- •Раздел 1. Строение материалов
- •Задачи по изучению атомно-кристаллических решеток
- •6. Запишите ответ.
- •Задачи на явление полиморфизма
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •3. Воспользуйтесь литературой, найдите и зарисуйте кристаллические решетки, характерные Fe (рис. 1).
- •4. Найдите в справочнике или учебнике температурные интервалы существования этих решеток и запишите их.
- •5. Запишите ответ.
- •Задачи по дефектам кристаллического строения
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •Задачи на определение массовой доли углерода
- •Задачи по диаграммам состояния двойных сплавов
- •2. Запишите условия задачи.
- •8. Запишите ответ.
- •Задачи на использование правила отрезков и правила концентраций
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •8. Запишите ответ.
- •Задачи по диаграмме состояния железо-цементит
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •7. Запишите ответ.
- •1.4.1. Качественные задачи Задачи на изучение атомно-кристаллических решеток
- •Задачи по изучению явления полиморфизма
- •Задачи по изучению дефектов кристаллического строения
- •1.4.2. Расчетные задачи Задачи по определению массовой доли углерода в стали
- •1.4.3. Графические задачи Задачи по диаграммам состояния двойных сплавов
- •Задачи на использование правила отрезков
- •Задачи по диаграммам состояния железо – углерод
- •Задачи на изучение процесса кристаллизации
- •Задачи о влиянии пластической деформации на структуру металла
- •Раздел 2. Свойства материалов и методы
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •Задачи на вычисление временного сопротивления по твердости
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •Задачи на вычисление предела выносливости по пределу прочности
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2.2. Качественные задачи Задачи по расшифровке обозначений механических свойств
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •Задачи на определение механических свойств по результатам испытания на растяжение
- •Задачи на вычисление твердости по результатам испытаний
- •Задачи на определение ударной вязкости
- •Задачи на вычисление предела прочности по твердости
- •Задачи на вычисление предела выносливости по пределу прочности
- •2.3.2. Качественные задачи Задачи по расшифровке обозначений механических свойств
- •Задачи теоретические
- •Раздел 3. Термическая обработка материалов
- •Задачи на определение критических точек по диаграмме железо – цементит
- •1.Прочитайте условия задачи.
- •2.Запишите условия задачи.
- •7. Запишите ответ.
- •Задача на определение температур нагрева для процессов термической обработки для заэвтектоидной стали
- •Прочитайте условия задачи.
- •Запишите условия задачи.
- •11. Запишите ответ.
- •Задача на определение температур нагрева для процессов термической обработки для доэвтектоидной стали
- •2. Запишите условия задачи.
- •10. Запишите полученный ответ.
- •Задачи на определение изотермического превращения аустенита
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •Задача по выбору правильных температур режимов термической обработки
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •Запишите условия задачи.
- •Задачи на назначение режима термообработки для достижения эксплуатационных свойств различных изделий
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •12. Ответьте на вопрос задачи.
- •13. Запишите полученный ответ.
- •Задачи на назначение режимов химико-термической обработки для достижения эксплуатационных свойств изделий
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •3. Определите, какая химико-термическая обработка обеспечит эксплуатационные свойства изделий.
- •4. Назначьте режим обработки.
- •5. Опишите структуру.
- •6. Запишите ответ.
- •3.2. Сложные задачи Задачи по разбору структурных превращений происходящих в сталях при разных режимах обработки
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •Задачи по назначению режима термообработки для исправления структуры
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •Задачи на определение критических точек по диаграмме железо – цементит
- •Задачи на определение температур нагрева для процессов термической обработки для заэвтектоидных сталей
- •Задачи на определение температур нагрева для процессов термической обработки для заэвтектоидных сталей
- •Задачи на определение изотермического превращения аустенита
- •Задачи по выбору правильных температур режимов термической обработки
- •Задачи на назначение режима термообработки для достижения эксплуатационных свойств различных изделий
- •Задачи на назначение режимов химико-термической обработки для достижения эксплуатационных свойств изделий
- •3.3.2. Сложные задачи Задачи по разбору структурных превращений происходящих в сталях при разных режимах обработки
- •Задачи по назначению режима термообработки для исправления структуры
- •Задачи теоретические
- •Раздел 4. Материалы, применяемые в технике
- •4.1. Качественные задачи Задачи по расшифровке марок сталей и сплавов
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •15Ха – высококачественная; 30х13 – качественная; 20Mn5 – низколегированная качественная; х10Cr13 – высоколегированная качественная.
- •Задачи на обоснование выбора материалов, применяемых в нефтехимическом производстве
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •Профиль свойств
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •9. Зарисуйте график термической обработки.
- •10. Опишите структуру после каждого процесса термической обработки.
- •11. Запишите полученный ответ.
- •Задача по выбору конструкционных сталей в зависимости от прокаливаемости
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •6. По составленной таблице профиля свойств, из справочника выберите марку материала, удовлетворяющего этим требованиям.
- •7. Обоснуйте выбор марки стали.
- •8. Выберите по справочнику вид и режим упрочняющей термической обработки.
- •9. Зарисуйте график термической обработки.
- •10. Запишите полученный ответ.
- •Задача по выбору материала с твердой поверхностью и вязкой сердцевиной
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •Найти: марку материала-?
- •Профиль свойств
- •6. По составленной таблице профиля свойств, из справочника выберите марку материала, удовлетворяющего этим требованиям.
- •7. Обоснуйте выбор марки стали.
- •8. Назначьте вид и режим упрочняющей термической обработки по справочнику.
- •Задачи по чугунам
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •Профиль свойств
- •6. Воспользуйтесь справочником и выберите марку материала, удовлетворяющего составленному Вами профилю свойств.
- •7. Обоснуйте выбор марки чугуна.
- •8. Выберите по справочнику вид и режим термической обработки.
- •9. Запишите полученный ответ.
- •Задачи по цветным сплавам
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •Профиль свойств
- •8. Выберите по справочнику вид и режим упрочняющей термической обработки
- •9. Зарисуйте график термической обработки.
- •10. Запишите полученный ответ.
- •Задачи по сталям и сплавам специализированного назначения
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •Профиль свойств
- •6. Воспользуйтесь справочником и выберите марку материала, удовлетворяющего составленному Вами профилю свойств. Сталь х18н10т
- •7. Обоснуйте выбор марки стали.
- •8. Выберите по справочнику вид и режим упрочняющей термической обработки.
- •9. Зарисуйте график термической обработки.
- •10. Запишите полученный ответ.
- •Задачи по выбору материалов, применяемых в нефтехимическом производстве
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •8. Выберите по справочнику вид и режим термической обработки.
- •9. Зарисуйте график термической обработки.
- •10. Запишите полученный ответ.
- •Задачи по применению различных материалов
- •1. Прочитайте условия задачи.
- •2. Запишите условия задачи.
- •3. Определите условия работы детали.
- •4. Определите возможные «отказы» детали.
- •5. Составьте профиль свойств, обеспечивающих безаварийную работу детали.
- •4.3.1. Качественные задачи Задачи по расшифровке марок сталей и сплавов
- •Задачи на обоснование выбора материалов, применяемых в нефтехимическом производстве
- •4.3.2. Сложные задачи
- •Задачи по выбору конструкционных сталей в зависимости от прокаливаемости
- •Задачи по выбору материалов для деталей с твердой поверхностью и вязкой сердцевиной
- •Задачи по чугунам
- •Задачи по цветным сплавам
- •Задачи по сталям и сплавам специализированного назначения
- •Задачи по выбору материалов, применяемых в нефтехимии
- •Задачи по применению различных материалов
- •Приложение 1
- •Приложение 2
- •Приложение 3
- •Библиографический список
Задачи по выбору материалов, применяемых в нефтехимии
1. В нефтехимическом производстве аппараты изготав-ливают из двухслойной стали. Материал внутреннего плакирующего слоя определяется в зависимости от рабочих условий, а наружный – от температуры (минимальная отрица-тельная и максимальная расчетная) стенки аппарата. Выберите марки сталей для внутреннего и наружного слоя реактора гидроочистки, если рабочие условия процесса следующие: температура 420÷510ºС, давление 25-50 кгс/см2, среда – водородосодержащий газ и бензиновая фракция в парах. Реактор находится на открытой площадке, поэтому минимальная отрицательная температура равна средней температуре самой холодной пятидневки (для Нижнекамского региона -34ºС). Сталь для внутреннего слоя должна иметь коэффициент коррозии не более 0,05 мм/год. Выбор материалов обоснуйте. Приведите состав, марки сталей, режимы термической обработки, микроструктуру и механические свойства в готовом изделии.
2. В нефтехимическом производстве аппараты изготав-ливают из двухслойной стали (биметалла). Материал внутреннего плакирующего слоя определяется в зависимости от рабочих условий, а наружный – от температуры стенки аппарата (минимальная отрицательная и максимальная расчетная). Выберите марки сталей для внутреннего и наружного слоя отпарной колонны, если рабочие условия технологического процесса следующие: температура 130÷250ºС, давление 16 кгс/см2, среда - смесь углеводородного газа в парах бензина, содержание серы в гидрогенизате до 0,001% вес. Колонна находится на открытой площадке, поэтому минимальная отрицательная температура равна средней температуре самой холодной пятидневки (для Нижнекамского региона -34ºС).
Сталь для внутреннего слоя должна иметь коэффициент коррозии менее 0,1 мм/год. Выбор материалов обоснуйте. Приведите состав, марки, режимы термической обработки, микроструктуру и механические свойства в готовом изделии.
3. В нефтехимическом производстве аппараты изготавливают из двухслойной стали (биметалла). Материал внутреннего плакирующего слоя определяется в зависимости от рабочих условий, а наружный – от температуры стенки аппарата (минимальная отрицательная и максимальная расчетная). Выберите марки сталей для внутреннего и наружного слоя экстракционной колонны, если рабочие условия технологического процесса следующие: температура +150ºС, давление 13 кгс/см2, среда - парафиновые и ароматические углеводороды (генсан, бензол, толуол, ксилол). Колонна находится в закрытом помещении, минимальная отрицательная температура -20ºС. Сталь для внутреннего слоя должна иметь коэффициент коррозии менее 0,1 мм/год. Выбор материалов обоснуйте. Приведите состав марки, режимы термической обработки, микроструктуру и механические свойства в готовом изделии.
4. В нефтехимическом производстве аппараты изготавливают из двухслойной стали (биметалла). Материал внутреннего плакирующего слоя определяется в зависимости от рабочих условий, а наружный – от температуры стенки аппарата (минимальная отрицательная и максимальная расчетная). Выберите марки сталей для внутреннего и наружного слоя емкости орошения отпарной колонны, если рабочие условия технологического процесса следующие: температура +50ºС, давление 16 кгс/см2, среда - смесь углеводородного газа, сероводорода до 0,3% вес. Колонна находится в закрытом помещении с минимальной отрицательной температурой - 20ºС.
Сталь для внутреннего слоя должна иметь коэффициент коррозии не более 0,5 мм/год. Выбор материалов обоснуйте. Приведите состав марки, режимы термической обработки, микроструктуру и механические свойства в готовом изделии.
5. В нефтехимическом производстве аппараты изготав-ливают из двухслойной стали (биметалла). Материал внутреннего плакирующего слоя определяется в зависимости от рабочих условий, а наружный – от температуры стенки аппарата (минимальная отрицательная и максимальная расчетная). Выберите марки сталей для внутреннего и наружного слоя стабилизационной колонны, если рабочие условия технологического процесса следующие: температура 70÷260ºС, давление 16 кгс/см2, среда - смесь углеводородного газа, содержание серы в гидрогенизате до 0,001% вес. Колонна находится на открытой площадке, поэтому минимальная отрицательная температура равна средней температуре самой холодной пятидневки (для Нижнекамского региона -34ºС).
Сталь для внутреннего слоя должна иметь коэффициент коррозии не более 0,5 мм/год. Выбор материалов обоснуйте. Приведите состав марки, режимы термической обработки, микроструктуру и механические свойства в готовом изделии.
6. В теплообменниках нефтехимического производства материал трубок выбирается в зависимости от рабочих условий трубного пространства, а материал корпуса – от рабочих усло-вий межтрубного пространства. Рекомендуйте марки сталей для трубок и корпуса кипятильника стабилизационной колонны, если рабочие условия трубного пространства следующие: температура +420ºС, давление 48 кгс/см2, среда – нефтепродукт в парах, водородосодержащий газ, следы HCL. Рабочие условия межтрубного пространства – температура +260º С, давление
17 кгс/см2, среда – стабильный нефтепродукт. Коэффициент коррозии трубок не более 0,05 мм/год, корпуса не более
0,3 мм/год.
Выбор марок обоснуйте. Приведите состав марки, режимы термической обработки, микроструктуру и механические свойства в готовом изделии.
7. В теплообменниках нефтехимического производства материал трубок выбирается в зависимости от рабочих условий трубного пространства, а материал корпуса – от рабочих условий межтрубного пространства. Рекомендуйте марки сталей для трубок и корпуса кипятильника отпарной колонны, если рабочие условия трубного пространства следующие: температура + 150º С, давление 4 кгс/см2, среда – вода, диэтиленгликоль (ДЭГ). Рабочие условия межтрубного пространства – температура + 260º С, давление 11 кгс/ см2. Коэффициент коррозии трубок не более 0,01 мм/год, корпуса не более 0,05 мм/год.
Выбор марок обоснуйте. Приведите состав, марки, режимы термической обработки, микроструктуру и механические свойства в готовом изделии.
8. В теплообменниках нефтехимического производства материал трубок выбирается в зависимости от рабочих условий трубного пространства, а материал корпуса – от рабочих условий межтрубного пространства. Рекомендуйте марки сталей для трубок и корпуса подогревателя вакуумной части атмосферно-вакуумной колонны, если рабочие условия трубного пространства следующие: температура 150÷210ºС, давление 20 мм рт. ст., среда – 95% водный раствор диэтиленгликоля (ДЭГ). Рабочие условия межтрубного пространства – температура +425ºС, давление 30 кгс/см2, среда – водяной пар. Коэффициент коррозии трубок не более 0,05 мм/год, корпуса не более 0,01 мм/год.
Выбор марок обоснуйте. Приведите состав марки, режимы термической обработки, микроструктуру и механические свойства в готовом изделии.
9. В теплообменниках нефтехимического производства материал трубок выбирается в зависимости от рабочих условий трубного пространства, а материал корпуса – от рабочих условий межтрубного пространства. Рекомендуйте марки сталей для трубок и корпуса подогревателя обводненного диэтиленгликоля (ДЭГ): температура 150ºС, давление 4 кгс/см2, среда – диэтиленгликоль (ДЭГ), вода. Рабочие условия межтрубного пространства – температура + 260º С, давление
11 кгс/ см2, среда – водяной пар. Коэффициент коррозии трубок не более 0,05 мм/год, корпуса не более 0,01 мм/год.
Выбор марок обоснуйте. Приведите состав марки, режимы термической обработки, микроструктуру и механические свойства в готовом изделии.
10. В теплообменниках нефтехимического производства материал трубок выбирается в зависимости от рабочих условий трубного пространства, а материал корпуса – от рабочих условий межтрубного пространства. Рекомендуйте марки сталей для трубок и корпуса теплообменника насыщенного диэтиле-нгликолем (ДЭГ), если рабочие условия трубного пространства следующее : температура 50÷125ºС, давление 4 кгс/см2, среда – вода в парах и жидкости, диэтиленгликоль (ДЭГ). Рабочие условия межтрубного пространства: температура 150 ÷ 170ºС, среда – 95 % раствор ДЭГ. Трубки должны быть выполнены из коррозионностойкого материала.
Выбор марок обоснуйте. Приведите состав марки, режимы термической обработки, микроструктуру и механические свойства в готовом изделии.
11. В нефтехимическом производстве многие аппараты изготавливают из трехслойного материала: корпус – из теплостойкой стали с футеровкой теплоизоляционным торкет-бетонным покрытием, снижающим температуру стенок аппарата, и дополнительной защиты кожухом толщиной 6-10 мм из сталей, марка которых определяется из рабочих условий среды технологического процесса. Рекомендуйте марки сталей для изготовления корпуса и внутреннего устройства реактора каталитического риформинга, работающего в условиях режима оксихлорирования катализатора. Рабочие условия процесса – давление 22 кг/см2, температура + 530ºС, среда – водородосодержащий газ, сероводород, хлористый водород, сера, газовоздушная смесь кислорода, окиси и двуокиси углерода, азота, сернистого газа, хлора.
Выбор марок обоснуйте. Приведите состав, режимы термической обработки, микроструктуру и механические свойства в готовом изделии.
12. В нефтехимическом производстве многие аппараты изготавливают из трехслойного материала: корпус – из тепло-стойкой стали с футеровкой теплоизоляционным торкет-бетонным покрытием, снижающим температуру стенок аппа-рата, и дополнительной защиты кожухом толщиной 6 - 10 мм из сталей, марка которых определяется из рабочих условий среды технологического процесса. Рекомендуйте марки сталей для изготовления корпуса и внутреннего устройства реактора гидроочистки. Рабочие условия процесса: давление 25÷30 кг/см2, температура 420÷510ºС, среда – водород, сероводород, окиси и двуокиси углерода, сернистого газа.
Выбор марок обоснуйте. Приведите состав, режимы термической обработки, микроструктуру и механические свойства в готовом изделии.
13. В нефтехимическом производстве многие аппараты изготавливают из трехслойного материала: корпус – из теплостойкой стали с футеровкой теплоизоляционным торкет-бетонным покрытием, снижающим температуру стенок аппа-рата, и дополнительной защиты кожухом толщиной 6 - 10 мм из сталей, марка которых определяется из рабочих условий среды технологического процесса. Рекомендуйте марки сталей для изготовления корпуса и внутреннего устройства реактора. Рабочие условия процесса: давление 36 - 64 кг/см2, температура 425÷540ºС, среда – газопродуктовая смесь, водородосодер-жащий газ, паровоздушная смесь кислорода, серы.
Выбор марок обоснуйте. Приведите состав, режимы термической обработки, микроструктуру и механические свойства в готовом изделии. Основной металл должен быть стойким к межкристаллитной коррозии.
14. В нефтехимическом производстве многие аппараты изготавливают из трехслойного материала: корпус – из теплостойкой стали с футеровкой теплоизоляционным торкет-бетонным покрытием, снижающим температуру стенок аппа-рата, и дополнительной защиты кожухом толщиной 6 - 10 мм из сталей, марка которых определяется из рабочих условий среды технологического процесса. Рекомендуйте марки сталей для изготовления корпуса и внутреннего устройства сепаратора продуктового высокого давления. Рабочие условия процесса: давление – до 64 кг/см2, температура +50ºС, среда – сероводород, водный раствор Na2CO3, Na2 HCO3, Na2SO3, смесь газов - CO2,O2, CO, N2.
Выбор марок обоснуйте. Приведите состав, режимы термической обработки, микроструктуру и механические свойства в готовом изделии. Основной металл должен быть стойким к межкристаллитной коррозии.
15. В нефтехимическом производстве многие аппараты изготавливают из трехслойного материала: корпус – из теплостойкой стали с футеровкой теплоизоляционным торкет-бетонным покрытием, снижающим температуру стенок аппарата, и дополнительной защиты кожухом толщиной 6-10 мм из сталей, марка которых определяется из рабочих условий среды технологического процесса. Рекомендуйте марки сталей для изготовления корпуса и внутреннего устройства сепаратора продуктового высокого давления. Рабочие условия процесса: давление – до 11 кг/см2, температура +50ºС, среда – сероводород, водный раствор Na2CO3, Na2 HCO3, Na2SO3, смесь газов- CO2,O2, CO, N2.
Выбор марок обоснуйте. Приведите состав, режимы термической обработки, микроструктуру и механические свойства в готовом изделии. Основной металл должен быть стойким к межкристаллитной коррозии.
16. Стальные сварные резервуары – наиболее распростра-ненный тип хранилищ темных и особенно светлых нефте-продуктов. Выберите марку стали для изготовления вертикальных цилиндрических резервуаров емкостью 3000 м3. Сталь должна иметь временное сопротивление растяжению не ниже 380490 МПа. Резервуар находится на открытой площадке, поэтому минимальная отрицательная температура равна средней температуре самой холодной пятидневки (для Нижнекамского региона -34°С). Выбор марки обоснуйте. Приведите состав стали, режим термической обработки, микроструктуру и механические свойства в готовом изделии.
17. Стальные сварные резервуары – наиболее распрост-раненный тип хранилищ темных и особенно светлых нефтепродуктов. Выберите марку стали для изготовления вертикальных цилиндрических резервуаров емкостью 5000 м3. Сталь должна иметь временное сопротивление растяжению не ниже 380490МПа. Резервуар находится на открытой площадке, поэтому минимальная отрицательная температура равна средней температуре самой холодной пятидневки (для Нижнекамского региона -34°С). Выбор марки обоснуйте. Приведите состав стали, режим термической обработки, микроструктуру и механические свойства в готовом изделии.
18. Стальные сварные резервуары – наиболее распрост-раненный тип хранилищ темных и особенно светлых нефтепродуктов. Выберите марку стали для изготовления вертикальных цилиндрических резервуаров емкостью 10000м3. Сталь должна иметь временное сопротивление растяжению не ниже 490 МПа и гарантированную ударную вязкость при температуре эксплуатации не ниже 48 Дж/см2. Резервуар находится на открытой площадке, поэтому минимальная отрицательная температура равна средней температуре самой холодной пятидневки (для Нижнекамского региона -34°С). Выбор марки обоснуйте. Приведите состав стали, режим термической обработки, микроструктуру и механические свойства в готовом изделии.
19. Стальные сварные резервуары – наиболее распрост-раненный тип хранилищ темных и особенно светлых нефтепродуктов. Выберите марку стали для изготовления вертикальных цилиндрических резервуаров емкостью 30000 м3. Сталь должна иметь временное сопротивление растяжению не ниже 490 МПа и гарантированную ударную вязкость при температуре эксплуатации не ниже 48 Дж/см2. Резервуар находится на открытой площадке, поэтому минимальная отрицательная температура равна средней температуре самой холодной пятидневки (для Нижнекамского региона -34°С). Выбор марки обоснуйте. Приведите состав стали, режим термической обработки, микроструктуру и механические свойства в готовом изделии.
20. Газгольдеры – инженерные сооружения, предназ-наченные для хранения, регулирования подачи газов в систему газоснабжения, в технологическое оборудование, а также для смешивания газов различных концентраций или составов. Выберите марку стали для изготовления листовой оболочки газгольдера емкостью 3000 м3. Сталь должна иметь временное сопротивление при растяжении не ниже 430 МПа и гарантированную ударную вязкость при температуре эксплуатации не ниже 38 Дж/м3. Газгольдер находится на открытой площадке, поэтому минимальная отрицательная температура равна средней температуре самой холодной пятидневки (для Нижнекамского региона -34°С). Выбор марки обоснуйте. Приведите состав стали, режим термической обработки, микроструктуру и механические свойства в готовом изделии.