承壓設備特種設備無損檢測相關知識9249366168.doc

1、承壓設備特種設備無損檢測相關知識第一部分 金屬材料及熱處理基本知識一， 材料性能：通常所指的金屬材料性能包括兩個方面：1， 使用性能 即為了保證機械零件、設備、結構件等能 夠正常工作，材料所應具備的性能，主要有力學性能（強 度、硬度、剛度、塑性、韌性等），物理性能（密度、熔 點、導熱性、熱膨脹性等）。使用性能決定了材料的應用 范圍，使用安全可靠性和壽命。2， 工藝性能 即材料被制造成為零件、設備、結構件的 過程中適應的各種冷、熱加工的性能，如鑄造、焊接、熱 處理、壓力加工、切削加工等方面的性能。工藝性能對制 造成本、生產效率、產品質量有重要影響。二，材料力學基本知識金屬材料在加工和使用過程中都

2、要承受不同形式外力的 作用，當達到或超過某一限度時，材料就會發(fā)生變形以至于 斷裂。材料在外力作用下所表現的一些性能稱為材料的力學 性能。 承壓類特種設備材料的力學性能指標主要有強度、硬度、塑 性、韌性等。這些指標可以通過力學性能試驗測定。1，強度 金屬的強度是指金屬抵抗永久變形和斷裂的能力。材料強度指標可以通過拉伸試驗測出?？估瓘姸萣 b和屈服強度b s是評價材料強度性能的兩個主要指標。一般金屬材料構件都是在彈性狀態(tài)下工作的。是不允許發(fā)生塑性 變形，所以機械設計中一般采用屈服強度b s作為強度指 標，并加安全系數。2，塑性 材料在載荷作用下斷裂前發(fā)生不可逆永久變形的能力。評定材料塑性的指標通常

3、用伸長率和斷面收縮率。伸長率A = ( L1 L0) /L0100%L0-試件原來的長度 L1- 試件拉斷后的長度斷面收縮率 $ = (A1 A0) /A0100%A0 試件原來的截面積 A1- 試件拉斷后頸縮處的截面積斷面收縮率不受試件標距長度的影響，因此能夠更可靠的 反映材料的塑性。對必須承受強烈變形的材料，塑性優(yōu)良的材料冷壓成型的性能好。3，硬度金屬的硬度是材料抵抗局部塑性變形或表面損傷的能力。硬度與強度有一定的關系，一般情況下，硬度 較高的材料其強度也較高，所以可以通過測試硬度來估 算材料強度。 另外， 硬度較高的材料耐磨性也較好。工程中常用的硬度測試方法有以下四種（ 1） 布氏硬度

4、HB （2）洛氏硬度 HR（ 3）維氏硬度HV （4）里氏硬度 HL4，沖擊韌性指材料在外加沖擊載荷作用下斷裂時消耗的能量大小的特性。 材料的沖擊韌性通常是在擺錘式沖擊試 驗機是測定的，擺錘沖斷試樣所作的功稱為沖擊吸收功。以Ak表示，Sn為斷口處的截面積，則沖擊韌性ak=Ak/Sn 在承壓類特種設備材料的沖擊試驗中應用較多。三 金屬學與熱處理的基本知識1，金屬的晶體結構 物質是由原子構成的。根據原子在物 質內部的排列方式不同，可將物質分為晶體和非晶體兩大 類。凡內部原子呈現規(guī)則排列的物質稱為晶體，凡內部原子 呈現不規(guī)則排列的物質稱為非晶體，所有固態(tài)金屬都是晶 體。晶體內部原子的排列方式稱為晶體

5、結構。常見的晶體結 構有：（1） 體心立方晶格，如金屬a-鐵、3 鐵、B -Ti、Cr、V 等。（2）面心立方晶格，如金屬a -鐵、Al、Cu、Ni等。（3）密排六方晶格，如金屬Mg、Zn、丫 -Ti等。實際使用的金屬是由許多晶粒組成的，叫做多晶體。每一晶粒相當于一個單晶體， 晶粒內的原子排列是相同的， 但不同晶粒的原子排列的位向是不同的，晶粒之間的界面 稱為晶界。晶界容易產生缺陷。高溫的液態(tài)金屬冷卻轉變 為固態(tài)金屬的過程是一個結晶過程態(tài)，即原子由不規(guī)則狀 態(tài)（液態(tài)） 過渡到規(guī)則狀態(tài) （固態(tài)）的過程。2，鐵碳合金的基本組織通常把鋼和鑄鐵統(tǒng)稱為鐵碳合金， 因為鋼和鑄鐵的成 分雖然復雜，但是基本上

6、是鐵和碳兩種元素組成的。一般 把含碳 0.02%-2% 的稱為鋼，含碳量大于 2%的稱為鑄鐵。 碳含量對鋼鐵的性質有決定性的影響。碳含量低，其性質 是“強而韌”， 碳含量高，其性質是“弱而脆”， 鐵碳 合金 Fe FeC 的金相結構有以下幾種： （1）鐵素體，（ 2） 奧氏體，（ 3 ）滲碳體 承壓類特種設備常用的碳素鋼含碳量一般低于 0.25% 。1， 熱處理的一般過程 熱處理是將固態(tài)金屬及合金按預定要求進行加熱， 保溫和冷卻，以改變其內部組織，從而獲得所要求性能 的一種工藝過程。在實際生產中，熱處理過程是比較復 雜的，但是其基本工藝過程是由加熱，保溫和冷卻三個 階段構成的，溫度和時間是影響

7、熱處理的主要因素，任 何熱處理過程都可以用溫度 時間曲線來說明。2， 承壓類特種設備常用熱處理工藝根據鋼在加熱和冷卻時的組織和性能變化規(guī)律，熱處理工藝分為退火、正火、淬火、回火、化學熱處理等。1) 退火將鋼件加熱到適當溫度，保溫一定時間后緩慢冷卻， 以獲得接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝。 根據鋼 的成分和目的的不同， 退火又分為完全退火、 不完全退 火、消除應力退火等， 承壓類特種設備的消除應力退火 處理主要指焊后熱處理( PWHT )，也有在焊接過程中 間和冷變形加工后進行消除應力處理的， 其目的主要是 消除焊接過程中產生的內應力及冷作硬化。(2) 正火-將鋼件加熱到 Ac3或Acm以上30

8、50 C，保 溫一定時間后在空氣中冷卻的熱處理工藝。 正火的目的 和退火基本相同，主要是細化晶粒，均勻組織，降低內 應力，正火和退火的不同之處在于前者的冷卻速度較 快，過冷度較大，鋼正火后的強度、硬度、韌性都比退 火高。3) 淬火將鋼件加熱到臨界溫度以上，經過適當保溫后快冷， 使奧氏體轉變?yōu)轳R氏體的過程。 材料通過淬火獲 得馬氏體組織，可以提高其強度、硬度，這對于軸承、 模具等工件是有用的，但是馬氏體硬而脆，韌性差，內 應力很大， 容易產生裂紋， 所以承壓類特種設備材料和 焊縫的組織一般不希望出現馬氏體。4） 回火將經過淬火的鋼件加熱到 Ac1 以下的適當溫度，保溫一定時間后，然后用符合要求的

9、方法冷卻（通 常是空冷），以獲得所需組織和性能的熱處理工藝?；?火的目的是降低材料的內應力， 提高韌性。 通過調整回 火溫度，可獲得不同的強度、硬度、韌性，以滿足所要 求的力學性能。按回火溫度的不同可將回火分為低溫、 中溫、高溫回火三種。四，承壓類特種設備常用材料承壓類特種設備都是在承壓狀態(tài)下運行，材料要 承受較大的工作應力，有些還要同時承受高溫和腐蝕 介質的作用，工作條件惡劣，如果在使用過程中發(fā)生 破壞性事故，將會造成嚴重損失，因此，對承壓類特 種設備的材料有一定的要求。承壓類特種設備常用材料很多， 下面簡單介紹1， 鋼的分類和命名方法國家標準 GB/T3304 91鋼分類中規(guī)定，鋼的分 類

10、分為“按化學成份分類”和“按主要質量等級和主要性 能及使用特性分類”。按化學成份分類，鋼可分為非合金鋼，低合金鋼，合金鋼三大類A ， 碳鋼的分類和命名：按含碳量分為：(1)低碳鋼，C 0.6%按質量分為：(1)普通碳素鋼，SW 0.050% , P 0.045%(2) 優(yōu)質碳素鋼，S 0.040%, P 0.040%(3) 高級優(yōu)質碳素鋼，S 0.030% , P 0.035%B ，合金鋼的分類和命名： 為了改善鋼的性能，在鋼中特意加入了除鐵和碳以外 的其它元素。這類鋼稱為合金鋼。按合金元素的加入量分為：( 1 )低合金鋼，合金總量 不超過 5%；(2) 中合金鋼， 合金總量 5%-10%；(

11、3) 高合金鋼， 合金總量超過 10%；2，承壓類特種設備常用碳素鋼牌號鍋爐和壓力容器常用的碳素鋼牌號有Q235AF 、Q235A、Q235B、Q235C、20g、20R 等，壓力管道常用的 碳素鋼牌號有 10#、20#鋼等，它們都是低碳鋼，一般以 熱軋或正火狀態(tài)供貨，正常的金相組織為鐵素體 FC+珠光 體P。碳是碳素鋼中的主要合金元素，含碳量增加，鋼的 強度增加，但塑性、韌性降低，焊接性能變差，淬硬傾向 變大，因此制作焊接結構的鍋爐和壓力容器所使用的碳素 鋼。含彈量一般不超過 0.25% 。3，承壓類特種設備常用合金鋼牌號 鍋爐用低合金鋼牌號有 16Mng 、15MnVg 、18MnMoNb

12、g 等壓力容 器用低合 金鋼 牌 號有 16MnR 、 15MnVR 、 18MnMoNbR 、 07MnCrMoVR 等 壓力管道用低合金鋼牌號有 09MnV 、16Mn、12CrMo 、 12Cr1MoV 等， 除此之外，鍋爐和壓力容器因為用途不同， 還用到其它特殊材料，如低溫容器要用低溫用鋼，高壓鍋爐 用低合金鋼耐熱鋼等等。4，奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼的種類有以 Cr 為主加元素的鐵素體不 銹鋼（0Cr13，1Cr17等）和馬氏體不銹鋼 （1Cr13，2Cr13 等），以 Cr、Ni 為主加元素的奧氏體不銹鋼 （0Cr18Ni9， 00Cr18Ni10 等），其中奧氏體不銹鋼在壓力容器中

13、得道 廣泛應用。奧氏體不銹鋼的機械性能較好，屈服點低，塑性、韌性好， 可做低溫用鋼 和 耐熱鋼 ， 其常 用牌號是1Cr18Ni9 ，它具有良好的化學穩(wěn)定性。在氧化性和某些還原性介質中耐腐蝕性很高，但是在敏化狀態(tài)，存在晶 階腐蝕性，并且在高溫氯化物溶液中容易發(fā)生應力腐蝕 開裂。第二部分 焊接基本知識焊接在承壓類特種設備制造中占有重要的地位，例 如，在壓力容器制造中，焊接工作量占全部工作量的 30%。焊接質量對承壓類特種設備產品質量和使用安全可 靠性有直接影響，許多承壓類特種設備事故都源于焊接 缺陷。因此，對承壓類特種設備無損檢測人員來說，掌 握焊接知識是非常必要的。一，承壓類特種設備常用的焊接

14、方法 1，手工電弧焊（1）特點：利用焊條與焊件之間的電弧熱，將焊條及部分 焊件熔化而形成焊縫的焊接方法。手工電弧焊設備簡單，便 于操作，適用與于室內外各種位置的焊接，可以焊接碳鋼、 低合金鋼、耐熱鋼、不銹鋼等各種材料，在承壓類特種設備 制造中廣泛應用。其缺點是生產效率低，勞動強度大，對焊 工的技術水平及操作要求較高。（2）焊接設備：常用的手工電弧焊設備有交流電焊機，旋 轉式直流電焊機和硅整流式直流電焊機三種。（3）手工電弧焊焊條：涂有藥皮的供手工電弧焊的熔化電極稱為焊條。它由焊芯和藥皮兩部分組成。焊條中被藥皮包覆的金屬芯稱為焊芯，在電弧作用下熔化后，作為填充金屬 與熔化的母材混合形成焊縫。涂敷

15、在焊芯表面的有效成分稱 為藥皮，其作用是：穩(wěn)弧、保護、冶金、改善焊接工藝性能。（4）焊條的種類：一般按焊條藥皮熔化后所形成熔渣的酸 堿性不同分為堿性焊條和酸性焊條兩種。也有按用途分類 的，如碳鋼焊條、低合金鋼焊條、不銹鋼焊條、銅及銅合金 焊條等。（5）手工電弧焊的焊接位置：手工電弧焊可以在不同的位 置進行操作。熔焊時，焊接接頭所處的空間位置稱為焊接位 置，GB/T3375 94焊接術語中用傾角和轉角兩個參數來 劃分不同的焊接位置。對接焊縫和角焊縫有平焊、立焊、橫焊、仰焊是四種基本位 置。管子環(huán)焊縫也有四種基本位置：水平轉動、垂直固定、水平 固定、45 位置。2，埋弧自動焊（1）特點：焊接過程中

16、，主要的焊接操作如引燃及熄滅電 弧、送進焊條、移動焊條或工件等都由機械自動完成叫自動 電弧焊。在自動電弧焊中，電弧被埋在焊劑層下面燃燒并實 現焊接的叫埋弧自動焊。（2）優(yōu)點：a, 采用大的焊接電流，電弧熱量集中，熔深大，焊絲可 連續(xù)送進而不需要頻凡更換，因此生產效率高。b, 焊接規(guī)范參數穩(wěn)定，焊縫成分均勻，外觀光滑美觀， 焊接質量好。C，操作時看不到弧光，又是機械自動，所以勞動條件 好。（3）局限性： 設備比較復雜昂貴：由于電弧不可見,所以對接頭加工 和裝配要求嚴格 ：焊接位置受到一定限制,一般總是在平 焊位置。埋弧自動焊常常用于長的直線焊縫和大直徑圓筒容器 的環(huán)焊縫的焊接。3,氬弧焊 氬弧焊

17、是以惰性氣體氬氣作為保護氣體的一種電弧焊接方 法。其優(yōu)點是：（ 1）適宜焊接各種鋼材、 有色金屬及合金, 焊接優(yōu)良。（2）電弧和熔池用氣體保護,清醒可見,便于實現全自動 化。（3）電弧熱量集中,熔池小,熱影響區(qū)小,工件變形小。（4）電弧穩(wěn)定,飛賤小,焊縫致密,成型美觀。缺點：氬氣成本高。設備和控制系統(tǒng)復雜，產生效率低， 只能焊較薄的工件。二，焊接接頭焊接接頭形式一般由被焊接兩金屬件的相互結構位置 來決定，通常分為對接接頭、角接接頭、搭接接頭、 T 接接 頭。每種接頭形式又有不同的坡口形式。承壓類特種設備的焊接一般以焊接接頭為主，焊接接頭 的坡口形式分為不開坡口、 V 形坡口、 X 形坡口、單

18、U 形坡 口、雙 U 形坡口等。三，焊接常見缺陷 焊接常見缺陷歸納起來有以下幾種：裂紋、未熔合、未 焊透、氣孔、夾渣、內凹、咬邊等。第三部分 承壓類特種設備基本知識在特種設備安全監(jiān)察條例中，特種設備分為承壓類 特種設備和機電類特種設備兩大類。承壓類特種設備包括鍋 爐、壓力容器、壓力管道。機電類特種設備包括電梯、起重 機、場（廠） 內機動車輛、 游樂設施、 客運架空索道。為了保證安全，特種設備在設計、制造、安裝、使用、 檢驗、修理和改造等各環(huán)節(jié)由國家實施安全監(jiān)察。并制定了 一整套法規(guī)作為安全監(jiān)察工作的依據，其中特種設備安全 監(jiān)察條例是目前的最高法規(guī)。無損檢測技術已經廣泛用于承壓類特種設備的制造、

19、安 裝、使用中的檢驗，因此從事承壓類特種設備無損檢測的工 作人員必須了解一些承壓類特種設備基本知識。一 鍋爐基本知識1，鍋爐的定義 - 利用燃料燃燒時產生的熱能或其它能源的 熱能，把介質加熱到一定溫度和壓力的熱能轉換設備。特 種設備安全監(jiān)察條例對鍋爐作如下限制性定義：利用各種 燃料、電或其它能源，將所盛裝的液體加熱到一定參數，并 承載一定壓力的密閉設備，其范圍規(guī)定為容積大于或等于30L的承壓蒸汽鍋爐；出口水壓大于或等于 0.1Mpa(表壓)， 且額定功率大于或等于 0.1MW 的承壓熱水鍋爐；有機熱載 體鍋爐。2，鍋爐的特點( 1 )一旦投入使用， 都是連續(xù)運行， 不能任意停車。( 2)承受高

20、溫度，高壓。工作條件惡劣。( 3)具有爆炸危險性。 因此，鍋爐的安全運行非常重要，國家頒布了許多“條例” 和“法規(guī)”來監(jiān)督管理它。3，鍋爐的主要參數( 1 )容量(輸出功率)蒸汽鍋爐指蒸發(fā)量，既每小時產生的蒸汽量，以“D”表示， 單位是“噸 /時”。熱水鍋爐指供熱量，既每小時輸出的熱量，以“Q ”表示，單位是“千卡 /時”（焦耳 /時）。（2）壓力指鍋爐出口處（鍋筒或過熱器）的工作壓力。以“P”表示，單位是“ Mpa ”鍋爐銘牌上標示的壓力是設計壓力，又稱為額定工作壓力。對有過熱器的鍋爐是指過熱器出口處的蒸汽壓力，對無過熱 器的鍋爐是指鍋筒內的蒸汽壓力，對熱水鍋爐指出水閥入口 處的熱水壓力。（

21、 3 ）溫度指鍋爐出口介質的溫度。對蒸汽鍋爐為出口處飽和蒸汽或過 熱蒸汽的溫度，對熱水鍋爐指進、出口熱水的溫度。4，鍋爐的分類（ 1）按用途分：電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、生活鍋爐、船泊鍋 爐、機車鍋爐等。（ 2）按載熱介質分：蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、汽水兩用鍋爐、有機熱載體鍋爐等（ 3）按壓力等級分：低壓鍋爐，P 9.81 Mpa超高壓鍋爐，P 13.73 Mpa亞臨界鍋爐 P=15.7-17.66 Mpa超臨界鍋爐 P=23.5-26.5Mpa(4) 按制造管理分：A級鍋爐：額定壓力9.81MPaB級鍋爐：額定壓力v 9.81MpaC級鍋爐：額定壓力w 2.45MpaD級鍋爐：額定壓力w 1.27Mp

22、aE1級鍋爐：額定壓力w 0.4Mpa的固定式蒸汽鍋爐和水溫度低于 120 度的熱水鍋爐E2級鍋爐：額定壓力v O.IMpa的蒸汽 鍋爐和水溫度w 95度的熱水鍋爐3， 鍋爐的結構鍋爐的結構有很多，但是主要由以下部分組成( 1 )鍋筒( 2)鍋殼( 3)聯箱( 4)下降管( 5)省煤器( 6) 過熱器( 7)減溫器( 8)再熱器( 9)爐膽( 10)下腳圈( 11 ) 爐門、圈喉管、沖天管等組成6，無損檢測的基本要求第 82 頁83 頁二 壓力容器基本知識1，壓力容器的定義 凡承受流體介質壓力的密閉殼體都可 稱為壓力容器。按 GB150 1998鋼制壓力容器的規(guī)定，設計壓力低 于 0.1Mpa

23、 的容器屬于常壓容器， 設計壓力高于 0.1MPa 的容 器壓力容器。容規(guī)將同時具備下列三個條件的容器稱為壓力容器：(1) 最高工作壓力PwO.IMPa (不含液體靜壓力)(2) 內直徑0.15m，且容積0.025立方米(3 )盛裝介質為氣體，液化氣體或最高溫度標準沸點 的液體。特種設備安全監(jiān)察條例附則中規(guī)定，壓力容器的含 義是：盛裝氣體或液體。承受一定壓力的密閉設備，其范圍 規(guī)定為最高工作壓力 Pw 0.1Mpa，且壓力與容積的乘積 2.5 Mpa x L的氣體，液化氣體或最高溫度標準沸點的液體 的固定式容器和移動式容器；盛裝公稱工作壓力0.2Mpa ,且壓力與容積的乘積1.0Mpa x L

24、的氣體，液化氣體和標準 沸點w 60度的液體的氣瓶，醫(yī)用氧艙等，可以認為這個規(guī)定 是對壓力容器作出的最權威的定義。2，壓力容器的主要工藝參數壓力容器的工藝參數是進行壓力容器強度計算和結構設計的主要依據，工藝參數是由生產的工藝要求確定的。影 響壓力容器設計的主要工藝參數有壓力，溫度，直徑等。（1）壓力容器的壓力參數壓力容器的壓力參數有工作壓力， 最高工作壓力和設計壓力（2）壓力容器的溫度參數 壓力容器的溫度參數有工作溫度和設計溫度。（3）直徑：一般所說的容器直徑系指其內直徑，單位多用 mm 表示3，壓力容器的分類從安全的角度出發(fā)目前廣泛采用比較重要的分類方法 有以下幾種：（1）按壓力容器的安全重

25、要程度分類 容規(guī)根據容器在使用中的重要作用，設計壓力以 及介質的危害程度， 將壓力容器分為第一類壓力容器， 第 二類壓力容器，第三類壓力容器。下列情況之一屬于第三類壓力容器：A 高壓容器B 中壓容器 （僅限毒性程度為極度和高度危害介質）C 中壓儲存器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質，且PV 乘積lO.OMpa x L）D 中壓反應器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質，且PV 乘積0.5Mpa x L）E 低壓容器 （僅限毒性程度為極度和高度危害介質， 且 PV 乘積0.2Mpa x L）F 高壓，中壓管殼式余熱鍋爐G球形容器（容積50立方米）H 低溫液體儲存容器 下列情況之一屬于第二類壓力容

26、器：A 中壓容器B 低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質）C 低壓儲存器和低壓反應器（僅限易燃或毒性程度為中度 危害介質）D 低壓管殼式余熱鍋爐F 低壓搪玻璃壓力容器 下列情況之一屬于第一類壓力容器 介質為無毒，非易燃低壓容器和易燃或毒性程度為中度危 害介質的低壓換熱器，分離器等（ 2 ）按用途分類A 反應器 B 儲存器 C 換熱器 D 分離器（ 3 ）按壓力分類A 低壓容器（ L）O.IMPa Pv 1.6 MPaB 中壓容器（ M ）C 高壓容器（ H ）D 超高壓容器（ U ）1.6MPa Pv 10MPa10MPa Pv lOOMPalOOMPa Pv lOOOMPa4，壓力容器

27、的典型結構和特點壓力容器的類型很多，但是基本構造都可以分解為筒 體、端蓋（封頭） 、法蘭、開孔、接管和支座等。石油化工生產中大量采用低，中壓容器，一般屬于薄壁 容器，它的外形結構形式大都是球形和圓筒形，在個別情況 才使用矩形，橢圓形，扁圓形等。 5，壓力容器的焊接接頭分類GB150鋼制壓力容器將壓力容器主要受壓部分的焊接接頭分為 A、B、C、D 四類A 類焊接接頭： 圓筒部分的縱向接頭， 球形封頭與圓筒連 接的環(huán)向接頭，各類形封頭的所有拼焊接頭。B 類焊接接頭： 圓筒部分的環(huán)向接頭， 錐形封頭小端與接 管連接的接頭，長頸法蘭與接管連接的接頭，但是已經規(guī)定 為 ACD 類的除外。C 類焊接接頭：

28、平蓋，管板與圓筒連接的接頭，法蘭與殼體，接管連接的接頭。D 類焊接接頭：接管， 人孔， 補強圈等與殼體圓筒連接的 接頭。4， 壓力容器制造的無損檢測 無損檢測在壓力容器制造過程中十分重要。壓力容器制 造時使用的無損檢測方法包括射線檢測，超聲波檢測，磁粉 檢測和滲透檢測及渦流檢測。無損檢測工藝以及檢測結果評 級執(zhí)行 JB/T4730 2005承壓設備無損檢測的規(guī)定，但是 采用什么無損檢測方法，檢測的部位，比例，合格級別需要 容規(guī)和 GB150 鋼制壓力容器等來回答，也就是說它 們是驗收標準。第 98 頁 102 頁三 壓力管道基本知識1,壓力管道的定義： 壓力管道是生產和生活中廣泛使用的，可能引

29、起燃燒 和爆炸或中等危險性較大的特種設備。國務院于 2003 年 3 月以 373 號令公布的特種設備安全監(jiān)察條例中關于壓力 管道定義為：壓力管道是指利用一定的壓力，用于輸送氣體 或液體的管狀設備，其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或等于O.IMpa （表壓）的氣體，液化氣體，蒸汽介質或可燃，易燃， 有毒，有腐蝕性，最高工作溫度高于或等于標準沸點的液體 介質，且公稱直徑大于 25mm 的管道。2，壓力管道的分類2.1 按用途分類： 分為：工業(yè)管道，公用管道和長輸管道。工業(yè)管道是指企業(yè)，事業(yè)單位所屬的用于輸送工藝介質 的管道。公用工程管道及其輔助管道。包括延伸出工作邊界 線，但是歸屬企業(yè)， 事業(yè)單位所

30、管轄的工藝管道。公用管道是指城市或鄉(xiāng)鎮(zhèn)范圍內用于公用事業(yè)或民用的 燃氣管道和熱力管道。長輸管道是指生產地，儲存庫，使用單位間用于輸送商 品介質的管道。2.2 從安全管理和監(jiān)察角度按操作工況和用途分類：（1）長輸管道（ GA 類）符號下列條件之一的長輸管道為 GA1 級a, 輸送有毒、可燃、易燃氣體介質，設計壓力1.6Mpa的 管道。b, 輸送有毒、可燃、易燃液體介質，輸送距離三200Km且 公稱直徑DN三300mm的管道。c, 輸送液體介質、輸送距離三50Km且公稱直徑DN三150mm 的管道。符號下列條件之一的長輸管道為 GA2 級a,輸送有毒、可燃、易燃氣體介質，設計壓力三1.6Mpa的管

31、道b，GA1 管道 b 條范圍以外的長輸管道。c，GA1 管道 c 條范圍以外的長輸管道。（2）公用管道（ GB 類）燃氣管道為 GB1 。熱力管道為 GB2（3）工業(yè)管道（ GC 類）符號下列條件之一的工業(yè)管道為 GC1 級A ，輸送毒性程度為極度危害介質的管道。B, 輸送可燃流體介質、有毒流體介質，設計壓力三4.0Mpa 且設計溫度三400度的管道。C, 輸送流體介質且設計壓力三lO.OMp的管道。符號下列條件之一的工業(yè)管道為 GC2 級A，輸送可燃流體介質、有毒流體介質，設計壓力v4.0Mpa且設計溫度三400度的管道。B, 輸送非可燃流體介質、有毒流體介質，設計壓力v 10.0Mpa

32、且設計溫度三400度的管道。C, 輸送流體介質且設計壓力v 10.0Mp且設計溫度v 400度 的管道。3，壓力管道的用途及特點壓力管道的主要用途是輸送介質。此外，對長輸管道而 言，壓力管道還有儲存功能，對工業(yè)管道而言，壓力管道還 有熱交換功能。對單條壓力管道而言，壓力管道的工作原理就是依靠外 界的動力或介質本身的驅動力將該條壓力管道源頭的介質 輸送到終點。壓力管道的主要特點是：（ 1） 種類多，數量大，標準多，設計、制造、安裝、應 用、管理環(huán)節(jié)多。（2）長細比大， 跨越空間大， 邊界條件復雜。（3）布置方式多樣。 現場安裝條件差， 工作量大。（4）材料應用種類多，選用復雜。（5）失效的摸式多

33、樣，失效慨率大。（6）實施檢驗的難度大。 4，壓力管道的組成及結構（1）壓力管道元件 壓力管道由多種元件組成，主要有： 管子 - 無縫鋼管， 焊接鋼管， 有色金屬管， 鑄鐵管等。管件-彎頭，三通，四通，大小頭等 法蘭和緊固件 鍛造法蘭，焊接法蘭，非金屬材料法蘭等閥門 安全閥，調壓閥，球閥，截止閥等膨脹節(jié)及波紋管 密封元件及特種元件 - 防腐管道元件， 阻火器等。壓力管道是由壓力管道組成件和支承件組成的裝配總 成，管道組成件是指用于連接或裝配管道的元件。它包括管 子、管件、法蘭、墊片、緊固件、閥門、過濾器和分離器等。（2）壓力管道的附屬設施壓力管道的附屬設施一般包括支吊架，防腐絕緣層，陰 極保護

34、裝置，加熱站，計量站，標志，斜拉桿，平衡錘等等。5，壓力管道的檢驗壓力管道的檢驗按性質分類，可分為原材料檢驗、管道 元件制作質量檢驗、 安裝質量檢驗、 在用檢驗等。壓力管道檢驗的一般內容包括外觀檢驗、焊接接頭表面 質量檢驗、焊接接頭內部缺陷檢測、耐壓試驗等。其中的焊 接接頭內部缺陷檢測屬于無損檢測項目。6，壓力管道檢驗標準目前主要的壓力管道檢驗標準有： SH3501-1997石油化 工劇毒、可燃介質管道工程施工及驗收規(guī)范 ，GB50236 98 現場設備、工業(yè)管 道焊 接工程施工及驗收規(guī)范，GB50235 97工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范和在 用工業(yè)管道定期檢驗規(guī)程等。5， 無損檢測的基本內

35、容第 116118 頁第四部分 無損檢測基礎知識無損檢測慨論1，無損檢測的定義和分類在不損壞工件的前提下，以物理或化學方法為手段，借 助先進的技術和設備器材，對工件的內部及表面的結構，性 質，狀態(tài)進行檢查和測試的方法稱為無損檢測。無損檢測是現代科學技術發(fā)展的基礎上產生的。工業(yè) X 射線檢測是在德國物理學家倫琴發(fā)現 X 射線后才產生的， 超 聲波檢測是在兩次大戰(zhàn)中發(fā)展的聲納技術和雷達技術的基 礎上開發(fā)出來的，磁粉檢測是建立在電磁學理論的基礎上， 而滲透檢測的益于物理化學的進展。無損檢測技術的發(fā)展過程出現過三個名稱，即：無損探 傷，無損檢測，無損評價。無損探傷是早期的階段的名稱， 其含義是探測和發(fā)

36、現缺陷。無損檢測是目前的名稱，其含義 不僅僅是探測缺陷， 還包括探測工件的其它信息， 例如結構， 性質，狀態(tài)等。無損評價是我們即將進入或正在進入的新的 發(fā)展階段，它在無損檢測基礎上還要求獲得更全面，更準確 的內容。目前，無損檢測(Non distructive Testing)有6大常規(guī) 方法：射線檢測(Radiography Testing即RT)，超聲波檢測 (Ultrasonic Testing 即 UT)，磁粉檢測(Magnetic Testing 即MT)，滲透檢測(Penetrant Testing即PT)，渦流檢測(Eddy current Testing 即 ET)，聲發(fā)射檢測

37、 (Acoustic Emission 即 A 俄）2，無損檢測的目的（ 1） 保證產品質量（ 2） 保障使用安全（ 3） 改進制造工藝（ 4） 降低生產成本3無損檢測的應用特點（1）無損檢測要與破壞性檢測相結合無損檢測的最大特點是能在不傷材料，工件和結構的前 提下來進行檢測，所以在實施無損檢測后，產品的檢查率可 以達到 100% 。但是，不是所有的項目和指標都能夠進行無 損檢測，無損檢測技術自身還有局限性。某些試驗只能采用 破壞性檢測。因此，在目前無損檢測還不能完全代替破壞性 檢測。應該二者相結合。比如，液化石油氣鋼瓶除了進行 100%無損檢測以為，還要進行爆破試驗。（2）正確選用實施無損檢

38、測的時機在進行無損檢測時， 必須根據無損檢測的目的， 正確選擇 無損檢測實施的時機。例如，有冷裂紋傾向的材料，就應該 安排在焊接完成 24 小時以后進行無損檢測。只有正確的選 用實施無損檢測的時機，才能順利的完成檢測。正確評價產 品質量。（3）選用最恰當的無損檢測方法每種檢測方法本身都有局限性，不可能適宜所有的工件 和所有的缺陷。 為了提高檢測結果的可靠性， 必須在檢測前， 根據被檢物體的材料，結構，形狀，尺寸可能產生的缺陷種 類，在什么部位，什么方向等種種情況進行分析，然后根據 無損檢測方法各自的特點選擇最適合的檢測方法。只有這 樣，無損檢測方法的選擇和應用才會正確和合理。（4）綜合應用各種

39、無損檢測方法在無損檢測應用中，必須認識到任何一種無損檢測方法 都不是萬能的，都有各自的優(yōu)缺點，因此，在無損檢測應用 中，如果可能，不要只采用一種無損檢測方法，而應盡可能 多的同時采用幾種方法，以便保證各種方法互補，保證產品 的質量。二 承壓類特種設備制造過程中無損檢測方法的選擇1，原材料檢驗（1）鋼板 UT。（2）鍛件和棒材 UT ， MT （PT）。（3）管材 UT （ RT ）， MT （ PT）。（4）螺栓 UT， MT （ PT）。2，焊接檢驗（1）坡口部位 UT ，PT（MT ）。（2）清根部位 PT（MT ）。(3) 對接焊縫 RT (UT ), MT (PT)。(4) 角焊縫和T

40、形焊縫UT ( RT) , PT ( MT )3,其他檢驗(1) 工卡具焊疤 MT (PT)。(2) 復合材料復合層檢測，爆炸復合層UT(3)復合材料復合層檢測，堆焊復合層，堆焊前MT (PT)(4)復合材料復合層檢測，堆焊復合層，堆焊后UT (PT)(5) 水壓試驗后MT (PT)。4檢測方法對檢測對象的適應性(見下表)表中：表示很適用：O:表示適用表示有附加條 件的適用X：表示不適用；一：表示不相關檢測對象內部缺陷檢測方法表面近表面陷檢測方法RTUTMTPTET試件 分 類鍛件X鑄件OO壓延件(管板型材)XO焊縫X分層X缺 陷 分 類內 部 缺 陷疏松XO氣孔O縮孔O未焊透未熔合夾渣O裂紋

41、OO缺 陷 分 類表 面 陷 檢白點XO表面裂紋表面針孔OX折疊OOO斷口白點XX三，各種無損檢測的基礎知識（分管專業(yè)課講）第五部分缺陷的種類及產生原因無損檢測最主要的用途是探測缺陷。了解材料和焊逢中 的缺陷種類和產生原因，有助于正確的選擇無損檢測方法， 正確判斷和分析檢測結果。一，鋼焊縫中常見缺陷及產生原因1,外觀缺陷夕卜觀缺陷指肉眼可以發(fā)現的工件表面的缺陷1）咬邊： 沿著焊趾， 在母材部分形成的凹餡或溝槽。因為電弧熱量太高，電流太大，運條速度太小，焊條 與工件角度不正確，產生的電弧將焊逢邊緣的母材熔化沒有 得到熔轷金屬的充分補充所留下的缺口。（ 2）焊瘤：焊逢中的液態(tài)金屬流到加熱不足未熔化

42、的母材 上或從焊縫根部溢出，冷卻后形成未與母材熔合的金屬瘤。產生原因是焊接規(guī)范過強，焊條熔化過快，焊接電源不 穩(wěn)定以及操作姿態(tài)正確形成的，在橫，立，仰焊位置更容易 形成焊瘤。（3）凹坑：焊縫表面或背面局部的低于母材的部分。產生原因是由于收弧時焊條未作短時間停留造成的。橫，立，仰焊位置常常在焊縫背面根部產生內凹。（4）未填瞞：焊縫表面上連續(xù)的或斷續(xù)的溝槽。填充金屬不足是產生未填瞞的根本原因。規(guī)范太弱，焊 條過細，運條不當等均會容易產生未填瞞。（5）燒穿：焊接過程中，熔深超過工件厚度，熔化金屬從 焊縫背面流出，形成穿孔性缺陷。焊接電流過大，速度太慢，電弧在焊縫處停留過久產生 燒穿。另外工件間隙太大

43、， 鈍邊太小也容易產生燒穿。（6）其他表面缺陷：成形不良，錯邊，塌陷，表面氣孔及 弧坑縮孔，各種焊接變形等等。2，氣孔：指焊接時，熔池中的氣體在金屬凝固前溢出，殘 留于焊縫中形成的空穴。產生原因：母材或填充金屬表面有銹，油污等，焊條及焊 劑未烘干， 焊接線能量過小， 熔池冷卻速度大等。3，夾渣：指焊后熔渣殘留于焊縫中的現象。夾渣又分金屬 夾渣和非金屬夾渣兩種。產生原因： （1）坡口尺寸不合理。 （2）坡口有污物。 （ 3） 焊接線能量過小。（ 4）多層焊時，層間清渣不徹底。（ 5） 焊縫散熱太快，液態(tài)金屬凝固過快。（6）藥皮，焊劑化學成分不合理，熔點過高，冶金反應不完全，脫渣性不好等。4，裂紋：金屬原子的結合遭到破壞，形成新的界面而產生 的縫隙。（1）分類：按尺寸大小分：宏觀裂紋（肉眼可見），微觀 裂紋（顯