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第一章壓力容器的基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)概述1、壓力容器的定義2、壓力容器的分類3、壓力容器的結(jié)構(gòu)特征及常見破壞形式第二節(jié)常見物理量及量綱第三節(jié)壓力容器常用術(shù)語第二章壓力容器的介質(zhì)分類及特性第一節(jié)壓力容器的常用介質(zhì)第二節(jié)壓力容器的常用介質(zhì)分類第三節(jié)壓力容器常用介質(zhì)特性第三章壓力容器的常用材料第一節(jié)常用材料及其性能第二節(jié)材料的常見缺陷第四章焊接缺陷及無損檢測(cè)相關(guān)知識(shí)第一節(jié)焊接材料第二節(jié)常見焊接方法及坡口形式第三節(jié)無損檢測(cè)知識(shí)簡介第五章壓力容器定期檢驗(yàn)第一節(jié)定期檢驗(yàn)項(xiàng)目及合格判定第二節(jié)定檢常用 工具 儀器 設(shè)備第六章安全實(shí)用與管理第一節(jié)安全附件簡介第二節(jié)操作與使用管理安全規(guī)程第一章壓力容器的基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)概述壓力容器是工業(yè)生產(chǎn)過程中不可缺少的一種設(shè)備.隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高,壓力容器的使用越來越廣泛,它不僅用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研、國防、醫(yī)療衛(wèi)生和文教體育等國民經(jīng)濟(jì)各部門,而且已深入到千家萬戶之中。壓力容器不僅數(shù)量多,增長速度快,而且類型復(fù)雜,發(fā)生事故的可能性較大。作為壓力容器的檢驗(yàn)檢測(cè)人員,保證壓力容器的安全運(yùn)行是自己應(yīng)盡的職責(zé),為了幫助檢驗(yàn)檢測(cè)人員提高理論知識(shí)和實(shí)際操作水平,本章將較詳細(xì)的講解和介紹一些與壓力容器相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)。一、壓力容器的定義所謂容器,通常的說法是:由曲面構(gòu)成用于盛裝物料的空間構(gòu)件。通俗地講,就是化工、煉油、醫(yī)藥、食品等生產(chǎn)所用的各種設(shè)備外部的殼體都屬于容器。不言而喻,所有承受壓力的密閉容器稱為壓力容器,或者稱為受壓容器。我國對(duì)壓力容器的界限范圍是根據(jù):國務(wù)院第549號(hào)令特種設(shè)備安全監(jiān)察條例第99條第二款規(guī)定:壓力容器是指承裝氣體或者液體,承載一定壓力的密閉設(shè)備,其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或者等于0.1Mpa(表壓),且壓力與容積的乘積大于或者等于2.5MPa.L的氣體,液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體的固定式容器和移動(dòng)式容器;承裝公稱工作壓力大于或者等于0.2MPa(表壓),且壓力與容積德乘積大于或者等于.0Mpa.L的氣體、液化氣體和標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)等于或者低于60攝氏度液體的氣瓶,如氧艙等。二、壓力容器的分類壓力容器的分類方法很多,其主要方法有:1.按設(shè)計(jì)壓力分類:按設(shè)計(jì)壓力P的高低,容器可分為低壓、中壓、高壓及超高壓四個(gè)等級(jí)。其劃分的范圍及代號(hào)見表11。表11 壓力容器壓力等級(jí)的劃分表11壓力等級(jí)代號(hào)設(shè)計(jì)壓力范圍低壓容器L0.1MPP1.6MPa中壓容器M1.6MPaP10MPa高壓容器H10MPaP100MPa超高壓容器UP100MPa2.按制造材料分類:按制造材料的不同,金屬容器可分為黑金屬壓力容器和有色金屬壓力容器。由于有色金屬的市場(chǎng)價(jià)格高,制造成本高,所以往往將有色金屬與碳鋼不銹鋼復(fù)合后制作壓力容器,且只限制在特殊的情況下使用。其劃分范圍見表12表12容器按制造材料的劃分 銅制容器 有色金屬壓力容器 鈦制容器 鋁制容器金屬壓力容器 鑄鋼容器 鑄造容器 鑄鐵容器 黑色金屬壓力容器 碳鋼 容器 鋼制容器 合金鋼容器不銹鋼容器3按按壓力容器等級(jí)、品種及介質(zhì)的危害程度分類為了便于安全技術(shù)監(jiān)督和管理,容規(guī)按壓力容器設(shè)計(jì)壓力、介質(zhì)危害程度以及生產(chǎn)工藝過程中的作用原理將壓力容器分為第一類壓力容器、第二類壓力容器及第三類壓力容器,我國將化學(xué)介質(zhì)危害分為極度危害、高度危害、中度危害、和輕度危害四個(gè)等級(jí),具體劃分見表13:表13化學(xué)介質(zhì)危害程度等級(jí)劃分(1)極度危害(級(jí))最高允許濃度0.1mg/m3 (2)高度危害(級(jí))最高允許濃度0.11.0mg/m3(3)中度危害(級(jí))最高允許濃度1.010mg/m3(4)輕度危害(級(jí))最高允許濃度10mg/m3 (1)下列情況之一,為第三類壓力容器:高壓容器;中壓容器(僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì));中壓儲(chǔ)存容器(僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì),且PV乘積大于等于10MPam3);中壓反應(yīng)容器(僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì),且PV乘積大于等于0.5MPam3);低壓容器(僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì),且PV乘積大于等于0.2MPam3);高壓、中壓管殼式余熱鍋爐;中壓搪玻璃壓力容器;使用強(qiáng)度級(jí)別較高(指相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中抗拉強(qiáng)度規(guī)定值下限大于等于540MPa)的材料制造的壓力容器;移動(dòng)式壓力容器,包括鐵路罐車,(介質(zhì)為液化氣體、低溫液體)、罐式汽車液化氣體運(yùn)輸(半掛)車、低溫液體運(yùn)輸(半掛)車、永久氣體運(yùn)輸(半掛)車和罐式集裝箱(介質(zhì)為液化氣體,低溫液體)等;球形儲(chǔ)罐(面積大于等于50m3);(2)下列情況之一的,為第二類壓力容器;中壓容器;低壓容器(僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì));低壓反應(yīng)容器和低壓儲(chǔ)存容器(僅限易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì));低壓管殼式余熱鍋爐;低壓搪玻璃壓力容器。(3)低壓容器為第一類壓力容器(一)(二)中規(guī)定的除外)劇毒介質(zhì)指進(jìn)入人體量50g即導(dǎo)致肌體嚴(yán)重?fù)p傷或致死的介質(zhì),如氟、氫氟酸、氫氰酸、光氣、氟化氫、碳酰氟等有毒介質(zhì)是指進(jìn)入人體量大于等于50g即導(dǎo)致人體正常功能損傷的介質(zhì),如二氧化碳硫、氨、一氧化碳、氯乙烯、甲醇、氧化乙烯、硫化乙烯、二氧化碳、乙炔、硫化氫等易燃介質(zhì)指與空氣混合的爆炸下限10%,或爆炸上限與下限之差20%的氣體,如一甲胺、乙烷、乙烯、氯甲烷、環(huán)氧乙烷、環(huán)丙烷、氫、丁烷、三甲胺、丁二烯、丁烯、丙烷、甲烷等4、從安全技術(shù)管理角度分類按安全技術(shù)管理分類,壓力容器可以分為固定式容器和移動(dòng)式容器兩大類。(1)固定式容器系指有固定的安裝和使用地點(diǎn),工藝條件和使用操作人員也比較固定,一般不是單獨(dú)裝設(shè),而是用管道與其他設(shè)備相連接的容器。如合成塔、蒸球、管殼式余熱鍋爐、熱交換器、分離器等。(2)移動(dòng)式容器系指一種儲(chǔ)裝容器,如氣瓶、汽車槽車等。其主要用途是裝運(yùn)有壓力的氣體。這類容器無固定使用地點(diǎn),一般也沒有專職的使用操作人員,使用環(huán)境經(jīng)常變化,管理比較復(fù)雜,較易發(fā)生事故。在上述分類方法中,只用第三類分類方法綜合考慮了壓力容器的設(shè)計(jì)壓力、幾何容積、材料強(qiáng)度、應(yīng)用場(chǎng)合和介質(zhì)危害程度等多種影響因素,分類方法比較科學(xué)、合理,因此得到了廣泛的應(yīng)用。三、壓力容器的結(jié)構(gòu)特征及常見的破壞形式1、壓力容器的結(jié)構(gòu)特征壓力容器是為介質(zhì)的物理反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)、換熱、儲(chǔ)存、分離等提供一個(gè)密閉空間,其結(jié)構(gòu)一般比較簡單。壓力容器根據(jù)其用途不同,結(jié)構(gòu)形式也多種多樣。主要有球形、圓筒形、箱形、錐形等?,F(xiàn)將兩種常見容器結(jié)構(gòu)形式介紹如下:球形容器球形容器的本體是一個(gè)球殼,此種結(jié)構(gòu)由許多塊預(yù)先按一定尺寸壓制成形的球面板拼焊而成,直徑較大。由于球殼是中心對(duì)稱的結(jié)構(gòu),應(yīng)力分布均勻,球殼體應(yīng)力是相同直徑圓筒形殼體應(yīng)力的一半,壓力截荷相同的情況下所需板材厚度最小,相同容積的結(jié)構(gòu)表面積最小。因此可節(jié)省大量材料(與同壓力截荷、同容積的圓筒形容器相比,可節(jié)約材料3040%)。但由于制造工藝復(fù)雜、拼焊要求高,再加上內(nèi)部工藝附件安裝困難,故一般用于大型儲(chǔ)罐,也有時(shí)用作蒸汽直接加熱的容器。圓筒形容器圓筒形容器是軸對(duì)稱結(jié)構(gòu),此種結(jié)構(gòu)沒有形狀突變,應(yīng)力健在比較均勻,受力雖不如球形容器,但比其他結(jié)構(gòu)形式好得多,制造工藝較簡單,便于內(nèi)部工藝附件的安裝,便于工作介質(zhì)的流動(dòng),因而是使用最普遍的一種壓力容器。圓筒形容器一般也采用焊接結(jié)構(gòu)。2、壓力容器的基本構(gòu)成壓力容器一般由筒體、封頭(端蓋)、法蘭、接管、人(手)孔、密封元件、安全附件、支座等部分組成, 筒體筒體是壓力容器的重要部件,與封頭或管板共同構(gòu)成承壓殼體,為物料的儲(chǔ)存和完成介質(zhì)的物理,化學(xué)反應(yīng)及共他工藝用途提供所必需的空間。筒體通常用金屬板材卷制焊接而成。封頭(端蓋)封頭是保證壓力容器密閉的重要部件。凡是與筒體采用焊接聯(lián)接而不可拆的稱為封頭;與筒體以法蘭等聯(lián)接而可拆的,稱為端蓋。法蘭由于生產(chǎn)工藝需要和安裝檢修的方便,不少容器需采用可拆的連接結(jié)構(gòu),如壓力容器的端蓋與筒體之間、接管與管道之間的連接。這時(shí)通常采用法蘭結(jié)構(gòu)。法蘭通過螺栓、楔口等連接件壓緊密封件保證容器的密封。故法蘭連接是由法蘭、螺栓、螺母及密封元件所組成的密封連接件。法蘭按照所連接的部件可分為容器法蘭及管法蘭。前者用于容器的端蓋與筒體連接;后者用于接管(管道)與管道之間的連接。法蘭按其整體性程度分成三種形式:整體法蘭、松式法蘭和任意式法蘭。密封元件是指接觸面之間或封頭與筒體頂部的接觸面之間,借助于螺栓等連接件壓緊力可達(dá)到密封的目的。按其所用材料的不同分為非金屬密封元件(石棉墊、橡膠O型環(huán)等)、金屬密封元件(紫銅墊、鋁墊、軟鋼墊等)和組合式密封元件(鐵包石棉墊、鋼絲纏繞石棉墊等)。按其截面形狀又可分為平墊片、三角形墊片、八角形墊片、透鏡式墊片等。不同的密封元件和不同的連接件相組配,構(gòu)成了各種不同的密封結(jié)構(gòu)。強(qiáng)制密封:通過堅(jiān)固端蓋與筒體法蘭的聯(lián)接螺栓等強(qiáng)制方式將密封面壓緊,從而達(dá)到密封的目的,如平墊密封、卡扎里密封等。自緊密封:利用容器內(nèi)介質(zhì)的壓力使密封面產(chǎn)生壓緊力來達(dá)到密封目的。它的密封力隨著介質(zhì)壓力的增大而增大,因而在較高的壓力下也能保持可靠的密封性能,如組合式密封、“O”形環(huán)密封、“C”形環(huán)密封、“B”形環(huán)密封、楔形密封、八角墊和橢圓墊密封、平墊自緊密封、伍德密封、氮?dú)馐矫芊獾?。半自緊密封:既利用容器內(nèi)介質(zhì)的壓力,又利用堅(jiān)固件的聯(lián)接使密封面產(chǎn)生壓緊力來達(dá)到密封的目的,如雙錐密封就屬于此。接管適應(yīng)壓力容器安全運(yùn)行及生產(chǎn)工藝的需要而設(shè)置于封頭(端蓋)及筒體上,用于介質(zhì)的進(jìn)出、安全附件的安裝等。人孔、手孔根據(jù)結(jié)構(gòu)、介質(zhì)等情況,壓力容器需設(shè)置人孔或手孔等檢查孔,用于容器的定期檢驗(yàn)、檢查或清除污物。人孔和手孔按其其形狀可分為圓形及橢圓形兩種;按其封閉形式可分為外閉式及內(nèi)閉式兩種。安全附件為了保證壓力容器安全穩(wěn)定可靠的運(yùn)行,往往需要在壓力容器上設(shè)置一些安全裝置用以監(jiān)測(cè)和監(jiān)控壓力容器內(nèi)工作介質(zhì)的參數(shù)。壓力容器的安全附件主要有安全閥、爆破片、緊急切斷閥、安全連鎖裝置、壓力表、液面計(jì)、測(cè)溫儀表等。支座支座是用于支承容器重量并將它固定在基礎(chǔ)上的附加部件,其結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定于容器的安裝方式,容器重量及其他載荷,一般分為三大類:即立式容器支座、臥式容器支座及球形容器支座。立式支座中最常見的有懸掛式支座(耳式支座)、支承式支座及裙式支座主要用于高大的直立容器(塔類)。臥式容器支座的結(jié)構(gòu)形式主要有鞍式支座、支承式支座等。支承式支座只適用于小型容器;鞍式支座常用于大中型容器;圈座適用于薄壁容器及多于兩個(gè)支承的長容器。球容器中常見的有裙式支座和柱式支座。裙式支座一般用于小型的球型容器。3、常見的破壞形式及其預(yù)防1、韌性破壞(1)概念容器在內(nèi)部壓力作用下,器壁上的應(yīng)力達(dá)到了材料的強(qiáng)度極限而發(fā)生破裂的一種破壞形式。應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn)時(shí)發(fā)生較大的塑性變形,達(dá)到拉伸強(qiáng)度時(shí)破裂。(2)特征有顯著地宏觀變形爆破時(shí)一般不產(chǎn)生碎片爆破壓力與理論計(jì)算值相近斷口呈灰暗色,無金屬光澤,斷口為一條長縫(3)預(yù)防措施規(guī)范操作、不要超壓、及時(shí)檢查腐蝕情況,保持各種安全裝置、儀器儀表完好靈敏等。2、脆性破壞(1)概念斷裂時(shí)沒有宏觀的塑性變形,器壁上的應(yīng)力遠(yuǎn)小于材料的強(qiáng)度極限,有的甚至低于屈服點(diǎn)。一般是在較低溫度或存在缺陷(裂紋的影響最明顯)的情況下發(fā)生。發(fā)生脆性斷裂要具備三個(gè)條件:一是容器本身存在缺陷,二是有一定水平的應(yīng)力,三是材料的韌性很差。(2)特征無明顯的塑性變形,厚度也沒有明顯的減薄瞬間發(fā)生,一般有許多碎片飛出材料脆化而破壞,總是首先在缺陷或幾何形狀突變處首先發(fā)生,然后延伸,斷口呈金屬晶粒狀、并富有光澤,斷口平直且主應(yīng)力方向垂直。破壞時(shí)名義工作應(yīng)力較低,通常低于材料的屈服點(diǎn)獲接近,特別是裂紋缺陷引起的脆性斷裂,破裂時(shí)應(yīng)力一般不會(huì)超過屈服點(diǎn)。(2)預(yù)防確保材料有良好的韌性,特別是在低溫情況下。避免或降低容器的應(yīng)力集中,如盡量采用圓弧過渡、接管根部雙面焊透且焊縫表面磨平等。焊后熱處理消除殘余應(yīng)力。加強(qiáng)對(duì)在役容器的無損檢測(cè)。3、疲勞破壞(1)概念由于交變載荷作用,在容器某些應(yīng)力集中部位短時(shí)間內(nèi)由于疲勞而在低應(yīng)力狀態(tài)下突然發(fā)生的一種破壞形式。交變載荷有機(jī)械載荷、熱載荷、壓力載荷。對(duì)壓力容器如壓力波動(dòng)、溫度波動(dòng)等。(2)特征就部位而言,一是在結(jié)構(gòu)不連續(xù)處發(fā)生,如接管的根部、開孔處、受力較大且有尖角的部位;二是在有裂紋類原始缺陷的焊縫處。疲勞斷裂的基本形式是爆破和泄漏。材料強(qiáng)度偏高且韌性較差,則表現(xiàn)為爆破;若材料強(qiáng)度較低而韌性較好,則疲勞裂紋擴(kuò)展泄漏。斷口分疲勞擴(kuò)展和最終破裂兩個(gè)區(qū)域,疲勞擴(kuò)展區(qū)平整光滑、有貝殼花紋狀疲勞線;最終破裂區(qū)呈明顯的放射性及人字形紋狀。(3)預(yù)防選用合適的抗疲勞材料,不宜用強(qiáng)度偏高的合金鋼,而應(yīng)用有較大塑性應(yīng)變能力的低碳鋼和碳錳鋼。采用分析設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)。注意結(jié)構(gòu)的抗疲勞性,如帶補(bǔ)強(qiáng)圈的接管處、盡量直接管避免斜接管。提高制造質(zhì)量,嚴(yán)格進(jìn)行在役設(shè)備檢驗(yàn)。(4)腐蝕破壞(1)概念均勻腐蝕使器壁厚度減薄,點(diǎn)蝕形成局部凹坑,晶間腐蝕使材料的強(qiáng)度和韌性喪失,應(yīng)力腐蝕使材料以裂紋的形式產(chǎn)生破壞。(2)特征根據(jù)金屬的腐蝕形式,可以將其分為均勻腐蝕、局部腐蝕,而局部腐蝕又包括區(qū)域腐蝕、點(diǎn)腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕、疲勞腐蝕不同腐蝕破壞其特征不同。(3)預(yù)防選擇合適的抗腐蝕材料使容器與介質(zhì)隔離消除引起腐蝕的因素(5)蠕變破壞(1)概念壓力容器母體材料長期在高溫下受到拉應(yīng)力的作用,拉應(yīng)力雖小于材料的屈服極限,但材料也會(huì)緩慢的產(chǎn)生塑性變形,這種變形我們稱之為蠕變。發(fā)生蠕變的容器體積變大,容器的器壁減薄,最后導(dǎo)致容器破裂。這種由材料蠕變而使容器發(fā)生破裂稱為蠕變破壞。(2)特征蠕變破壞只發(fā)生在一些高溫設(shè)備上,破裂后一般都有較為明顯的殘余變形,通過金相分析可以發(fā)現(xiàn)微觀組織有明顯的變化,其斷口金屬顆粒粗大,并且沒有金屬光澤。在容器直徑方向有著明顯變形,并伴有許多沿經(jīng)線方向的小蠕變裂紋,甚至出現(xiàn)表面的龜裂,或引起壁厚減薄,斷口與壁面垂直,具有脆性斷口的某些特征。(3)預(yù)防選材上和設(shè)計(jì)上要充分考慮容器的蠕變特征。使用過程中注意避免高溫或局部過熱。第二節(jié)常用物理量及量綱第三節(jié)壓力容器的常用術(shù)語一、一般術(shù)語壓力:垂直作用在物體表面上的力。即物理學(xué)中的壓強(qiáng)環(huán)境大氣壓力:壓力容器所在地的大氣壓力。真空度:表示真空狀態(tài)下氣體的稀薄程度。即負(fù)表壓力的絕對(duì)值。溫度:表示物體冷熱程度的度量。環(huán)境溫度:容器周圍的大氣溫度。月平均最低氣溫:當(dāng)月個(gè)天的最低氣溫值相加后除以當(dāng)月天數(shù)。介質(zhì)(物料):容器使用過程中的內(nèi)部盛裝物。容積:對(duì)于容器或容器室,是指在對(duì)外連接的第一個(gè)密封面或第一個(gè)焊縫坡口面范圍內(nèi)的內(nèi)部體積。扣除不可拆卸內(nèi)件的體積。二、關(guān)于容器及其結(jié)構(gòu)的術(shù)語壓力容器:壓力作用下盛裝流體介質(zhì)的密閉容器。內(nèi)壓容器:正常操作時(shí),其內(nèi)部壓力高于外部壓力的容器。外壓容器:正常操作時(shí),其外部壓力高壓內(nèi)部壓力的容器。常壓容器:與環(huán)境大氣壓直接連通或工作表壓力為零的容器。固定式壓力容器:安裝在固定位置使用的壓力容器。移動(dòng)式壓力容器:安裝在交通工具上,作為運(yùn)輸裝備的壓力容器。腔(室):容器內(nèi)的介質(zhì)所在的相對(duì)獨(dú)立的密閉空間。元件:組成壓力容器的基本單元零件。(如殼體、封頭,法蘭等)受壓元件:承受壓力載荷的容器零部件。非受壓元件:為滿足容器要求與容器直接或間接連接而不受壓力載荷的零部件。第二章壓力容器的介質(zhì)分類及特性第一節(jié)、壓力容器的常用介質(zhì)壓力容器的常用介質(zhì)有:空氣、氧氣、氫氣、氮?dú)狻⒁谎趸?、二氧化碳、乙烯、液化石油、硫化氫、氨氯、乙炔等。第二?jié)、壓力容器常用介質(zhì)分類壓力容器常用瓶裝氣體介質(zhì)分類:壓縮氣體、液化、(低溫液化氣體)、溶解氣體、吸附氣體。第三節(jié)、壓力容器中常用介質(zhì)的特性壓力容器中盛裝的大多具有易燃、易爆、有毒有害的特性,了解和掌握這些氣體的各種特性,對(duì)于壓力容器的安全運(yùn)行和事故預(yù)防是至關(guān)重要的。本節(jié)主要介紹幾種常用氣體的特性。1、空氣??諝馐菬o色、無味、無嗅的氣體,在00.MPa下,每升空氣重1.293克。用增加壓強(qiáng)和降低溫度的辦法,能使空氣變成液態(tài)。按體積計(jì)算,氧氣約為21,氮?dú)饧s為78,惰性氣體約為0.94,二氧化碳約0.03,其它氣體和雜質(zhì)約0.03。2、氧氣。氧氣是無色、無味、無嗅的氣體,在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,與空氣的相對(duì)密度為1.105。臨界溫度118.37,臨界壓力5.05MPa,氧氣微溶于水.氧的化學(xué)性質(zhì)特別活躍,易和其它物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)并放出大量的熱量.氧氣具有強(qiáng)烈的助燃性,若與可燃?xì)怏w氫氣、乙炔、甲烷、一氧化碳等按一定的比例混合,即成為易燃易爆的混合氣體,一旦有火源或引爆條件就能引起爆炸。3、氫氣。氫氣是無色、無味、無嗅、無毒的可燃窒息性氣體。氫氣是最輕的氣體,具有很大的擴(kuò)散速度,極易聚集于建筑物的頂部而形成爆炸性的氣體.氫氣的化學(xué)性質(zhì)特別活躍,是一種強(qiáng)的還原劑,其滲透性和擴(kuò)散性強(qiáng)。4、氮?dú)狻5獨(dú)馐菬o色、無味、無嗅的窒息性氣體。常溫下,氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑,在工業(yè)上,常用于容器在檢修前的安全防爆防火置換和耐壓試驗(yàn)用氣。人處在氮含量高于94的環(huán)境中,會(huì)因嚴(yán)重缺氧而在數(shù)分鐘內(nèi)窒息死亡。在生產(chǎn)和檢修中,接觸高濃度氮?dú)獾臋C(jī)會(huì)非常多,因氮?dú)庵舷⒃斐伤劳龅氖鹿蕦乙姴货r,因此切不可掉以輕心。5、一氧化碳。一氧化碳是含碳物質(zhì)在燃燒不完全時(shí)的產(chǎn)物.是一種無色、無嗅的毒性很強(qiáng)的可燃?xì)怏w。一氧化碳的毒性作用于對(duì)血紅蛋白有很強(qiáng)的結(jié)合能力,使人因缺氧中毒。在工業(yè)生產(chǎn)中,常以急性中毒的方式出現(xiàn),吸入高濃度一氧化碳時(shí),若搶救不及時(shí)則有生命危險(xiǎn)。6、二氧化碳。是一種無色、無嗅、無毒,稍有酸味的窒息性氣體,能溶于水。二氧化碳能壓縮液化成液體,液體二氧化碳?jí)毫ο陆禃r(shí)會(huì)蒸發(fā)膨脹,并吸收周圍大量的熱而凝結(jié)成固體干冰。液態(tài)二氧化碳的膨脹系數(shù)較大,超裝很容易造成氣瓶爆炸。7、乙烯。乙烯是一種無色、無嗅、稍有甜香氣味的可燃性氣體。乙烯的化學(xué)性質(zhì)活潑,與空氣和氧氣混合,能形成爆炸性氣體.乙烯屬于低毒物質(zhì),但具有較強(qiáng)的麻醉作用。8、液化石油氣。是一種低碳的烴類混合物,主要由乙烷、乙烯、丙烷、丁烷、丁烯及少量的戊烷、戊烯等組成。在常溫常壓下為氣體,只有在加壓和降低溫度條件下,才變?yōu)橐后w。液化石油氣無色透明,具有烴類的特殊味道,是一種很好的燃料。液化石油氣的飽和蒸汽壓隨溫度升高而急劇增加,其膨脹系數(shù)較大,氣化后體積膨脹250300倍。液化石油氣的閃點(diǎn)、沸點(diǎn)都很低,都在0以下,爆炸范圍較寬,由于比空氣重,容易停滯和積聚在地面的低洼處,與空氣混合形成爆炸性氣體,遇火源便可爆炸。9、硫化氫。是一種具有惡臭味的有毒有害氣體。相對(duì)密度比空氣高,易積聚在低洼處.硫化氫在大氣中超過10ppm時(shí)即可察覺,起初臭味的增強(qiáng)與濃度的升高成正比,但當(dāng)濃度超過10立方米之后,濃度繼續(xù)升高臭味反而減弱。在高濃度時(shí),很快引起嗅覺疲勞而不能察覺硫化氫的存在,所以不能依靠其臭味的強(qiáng)弱來判斷硫化氫濃度的大小.硫化氫是一種可燃性氣體,與空氣混合達(dá)到爆炸極限時(shí),可發(fā)生強(qiáng)烈爆炸。10、氨。是一種無色有強(qiáng)烈刺激性臭味的氣體。氨中有水分時(shí)將會(huì)腐蝕銅合金,所以充裝液氨的壓力容器不能采用銅管及銅合金制的閥件,一般規(guī)定液氨中含水量不能超過0.2。氨對(duì)人體有較大的毒性,主要是對(duì)上呼吸道和眼睛的刺激和腐蝕。11、氯。氯是一種草綠色帶刺激性臭味的劇毒氣體,可液化為草綠色透明的液體,在一定的溫度下,容器內(nèi)同時(shí)存在液態(tài)和氣態(tài)。氯是活潑的化學(xué)元素,是一種強(qiáng)氧化劑,其用途廣泛,常用作還原劑、溶劑、冷凍劑等。氯是一種極度危害的介質(zhì),對(duì)人的皮膚、呼吸道有損害,甚至導(dǎo)致死亡。12、乙炔。乙炔是一種無色的易燃易爆的氣體,純乙炔氣體是沒有臭味的,用電石制成的工業(yè)乙炔氣體具有一種難聞的臭味。乙炔很容易溶解在水中和其它溶劑中.純凈的乙炔氣體本身是無毒的,但長時(shí)間吸入后,人會(huì)因?yàn)檠趿坎蛔阋鹬舷⒌奈kU(xiǎn)。乙炔的爆炸極限范圍很大在空氣中乙炔的含量為713時(shí)爆炸能力最強(qiáng)。乙炔在氧氣中燃燒的火焰溫度可高達(dá)3500,常用于熔融和焊接金屬。第三章壓力容器的常用材料第一節(jié)常用材料及其性能一、壓力容器常用材料1、鋼材分類鋼材的形狀包括板、管、棒、絲、鍛件、鑄件等。壓力容器本體主要采用板材、管材和鍛件。鋼板 鋼板是壓力容器中最常用的材料,如圓筒、封頭的制作鋼管 接管、換熱管一般由無縫鋼管制成鍛件 高壓容器的平蓋、端部法蘭、接管法蘭等鍛件2、鋼材類型3、壓力容器用鋼可分為碳素鋼、低合金鋼和高合金鋼(1)碳素鋼壓力容器常用碳素結(jié)構(gòu)鋼有Q235B、Q235C;常用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼有20g、20R、10G;壓力容器專用鋼板有Q245R、HP245、HP265、HP295。 Q235B鋼的應(yīng)用舉例:Q235B級(jí)鋼主要用于建筑、橋梁工程上制造質(zhì)量要求較高的焊接結(jié)構(gòu)。其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為:品種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)品種技術(shù)條件技術(shù)條件GB150-98鋼制壓力容器板材GB912-89碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋薄鋼板和鋼管GB700-98碳素結(jié)構(gòu)鋼GB3274-88碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板和鋼帶 20g鋼20g鋼是制造鍋爐的常用碳素鋼板。是用于制造壓力小于6MPa,壁溫低于450的船舶鍋爐、蒸汽鍋爐以及其他鍋爐構(gòu)件。20厚壁鋼管。 主要用做石油地質(zhì)鉆探管、石油化工用的裂化管、鍋爐管、軸承管以及汽車、拖拉機(jī)、航空用高精度結(jié)構(gòu)管等。 其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為:技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)GB713-86鍋爐用碳素鋼和低合金鋼鋼板YB/T40-87壓力容器用碳素鋼和低合金鋼厚鋼板 10G是GB/5310國標(biāo)鋼號(hào)(國外對(duì)應(yīng)牌號(hào):德國st45.8、日本STB41、美國SA106B),為最常用鍋爐鋼管用鋼10G鋼管主要用于制造高壓和更高參數(shù)鍋爐管件,低溫段過熱器、再熱器,省煤器及水冷壁等;如小口徑管做壁溫500受熱面管子、以及水冷壁管、省煤器管等,大口徑管做壁溫450蒸汽管道、集箱(省煤器、水冷壁、低溫過熱器和再熱器聯(lián)箱),介質(zhì)溫度450管路附件等。由于碳鋼在450以上長期運(yùn)行將產(chǎn)生石墨化,因此作為受熱面管子長期最高使用溫度最好限制到450以下。該鋼在這一溫度范圍,其強(qiáng)度能滿足過熱器和蒸汽管道要求、且具有良好抗氧化性能,塑性韌性、焊接性能等冷熱加工性能均很好,應(yīng)用較廣。此鋼在伊朗爐(指單臺(tái))上所使用部位為下水引入管(數(shù)量為18噸)、汽水引入管(10噸)、蒸汽連接管(16噸)、省煤器集箱(8噸)、減溫水系統(tǒng)(5噸),其余作為扁鋼、吊桿材料使用(約86噸)。(2)低合金鋼壓力容器常用的低合金鋼,包括專用鋼板Q345R、15CrMoR 、16MnDR、15MnNiDR、09MnNiDR、07MnCrMoNbDR、16MnR、 16Mng、15MnVR、15MnVNR、18MnMoNbR、09Mn2VDR、HP345 HP325、HP365鋼管16Mn、09MnD 鍛件16Mn、20MnMo、16MnD、09MnNiD、12Cr2Mo。低合金耐熱鋼包括珠光體耐熱鋼和貝氏體耐熱鋼。珠光體耐熱鋼:12CrMo 15CrMo 14Cr1Mo;貝氏體耐熱鋼:12Cr2Mo 15CrMoR 14CrMoR 12Cr2Mo1R。16MnR 這是一個(gè)成熟的鋼種,廣泛應(yīng)用于石油化工設(shè)備中-40以上的低壓及中壓容器、鍋爐、高壓容器層板和繞帶、低壓及中壓鋼管等承受負(fù)荷的各種焊接構(gòu)件。特別適合于-40以下寒冷地區(qū)的低溫壓力容器。其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為:名稱技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)條件GB150-1998鋼制壓力容器GB/T1591-94低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼管材GB150-1998鋼制壓力容器GB5311-89高壓用無縫鋼管圓管坯GB6479-86化化肥設(shè)備用高壓無縫鋼管鍛件GB150-1998鋼制壓力容器20MnMo 主要用于重要的大中型鍛件如壓力容器的封頭、法蘭等,使用溫度為-40470。其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為:名稱技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)條件JB755-85壓力容器鍛件技術(shù)條件鍛件JB4726-94壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鍛件16MnDR 用于制造-40設(shè)備,如液氮設(shè)備。其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為:名稱技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)條件GB150-1998鋼制壓力容器鋼板GB3531-1996低溫壓力容器用低合金鋼鋼板 09Mn2VDR 用于制造-70的低溫設(shè)備,如冷凍設(shè)備、液態(tài)氣貯罐、石油化工低溫設(shè)備等。常見的液丙烯(-47.7)、硫化碳酰(-50)、液硫化氫(-61)等設(shè)備均可用09Mn2VDR制造。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為:名稱技 術(shù) 標(biāo) 準(zhǔn)技術(shù)條件GB150-1998鋼制壓力容器鋼板GB3531-1996低溫壓力容器用低合金鋼鋼板16MnR 是我國目前用途最廣、用量最大的壓力容器專用鋼板,主要用于中、低壓壓力容器。其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為:名稱技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)板材GB6654-1996壓力容器用鋼板YB(T)40-87壓力容器用碳素鋼板和低合金鋼厚鋼板帶材YB/T5139-93壓力容器用熱軋鋼帶15MnVNR 以鋼板、鋼管、圓管以及各種型鋼形式,廣泛用于制造中、高壓石油化工容器、鍋爐、以及其他大型焊接結(jié)構(gòu)件、低溫設(shè)備等。18MnMoNbR 我國發(fā)展的490Mpa級(jí)的中文壓力容器用鋼,用于制造鍋爐和石油化工厚壁容器以及大型鍛件,可作為抗氫鋼應(yīng)用。(3)高合金鋼壓力容器常用的低碳或超低碳高合金鋼大多是耐腐蝕、耐高溫鋼,主要有鉻鋼、鉻鎳鋼和鉻鎳鉬鋼。主要鋼種有0Cr13 0Cr18Ni9 0Cr18Ni9Ti 0Cr18Ni10Ti 00Cr19Ni10 0Cr17Mn13Mo2N鉻鋼0Cr13(S11306)是常用的鐵素體不銹鋼。主要用于制造抗水蒸氣、碳酸氫銨母液以及540以下含硫石油等介質(zhì)腐蝕設(shè)備的襯里、內(nèi)部元件以及墊圈等。以此鋼為復(fù)層的復(fù)合鋼板已廣泛應(yīng)用于與熱含硫石油及其他侵蝕介質(zhì)接觸的設(shè)備殼體(如精餾塔、反應(yīng)器等)在化工工業(yè)中尚可以代替18-8Ti不銹鋼用于要求防止污染和耐蝕性不強(qiáng)的設(shè)備,如不含醋酸的維尼綸介質(zhì)及制藥工業(yè)部分設(shè)備。0Cr18Ni9 作為不銹鋼耐熱鋼廣泛應(yīng)用于食品設(shè)備、一般化工設(shè)備、原子能工業(yè)用設(shè)備等。適用于制造深沖成型的零件如墊片以及輸酸管道、容器等。也可用作焊接鉻鎳不銹鋼和鉻不銹鋼的焊條芯材、非磁性部件以及低溫環(huán)境下使用的部件等。0Cr18Ni9Ti 用于制造耐酸容器和設(shè)備襯里、輸送管道,如氮肥工業(yè)用的吸收塔、熱交換器等。石油工業(yè)中可用作650以下催化、裂化反應(yīng)器、換熱器等?;瘜W(xué)工業(yè)中用作稀硝酸和硝銨設(shè)備、氨合成塔內(nèi)件、尿素和維尼綸中部分設(shè)備。還可以用作要求耐蝕的鍛件和螺栓。0Cr17Mn13Mo2N 奧氏體-鐵氏體雙相不銹鋼。用于制造尿素工業(yè)設(shè)備如合成塔、高壓一段分離器等,其耐蝕性可超過一般常用的0Cr18Ni10Mo2Ti。在用來制造醋酸、維尼綸、卡普隆及滌綸等合成纖維工業(yè)設(shè)備時(shí)亦有良好的耐蝕性能,可替代18-8型鉻鎳鉬鋼使用。二、金屬材料的基本性能金屬材料是現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防以及科學(xué)技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的工程材料。這不僅是由于奇來源豐富,生產(chǎn)工藝簡單、成熟,而且還因?yàn)樗鼈兙哂袃?yōu)良的性能。通常我們所指的金屬材料的性能包括以下三個(gè)方面:1、使用性能:即為保證機(jī)械零件、設(shè)備、結(jié)構(gòu)件等能正常工作,材料所應(yīng)具備的性能,主要有機(jī)械性能、物理性能、化學(xué)性能,使用的性能覺定了材料的應(yīng)用范圍,使用安全可靠性和使用壽命。(1)機(jī)械性能材料的機(jī)械性能是指在外力的作用下,材料抵抗破裂和過度變形的能力。它包括材料的強(qiáng)度、彈性、塑性、韌性、疲勞強(qiáng)度、斷裂韌性和硬度等。(2)化學(xué)性能(耐腐蝕性)腐蝕不僅會(huì)造成金屬的損失,更重要的是會(huì)導(dǎo)致金屬的破壞,從而威脅到壓力管道的安全。事實(shí)已證明,許多壓力管道的破壞都與材料的腐蝕有關(guān)。材料的選擇應(yīng)避免應(yīng)力腐蝕的發(fā)生,因?yàn)樗鼤?huì)帶來壓力管道在不可預(yù)知的情況下突然斷裂,從而導(dǎo)致重大事故的發(fā)生;選用的材料應(yīng)有足夠的抗介質(zhì)均勻腐蝕的能力,以便材料不致于在短時(shí)間內(nèi)因腐蝕造成的管道壁厚急劇減薄而失效。(3)物理性能材料的物理性能主要是指:密度(kg/m3)、導(dǎo)熱系數(shù)、比熱、熔點(diǎn)Tm()、線膨脹系數(shù)、彈性模量E、比重2、工藝性能:即材料在被制成機(jī)械零件、設(shè)備、結(jié)構(gòu)件的過程中適應(yīng)各種冷、熱加工的性能,如鍛造、焊接、熱處理、壓力加工、切削加工等方面的性能。工藝性能對(duì)制造成本、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量有重要的影響。(1)制造工藝性能材料的制造工藝性能也是影響材料選擇的一個(gè)重要因素。主要包括有: 切削加工性能; 可鑄性;可鍛性; 可焊性;熱處理性能;3、材料的經(jīng)濟(jì)性。努力了的才叫夢(mèng)想,不努力的就是空想!如果你一直空想的話,無論看多少正能量語錄,也趕不走滿滿的負(fù)能量!你還是原地踏步的你,一直在看別人進(jìn)步。(1)材料的選擇不能脫離經(jīng)濟(jì)性這個(gè)杠桿作用,這就是工程材料研究與一般材料研究區(qū)別的顯著標(biāo)志。(2)材料的選材的原則: 設(shè)計(jì)選材既要可靠,又要經(jīng)濟(jì),能用低等級(jí)材料時(shí)就不要選用高等級(jí)材料。對(duì)材料的制造要求也應(yīng)適當(dāng),要結(jié)合使用條件來規(guī)定各項(xiàng)檢查試驗(yàn)要求。對(duì)于每一種金屬材料來說,以上各類性能不可能都是優(yōu)秀的,選用材料時(shí),只能揚(yáng)長避短,物盡其用。第二節(jié)材料的常見缺陷1、 結(jié)疤(1) 結(jié)疤的缺陷特征結(jié)疤型鋼表面上的疤狀金屬薄塊。其大小、深淺不等,外形極不規(guī)則,常呈指甲狀、魚鱗狀、塊狀、舌頭狀無規(guī)律地分布在鋼材表面上,結(jié)疤下常有非金屬夾雜物。(2)產(chǎn)生原因由于鋼坯未清理,使原有的結(jié)疤軋后仍殘留在鋼材表面上。2、表面夾雜(1)表面夾雜的缺陷特征暴露在鋼材表面上的非金屬物質(zhì)稱為表面夾雜,一 般呈點(diǎn)狀、塊狀和條狀分布,其顏色有暗紅、淡黃、灰白等,機(jī)械的粘結(jié)在型鋼表面上,夾雜脫落后出現(xiàn)一定深度的凹坑,其大小、形狀無一定規(guī)律。(2)產(chǎn)生原因鋼坯帶來的表面非金屬夾雜物。在加熱或軋制過程中,偶然有非金屬夾雜韌(如加熱爐的耐火材料及爐渣等),爐附在鋼坯表面上,軋制時(shí)被壓入鋼材,冷卻經(jīng)矯直后部分脫落3、分層(1)分層的缺陷特征此缺陷在型鋼的鋸切斷面上呈黑線或黑帶狀,嚴(yán)重的分離成兩層或多層,分層處伴隨有夾雜物。(2)產(chǎn)生的原因 主要是由于鎮(zhèn)靜鋼的縮孔或沸騰鋼的氣囊未切凈。鋼坯的皮下氣泡,嚴(yán)重疏松,在軋制時(shí)未焊臺(tái),嚴(yán)重的夾雜物也會(huì)造成分層。鋼坯的化學(xué)成份偏析嚴(yán)重,當(dāng)軋制較薄規(guī)格時(shí),也可能在特定情況下形成分層。4、氣泡(凸包)(1)氣泡的缺陷特征鋼表面呈現(xiàn)的一種無規(guī)律分布的園形凸起稱為凸包,凸起部分的外緣比較園滑,凸包破裂后成雞爪形裂口或舌形結(jié)疤,叫氣泡。多產(chǎn)生于型鋼的角部及腿尖。(2)產(chǎn)生的原因鋼坯有皮下氣泡,軋制時(shí)未焊合。5、裂紋(1)裂紋的缺陷特征順軋制方向出現(xiàn)在型鋼表面上的線形開裂,一般呈直線形,有時(shí)呈“Y”形,多為通長出現(xiàn),有時(shí)局部出現(xiàn)。(2)產(chǎn)生原因鋼坯有裂縫或皮下氣泡、非金屬夾雜物,經(jīng)軋制破裂暴露。加熱溫度不均勻,溫度過低,軋件在軋制時(shí)各部延伸與寬展不一致。加熱速度過快、爐尾溫度過高或軋制后冷卻不當(dāng),易形成裂紋,此種情況多發(fā)生在高碳鋼和低合金鋼上。6、劃傷(刮傷、擦傷、劃痕)(1)劃傷的缺陷特征一般呈直線或弧形的溝槽,其深度不等,通長可見溝底,長度自幾毫米到幾米,連續(xù)或斷續(xù)地分布于鋼材的局部或全長,多為單條,有時(shí)出現(xiàn)多條。(2)產(chǎn)生原因?qū)l(wèi)板安裝不當(dāng),對(duì)軋件壓力過大,將軋件表面劃傷。導(dǎo)衛(wèi)板加工不良,口邊不圓滑,或磨損嚴(yán)重,粘有氧化鐵皮,將軋件表面劃傷??仔蛡?cè)壁磨損嚴(yán)重,當(dāng)軋件接觸時(shí)產(chǎn)生弧形劃傷。鋼材在運(yùn)輸過程中與表面粗糙的輥道、蓋板、移鋼機(jī)、活動(dòng)擋板等接觸劃傷。第四章焊接缺陷及無損檢測(cè)相關(guān)知識(shí)第一節(jié)焊接材料 焊接材料是焊接時(shí)使用的形成熔敷金屬的填充材料、保護(hù)熔融金屬不受氧化氮化的保護(hù)材料、協(xié)助熔融金屬凝固成形的襯墊材料等等。包括焊條、焊絲、電極、焊劑、氣體、襯墊等。(1)焊條焊條由焊芯和藥皮組成。手工焊條電弧焊時(shí),焊條焊芯既是電極,又是填充金屬。1、常用焊條類型及其特點(diǎn)焊條藥皮類型主要有6種,其特點(diǎn)如下: 低氫型焊條:藥皮主要由碳酸鹽及氟化物等堿性物質(zhì)組成的堿性焊條,可分為低氫鈉型(型號(hào)為EXX15堿性,只能用直流電源)和低氫鉀型(型號(hào)為EXX16堿性,也可以是鈦型或鈦鈣型,可交直流兩用)兩種。正確使用時(shí),熔敷金屬中的擴(kuò)散氫的含量低,其沖擊韌性和塑性較好。這類焊條熔渣流動(dòng)性好,焊接工藝性一般,焊波較粗,飛濺稍大,電弧較短,熔深較深,脫渣一般,適于全位置焊接。一般用直流電源。是壓力容器用得最多的一種焊條。 鈦鈣型焊條:(型號(hào)為EXX03)藥皮中含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%以上氧化鈦(金紅石或鈦白粉)及適量的(質(zhì)量分?jǐn)?shù) 20%)的鈣和鎂碳酸鹽礦石的酸性焊條。這類焊條熔渣流動(dòng)性好,電弧較穩(wěn)定,熔深一般,脫渣容易,飛濺少,焊波美觀,適于全位置焊接,電源可為交直流。屬于鈦鈣型焊條的還有鐵粉鈦鈣型(型號(hào)為EXX23)。鈦鐵礦型焊條:(型號(hào)為EXX0l)藥皮中含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%以上鈦鐵礦一定量的碳酸鹽的酸性焊條。這類焊條熔渣流動(dòng)性良好,電弧稍強(qiáng),熔深較深,烙渣覆蓋良好,脫渣容易,飛濺一般,焊波整齊,適于全位置焊接,可交直流兩用。 高鈦型焊條:藥皮中以氧化鈦為主要組成物,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)35的酸性焊條,可分為高鈦鈉型(型號(hào)為EXX12)和高鈦鉀型(型號(hào)為EXX13)兩種。這類焊條電弧穩(wěn)定,引弧容易,熔深較淺、熔渣覆蓋良好、焊波美觀、脫渣容易、飛濺少,適于全位置焊接,可交直流焊接。但熔敷金屬的塑性和抗裂性較差。 EXX14、 EXX24是鐵粉鈦型焊條,后者比前者鐵粉量更多些。高纖維素型焊條:藥皮中含有多量有機(jī)物的酸性焊條。可分為高纖維素鈉型(型號(hào)為EXX10)和高纖維素鉀型(型號(hào)為EXX11)兩種。纖維素含量約占藥皮總量的20%30%。這類焊條的纖維素產(chǎn)生大量氣體保護(hù)熔敷金屬,電弧吹力強(qiáng),熔深深,熔化速度快,脫渣少,飛濺一般,適于全位置焊接,尤其是立焊仰焊,也可向下焊,可交直流兩用。 氧化鐵型焊條:(型號(hào)為EXX20、EXX22,20不適用于薄板焊接,而22適用于薄板焊接)藥皮中含有多量氧化鐵及二氧化硅組成物的酸性焊條。這類焊條熔化速度快,焊接生產(chǎn)率高,電弧穩(wěn)定,引弧容易,熔深較深,飛濺稍多,最適合中厚板平焊,立焊和仰焊的操作性能較差,熔敷金屬抗裂性較好,可交直流用。2、國產(chǎn)焊條的分類(1)按焊條用途分(即按焊接材料產(chǎn)品樣本分類) 構(gòu)鋼焊條,以“結(jié)”字或“J”表示; 和鉻鉬耐熱鋼焊條,以“熱”字或“R”表示; 銹鋼焊條,以“鉻”和“奧”字或“G”或“A”表示; 焊焊條,以“堆”字或“D”表示; 溫鋼焊條,以“溫”字或“W”表示; 鐵焊條,以“鑄”字或“Z”表示; 及鎳合金焊條,以“鎳”或“Ni”表示; 及銅合金焊條,以“銅”或“T”表示; 及鋁合金焊條,以“鋁”或“L”表; 殊用途焊條,以“特”或“TS”表示。(1)按焊條藥皮熔化后熔渣性質(zhì)分類:酸性焊條;堿性焊條。2焊絲1、焊絲的種類實(shí)心焊絲是從金屬線材直接拉拔而成的焊絲。藥芯焊絲是將薄鋼帶卷成圓形鋼管或異形鋼管的同時(shí),在其中填滿一定成份的藥粉,經(jīng)拉制而成的焊絲。2、實(shí)芯焊絲牌號(hào)編制方法3 焊劑埋弧時(shí)、電渣焊都用焊劑。焊劑其作用相當(dāng)于焊條的藥皮,它的作用如下:護(hù)熔池,防止空氣中氧、氮等氣體侵入;具有脫氧與合金化作用,與焊絲配合可得到所需成分和性能焊縫金屬; 使焊縫成形良好; 使熔敷金屬的冷卻速度減慢,減少氣孔、夾渣等缺陷產(chǎn)生;防止飛濺,減少損失,提高熔敷系數(shù)。熔煉焊劑主要由礦物熔煉后成玻璃狀再碎成一定粒度的顆粒,制造時(shí)耗能多,焊劑中不能加入脫氧劑和合金劑,但顆粒強(qiáng)度高,不易粉化,耐潮性較好。燒結(jié)焊劑由藥粉加粘結(jié)劑拌好后造粒燒結(jié)而成。制造時(shí)耗能較少,焊劑中可加入脫氧劑和合金劑,有利于提高焊縫質(zhì)量和性能,但顆粒強(qiáng)度低,易粉化,耐潮性不好。常用焊劑有熔煉焊劑和燒結(jié)焊劑。其主要指標(biāo)見表4.1和表4.24.1熔煉焊劑牌號(hào)與硅、氟量牌號(hào)焊劑類型二氧化硅Si02%氟化鈣CaF2%HJ1低硅低氟1010HJ2中硅低氟10-303010HJ4低硅中氟3010-30HJ7低硅高氟30HJ8中硅高氟10-3030HJ9其他表4.2熔煉焊劑牌號(hào)與氧化錳含量牌號(hào)焊劑類型氧化錳Mn0含量%HJ1無 錳30第二節(jié)常用的焊接方法及坡口形式在壓力容器的制造中,焊接工作量占整個(gè)工作量的30%以上。焊接質(zhì)量對(duì)承壓類特種設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量和使用安全可靠有著直接影響。許多承壓類特種設(shè)備事故源于焊接缺陷。因此,對(duì)承壓類特種設(shè)備無損檢測(cè)人員來說,掌握焊接的知識(shí)是非常必要的。常用的焊接方法有手工電弧焊、埋弧自動(dòng)焊、氬弧焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、等離子弧焊、電渣焊等,本章節(jié)主要介紹埋弧自動(dòng)焊、手工電弧焊兩種焊接方法及坡口基本形式尺寸。一、 埋弧自動(dòng)焊焊接過程中,主要是焊接操作如引燃及熄滅電弧,送進(jìn)焊條(焊絲)、移動(dòng)焊條(焊絲)或工件等過程全由機(jī)械來完成。叫做自動(dòng)電弧焊。自動(dòng)電弧焊中,電弧被掩埋在焊劑層下面燃燒并實(shí)施焊接的,叫埋弧自動(dòng)焊,或者叫做溶劑層下自動(dòng)焊,通常簡稱埋弧焊。埋弧焊焊縫坡口的基本形式和尺寸:序號(hào)工件厚度名 稱坡口形式和尺寸備 注1=10Y形坡口2=12雙Y形坡口3=14雙Y形坡口4=1625雙Y形坡口二、手工電弧焊 手工電弧焊是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。手工電弧焊焊縫坡口的基本形式和尺寸:序號(hào)工件厚度名 稱坡口形式和尺寸備 注1=6Y形坡口2=8Y形坡口3=10Y形坡口4=12Y形坡口第三節(jié)無損檢測(cè)知識(shí)簡介一、無損檢測(cè)概論1、無損檢測(cè)的定義:就是指在不損壞試件的前提下,對(duì)試件進(jìn)行檢查和測(cè)試的方法。現(xiàn)代無損檢測(cè)的定義是:在不損壞試件的前提下,以物理或化學(xué)方法為手段,借助先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備器材,對(duì)試件的內(nèi)部及表面的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài)進(jìn)行檢查和測(cè)試的方法。2、無損檢測(cè)方法有:射線檢測(cè)(RT)超聲波檢測(cè)(UT)磁粉檢測(cè)(MT)滲透檢測(cè)(PT)渦流檢測(cè)(ET)聲發(fā)射檢測(cè)(AT)在目前核工業(yè)上還有目視檢測(cè)、檢漏檢測(cè)等。3、無損檢測(cè)的目的:應(yīng)用無損檢測(cè)技術(shù),是為了達(dá)到以下目的(1)保證產(chǎn)品質(zhì)量。應(yīng)用無損檢測(cè)技術(shù),可以探測(cè)到肉眼無法看到的試件內(nèi)部的缺陷;在對(duì)試件表面質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí),通過無損檢測(cè)方法可以探測(cè)出許多肉眼很難看見的細(xì)小缺陷。(2)保障使用安全。即使是設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量完全符合規(guī)范要求的設(shè)備,在經(jīng)過一段時(shí)間使用后,也有可能發(fā)生破壞事故,這是由于苛刻的運(yùn)行條件使設(shè)備狀態(tài)發(fā)生變化,由于高溫和應(yīng)力的作用導(dǎo)致材料蠕變;由于溫度、壓力的波動(dòng)產(chǎn)生交變應(yīng)力,使設(shè)備的應(yīng)力集中部位產(chǎn)生疲勞;由于腐蝕作用使材質(zhì)劣化;這些原因有可能使設(shè)備中原來存在的制造規(guī)范允許的缺陷擴(kuò)展開裂,或使設(shè)備中原來沒有缺陷的地方產(chǎn)生新生的缺陷,最終導(dǎo)致設(shè)備失效。而無損檢測(cè)就是在用設(shè)備定期檢驗(yàn)的主要內(nèi)容和發(fā)現(xiàn)缺陷最有效的手段。(3)改進(jìn)制造工藝。在產(chǎn)品生產(chǎn)中,為了了解制造工藝是否適宜,必須事先進(jìn)行工藝試驗(yàn)。在工藝試驗(yàn)中,經(jīng)常對(duì)工藝試樣進(jìn)行無損檢測(cè),并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果改進(jìn)制造工藝,最終確定理想的制造工藝。如,為了確定焊接工藝規(guī)范,對(duì)焊接試驗(yàn)的焊接試樣進(jìn)行射線照相,并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果修正焊接參數(shù),最終得到能夠達(dá)到質(zhì)量要求的焊接工藝。(4)降低生產(chǎn)成本。在產(chǎn)品制造過程中進(jìn)行無損檢測(cè),往往被認(rèn)為要增加檢查費(fèi)用,從而使制造成本增加。可是如果在制造過程中間的環(huán)節(jié)正確地進(jìn)行無損檢測(cè),就是防止以后的工序浪費(fèi),少返工,降低廢品率,從而降低制造成本。二、超聲波檢測(cè)基礎(chǔ)知識(shí)超聲波檢測(cè)主要用于探測(cè)試件的內(nèi)部缺陷,它的應(yīng)用十分廣泛。所謂超聲波是指超過人耳聽覺,頻率大于20千赫茲的聲波。用于檢測(cè)的超聲波,頻率為0.425兆赫茲,其中用得最多的是15兆赫茲。在金屬的探測(cè)中用的是高頻率的超聲波。這是因?yàn)椋?、超聲波的指向性好,能形成窄的波束;2、波長短,小的缺陷也能夠較好地反射;3、距離的分辨力好,缺陷的分辨率高。 超聲波探傷方法很多,目前用得最多的是脈沖

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