壓力管道基礎(chǔ)知識

1、第一章壓力管道根底知識第一節(jié)壓力管道根本概念一、壓力管道的定義、工作原理及用途 1 、壓力管道的定義人們在生產(chǎn)、生活中廣泛利用管道來輸送介質(zhì),管道輸送已經(jīng)成為與鐵路、 公路、水運(yùn)、航運(yùn)并列的運(yùn)輸行業(yè)之一.在生產(chǎn)、生活中所使用的管道中的局部管道是壓力管道,它作為一種特殊承壓設(shè)備越來越廣泛的應(yīng)用于石油、石化、化工、電力等行業(yè)及城市燃?xì)夂凸峁こ讨??特種設(shè)備平安監(jiān)察條例? 對壓力管道做了明確定義：壓力管道是指利用 一定的壓力,用于輸送氣體或者液體的管狀設(shè)備,其圍規(guī)定為最高工作壓力大于 或者等于0.1MPa表壓的氣體、液化氣體、蒸汽介質(zhì)或者可燃、易爆、有蠹、有腐蝕性、最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點

2、的液體介質(zhì),且公稱直徑大于25mm的管道.壓力管道包括其附屆的平安附件、平安保護(hù)裝置和與平安保護(hù) 裝置相關(guān)的設(shè)施.2、壓力管道的工作原理及用途對單條壓力管道而言,其工作原理就是依靠外界的動力或者是介質(zhì)本身的驅(qū)動 力將該條壓力管道源頭的介質(zhì)輸送到該條壓力管道的終點.壓力管道的主要用途就是輸送流體介質(zhì),而除此用途之外還可以延伸出以下一 些功能,如儲存功能主要用于長輸管道和熱交換主要用于工業(yè)管道等.二、壓力管道的壓力與溫度1、壓力垂直作用于物體外表單位面積上的力那么應(yīng)稱為壓強(qiáng),人們習(xí)慣于將壓強(qiáng)稱為 壓力,以后所說的壓力實際上就是壓強(qiáng).P=F/S式中：P:壓強(qiáng)F:壓力S:受力面積(2) 、絕對壓力：管

3、道介質(zhì)的實際壓力稱為絕對壓力,用符號“ Pa來表 示.(3) 、用各種壓力表測量管道介質(zhì)的壓力得到的壓力數(shù)值稱為表壓力或表壓 用“MPa表小. 、當(dāng)管道介質(zhì)的壓力等于大氣壓力時,壓力表的指針指在零位,即表壓 為零. 、當(dāng)管道介質(zhì)的壓力大亍大氣壓力時,壓力表的指針才會轉(zhuǎn)動,表上才有讀數(shù).此時壓力表的讀數(shù)就是管道介質(zhì)壓力超出大氣壓力的局部,即表壓為正壓力. 、當(dāng)管道介質(zhì)的壓力低于外界大氣壓力時,真空表的壓力值即為介質(zhì)的 壓力低于大氣壓力的局部,表壓為負(fù)壓力或真空,簡稱負(fù)壓. 、絕對壓力、表壓力及大氣壓力三者之間的關(guān)系為：P絕二P表+P大氣 、人們通常所說的容器壓力或介質(zhì)壓力均指表壓力.(4) 、常

4、見壓力單位 、 兆帕(MPa ): 千帕(kPa): 帕(Pa) 、千克力/厘米2 (kgf/cm 2) 、巴和毫巴符號為 bar和mbar(4) 、常見壓力單位換算:1 兆帕(MPa ) =10 千克力 / 厘米 2 (kgf/cm 2) = 10bar2、溫度(1) 、溫度是表示物體冷熱程度的物理量,微觀上來講是物體分子熱運(yùn)動的 劇烈程度.(2) 、目前國際上用得較多的溫標(biāo)有華氏溫標(biāo) (° F)、攝氏溫標(biāo)(0 C)、姓 力學(xué)溫標(biāo)(K)(3) 、我國使用攝氏度,其結(jié)冰點是 0° C,沸點為100 0 Co(4) 、華氏度結(jié)冰點是320 F,沸點為212 0 F.(5) 、

5、絕對零度：當(dāng)?shù)竭_(dá)這一溫度時所有的原子和分子熱運(yùn)動都將停止.是溫度的最低極限,相當(dāng)丁一 273.15 C,(6) 、使用溫度：系指管道運(yùn)行時,用測溫儀表測得工作介質(zhì)的溫度.(7) 、設(shè)計溫度：管道在正常工作過程中,在相應(yīng)設(shè)計壓力下,設(shè)定的管道 壁金屆溫度,其值略高丁管道壁金屆可能到達(dá)的最高金屆溫度.三、壓力管道輸送的介質(zhì)1、概述壓力管道輸送的介質(zhì)均為流體介質(zhì),如上所述,包括氣體、液化氣體、蒸汽 或者可燃、易爆、有蠹、有腐蝕性、最局工作溫度局丁或者等丁標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體.氣體的種類很多,常見的有空氣、氮?dú)?、氧氣、氯氣、天然氣?蒸汽介質(zhì) 那么特指水蒸汽.液化氣體常見的有液化輕(液化天然氣、液化乙烯、液

6、化環(huán)氧乙 烷、液化石油氣等)及液氯、液氨、液氧、液氮等.具備下述5種特性之一的液體屆丁壓力管道介質(zhì)圍.1、可燃可燃液體：?建筑設(shè)計防火規(guī)?GBJ16 1987 2001年版中所定義的乙類 液體和丙類液體的曾用名稱.乙類液體指閃點大于或者等于28 C至閃點小于60 C的液體;丙類液體指閃點大于或者等于 60 C的液體.?石油化工企業(yè)設(shè)計防 火規(guī)»GB50516 1992 1999年版中直接使用可燃液體的概念,指的是除液化 輕外的閃點小于28 C的可燃液體和閃點大于或者等于 28 C的可燃液體.需要說明的是易燃液體是?建筑設(shè)計防火規(guī)?GBJ16 1987 2001年版中所定義的甲類液體的

7、曾用名稱,指閃點小于28 C的液體.在?石油化工企業(yè) 設(shè)計防火規(guī)GB50516 1992 1999年版中沒有提出易燃液體的概念,只是對 液化輕專門做出定義,而將除液化輕外的閃點小于28 C的液體歸于可燃液體.2、易爆在危險、有害物質(zhì)識別時,常將易燃、易爆物質(zhì)定義為引燃、引爆后在短 時間釋放出大量能量的物質(zhì).易爆液體屆于易燃、易爆物質(zhì)的疇.常用的“爆炸危險介質(zhì)的定義為：氣體或液體蒸汽、薄霧與空氣混合形成 爆炸混合物,且其爆炸下限小于10%,或爆炸上限與下限的差值大于或者等于 20%的介質(zhì).3、有蠹有蠹液體是呈液態(tài)的有蠹物質(zhì)的總稱.有蠹物質(zhì)是指以較小劑量作用于生物 體,能使生物體的生理功能或者機(jī)體

8、正常結(jié)構(gòu)發(fā)生暫時或永久性病理改變、甚至 死亡的物質(zhì).工業(yè)有蠹物質(zhì)的危害程度根據(jù)?職業(yè)性接觸蠹物危害程度分級? GB5044 1985分極度危害I級、高度危害皿級、中度危害用級和輕度危 害W級.常說的劇蠹流體,即相當(dāng)于極度危害物質(zhì).壓力管道定義中所說的有蠹液體,包括四種危害程度的有蠹物質(zhì).但是,有些標(biāo)準(zhǔn)將這四種危害程度的介質(zhì) 分成劇蠹流體和有蠹流體,此時所謂的有蠹流體指除劇蠹物質(zhì)外的其他有蠹物 質(zhì).(4) 、有腐蝕性有腐蝕性液體是指能灼傷人體組織并對管道材料造成損壞的液體,如：硫酸、硝酸等.(5) 、最高工作溫度高丁或者等丁標(biāo)準(zhǔn)沸點液體的標(biāo)準(zhǔn)沸點是指在1個大氣壓下的沸點,如水的標(biāo)準(zhǔn)沸點是100

9、C.最高工 作溫度等丁標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體,如表壓力為零,那么處在沸騰狀態(tài).2、介質(zhì)的火災(zāi)危險性壓力管道介質(zhì)的火災(zāi)危險性有2種分類方法,即?石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)?(GB50516 1992 1999年版)和?建筑設(shè)計防火規(guī)?(GBJ16 1987 2001年 版).(1) 、?石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)?(GB50516 1992 1999年版)的分類方 法該標(biāo)準(zhǔn)按可燃?xì)怏w和液化輕、可燃?xì)怏w進(jìn)行火災(zāi)危險性分類.、可燃?xì)怏w的火災(zāi)危險性分類見表 1 1.表11可燃?xì)怏w的火災(zāi)危險性分類類別可燃?xì)怏w與空氣混合物的爆炸下限舉例甲<10% (體積)乙煥、氫氣、硫化氫、乙烯、甲烷等乙>10% (體積)一

10、氧化碳、漠甲烷、液化燃、可燃液體的火災(zāi)危險性分類見表1 2.見表12液化燃、可燃液體的火災(zāi)危險性分類類別名稱特征舉例甲A液化燒15 C時的蒸汽壓力0.1MPa的燒類液 體及其他類似的液體液化天然氣、液化石油氣B可燃液體甲A以外,閃點28 C汽油、戊烷、一硫化碳乙A閃點A 28 C至V 45 C丙笨、煤油B閃點 >45 C < 60 C35號輕柴油.環(huán)戊烷丙A閃點 >60 C< 120 C輕柴油、重柴油B閃點>120 C蠟油、100號重油2、?建筑設(shè)計防火規(guī)?GBJ16 1987 2001年版對火災(zāi)危險性的劃分.該標(biāo)準(zhǔn)所劃分的生產(chǎn)的火災(zāi)危險性共有甲、乙、丙、丁、戊5

11、個生產(chǎn)類別,其中火災(zāi)危險性特征局部涉及壓力管道介質(zhì).3介質(zhì)的蠹性危害程度壓力管道介質(zhì)的蠹性危害程度分級方法.空氣中最高容許濃度分別為：極度危害I級<0 . 1 mg/m 3 ；高度危害U級0. 1<1 . 0 mg/m 3；中度危害m級1. 0<10 mg/m 3；輕度危害1V級> 10 mg/m3.四、壓力管道的主要工藝參數(shù)及特點1、壓力管道的主要工藝參數(shù)由丁壓力管道種類繁多,運(yùn)行工況多樣化和復(fù)雜化,通常認(rèn)為壓力管道的工 作參數(shù)包括以下幾個方面：1、設(shè)計壓力在相應(yīng)的設(shè)計溫度下,用以確定管道及其它元件尺寸的壓力值,該壓力為管 道的壓力時,稱為設(shè)計壓力,為外部壓力時稱設(shè)計

12、外壓力.設(shè)計壓力不得低丁工 作過程中可能出現(xiàn)的由壓力與溫度形成的最苛刻條件下的壓力.2、操作壓力在穩(wěn)定操作條件下,壓力管道系統(tǒng)介質(zhì)的壓力(3) 、最大操作壓力在正常操作條件下,壓力管道系統(tǒng)中的最大實際操作壓力.(4) 、最大允許操作壓力壓力管道系統(tǒng)遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,所能連續(xù)操作的最大壓力,等于或小于 設(shè)計壓力.(5) 、設(shè)計溫度壓力管道在正常工作下,管壁或元件金屆可能到達(dá)的最高或最低溫度.設(shè)計 溫度不得高于(或低于)工作過程中可能出現(xiàn)的由壓力與溫度形成的最苛刻條件 下的最高溫度(最低溫度).(6) 、管輸介質(zhì)溫度管道輸送介質(zhì)在管道輸送時的流動溫度.(7) 、公稱直徑(DN)由字母DN和無因次

13、整數(shù)數(shù)字組合的尺寸標(biāo)志,代表管道組成件的規(guī)格.數(shù) 字反映管道組成件連接端部的孔徑或外徑 (mm).公稱是一種數(shù)字標(biāo)記,作為尺 寸、容積、 額定值或其它特征的標(biāo)稱,不是一種精確的度量.(8) 、公稱壓力(PN)是由字母PN和無因次整數(shù)數(shù)字組合的壓力標(biāo)志,代表管道組成件的壓力等 級,數(shù)字反映管道組成件的壓力等級數(shù)值(以“bar計).(9) 、設(shè)計壁厚在相應(yīng)的設(shè)計壓力和公稱直徑下,根據(jù)選用鋼管的許用應(yīng)力,設(shè)計得出滿足 工藝條件的管壁厚度.2、壓力管道的特點(1) 、應(yīng)用廣泛.隨著經(jīng)濟(jì)的開展,管道的數(shù)量越來越多.由于應(yīng)用的領(lǐng)域不同,各個領(lǐng)域所使用的壓力管道乂各有其特點,如化工、石化系統(tǒng)有大量的壓力道

14、它們的工作條件各種各樣,工作壓力由真空、負(fù)壓到300MPa以上的高壓超高 壓.而工作溫度由-200 C到1000 C以上,所傳載的介質(zhì)乂多是有蠹易燃、易爆.(2) 、管道體系龐大.由多個組成件、支承件組成,任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會造成整條管線的失效.(3) 、管道的空間變化大.要么是長距離卻經(jīng)過復(fù)雜多變的地質(zhì)條件、地形地貌、人文環(huán)境、天氣環(huán)境；要么是在一個環(huán)境里,但是其立體空間變幻莫測.(4) 、腐蝕機(jī)理與材料損傷的復(fù)雜性.易受周圍介質(zhì)或設(shè)施的影響,容易受諸如腐蝕介質(zhì)、雜散電流影響,而且還容易遭受第三方破壞.(5) 、失效的模式多樣.(6) 、載荷的多樣性.除介質(zhì)的壓力外,還有重力載荷以及位移載荷

15、等.(7) 、材質(zhì)的多樣性.可能一條管道上就需要用幾種材質(zhì).(8) 、安裝方式多樣.有的架空安裝,有的埋地敷設(shè).(9) 、實施檢驗的難度大.如對于高空和埋地管道的檢驗始終是難點.(10) 、壓力管道元件數(shù)量多,標(biāo)準(zhǔn)多.另外,我們在操作壓力管道時,始終要注意管道是整個設(shè)備裝置系統(tǒng)的一部分,有時還是最主要的一局部.操作管道也要從系統(tǒng)的角度去考慮問題.五、壓力管道的分類1、概述壓力管道的用途廣泛,品種繁多.不同領(lǐng)域使用的管道,其分類方法也不同.一般可以按主體材料、敷設(shè)位置、輸送介質(zhì)特性和用途等進(jìn)行分類,另外,為 便于平安監(jiān)督治理,還可以根據(jù)平安監(jiān)督治理的需要進(jìn)行分類.2、壓力管道分類(1) 、壓力管

16、道的一般分類 、按主體材料劃分,可分為金屆管道和非金屆管道.金屆管道乂可分為鑄 鐵管道、碳鋼管道、低合金鋼管道、不銹鋼管道、有色金屆管道等.非金屆管道 包括塑料管道、玻璃鋼管道、金屆復(fù)合管道、非金屆復(fù)合管道. 、按敷設(shè)位置劃分,可分為架空管道、埋地管道、地溝敷設(shè)管道.(2) 、按介質(zhì)壓力分類,通?？煞譃椋?、超高壓管道(>42MPa)、 、高壓管道(1042MPa)、 、中壓管道(1.610MPa)、 、低壓管道(<1,6MPa).(3) 、城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿栏鶕?jù)輸氣壓力 P分為： 、高壓 A(2 . 5 MPa<P <4. OMPa); 、高壓 B(1 . 6MPa<

17、P < 2. 5 MPa); 、次高壓 A(0 .8 MPa<P < 1.6 MPa); 、次高壓 B(0 .4 MPa<P < 0.8MPa); 、中壓 A(0 .2 MPa<p < 0.4 MPa); 、中壓 B(0 .0l MPa < P< 0.2 MPa); 、低壓(P<0 . 01 MPa)(4) 、按介質(zhì)溫度分類,一般可分為：高溫管道(>200 C )、 、常溫管道(29200 C )、 、低溫管道(-29 C ).(5) 、按介質(zhì)蠹性分類, 、劇蠹管道(極度危害)、 、有蠹管道(非極度危害)、 、無蠹管道.(6)

18、、按介質(zhì)燃燒特性分類, 、分為可燃介質(zhì)管道、 、非可燃介質(zhì)管道.(7) 、以介質(zhì)腐蝕性分類, 、強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)管道、 、腐蝕性介質(zhì)管道、 、非腐蝕性介質(zhì)管道.(8) 、按蠹性、燃燒特性等特征對流體進(jìn)行分類,分為A1類流體、A2類流體、 B類流體、D類流體、C類流體.然后根據(jù)流體分類方便地提出部為相應(yīng)介質(zhì)管 道的要求. 、A1類流體：指劇蠹流體,在輸送過程中如有極少量的流體泄漏到環(huán)境 中,被人吸入或與人體接觸時,能造成嚴(yán)重中蠹,脫離接觸后,不能治愈.相當(dāng)于 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)?職業(yè)性接觸蠹物危害程度分級?(GB5044)中I級(極度危害)的蠹物. 、A2類流體：指有蠹流體,接觸此類流體后,會有不同程度的中蠹

19、,脫 離接觸后可治愈：相當(dāng)于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)?職業(yè)性接觸蠹物危害程度分級? (GB5044) 中皿級(高度、中度、輕度危害)的蠹物. 、B類流體:該類流體在環(huán)境或操作條件下是一種氣體或可閃蒸產(chǎn)生氣體 的液體,這些液體能點燃并在空氣中連續(xù)燃燒. 、D類流體：指不可燃、無蠹、設(shè)計壓力小于或等于 1.0MPa和設(shè)計溫 度高于一20 °C之間的流體. 、C類流體：指不包括D類流體的不可燃、無蠹的流體.?工業(yè)金屆管道設(shè)計規(guī)?GB50316-2000采用該種分類方法.9、按管道用途分類, 、長輸油氣管道、 、城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿馈?、熱力管道、 、工業(yè)管道包括工藝管道、公用工程管道、 、動力管道、 、制冷管道.

20、六、平安監(jiān)督治理的分類一、壓力管道平安治理與監(jiān)察規(guī)定的分類說明1、為滿足平安監(jiān)督治理的需要,?壓力管道平安治理與監(jiān)察規(guī)定?將壓力管 道按其用途劃分為長輸管道GA類、公用管道GB類和工業(yè)管道GC類,并給 出了定義.長輸管道是指產(chǎn)地、儲存庫、使用單位間的用于輸送商品介質(zhì)的管道具體講就是：跨越地、市輸送商品介質(zhì)的管道；跨越省、自治區(qū)、直轄市輸 送商品介質(zhì)的管道；公用管道是指城市或鄉(xiāng)鎮(zhèn)圍的用于公用事業(yè)或民用的燃?xì)?管道和熱力管道；工業(yè)管道是指企業(yè)、事業(yè)單位所屆的用于輸送工藝介質(zhì)的工藝 管道、公用工程管道及其他輔助管道的工業(yè)管道2、在?壓力管道平安治理與監(jiān)察規(guī)定?之后公布的?特種設(shè)備目錄?將壓 力管道作

21、為一個種類,分成長輸油氣管道輸油管道、 輸氣管道、公用管道 燃?xì)夤艿馈?熱力管道和工業(yè)管道工藝管道、動力管道和制冷管道3個類別.3、 ?壓力管道平安治理與監(jiān)察規(guī)定?中所稱的長輸管道與?特種設(shè)備目錄? 所稱的長輸油氣管道的含義根本相同.油氣田集輸管道、發(fā)電廠的動力管道和液化石油氣儲配站站管道一般劃為工業(yè)管道的圍.二、壓力管道平安技術(shù)規(guī)對各類壓力管道進(jìn)行了分級 ,具體規(guī)定如下:1、長輸油氣管道的分類分級長輸油氣管道為GA類,分為GA1級和GA2級.1、GA1級是指滿足符合以下條件之一的長輸管道： 、輸送有蠹、 可燃、易爆氣體介質(zhì),設(shè)計壓力p >1.6MPa的管道； 、輸送有蠹、 可燃、易爆液

22、體介質(zhì),輸送距離L> 200km,且管道公稱 直徑DN > 300mm的管道； 、輸送漿體介質(zhì),輸送距離L> 50km且管道公稱直徑DN > 150mm的管 道.注:輸送距離是指產(chǎn)地、儲存庫、用戶間的用于輸送商品介質(zhì)管道的直接距離.2、GA2級是指滿足符合以下條件之一的長輸管道： 、輸送有蠹、 可燃、易爆氣體介質(zhì),設(shè)計壓力p < 1.6MPa的管道； 、GA1中b圍以外的長輸管道； 、GA1中c圍以外的長輸管道.2、公用管道的分類分級公用管道為GB類,分為GB1級和GB2級 、GB1級為燃?xì)夤艿?、GB2級為熱力管道3、工業(yè)管道的分類分級工業(yè)管道為GC類,目前有兩

23、種分級方法,一種是?壓力容器壓力管道設(shè)計 單位資格許可與治理規(guī)那么?的分級方法,將工業(yè)管道劃分為GC1級、GC2級. 另一種是?壓力管道安裝單位資格認(rèn)可實施細(xì)那么?和?在用工業(yè)管道檢驗規(guī)程? (試用)的分級方法,將工業(yè)管道劃分為GC1級、GC2級和GC3級.這兩種分級 方法的主要區(qū)別是后一種分級方法中將第一種分級方法中的GC2級工業(yè)管道乂劃出一局部管道做為GC3級.4、?在用工業(yè)管道檢驗規(guī)程(試用)?的分級方法如下:(1) 、符合以下條件之一的工業(yè)管道為 GC1級： 、輸送GB5044?職業(yè)性接觸蠹物危害程度分級?中規(guī)定的蠹性程度為極度危害介質(zhì)的管道； 、輸送GB50160?石油化工企業(yè)設(shè)計防

24、火規(guī)及 GBJ16 C?建筑設(shè)計防 火規(guī)?中規(guī)定的火災(zāi)危險性為甲、乙類可燃?xì)怏w或甲類可燃液體 ,并且設(shè)計壓力 p > 4.0MPa的管道； 、輸送可燃流體介質(zhì)、有蠹流體介質(zhì),設(shè)計壓力P>4.0MPa,且設(shè)計溫度 t >400 C的管道； 、輸送流體介質(zhì)并且設(shè)計壓力 P> 10.0MPa的管道.(2) 、符合以下條件之一的工業(yè)管道為 GC2級：、輸送GB50160?石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)?及 GBJ16?建筑設(shè)計防火規(guī)?中規(guī)定的火災(zāi)危險性為甲、乙類可燃?xì)怏w或甲類可燃液體 ,并且設(shè)計壓力p< 4.0MPa的管道； 、輸送可燃流體介質(zhì)、有蠹流體介質(zhì),設(shè)計壓力p <

25、 4.0MPa,并且設(shè)計溫 度t > 400 C的管道； 、輸送非可燃流體介質(zhì)、無蠹流體介質(zhì),設(shè)計壓力p < 10.0MPa,并且設(shè) 計溫度t >400 C的管道； 、輸送流體介質(zhì),設(shè)計壓力p < 10.0MPa,并且設(shè)計溫度t<400 C的管道.(3)、符合以下條件之一的GC2級工業(yè)管道劃分為GC3級： 、輸送可燃流體介質(zhì)、有蠹流體介質(zhì),設(shè)計壓力p < 1.0MPa,并且設(shè)汁溫 度t < 400 C的管道； 、輸送非可燃流體介質(zhì)、無蠹流體介質(zhì),設(shè)計壓力p <4.0MPa,并且設(shè)計 溫度t < 400 C的管道.壓力管道元件也是?特種設(shè)備目

26、錄?中所列的一個種類.在平安監(jiān)督治理 中,還對壓力管道元件進(jìn)行品種、級別的劃分以便于分級治理.第二節(jié)壓力管道材料一、金屆根本性能(一)、使用性能(力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能)決定了材料的應(yīng)用圍,使用的可靠性和 使用的壽命1、物理性能(1) 、重度 重度是物體重量和其體積的比值； 金屆的重度即是單位體積金屆的重量,符號用Y表示,計算公式如下:Y= G/ V 克力/厘米3式中G一物體的重量克力；V物體的體積厘米3Y一物體的重度克力/厘米3一般將重度小于6克力/厘米3的金屆稱為輕金屆,重度大于 6克力/厘 米3的金屆稱為重金屆.2、熔點金屆或合金的熔化溫度,稱為熔點.金屆都有固定的熔點.屆于難熔的

27、金屆一股指熔點高于 1650 C有鴇、鉗、銘、鈕等,屆于易 熔的金屆有錫、鉛、鋅一股指熔點低于 1000 C等.3、熱膨脹金屆和合金受熱時,它的體積會增大,冷卻時那么收縮.金屆的這種性能稱為 熱膨脹性.熱膨脹的大小,用線脹系數(shù)或體脹系數(shù)來表示. 線脹系數(shù)的計算公式 如下：a= L1- L0 / L0 T式中L0-膨脹前長度厘米L1-膨脹后長度厘米T一升高的溫度C ；a 一線膨脹系數(shù)厘米/厘米C 4 、導(dǎo)熱性：金屆在加熱或冷卻時能夠傳導(dǎo)熱能的性質(zhì)稱力導(dǎo)熱性.為比擬金屆的導(dǎo)熱性,設(shè)導(dǎo)熱最好的銀的導(dǎo)熱率為1,那么銅的導(dǎo)熱率為0. 9,鋁為0.5,鐵為0.18,汞為0. 02等.金屆導(dǎo)熱性的具體數(shù)值用

28、金屆的導(dǎo)熱系數(shù)入表示.即規(guī)定在每1厘米2的金屆面積上,以每厘米長的金屆在每秒升溫一度時所傳導(dǎo)的熱量卡作標(biāo)準(zhǔn).導(dǎo)熱系數(shù)的單位是卡/厘米秒C導(dǎo)熱性好的金 屆散熱也好,在制造散熱器、熱交換器等零件時,就要注意選用導(dǎo)熱性好的金屆.(5) 、導(dǎo)電性 金屆能夠傳導(dǎo)電流的性能,稱為導(dǎo)電性.導(dǎo)電性的好壞,用電阻系數(shù)表示,電阻系數(shù)越小,導(dǎo)電性就越好.導(dǎo)電性最好的是銀,其次是鋁,(6) 、磁性 金屆能導(dǎo)磁的性能,稱為磁性.具有導(dǎo)磁水平的金屆都能被磁鐵吸引.如鐵、銳、鉆等都較高的磁性,也稱為磁性金屆.但對于某些金屆來說,磁性也不是固定不變的,當(dāng)溫度升高,金屆或合金的磁性會消失,如鐵在770 C以上就沒有磁性.2、化

29、學(xué)性能：(1) 、耐腐蝕性金屆材料在常溫下反抗氧、水蒸汽等介質(zhì)腐蝕的水平,稱為耐腐蝕性.(2) 、熱安定性金屆在局溫下對氧化的反抗水平稱為熱安定性.(二)、工藝性能對制造本錢、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量有很大的影響.1、鑄造性金屆能否用鑄造方法制成優(yōu)良鑄件的性能, 包括金屆的液態(tài)流動性,冷卻時 的收縮率和偏析傾向等.2、鍛壓性金屆能否用鍛壓方法制成優(yōu)良鍛壓件的性能.鍛壓性一般與材料的塑性及其塑性變形抗力有關(guān).3、可焊性金屆是否容易用一定的焊接方法焊成優(yōu)良接頭的性能.可焊性好的金屆能獲 得沒有裂叛氣孔等缺陷的焊縫,并且焊接接頭具有一定的機(jī)械性能.4、切削加工性金屆材料是否易于被刀具切削的性能, 稱為切削

30、加工性.切削加工性能好的金屆對使用的刀具磨損量小,切削用量大,加工外表也比擬光潔.二、力學(xué)性能承壓類特種設(shè)備材料的力學(xué)性能指標(biāo)主要包括強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性等指標(biāo).(一)、應(yīng)力和應(yīng)變1、夕卜力：從設(shè)備外部施加到設(shè)備上的力.2、力：存在于設(shè)備部,大小和外力相等,方向相反的力.3、應(yīng)力：物體在外力作用下而變形時,其部任一截面單位面積上的力4、應(yīng)變：物體在外力作用下,其形狀尺寸發(fā)生相對變化.5、載荷與變形：當(dāng)金屆材料受外力作用時,這種外力稱為載荷 (或稱負(fù)荷、 負(fù)載)；受外力后形狀改變,稱為變形.載荷因其作用性質(zhì)不同,可以分為靜載荷、沖擊載荷和交變載荷等.(1) 、靜載荷 是指大小不變或變動很慢的載

31、荷.(2) 、沖擊載荷 是指忽然增加的載荷.(3) 、交變載荷 是指大小或方向作周期性變換的載荷.材料受載荷作用后 的變形,可分為拉伸、壓縮、剪切、扭轉(zhuǎn)和彎曲等.圖 1-1是金屆材料在不同載 荷作用下的變形情況.圖1-2是釧釘受剪切載荷的情況圖1-1金屆在受載時的變形分類圖1-2釧釘受剪切載荷6、四種根本變形形式：(1) 拉伸或壓縮：桿受一對大小相等,方向相反的縱向力,力的作用線與桿軸 線重合.(2) 剪切：桿受一對大小相等,方向相反的橫向力,力的作用線靠得很近.(3) ffl轉(zhuǎn)：桿受一對大小相等,方向相反的力偶,力偶作用面垂直丁桿軸線.(4) 彎曲：桿受一對大小相等,方向相反的力偶,力偶作用

32、面是包含軸線的縱 向面.7. 其他(1)應(yīng)力的種類：剪切應(yīng)力,彎曲應(yīng)力和交變應(yīng)力.當(dāng)承壓類特種設(shè)備殼體的形狀發(fā)生變化或厚度改變時,會在不連續(xù)出及其附 近產(chǎn)生剪切應(yīng)力和彎曲應(yīng)力.在長期交變應(yīng)力下工作的承壓類特種設(shè)備有些會出現(xiàn)疲勞和破壞現(xiàn)象.(2)應(yīng)力集中的概念在承壓類特種設(shè)備中,構(gòu)件的截面尺寸發(fā)生突變,往往是缺陷引起的.這些 缺陷統(tǒng)稱為缺口,包括：外表損傷、焊縫咬邊、氣孔、夾渣、未焊透、未熔合、裂紋等.應(yīng)力集中的嚴(yán)重程度和缺口的大小有關(guān).其中以裂紋引起的應(yīng)力集中最為嚴(yán)重.(3) 承壓類特種設(shè)備的工作壓力試驗說明；對對圓筒形容器來講,環(huán)焊縫受力只是縱焊縫的一半,而對球形 容器來講由于不存在切向應(yīng)力

33、,只有經(jīng)向應(yīng)力.故在相同壓力和直徑下,球形容 器的壁厚比圓筒形容器的壁厚大約可以減少一半.(二)、金屆的強(qiáng)度強(qiáng)度：金屆的強(qiáng)度是指金屆反抗永久變形和斷裂的水平.抗拉強(qiáng)度ab,屈服強(qiáng)度as是評價材料強(qiáng)度性能指標(biāo)的兩個最重要的指標(biāo).1、拉伸試樣 進(jìn)行拉伸試驗時,采用如圖1-3所示的拉伸試樣.試樣可分 為長短兩種,長試樣 Lo/do=10 ;短試樣Lo/do=5.一般工廠采用的試樣直徑 dO=10毫米.拉伸試樣放在拉伸試驗機(jī)上,按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)加載,隨著載荷增加,試樣產(chǎn)生伸 長變形直至斷裂,如圖1-4所示圖1-3鋼的標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣圖圖1-4 低碳鋼的拉伸曲線圖2、低碳鋼的拉伸試驗根據(jù)載荷與變形量的相應(yīng)變化可繪

34、出曲線圖, 稱為拉伸曲線圖.低碳鋼的拉伸曲線吼低碳鋼拉伸時可分為三個階段:、彈性變形彈性變形：外力卸去后能夠恢復(fù)的變形階段.當(dāng)作用在試 樣上的裁荷在一定限度之時,載荷與伸長量成正比例,外力去除后,試樣恢復(fù)原 來的形狀和尺寸.當(dāng)載荷超過 Pp而不大于Pe時,試樣的伸長不再與外力成正 比關(guān)系,但還屆于彈性變形階段,即當(dāng)外力去除后變形立即消失.、彈性變形-塑性變形塑性變形外力卸去后不能恢復(fù)的變形階段. s 點出現(xiàn)的水平線段表示在載荷不變的情況下試樣繼續(xù)伸長；即材料喪失了反抗塑性變形的水平,稱為材料的屈服,發(fā)生塑性變形后,由于部結(jié)構(gòu)變化,產(chǎn)生加工 硬化,要使金屆繼續(xù)變形,必須再增加載荷,這樣載荷繼續(xù)增

35、加,試樣那么均勻伸 長.到達(dá)b點開始出現(xiàn)縮頸變形,變形集中在縮頸處.、塑性變形-斷裂階段.由于縮頸出現(xiàn)后截面劇烈減??； 試樣缺乏以反抗 外力的作用,因此在 B點發(fā)生斷裂.根據(jù)拉伸曲線上各種特殊點的外力與原截 面的關(guān)系,可以測定材料的強(qiáng)度指標(biāo).3、強(qiáng)度指標(biāo)：試樣受到外力作用時,在其部產(chǎn)生大小與外力相等而方向相 反的相互作用力,稱為力.單位截面積上的力稱為應(yīng)力,拉伸時的應(yīng)力用符號b 表小0應(yīng)力的計算式為：b = P/ F公斤力/毫米2式中；b 一應(yīng)力公斤力/毫米2;P一外力公斤力；F一橫截面面積毫米2.拉伸曲線上各特殊點出強(qiáng)度計算如下：.抗拉強(qiáng)度ob = Pb / Fo 公斤力/毫米2式中；rb一

36、應(yīng)力公斤力/毫米2;Pb一外力公斤力；Fo一橫截面面積毫米2.承壓設(shè)備在選用金屆材料時不允許超過它的抗拉強(qiáng)度 /3.材料的強(qiáng)度極限 越高,能承受的應(yīng)力越大.比例極限：材料承受外力的作用,載荷與變形成正比時的最大應(yīng)力,稱為比例極限；計算公式如下dp = Pp / Fo公斤力/毫米2式中；op一比例極限公斤力/毫米2；Pp 一試樣受載與變形成正比時能承受的最大載荷 公斤力外力；Fo一橫截面面積毫米2.屈服強(qiáng)度：在載荷不增加的情況下仍能發(fā)生明顯塑性變形時的應(yīng)力 計算公式如下os = Ps/ Fo 公斤力/毫米2式中；os 屈服強(qiáng)度公斤力/毫米2Pl試樣受載與變形發(fā)生明顯塑性變形時的載荷 公斤力外力；

37、Fo一橫截面面積毫米2有許多金屆或合金材料,并沒有明顯的屈服現(xiàn)象發(fā)生,為說明這些材料的 屈服極限,規(guī)定以試樣產(chǎn)生伸長量為試樣長度的 o. 2%時的應(yīng)力作為材料的“條件屈服強(qiáng)度,用來b 0.2表示.屈服極限是選用金屆材料時非常重要的機(jī)械性能.承壓設(shè)備材料所受的應(yīng)力,一般都應(yīng)小于屈服強(qiáng)度否那么就會產(chǎn)生明顯的塑性變形.許用應(yīng)力：材料允許使用的最大應(yīng)力.用可表示.屈服比：是屈服點與抗拉極限強(qiáng)度的之比.二、金屆的塑性塑性是指材料在載荷作用下斷裂前發(fā)生不可逆永久變形的水平.伸長率和斷面收縮率是評價材料塑性性能指標(biāo)的兩個重要的指標(biāo).1. 延伸率延伸率是試樣拉斷后標(biāo)距增長量與原始標(biāo)距長度之比值的白分率,即&a

38、mp; Li-Lo/L0 X 100%式中;L.一試樣的原始標(biāo)距長度毫米;Li 試樣拉斷后標(biāo)距長度毫米;2. 斷面收縮率：是試樣斷口面積的縮減量與原截面面積之比值的白分率.即F. Fi F0 X 100%式中F0拉伸前試樣的截面積?毫米2Fi一試樣斷后細(xì)頸處最小截面積毫米2W一斷面收縮率.3. a和小是材料的重要性能指標(biāo).它們的數(shù)值越大,材料的塑性越好.如果材料具有良好的塑性,那么可防止材料在壓力加工過程中發(fā)生開裂而破壞； 而普通 鑄鐵的塑性差,因而不能進(jìn)行壓力加工,只能進(jìn)行鑄造.同時 ,由丁材料具有一 定的塑性,故能保證材料不致因稍有超載而忽然斷裂, 增加了材料使用的平安可 靠性.大小.4.

39、 冷彎試驗：是焊接接頭力學(xué)性能試驗的主要工程彎曲試驗可以考核焊接接頭的主要工程包括： 焊縫和熱影響區(qū)的塑性、部缺 陷、焊縫的致密性、焊接接頭不同區(qū)域協(xié)調(diào)變形水平.用冷彎試驗衡量材料在室溫時的塑性. 試驗時,試樣在規(guī)定的冷彎條件下彎 到規(guī)定的角度,一般根據(jù)試樣彎曲外表有無裂紋或折斷等破壞情況來評定材料的 質(zhì)量.冷彎條件依材料及試樣的厚度不同而異,在材料的有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中加以規(guī)定.因此,冷彎試驗的目的僅為在一定的彎曲條件下比擬材料的塑性.圖 1-5為鋼板的冷彎性能試驗.圖1-5 -冷彎試驗彎心直徑越大,冷塑性變形的水平愈差；彎心直徑越小塑性越好.下面舉例說明強(qiáng)度、塑性的計算方法.例題：有一根鋼試棒,

40、原始長度100毫米,直徑10毫米.作拉伸試驗時,載荷增加至2669公斤力時開始出現(xiàn)屈服現(xiàn)象；載荷達(dá) 4710公斤力時,試樣被拉斷.結(jié)果測得在變形后長度是116毫米,細(xì)頸處直徑是7.75毫米. 試求鋼 試樣的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率和斷面收縮率.解：1求試樣的截面積玖=孚,70毫米瓦、3.M岬*78土蜀米02求屈服強(qiáng)度黑=跳公斤力/毫肥 c o. 3求抗拉強(qiáng)度姓一樗公斤力/皇米與 zo. n4求延伸率8 =旦蘆心面凱為= 116毫米,扁如.毫米專=當(dāng)席絲x HK務(wù)=18角 -J XJ5求收縮細(xì)頸面積'阮孚 a=7：75毫米j.6求斷面收縮率入L也早四TT .1毫粉78.8TLL x 1

41、Q0 % = 4.中 78.5三硬度：金屆材料反抗其他更硬物體壓入外表的水平稱為硬度,是衡量材料軟硬程度的判據(jù),它表征材料反抗外表局部彈性變形、塑性變形或反抗破壞 的水平.材料的硬度越高,其耐磨性越好.1、布氏硬度:圖1 6布氏硬度測定過程示意圖耳B=$ 公斤力庭檔式中P壓力載荷公斤力,1壓痕面積毫米；HB一布氏硬度值.壓痕面積的計算如下：2、布氏硬度與強(qiáng)度也有著如下的近似關(guān)系：db = 0 . 36HB低碳鋼它隨著不同金屆材料以及.熱處理情況而有所不同.低碳鋼0 . 36,高碳鋼0. 34,調(diào)質(zhì)合金鋼o . 325.布氏硬度試驗的優(yōu)缺點： 、優(yōu)點是測定的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、穩(wěn)定、數(shù)據(jù)重復(fù)性強(qiáng),常用丁測

42、定退火、正火、 調(diào)質(zhì)鋼、鑄鐵及有色金屆的硬度. 、缺點是對不同材料需要更換壓頭和改變載荷,且壓痕較大,壓痕直徑的測量也較麻煩,易損壞成品的外表,故不宜在成品上進(jìn)行試驗.3、 洛氏硬度：HR測試當(dāng)被測樣品過小或者布氏硬度HB大于450時,就改用洛氏硬度計量.試驗方法是用一個頂角為120度的金剛石圓錐體或直徑為1.59mm/3.18mm 的鋼球,在一定載荷下壓入被測材料外表, 由壓痕深度求出材料的硬度.根據(jù)實驗材料硬度的不同,可分為三種不同 標(biāo)度來表示：HRA是采用60Kg載荷和鉆石錐壓入器求的硬度,用丁硬度極高的材料.例如：硬質(zhì)合金HRB是采用100Kg載荷和直徑1.58mm 淬硬的鋼球求得的硬

43、度,用丁硬度較低的材料.例如：退火鋼、鑄鐵等.HRC是采用150Kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,用丁硬度很高的材料.例如：淬火鋼等洛氏硬度是用壓痕深度作為洛氏硬度值的計量即,符號用HR表示,其計算公式為：ins=r 人 J1K L 0.002式中：C-常數(shù) 一般取0.2 h-壓痕深度L 1加上訕城荷后圍久的痂置如上由我苻+主載荷后崖去的植置3-c雖I去主裁荷后壓頭K校皆 h艾抑為主我的彈,性恢角4、洛氏硬度試驗的優(yōu)缺點： 、優(yōu)點是操作迅速、簡便,硬度值可從表盤上直接讀出；壓痕較小,可在 工件外表試驗；可測量較薄工件的硬度,因而廣泛用丁熱處理質(zhì)量的檢驗. 、缺點是精確性較低,硬度值重復(fù)性差、分

44、散度大,通常需要在材料的不 同部位測試數(shù)次,取其平均值來代表材料的硬度.此外,用不同標(biāo)尺測得的硬度 值彼此之間沒有聯(lián)系,也不能直接進(jìn)行比擬.四、沖擊韌性1、沖擊韌性是指材料在外加沖擊載荷作用下斷裂時消耗能量大小的特性.沖擊韌性是對材料的化學(xué)成分、冶金質(zhì)量、組織狀態(tài)部缺陷以及試驗溫度等比擬敏感的一個質(zhì)量指標(biāo).沖擊韌性指標(biāo)用 AK表示,試樣缺口的形式有 U型和V 型兩種.沖擊試驗示意圖1 一擺錘 2一試樣 3一機(jī)架 L指針：5;刻度盤試驗時把標(biāo)準(zhǔn)試樣安放在試驗機(jī)的兩支點中間, 使試樣的缺口背向的沖擊方 向,然后把擺錘抬到一定高度 H ,擺錘由高處落下將試樣擊斷,并自由上升到 高度h,根據(jù),擺錘的重

45、量和沖擊前后的高度差可以計算出沖斷試樣消耗的功； 計算公式如下:Ak= GH- h/F式中H沖擊前擺錘上升高度米h沖斷試樣后擺錘上升高度米G-擺錘重量公斤力F試樣的橫截面積2、脆性轉(zhuǎn)變溫度 沖擊韌性與試驗溫度有關(guān),有些材料在室溫 20 C左右 試驗時,并不顯示脆性,而在,比擬低的溫度低碳鋼在- 45C下可能會發(fā) 生低溫脆性斷裂,材料由塑性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)的溫度叫做“脆性轉(zhuǎn)變溫度 3、鋼材的脆化.冷脆化；金屆材料在低溫下呈現(xiàn)的脆性稱為冷脆性.熱脆性；鋼材長時間停留在400 500C后再冷卻到室溫,沖擊韌度值會 有明顯下降,這種現(xiàn)象稱之為鋼材的熱脆性.氫脆；鋼中的氫會使材料的力學(xué)性能脆化,這種現(xiàn)

46、象稱為氫脆.鋼中的 氫主要來源三個方面 、冶煉過程中溶解在鋼水中的氫 、焊接過程中由于水或油污在高溫下分解出來的氫溶解在鋼材中 、工作介質(zhì)中的氫進(jìn)入鋼中.氫致斷裂只發(fā)生在 -100 -150 C的溫度圍.苛性脆化；苛性脆化一般都發(fā)生在受壓元件的釧接和漲接處.應(yīng)力腐蝕脆性斷裂；由于拉應(yīng)力與介質(zhì)腐蝕聯(lián)合作用引起的低應(yīng)力脆性斷裂叫做應(yīng)力腐蝕.應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生的必要條件： .元件承受拉應(yīng)力的作用 .具有與材料種類相匹配的特定腐蝕介質(zhì)環(huán)境 .材料對應(yīng)力腐蝕的敏感程度.對鋼材而言應(yīng)力腐蝕的敏感性與的成分、組織及熱處理情況有關(guān).五、疲勞在交變載荷的作用下材料發(fā)生破裂的現(xiàn)象叫做疲勞.1、金屆材料在無數(shù)次重復(fù)的交變

47、載荷作用下,而不致破裂的最大應(yīng)力,稱為疲勞強(qiáng)度,或稱疲勞極限.2、金屆材料的疲勞強(qiáng)度,與其化學(xué)成分、外表狀態(tài)、組織結(jié)構(gòu)、夾雜物多少、分布情況以及應(yīng)力分布等有一定關(guān)系.3、假設(shè)零件外表進(jìn)行熱處理、強(qiáng)化處理,或零件外表精細(xì)加工和防止斷面的急劇改變,都能提升零件的疲勞強(qiáng)度.4、一般鋼鐵的彎曲疲勞強(qiáng)度值只有抗拉強(qiáng)度的一半左右.六承壓類特種設(shè)備的工作壓力1、對對圓筒形容器來講,環(huán)焊縫受力只是縱焊縫的一半.2、而對球形容器來講由于不存在切向應(yīng)力,只有經(jīng)向應(yīng)力.故在相同壓力和直徑下,球形容器的壁厚比圓筒形容器的壁厚大約可以減少一半.3、一般情況下壓力管道以環(huán)焊縫為主.三、壓力管道常用金屆一常用金屆材料分類有

48、黑色金屆：通常指鐵和鐵的合金,有色金屆：指鐵及鐵合金以外的金屆及 其合金.黑色金屆根據(jù)它的元素組成和性能特點分為三大類 ,即鑄鐵、碳素鋼及 合金鋼.二鑄鐵鑄鐵：含碳量大于2.06%的鐵碳合金.真正有工業(yè)應(yīng)用價值的鑄鐵其含碳量一般為 2.5%6.67%.性能特點：是可焊性、塑性、韌性和強(qiáng)度均比擬差 ,一般不能鍛,但它卻具有優(yōu)良的鑄造性、減摩性、切削加工性能,價格廉價.用 途：常用作泵機(jī)座、低壓閥體等材料；地下低壓管網(wǎng)的管子和管件.1、灰口鑄鐵：石墨以片狀形式存在于組織中的鑄鐵稱之為灰口鑄鐵.灰口鑄鐵澆鑄后緩冷得到的組織為鐵素體和游墨共存,斷口呈灰色,灰口鑄鐵也因此而得名.灰口鑄鐵的各項機(jī)械性能均

49、較差 ,工程上很少使用.2、可鍛鑄鐵：經(jīng)過長時間石墨化退火,使石墨以團(tuán)絮狀存在丁鑄鐵組織中, 此類鑄鐵稱為可鍛鑄鐵.(1) 性能特點：強(qiáng)度、塑性、韌性均優(yōu)丁灰口鑄鐵,其延伸率可達(dá)12%;但可鍛鑄鐵制造工藝復(fù)雜,價格比擬高.由丁可鍛鑄鐵具有一定的塑性,故可鍛" 的名稱也由此而出,其實它仍為不可鍛.(2) 用途：可鍛鑄鐵在工程上常用作閥門手輪以及低壓閥門閥體等.3、 球墨鑄鐵：是通過在澆注前向鐵水中參加一定量的球化劑進(jìn)行球化處理, 并參加少量的孕育劑以促進(jìn)石墨化 ,在澆注后直接獲得具有球狀石墨結(jié)晶的鑄 鐵.(1) 性能特點：球墨鑄鐵的各項性能指楨勻優(yōu)丁可鍛鑄鐵,比可鍛鑄鐵價格廉價.(2)

50、 用途：可代替可鍛鑄鐵用在較苛刻條件下.用途更廣泛.鑄鐵命名：根據(jù)GB9439的規(guī)定鑄鐵的牌號表示方法：QT400-15QT450-10KTH330-8QT 400-15延伸率(%)最低抗拉強(qiáng)度(MPa )“球鐵漢語拼音第一個字母(三) 碳素鋼含碳量小丁等丁 2.0 %的鐵碳合金稱為碳素鋼1、碳素鋼的分類(1)按化學(xué)成分工業(yè)純鐵 C < 0.04%的Fe、C合金低碳鋼 C < 0.25 %的鋼(強(qiáng)度低 塑性好 焊接性能好 Q235-A、20g、20用丁壓力管道)中碳鋼 C>0.250.60%的鋼.強(qiáng)度及塑性適中,用丁緊固件和鍛件如：35鋼.高碳鋼C>0.60%的鋼 強(qiáng)度

51、和硬度高、塑性差,可制作彈簧、鋼絲繩等. 如65Mn (C = 0.620.7 )(2)普通碳素鋼Q一鋼材屈服強(qiáng)度"屈字漢語拼者首位字母審A.B.C.D一分別為質(zhì)量等級；F沸騰鋼“沸字漢語拼音首位字母左Z鎮(zhèn)靜鋼“鎮(zhèn)"字漢語排音首位宇母,TZ特殊鎮(zhèn)靜鋼“特鎮(zhèn)"兩字漢語拼音首位字母.在牌號組成表示方法中/事與HTZ符號可以省路.Q 235 A FF:沸騰鋼,b半鎮(zhèn)靜鋼,鎮(zhèn)靜鋼省略A :質(zhì)量等級號,A級不做沖擊試驗£級做常溫V形缺口沖擊試驗；C、 D兩級常用在重要場合下235 :屈服強(qiáng)度 235MPa :分別為 195、215、235、255、275 五個等級

52、Q : “屈字漢語拼音第一個字母.(3) 按品質(zhì)分類優(yōu)質(zhì)碳素鋼(P< 0.04 % S < 0.04%)高級優(yōu)質(zhì)鋼(P< 0.03 % S < 0.02%)(4) 脫氧程度 、沸騰鋼A3F在澆鑄前不用硅和鋁脫氧,鋼液中含氧量多,澆注及凝固時會產(chǎn)生大量CO氣泡,在鋼錠模產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象,這類鋼叫沸騰鋼. 、鎮(zhèn)靜鋼A3而脫氧較完全,澆鑄時鋼水在鋼錠模不產(chǎn)仲O氣體,這類鋼叫鎮(zhèn)靜 鋼.成材率低,本錢高.但鎮(zhèn)靜鋼中氣體含量低,時效傾向小,鋼鏡中氣泡、疏松較 少,質(zhì)量較好. 、半鎮(zhèn)靜鋼A3b進(jìn)行中等程度脫氧,介丁沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間的鋼四、優(yōu)質(zhì)碳素鋼：1、優(yōu)質(zhì)碳素鋼中的有害雜質(zhì)元素 S、

53、P比普通碳素鋼低,不僅如此,二者的冶 煉方法也多有不同,普通碳素鋼多用本錢最低轉(zhuǎn)爐冶煉,而優(yōu)質(zhì)碳鋼那么采用平爐或 純氧頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉,脫氧較好,雜質(zhì)含量較低,故其綜合機(jī)械性能、耐蝕性等均優(yōu)丁 普通碳素鋼.2、優(yōu)質(zhì)碳素鋼與高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼相比,價格不高,是工程上應(yīng)用最廣泛的碳 素鋼.3、優(yōu)質(zhì)碳素鋼的表示方法和代號20 g25g1一鍋爐鋼 C:0.17 0.24%4、壓力管道中常用的牌號為 08、10、20三種.五高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼各方面性能略優(yōu)丁優(yōu)質(zhì)碳素鋼,但價格較高,工程上用的并不多.一般情況下,如果采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼不能滿足使用條件要求時,將考慮選用 相應(yīng)的合金鋼而不用高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼.高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼在優(yōu)質(zhì)碳素鋼的牌號后加 A四、合金鋼1、合金鋼分類見表1 3表1 3合金鋼分類用途第一層第二層分類第三層分類特點及用途合金鋼合金結(jié)構(gòu)鋼低合金鋼1 .低碳型合金鋼,合金兀素總量一般?3%;2. 強(qiáng)度明顯高于碳素鋼,有較好的塑性和韌性,可焊性尚可；3. 用于中局溫、抗氫、抗局溫硫腐蝕等.調(diào)質(zhì)鋼1 .中碳型合金鋼,合金兀素含量較低；2. 強(qiáng)度較局；3. 用于高溫螺栓、螺母材料等.彈簧鋼1含碳量比倜質(zhì)鋼局；2經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,強(qiáng)度較局 抗疲勞強(qiáng)度較局；3用于彈簧材料.滾動軸承鋼1局碳型合金鋼,合金含量較局； 2具有局而均勻的硬度和耐磨性； 3用于滾動軸承.特殊性能鋼不銹鋼1低碳高合金鋼；2抗