20、2
13、5；强度低，塑性好，冷冲压和焊接性能好，在石油化工设；强度低，塑性好，冷冲压和焊接性能好，在石油化工设备中广泛应用。常用备中广泛应用。常用20钢，可做壳体、接管。钢，可做壳体、接管。中碳钢中碳钢（含碳量（含碳量0.3%0.60%），如如30、35、40、45、50与与55；综合机械性能良好；综合机械性能良好；常用常用45钢，可做齿轮、钢，可做齿轮、传动轴、搅拌轴、连杆等。传动轴、搅拌轴、连杆等。高碳钢高碳钢（含碳（含碳0.6%），如如60、65、70、80。60、65钢主要用来制造弹簧，钢主要用来制造弹簧，70、80钢用来制造钢丝绳等。钢用来制造钢丝绳等。按含碳量可分为：按含碳量可分为：19优
14、质碳素钢的化学成分和性能优质碳素钢的化学成分和性能钢号钢号化学成分，化学成分，%s ，MPaCMnSiSP08F10203540455060650.05-0.110.07-0.130.17-0.230.32-0.390.37-0.440.42-0.500.47-0.550.57-0.650.62-0.700.25-0.500.35-0.650.35-0.650.50-0.800.50-0.800.50-0.800.50-0.800.50-0.800.50-0.80 0.030.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.
15、370.17-0.370.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.035175205245315335355375400420摘自摘自GB/T699-199920硫、磷含量更低。硫、磷含量更低。表示方法：在优质钢号后面加一个表示方法：在优质钢号后面加一个A字，如字，如20A。4.专用钢材专用钢材压力容器用钢：在钢号后冠以压力容器用钢：在钢号后冠以“R”，如，如20R；锅炉用钢：在钢号后冠以锅炉用钢：在钢号后冠以“g”，如，如20g；桥梁用钢：在钢号后冠以桥梁用钢：在
16、钢号后冠以“Q”焊接气瓶专用钢板：焊接气瓶专用钢板：HP245HP365；3.高级优质钢高级优质钢21铸钢用铸钢用ZG表示，如表示，如ZG25、ZG35等，用于制造各种等，用于制造各种承受重载荷的复杂零件，承受重载荷的复杂零件，如泵壳、阀门、泵叶轮等。如泵壳、阀门、泵叶轮等。锻钢有锻钢有08、10、15、50等牌号。等牌号。石油化工容器石油化工容器用用20、25等制作管板、法兰、顶盖等。等制作管板、法兰、顶盖等。铸钢和锻钢铸钢和锻钢22在碳钢中添加适量的一种或多种合金元素，以改善某些性在碳钢中添加适量的一种或多种合金元素，以改善某些性能得到的钢能得到的钢合金钢。合金钢。常加的合金元素有：铬常加
17、的合金元素有：铬(Cr)，锰，锰(Mn)，镍，镍(Ni)，硅，硅(Si)，钼，钼(Mo)，钒，钒(V)，钛，钛(Ti)，铝，铝(Al)等。等。合金钢的分类合金钢的分类（四）合金钢（四）合金钢低合金钢：合金总含量低合金钢：合金总含量10%按合金元素总含量分：按合金元素总含量分：合金结构钢合金结构钢 低合金结构钢、渗碳钢低合金结构钢、渗碳钢、调质钢、调质钢 等。等。合金工具钢合金工具钢 刃具刃具、模具、量具钢。、模具、量具钢。特殊性能钢特殊性能钢 不锈钢、耐热钢、耐磨钢。不锈钢、耐热钢、耐磨钢。按用途分：按用途分：23在优质碳素钢的基础上加入少量合金元素而成。在优质碳素钢的基础上加入少量合金元素而
18、成。在低合金结构钢中常加入：在低合金结构钢中常加入：Mn、Si、Cr、Mo、V、Cu、P等。等。典型牌号典型牌号：16Mn、16MnR、15MnV、09Mn2V、18MnMoNbR等。等。1.低合金钢（低合金高强钢）低合金钢（低合金高强钢）24新牌号新牌号 如如Q345B、Q345C Q：屈服强度：屈服强度 345345：指屈服极限指屈服极限 S S=345=345MPa C：质量等级，：质量等级，A、B、C、D、E旧钢号旧钢号（仍常用）（仍常用）如如16Mn、16MnR 1616：平均含碳量的万分数，含碳：平均含碳量的万分数，含碳0.16%0.16%左右。左右。Mn：合金锰：合金锰1%1%左
19、右。左右。普通低合金结构钢牌号普通低合金结构钢牌号25钢号钢号旧钢号旧钢号主主 要要 化化 学学 成成 分分，%机械性能机械性能CMnSi，s，MPa b，MPa 5，%Q29509MnNb12Mn 0.160.801.500.5529557023Q34516Mn16MnR0.180.201.001.600.553456302122Q39016MnNb15MnTi 0.201.001.600.553906501920Q42014MnVTiRE15MnVN 0.201.001.700.554206801819Q46014MnMoV18MnMoNb 0.201.001.700.5546072017
20、 常用低合金结构钢的牌号、成分、性能常用低合金结构钢的牌号、成分、性能(摘自摘自GB/T1591-1994)26 少量合金可提高钢的强度少量合金可提高钢的强度p16Mn与与Q235-A、20两种钢材相比，含碳量接近，但强度两种钢材相比，含碳量接近，但强度要高要高1/3，大型化工容器用，大型化工容器用16MnR制，质量比碳钢轻制，质量比碳钢轻l/3（南京长江大桥）；而用（南京长江大桥）；而用15MnVR制造球形贮罐可节省钢制造球形贮罐可节省钢材约材约45%。少量合金可提高钢的耐低温能力少量合金可提高钢的耐低温能力p如如09Mn2V(-70)、06MnNb(-90)少量合金可提高钢的耐腐蚀能力少量
21、合金可提高钢的耐腐蚀能力p16MnCu钢耐海洋大气及海水腐蚀，钢耐海洋大气及海水腐蚀，12MnAlV钢制造炼油厂耐高温硫化氢设备。钢制造炼油厂耐高温硫化氢设备。低合金高强度钢性能低合金高强度钢性能27一般称耐空气、蒸汽和水等弱腐蚀介质的钢为不一般称耐空气、蒸汽和水等弱腐蚀介质的钢为不锈钢，称耐酸、碱、盐等强烈腐蚀性介质的钢为锈钢，称耐酸、碱、盐等强烈腐蚀性介质的钢为耐酸钢。习惯上这两种钢统称为不锈钢。耐酸钢。习惯上这两种钢统称为不锈钢。不锈钢按钢的金相组织可分为不锈钢按钢的金相组织可分为铁素体不锈钢铁素体不锈钢、奥奥氏体不锈钢氏体不锈钢、奥氏体铁素体双相不锈钢奥氏体铁素体双相不锈钢和和马氏马氏
22、体不锈钢体不锈钢等。等。2.不锈钢与不锈耐酸钢不锈钢与不锈耐酸钢28 铬铬 Cr是是主要的耐蚀元素主要的耐蚀元素。耐蚀机理：耐蚀机理：当当Cr 12.5%时，生成致生成致密氧化膜，且密氧化膜，且Cr含量越高耐含量越高耐蚀性越好。性越好。镍镍 Ni能提高不锈钢的耐蚀范围，能提高不锈钢的耐蚀范围，耐电化学腐蚀耐电化学腐蚀。钼钼 Mo能能提高不锈钢对氯离子的抗蚀能力提高不锈钢对氯离子的抗蚀能力；提高钢的耐热强度提高钢的耐热强度。钛钛Ti和铌和铌Nb防止焊接用不锈钢产生晶间腐蚀防止焊接用不锈钢产生晶间腐蚀。（1）不锈钢中的合金元素）不锈钢中的合金元素29元素符号元素符号元素符号元素符号合金元素符号合金
23、元素符号合金元素百分含量合金元素百分含量含碳量千分数含碳量千分数如：如：0Cr13，00Cr19Ni10，1Cr18Ni9Ti等等注意：含碳量：注意：含碳量：1指含碳指含碳0.080.15%0指含碳指含碳0.030.08%00指含碳指含碳0.03%（2）不锈钢的牌号）不锈钢的牌号30马氏体不锈钢是指在室温下具有马氏体组织的铬不锈钢，马氏体不锈钢是指在室温下具有马氏体组织的铬不锈钢，其碳含量较高，如其碳含量较高，如2Cr13、3Cr13等。等。1Cr132Cr13：含碳量低具有良好的综合机械性能，可：含碳量低具有良好的综合机械性能，可进行深冲、卷边、焊接等，可制汽轮机叶片等。进行深冲、卷边、焊接
24、等，可制汽轮机叶片等。3Cr13、4Cr13：硬度高、焊接性差，可做耐蚀工件如医：硬度高、焊接性差，可做耐蚀工件如医疗工具，轴承等。疗工具，轴承等。（3）马氏体型不锈钢马氏体型不锈钢（4）铁素体不锈钢铁素体不锈钢化学成分化学成分:含碳：含碳：0.1%左右，含铬：左右，含铬：1730%牌号牌号:1Cr17、1Cr17Ti等。等。用途用途:化工设备中要求耐蚀性高、塑性好、强度低的容器、化工设备中要求耐蚀性高、塑性好、强度低的容器、管道等。管道等。31奥氏体不锈钢的基本型是奥氏体不锈钢的基本型是Cr18Ni810（亦称（亦称18-8钢钢）。）。化学成分特点化学成分特点：含碳含碳 0.14%、含铬：、
25、含铬：1719%、含镍：含镍：810%、Cu、Ti、Mo等。等。含含C量低量低，耐蚀性好，好的冷变形性能，好的韧性，焊接耐蚀性好，好的冷变形性能，好的韧性，焊接性。优异的综合性能，包括优良的力学性能和耐腐蚀性能，性。优异的综合性能，包括优良的力学性能和耐腐蚀性能，耐高温、耐低温能力。耐高温、耐低温能力。牌号牌号：0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti 、1Cr18Ni9Ti、0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2、0Cr19Ni13Mo3、00Cr19Ni13Mo3等。等。（5）奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢32我国和美国、日本常用不锈钢钢号的近似对照我国和美国、日本
26、常用不锈钢钢号的近似对照含碳量含碳量2.11%以上，大多碳以石墨形式存在，并含以上，大多碳以石墨形式存在，并含有有 较多较多S、P、Si、Mn等杂质。等杂质。铸铁是脆性材料，抗拉强度铸铁是脆性材料，抗拉强度b b较低，但有良好铸较低，但有良好铸造性、耐磨性、减振性及切削加工性。造性、耐磨性、减振性及切削加工性。在一些介质如浓硫酸、醋酸、盐溶液、有机溶剂在一些介质如浓硫酸、醋酸、盐溶液、有机溶剂等中有相当好的耐腐蚀性能。等中有相当好的耐腐蚀性能。铸铁可分为铸铁可分为灰铸铁灰铸铁、球墨铸铁球墨铸铁和和特殊性能铸铁特殊性能铸铁等。等。（五）铸铁（五）铸铁34常用含碳常用含碳2.5%4.0%，80%以
27、上碳以以上碳以片状石墨片状石墨存在，断存在，断面暗灰色，故得名。面暗灰色，故得名。牌号牌号：HT+抗拉强度抗拉强度 b表示表示 如如 HT100，其中，其中100表示表示 b100MPa。常用灰铸铁牌号有常用灰铸铁牌号有HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350。力学性能力学性能：强度低，硬度高，塑性很差。强度低，硬度高，塑性很差。工艺性能：工艺性能：优良的铸造性，切削性好，能焊接，锻造性优良的铸造性，切削性好，能焊接，锻造性差。差。1.灰铸铁灰铸铁35简称球铁，简称球铁，球墨铸铁是在浇注前往铁水中加入一定量的球球墨铸铁是在浇注前往铁水中加入一定量的球化剂，浇注后得
28、到化剂，浇注后得到球状石墨球状石墨的铸铁的铸铁。力学性能力学性能：在强度、塑性和韧性方面大大超过灰铸铁，甚在强度、塑性和韧性方面大大超过灰铸铁，甚至接近钢材。至接近钢材。牌号牌号：如如QT400-18，其中，其中400表示表示b400MPa，18表示表示=18%。常用：常用：QT400-17、QT420-10、QT500-5、QT600-2、QT700-2、QT800-2等。等。2.球墨铸铁球墨铸铁36耐蚀铸铁耐蚀铸铁（牌号（牌号ST为首），是加入大量为首），是加入大量Si、Cr、Al等合等合金元素的合金铸铁。金元素的合金铸铁。高硅铸铁含高硅铸铁含Si14.5%14.5%，能能耐硝酸、耐硝酸、
29、硫酸、醋酸等腐蚀，随含硅量增加耐蚀性增加。硫酸、醋酸等腐蚀，随含硅量增加耐蚀性增加。牌号牌号：STSi11Cu2CrR、STSi15R等。等。性能性能：强度低、脆性大及内应力大，易于脆性断裂；强度低、脆性大及内应力大，易于脆性断裂；热导率小，线膨胀系数大，不适于制造温差较大的设备，热导率小，线膨胀系数大，不适于制造温差较大的设备，否则容易产生裂纹。否则容易产生裂纹。应用应用：常用于各种耐酸泵、冷却排管和热交换器常用于各种耐酸泵、冷却排管和热交换器3.高硅铸铁高硅铸铁37钢铁以外的金属称非铁金属，也称有色金属。钢铁以外的金属称非铁金属，也称有色金属。常用的有色金属有：常用的有色金属有：Al、Cu
30、、Ti、Ni、Pb及其及其合金。合金。有色金属的共性：有色金属的共性：耐腐蚀耐腐蚀性好，低温塑性、韧性性好，低温塑性、韧性好。好。但价格比较昂贵。但价格比较昂贵。（六）（六）有色金属有色金属38 铝及铝合金的性能特点：铝及铝合金的性能特点：密度小，熔点低，导电性、导热性好；密度小，熔点低，导电性、导热性好；在大气中，铝和铝合金表面会很快形成一层致密的氧化膜，在大气中，铝和铝合金表面会很快形成一层致密的氧化膜，防止内部继续氧化；防止内部继续氧化；耐腐蚀性好，可耐硫酸盐、氨水、多种有机介质的腐蚀；耐腐蚀性好，可耐硫酸盐、氨水、多种有机介质的腐蚀；切削性好，塑性好、可冷成型，但强度低。铸铝合金的铸切
31、削性好，塑性好、可冷成型，但强度低。铸铝合金的铸造性能好；造性能好；不会产生火花，可用于制作易挥发性介质的容器；不会产生火花，可用于制作易挥发性介质的容器；不沾污物品，不改变物品颜色，导热性好，适合作换热器不沾污物品，不改变物品颜色，导热性好，适合作换热器.常用的有防锈铝、铝硅合金及铸造铝合金等。常用的有防锈铝、铝硅合金及铸造铝合金等。1.铝及铝合金铝及铝合金39良好的耐蚀性和低温力学性能。良好的耐蚀性和低温力学性能。纯铜（紫铜）纯铜（紫铜）对大气、水、海水、碱类溶液的耐蚀能力对大气、水、海水、碱类溶液的耐蚀能力很好，但不耐各种浓度的硝酸、氨和铵盐溶液的腐蚀。很好，但不耐各种浓度的硝酸、氨和铵
32、盐溶液的腐蚀。黄铜（铜黄铜（铜-锌合金）锌合金）力学性能比纯铜高，耐蚀性能与纯铜相力学性能比纯铜高，耐蚀性能与纯铜相似，在大气中耐腐蚀性比纯铜好，价格便宜，应用较广。似，在大气中耐腐蚀性比纯铜好，价格便宜，应用较广。纯铜及黄铜主要用于制冷设备。纯铜及黄铜主要用于制冷设备。青铜（锡青铜、铝青铜等）青铜（锡青铜、铝青铜等）耐腐蚀、耐磨性好，可用作轴耐腐蚀、耐磨性好，可用作轴承、轴套等。承、轴套等。2.铜及其铜合金铜及其铜合金40性能性能：很高的强度和塑性，良好的延伸性和可锻：很高的强度和塑性，良好的延伸性和可锻性。很好的耐腐蚀性，性。很好的耐腐蚀性，用于制造处理碱介质的化用于制造处理碱介质的化工设
33、备。工设备。牌号为牌号为的的蒙乃尔耐蚀合金蒙乃尔耐蚀合金（Cu28%，Ni70%左左右，右，Si2.5%，Fe1.5%）应用最广。蒙乃尔合金）应用最广。蒙乃尔合金能在能在500时保持高的力学性能，能在时保持高的力学性能，能在750以下以下抗氧化，在非氧化性酸、盐和有机溶液中比纯镍、抗氧化，在非氧化性酸、盐和有机溶液中比纯镍、纯铜更具耐蚀性。纯铜更具耐蚀性。3.镍及其合金镍及其合金41密度大、硬度低、强度小密度大、硬度低、强度小，不宜单独作为设备材料，不宜单独作为设备材料，只适于做设备的衬里。只适于做设备的衬里。热导率小；纯铅不耐磨热导率小；纯铅不耐磨，非常软。但在许多介质中，非常软。但在许多介
34、质中，特别是在硫酸特别是在硫酸(80%(80%的热硫酸及的热硫酸及92%92%的冷硫酸的冷硫酸)中铅具中铅具有很高的耐蚀性。有很高的耐蚀性。铅与锑合金称为硬铅，硬度、强度都比纯铅高，在铅与锑合金称为硬铅，硬度、强度都比纯铅高，在硫酸中的稳定性也比纯铅好。可用来制造管件、泵硫酸中的稳定性也比纯铅好。可用来制造管件、泵壳、叶轮等。壳、叶轮等。4.铅及其合金铅及其合金425.钛及其合金钛及其合金密度小、熔点高，密度小、熔点高，纯钛是纯白色轻金属，钛合金的密度也纯钛是纯白色轻金属，钛合金的密度也较小。较小。加工性能好，强度高，低温韧性好。加工性能好，强度高，低温韧性好。纯钛强度低，塑性好，易于压力加工
35、成型。钛合金的强度纯钛强度低，塑性好，易于压力加工成型。钛合金的强度很高，很高，b最高可达最高可达1400Mpa，与某些高强度合金钢相近。，与某些高强度合金钢相近。还具有良好的高温、低温机械性能。还具有良好的高温、低温机械性能。抗腐蚀性能好。抗腐蚀性能好。钛及钛合金在大气、海水、含氧酸和湿氯气中其表面极易钛及钛合金在大气、海水、含氧酸和湿氯气中其表面极易形成致密的氧化物和氮化物的保护膜，具有优良的抗蚀性。形成致密的氧化物和氮化物的保护膜，具有优良的抗蚀性。43（一）（一）无机非金属材料无机非金属材料1.1.化工陶瓷化工陶瓷可耐除氢氟酸、硅氟酸、强碱及热磷酸外介质的腐蚀，一可耐除氢氟酸、硅氟酸、
36、强碱及热磷酸外介质的腐蚀，一定的耐热性和一定机械强度。导热性差，热膨胀系数较大，定的耐热性和一定机械强度。导热性差，热膨胀系数较大，受碰击或温差急变易破裂。受碰击或温差急变易破裂。2.2.化工搪瓷化工搪瓷由含硅量高的瓷釉通过由含硅量高的瓷釉通过900左右的高温煅烧，使瓷釉密着左右的高温煅烧，使瓷釉密着在金属表面。具有优良的耐腐蚀性能、力学性能和电绝缘在金属表面。具有优良的耐腐蚀性能、力学性能和电绝缘性能，但易碎裂。性能，但易碎裂。热导率不到钢的热导率不到钢的1/4，热膨胀系数大。不能直接用火焰加热，热膨胀系数大。不能直接用火焰加热，以免损坏搪瓷表面，可以用蒸汽或油浴缓慢加热。以免损坏搪瓷表面，
37、可以用蒸汽或油浴缓慢加热。二、二、化工常用非金属材料化工常用非金属材料444.4.玻璃玻璃化工用玻璃不是一般的钠钙玻璃，而是硼玻璃（耐热玻璃）化工用玻璃不是一般的钠钙玻璃，而是硼玻璃（耐热玻璃）或高铝玻璃。或高铝玻璃。耐腐蚀性好、清洁、透明、阻力小、价格低等特点，但质耐腐蚀性好、清洁、透明、阻力小、价格低等特点，但质脆、耐温度急变性差，不耐冲击和振动。脆、耐温度急变性差，不耐冲击和振动。可作管道、管件、隔膜阀、视镜、液面计等。可作管道、管件、隔膜阀、视镜、液面计等。5.不透性石墨不透性石墨由各种树脂浸渍石墨消除孔隙后得到。由各种树脂浸渍石墨消除孔隙后得到。热膨胀系数小，耐温度急变性好；不污染介
38、质，能保证产热膨胀系数小，耐温度急变性好；不污染介质，能保证产品纯度；加工性能良好。机械强度较低、性脆。品纯度；加工性能良好。机械强度较低、性脆。常被用来作腐蚀性强介质的换热器，如氯碱生产中应用的常被用来作腐蚀性强介质的换热器，如氯碱生产中应用的换热器和盐酸合成炉。换热器和盐酸合成炉。45 1.1.工程塑料工程塑料p是用高分子合成树脂为主要原料，加入添加剂以改善产品性是用高分子合成树脂为主要原料，加入添加剂以改善产品性能。能。热塑性材料热塑性材料遇热软化或熔融，冷却后又变硬，可反复多次。遇热软化或熔融，冷却后又变硬，可反复多次。如聚氯乙烯、聚乙烯等。如聚氯乙烯、聚乙烯等。热固性塑料热固性塑料固
39、化后不能用加热的方法使之再软化，如酚醛固化后不能用加热的方法使之再软化，如酚醛树脂、氨基树脂等。树脂、氨基树脂等。p性能：有良好的耐腐蚀性能、一定机械强度、良好的加工性性能：有良好的耐腐蚀性能、一定机械强度、良好的加工性能和电绝缘性能，能焊接，耐温范围低，价格较低。能和电绝缘性能，能焊接，耐温范围低，价格较低。（二）有机高分子材料（二）有机高分子材料46 硬聚氯乙烯硬聚氯乙烯（PVC）塑料塑料在大部分酸碱盐类溶液中耐蚀。在大部分酸碱盐类溶液中耐蚀。使用温度为使用温度为10+55。当温度在。当温度在6090时，强度显时，强度显著下降。著下降。成型加工性能好并可进行焊接，还有一定的电气绝缘、隔成型
40、加工性能好并可进行焊接，还有一定的电气绝缘、隔热、阻燃等性能。热、阻燃等性能。可代替不锈钢、铅、橡胶等，用做塔器、储槽、泵、阀门、可代替不锈钢、铅、橡胶等，用做塔器、储槽、泵、阀门、管道。管道。47 聚乙烯聚乙烯（PE）塑料塑料在室温下，除硝酸外，对各种酸、碱盐溶液均稳定，对氢在室温下，除硝酸外，对各种酸、碱盐溶液均稳定，对氢氟酸特别稳定。氟酸特别稳定。具有优良的绝缘、防水和化学稳定性。具有优良的绝缘、防水和化学稳定性。可作为管子、管件、阀门、泵等的材料，或作为衬里、防可作为管子、管件、阀门、泵等的材料，或作为衬里、防腐涂层。腐涂层。48 耐酸酚醛塑料耐酸酚醛塑料（PF）使用温度为使用温度为-
41、30+130。这种塑料性质较脆、冲击韧性。这种塑料性质较脆、冲击韧性较低较低。可作耐蚀、耐高温的密封元件。可作耐蚀、耐高温的密封元件。聚四氟乙烯聚四氟乙烯（PTFE）塑料塑料耐强腐蚀性介质腐蚀。甚至超过贵重金属金和银，有耐强腐蚀性介质腐蚀。甚至超过贵重金属金和银，有“塑塑料王料王”之称。之称。常用作耐腐蚀、耐高温密封元件及高温管道。常用作耐腐蚀、耐高温密封元件及高温管道。有良好的自润滑性，有良好的自润滑性，可以用作无油润滑压缩机的活塞环。可以用作无油润滑压缩机的活塞环。有突出的耐热和耐寒性，使用温度范围为有突出的耐热和耐寒性，使用温度范围为200250。49又称又称玻璃纤维增强塑料玻璃纤维增强
42、塑料。玻璃纤维是由熔融的玻璃经快速玻璃纤维是由熔融的玻璃经快速拉伸拉伸,，冷却所形成的纤维。，冷却所形成的纤维。用合成树脂为粘结剂，以玻璃纤维为增强材料，以层压或用合成树脂为粘结剂，以玻璃纤维为增强材料，以层压或缠绕的方法成型，以这样的方法制作得到的复合材料又称缠绕的方法成型，以这样的方法制作得到的复合材料又称为为玻璃钢玻璃钢。玻璃钢质轻、强度高、耐腐蚀，导热系数小，良好的工艺玻璃钢质轻、强度高、耐腐蚀，导热系数小，良好的工艺性能，可与金属焊接，并且有优良的电绝缘性、耐候性。性能，可与金属焊接，并且有优良的电绝缘性、耐候性。是一种新型非金属材料。是一种新型非金属材料。玻璃钢玻璃钢50玻璃钢的玻
43、璃钢的强度非常高强度非常高，可达到某些合金钢的水平，比重，可达到某些合金钢的水平，比重1.82.1g/cm3，只有钢铁的，只有钢铁的15左右，即材料的左右，即材料的比强度很高比强度很高。玻璃钢具有特殊的耐化学腐蚀性能，在存储各种酸、碱、玻璃钢具有特殊的耐化学腐蚀性能，在存储各种酸、碱、盐、油类及有机溶剂等化学腐蚀性介质时，玻璃钢显示盐、油类及有机溶剂等化学腐蚀性介质时，玻璃钢显示出其他材料所无法比拟的优越性；出其他材料所无法比拟的优越性；可用作设备衬里、整体玻璃钢设备、管道、阀门等。可用作设备衬里、整体玻璃钢设备、管道、阀门等。玻璃钢玻璃钢51通过改变树脂增强材料，可调整玻璃钢容器的物理化学性
44、通过改变树脂增强材料，可调整玻璃钢容器的物理化学性能，以适应不同介质和工作条件的需要；能，以适应不同介质和工作条件的需要；环氧玻璃钢：常用，耐水、耐碱性好，与金属粘接力强，环氧玻璃钢：常用，耐水、耐碱性好，与金属粘接力强，机械强度高；机械强度高；酚醛玻璃钢：耐酸、耐溶剂性好；酚醛玻璃钢：耐酸、耐溶剂性好；呋喃玻璃钢：耐酸、碱、溶剂性好，耐温较高；呋喃玻璃钢：耐酸、碱、溶剂性好，耐温较高；聚酯玻璃钢：耐稀硫酸、油性好，施工方便聚酯玻璃钢：耐稀硫酸、油性好，施工方便。玻璃钢玻璃钢玻玻璃璃钢钢风风机机亚亚硫硫酸酸吸吸收收塔塔52通过结构层厚度、缠绕角和工艺铺层结构的设计可调整罐通过结构层厚度、缠绕角
45、和工艺铺层结构的设计可调整罐体的承载能力，制成不同压力和某些特殊性能的玻璃钢容体的承载能力，制成不同压力和某些特殊性能的玻璃钢容器或装置，这是各向同性的金属材料无法与其相比的；器或装置，这是各向同性的金属材料无法与其相比的；玻璃钢的玻璃钢的缺点缺点是它的刚性不如钢铁，即受力后易发生形变。是它的刚性不如钢铁，即受力后易发生形变。另外，玻璃钢耐高温性能较差，当温度超过另外，玻璃钢耐高温性能较差，当温度超过40时，强度时，强度不易保持。不易保持。玻璃钢玻璃钢玻玻璃璃钢钢管管道道53有天然与合成两大类。有天然与合成两大类。性能：性能：高弹性，永久变形很小，有良好的储能性。高弹性，永久变形很小，有良好的
46、储能性。应用：应用：主要用于动、静密封。主要用于动、静密封。如作为各种油封、轴衬、垫如作为各种油封、轴衬、垫片等，用于转轴、管道和法兰的密封。也可作为金属设备片等，用于转轴、管道和法兰的密封。也可作为金属设备的防腐蚀衬里。还可与其他材料（金属、纤维）复合，用的防腐蚀衬里。还可与其他材料（金属、纤维）复合，用作传输软管、输送胶带、三角皮带等。作传输软管、输送胶带、三角皮带等。2.橡胶橡胶54品种多，选择范围广、适应性强、使用方便、价格低、适品种多，选择范围广、适应性强、使用方便、价格低、适于现场施工等。于现场施工等。涂层较薄容易脱落，应用受到了限制。涂层较薄容易脱落，应用受到了限制。防锈漆、底漆
47、、大漆、酚醛树脂漆、环氧树脂漆以及某些防锈漆、底漆、大漆、酚醛树脂漆、环氧树脂漆以及某些塑料涂料，如聚乙烯涂料、聚氯乙烯涂料等。塑料涂料，如聚乙烯涂料、聚氯乙烯涂料等。用静电喷涂。涂料利用率高，容易进行机械化、自动化的用静电喷涂。涂料利用率高，容易进行机械化、自动化的大型生产，减少溶剂和涂料的挥发和飞溅，涂膜质量稳定。大型生产，减少溶剂和涂料的挥发和飞溅，涂膜质量稳定。3.涂料涂料55第二节第二节化工设备的腐蚀与防护化工设备的腐蚀与防护腐蚀对化工生产的危害极大，故选材时应注意腐蚀对化工生产的危害极大，故选材时应注意材料的腐蚀与防护。材料的腐蚀与防护。561.金属的腐蚀金属的腐蚀当金属与周围介质
48、接触时，由于发生化学作用或电化学作当金属与周围介质接触时，由于发生化学作用或电化学作用而引起的破坏叫做用而引起的破坏叫做金属的腐蚀金属的腐蚀。金属腐蚀可对设备造成严重后果，引起跑、冒、滴、漏，金属腐蚀可对设备造成严重后果，引起跑、冒、滴、漏，直至最终破坏。直至最终破坏。一、金属材料的腐蚀一、金属材料的腐蚀金属腐蚀金属腐蚀化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀57金属腐蚀金属腐蚀均匀腐蚀均匀腐蚀非均匀腐蚀非均匀腐蚀（局部腐蚀）（局部腐蚀）孔蚀（点蚀）孔蚀（点蚀）缝隙腐蚀缝隙腐蚀应力腐蚀应力腐蚀晶间腐蚀晶间腐蚀2.金属破坏形式金属破坏形式58缝隙腐蚀缝隙腐蚀59二、金属设备的防腐蚀措施二、金属设备的
49、防腐蚀措施1.1.合理选择耐蚀材料合理选择耐蚀材料根据工作温度、介质，查根据工作温度、介质，查腐蚀数据手册腐蚀数据手册，一般应选用，一般应选用腐蚀速度腐蚀速度 0.1毫米毫米/年的材料；年的材料；2.2.设计合理的设备结构设计合理的设备结构p注意防壁流、防积液、防间隙、防死角。注意防壁流、防积液、防间隙、防死角。3.3.衬覆保护层衬覆保护层在金属表面生成或衬覆保护性覆盖层，在金属表面生成或衬覆保护性覆盖层，可以将金属与腐蚀可以将金属与腐蚀介质隔离开，是普遍采用的防腐蚀措施介质隔离开，是普遍采用的防腐蚀措施.60 衬覆保护层衬覆保护层 金属保护层金属保护层电镀电镀(Cr、Ni、Sn、Pb、Zn、
50、Cd等）、热镀（等）、热镀（Zn、Sn、Al）、包镀（）、包镀（Al、Ni），还可采用金属衬，还可采用金属衬层保护，如衬不锈钢、衬层保护，如衬不锈钢、衬铅等。或采用不锈钢复合铅等。或采用不锈钢复合钢板钢板。61非金属保护层非金属保护层 分为涂层和衬层，涂层又有无机涂层和有机涂层。分为涂层和衬层，涂层又有无机涂层和有机涂层。无机涂层指无机涂层指搪瓷、玻璃、硅酸盐和水泥涂层。搪瓷、玻璃、硅酸盐和水泥涂层。有机涂层包括涂料（油漆）、塑料涂层和硬橡皮层。常用有机涂层包括涂料（油漆）、塑料涂层和硬橡皮层。常用的涂料有的涂料有酚醛树脂涂料、环氧树脂涂料等。酚醛树脂涂料、环氧树脂涂料等。塑料涂层适用塑料涂层