2015年安全工程師《技術(shù)》復(fù)習(xí)資料：特種設(shè)備檢測技術(shù)

　　特種設(shè)備檢測技術(shù)

　　特種設(shè)備的種類、結(jié)構(gòu)、類型繁多，其設(shè)計(jì)參數(shù)和使用條件各不相同，承壓設(shè)備所盛裝的介質(zhì)可能具有不同程度的腐蝕或磨損的性質(zhì)，因此，對它們進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，必須采用各種不同的檢驗(yàn)方法，才能對特種設(shè)備的安全使用性能作出全面、正確的評(píng)價(jià)。

　?。ㄒ唬┖暧^檢查

　　直觀檢查和量具檢查通常稱為宏觀檢查。宏觀檢查是對在用承壓類特種設(shè)備進(jìn)行內(nèi)、外部檢驗(yàn)常用的檢驗(yàn)方法。宏觀檢查的方法簡單易行，可以直接發(fā)現(xiàn)和檢驗(yàn)容器內(nèi)、外表面比較明顯的缺陷，為進(jìn)一步利用其他方法作詳細(xì)的檢驗(yàn)提供線索和依據(jù)。

　　1．直觀檢查

　　直觀檢查是承壓類特種設(shè)備最基本的檢驗(yàn)方法，通常在采用其他檢驗(yàn)方法之前進(jìn)行，是進(jìn)一步檢驗(yàn)的基礎(chǔ)。它主要是憑借檢驗(yàn)人員的感覺器官，對容器的內(nèi)、外表面進(jìn)行檢查，以判別其是否有缺陷。

　　1）檢查內(nèi)容

　　直觀檢查，要求檢查容器的本體和受壓元件的結(jié)構(gòu)是否合理，承壓類特種設(shè)備的連接部位、焊縫、脹口、襯里等部位是否存在滲漏，承壓類特種設(shè)備表面是否存在腐蝕的深坑或斑點(diǎn)、明顯的裂紋、重皮折疊、磨損的溝槽、凹陷、鼓包等局部變形和過熱的痕跡，焊縫是否有表面氣孔、弧坑、咬邊等缺陷，容器內(nèi)、外壁的防腐層、保溫層、耐火隔熱層或襯里等是否完好等。

　　2）檢查工具

　　用于直觀檢查的檢查工具有手電筒、5—10倍放大鏡、反光鏡、內(nèi)窺鏡、約0.5 kg的尖頭手錘等。

　　3）檢查方法

　?。?）通常采用肉眼檢查。肉眼能夠迅速掃視大面積范圍，并且能夠察覺細(xì)微的顏色和結(jié)構(gòu)的變化。

　?。?）當(dāng)被檢查的部位比較狹窄（例如長度較長的管殼式容器，以及氣瓶等），無法直接觀察時(shí)，可以利用反光鏡或內(nèi)窺鏡伸入容器內(nèi)進(jìn)行檢查。

　?。?）當(dāng)懷疑設(shè)備表面有裂紋時(shí)，可用砂布將被檢部位打磨干凈，然后用濃度為10％的硝酸酒精溶液將其浸濕，擦凈后用放大鏡觀察。

　?。?）對具有手孔或較大接管而人又無法進(jìn)到內(nèi)部用肉眼檢查的小型設(shè)備，可將手從手孔或接管口伸入，觸摸內(nèi)表面，檢查內(nèi)壁是否光滑，有無凹坑、鼓包。

　?。?）用約0．5 kg的尖頭手錘進(jìn)行錘擊檢查是過去檢查鍋爐、壓力容器的一種常用的方法。當(dāng)容器表面有防腐層、保溫層、耐火隔熱層、襯里或夾套等妨礙檢查時(shí)，如果需要應(yīng)部分或全部拆除再進(jìn)行直觀檢查。直觀檢查時(shí)，往往會(huì)在容器表面發(fā)現(xiàn)各種形態(tài)的缺陷，檢驗(yàn)人員應(yīng)予以綜合判斷，并分別予以適當(dāng)?shù)奶幹谩?/p>

　　2.量具檢查

　　采用簡單的工具和量具對直觀檢查所發(fā)現(xiàn)的缺陷進(jìn)行測量，以確定缺陷的嚴(yán)重程度，是直觀檢查的補(bǔ)充手段。

　　1）檢查內(nèi)容

　　用量具檢查主要是檢查設(shè)備表面腐蝕的面積和深度，變形程度，溝槽和裂紋的長度，以及設(shè)備本體和受壓元件的結(jié)構(gòu)尺寸（如容器的平直度、管板的不平度等）是否符合要求等。

　　2）檢查工具

　　直尺、樣板、游標(biāo)卡尺、塞尺等。

　　3）檢查方法

　?。?）用拉線或量具檢查設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸。例如：用鋼卷尺圍出筒體的周長，用計(jì)算圓周長的公式和筒體的實(shí)際壁厚值算出筒體的平均內(nèi)直徑，以求得筒體的內(nèi)徑偏差；測量筒體同一斷面的不圓度等。

　?。?）用平直尺緊靠設(shè)備、管板等的表面，用游標(biāo)卡尺或塞尺檢查設(shè)備的平直度，腐蝕、磨損、鼓包的深度（高度），管板的不平度等。

　?。?）用預(yù)先按受壓元件的某部分做成的樣板緊靠其表面，檢查它們的形狀、尺寸是否符合設(shè)計(jì)要求（例如角焊縫的焊腳高度、封頭的曲率尺寸等），或測量其變形、腐蝕的程度。

　?。?）在器壁發(fā)生均勻腐蝕、片狀腐蝕或密集斑點(diǎn)腐蝕的部位，目前通常采用超聲波測厚儀測量容器的剩余壁厚。

　?。ǘo損檢測

　　在承壓類特種設(shè)備構(gòu)件的內(nèi)部，常常存在著不易發(fā)現(xiàn)的缺陷；如焊縫中的未熔合、未焊透、夾渣、氣孔、裂紋等。要想知道這些缺陷的位置、大小、性質(zhì)，對每一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行破壞性檢查是不可能的，為此出現(xiàn)了無損探傷法，它是在不損傷被檢工件的情況下，利用材料和材料中缺陷所具有的物理特性探查其內(nèi)部是否存在缺陷的方法。

　　應(yīng)用無損檢測技術(shù)通常是為了達(dá)到4個(gè)目的：保證產(chǎn)品質(zhì)量、保障安全使用、改進(jìn)制造工藝、降低生產(chǎn)成本。

　　1．射線檢測

　?。?）射線檢測原理。射線照射在工件上，透射后的射線強(qiáng)度根據(jù)物質(zhì)的種類、厚度和密度而變化，利用射線的照相作用、熒光作用等特性，將這個(gè)變化記錄在膠片上，經(jīng)顯影后形成底片的黑度變化，根據(jù)底片黑度的變化可了解工件內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀態(tài)，達(dá)到檢查出缺陷的目的。

　?。?）射線檢測的特點(diǎn)。可以獲得缺陷直觀圖像，定性準(zhǔn)確，對長度、寬度尺寸的定量也較準(zhǔn)確；檢測結(jié)果有直接記錄，可以長期保存；對體積型缺陷（氣孔、夾渣類）檢出率高，對面積性缺陷（裂紋、未熔合類）如果照相角度不適當(dāng)容易漏檢；適宜檢驗(yàn)厚度較薄的工件，不適宜檢驗(yàn)較厚的工件；適宜檢驗(yàn)對接焊縫，不適宜檢驗(yàn)角焊縫以及板材、棒材和鍛件等；對缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸（高度）的確定較困難；檢測成本高、速度慢；射線對人體有害。

　?。?）射線的安全防護(hù)。射線的安全防護(hù)主要是采用時(shí)間防護(hù)、距離防護(hù)和屏蔽防護(hù)三大技術(shù)。

　　時(shí)間防護(hù)即為盡量縮短人體與射線接觸的時(shí)間。如果到射線源的距離增大2倍，射線的強(qiáng)度會(huì)降低3／4.利用這一原理，可以采用機(jī)械手、遠(yuǎn)距射線源操作等方法進(jìn)行距離防護(hù)。還可在人體與射線源之間隔上一層屏蔽物，以阻擋射線，即進(jìn)行屏蔽防護(hù)。

　　2．超聲波檢測

　?。?）超聲波檢測原理。超聲波是一種超出人聽覺范圍的高頻率機(jī)械振動(dòng)波。超聲波可以分為縱波、橫波、表面波等多種波型。當(dāng)介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的位移與波傳播的方向一致時(shí)為縱波；質(zhì)點(diǎn)的位移與波傳播的方向垂直時(shí)為橫波；而表面波只能在工件表面?zhèn)鞑?。在固體中，各類聲波都可以傳播；在液體和氣體中，只有縱波才可以傳播。超聲波在同一均勻介質(zhì)中傳播時(shí)速度不變，傳播方向也不變，如果傳播過程中遇到另一種介質(zhì)，就會(huì)發(fā)生反射、折射或繞射的現(xiàn)象。制造容器使用的鋼材可視為均勻介質(zhì)，如果內(nèi)部存在缺陷，則缺陷會(huì)使超聲波產(chǎn)生反射現(xiàn)象，根據(jù)反射波幅的大小、方位，就能判定和測出缺陷的存在。

　?。?）超聲波檢測特點(diǎn)。超聲波檢測對面積性缺陷的檢出率較高，而對體積型缺陷檢出率較低；適宜檢驗(yàn)厚度較大的工件；適用于檢測各種試件，包括檢測對接焊縫、角焊縫，板材、管材、棒材、鍛件以及復(fù)合材料等；檢驗(yàn)成本低、速度快，檢測儀器體積小、重量輕，現(xiàn)場使用方便；檢測結(jié)果無直接見證記錄；對缺陷在工件厚度方向上定位較準(zhǔn)確；材質(zhì)、晶粒度對檢測有影響。

　　3.磁粉檢測

　　（1）磁粉檢測原理。鐵磁性材料被磁化后，其內(nèi)部產(chǎn)生很強(qiáng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁力線密度增大幾百倍到幾千倍，如果材料中存在不連續(xù)，磁力線會(huì)發(fā)生畸變，部分磁力線有可能逸出材料表面，從空間穿過，形成漏磁場。因空氣的磁導(dǎo)率遠(yuǎn)低于零件的磁導(dǎo)率，使磁力線受阻，一部分磁力線擠到缺陷的底部，一部分穿過裂紋，一部分排擠出工件的表面后再進(jìn)入工件。這后兩部分磁力線形成磁性較強(qiáng)的漏磁場。如果這時(shí)在工件上撒上磁粉，漏磁場就會(huì)吸附磁粉，形成與缺陷形狀相近的磁粉堆積（稱這種堆積為磁痕），從而顯示缺陷。當(dāng)裂紋方向平行于磁力線的傳播方向時(shí)，磁力線的傳播不會(huì)受到影響，這時(shí)缺陷也不可能檢出。

　　（2）磁粉檢測特點(diǎn)。適宜鐵磁材料探傷，不能用于非鐵磁材料；可以檢出表面和近表面缺陷，不能用于檢測內(nèi)部缺陷；檢測靈敏度很高，可以發(fā)現(xiàn)極細(xì)小的裂紋以及其他缺陷；檢測成本很低，速度快；工件的形狀和尺寸有時(shí)因難以磁化而對探傷有影響。

　　4．滲透檢測

　?。?）滲透檢測原理。零件表面被施涂含有熒光染料或著色染料的滲透液后，在毛細(xì)管作用下，經(jīng)過一定的時(shí)間，滲透液可以滲進(jìn)表面開口的缺陷中；除去零件表面多余滲透液后，再在零件表面施涂顯像劑，同樣在毛細(xì)管的作用下，顯像劑將吸引缺陷中保留的滲透液，滲透液滲到顯像劑中，在一定的光源下，缺陷中的滲透液痕跡被顯示，從而探出缺陷的形貌及分布狀態(tài)。

　?。?）滲透檢測特點(diǎn)。除了疏松多孔性材料外任何種類的材料，如鋼鐵材料、有色金屬、陶瓷材料和塑料等材料的表面開口缺陷都可用滲透檢測；形狀復(fù)雜的部件也可用滲透檢測，并一次操作就可大致做到全面檢測；同時(shí)存在幾個(gè)方向的缺陷時(shí)，用一次操作就可完成檢測；形狀復(fù)雜的缺陷也可容易地觀察顯示的痕跡；不需大型設(shè)備，攜帶式噴灌著色滲透檢測不需水、電，十分方便現(xiàn)場檢測；試件表面粗糙度對檢測結(jié)果影響大，探傷結(jié)果往往易受操作人員技術(shù)水平影響；可以檢出表面張口的缺陷，但對埋藏缺陷或閉口型的表面缺陷無法檢出；檢測程序多，速度慢，檢測靈敏度較磁粉低；材料較貴，成本高，有些材料易燃、有毒。

　　5．渦流檢測

　?。?）渦流檢測原理。在工件中的渦流方向與給試件加交流電磁場的線圈（稱為初級(jí)線圈或激勵(lì)線圈）的電流方向相反；而渦流產(chǎn)生的交流磁場又使得激勵(lì)線圈中的電流增加，假如渦流變化，這個(gè)增加的部分（反作用電流）也變化，測定這個(gè)變化，可得到工件表面的信息。

　?。?）渦流檢測的特點(diǎn)。檢測時(shí)與工件不接觸，所以檢測速度很快，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測；渦流檢測不僅可以探傷，而且可以揭示工件尺寸變化和材料特性，例如電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率的變化，利用這個(gè)特點(diǎn)可綜合評(píng)價(jià)容器消除應(yīng)力熱處理的效果，檢測材料的質(zhì)量以及測量尺寸；受集膚效應(yīng)的限制，很難發(fā)現(xiàn)工件深處的缺陷；缺陷的類型、位置、形狀不易估計(jì)，需輔以其他無損檢測的方法來進(jìn)行缺陷的定位和定性；不能用于絕緣材料的檢測。

　　6.聲發(fā)射探傷法

　　（1）聲發(fā)射探傷法原理。聲發(fā)射技術(shù)是根據(jù)容器受力時(shí)材料內(nèi)部發(fā)出的應(yīng)力波判斷容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷程度的一種新的無損檢測方法。

　?。?）聲發(fā)射探傷特點(diǎn)。它與X射線、超聲波等常規(guī)檢測方法的主要區(qū)別在于聲發(fā)射技術(shù)是一種動(dòng)態(tài)無損檢測方法。它能連續(xù)監(jiān)視容器內(nèi)部缺陷發(fā)展的全過程。

　　7.磁記憶檢測

　　磁記憶檢測原理是處于地磁環(huán)境下的鐵制工件受工作載荷的作用，其內(nèi)部會(huì)發(fā)生具有磁致伸縮性質(zhì)的磁疇組織定向的和不可逆轉(zhuǎn)的重新取向，并在應(yīng)力與變形集中區(qū)形成最大的漏磁場的變化。這種磁狀態(tài)的不可逆變化在工作載荷消除后繼續(xù)保留。從而通過漏磁場法向分量的測定，可以準(zhǔn)確地推斷工件的應(yīng)力集中區(qū)。

　?。ㄈy厚

　　厚度測量是承壓類特種設(shè)備檢驗(yàn)中常見的檢測項(xiàng)目。由于容器是閉合的殼體，測厚只能從一面進(jìn)行，所以需要采用特殊的物理方法，最常用的是超聲波。

　?。ㄋ模┗瘜W(xué)成分分析

　　鋼鐵材料元素分析的方法有原子發(fā)射光譜分析法和化學(xué)分析法兩種。在用鍋爐壓力容器檢驗(yàn)中進(jìn)行化學(xué)成分分析的目的，主要在于復(fù)核和驗(yàn)證材料的元素含量是否符合材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，或者在焊接或返修補(bǔ)焊時(shí)借此制定焊接工藝，或者用于鑒定在用鍋爐壓力容器殼體材質(zhì)在運(yùn)行一段時(shí)間后是否發(fā)生變化。

　?。ㄎ澹┙鹣鄼z驗(yàn)

　　金相檢驗(yàn)的目的主要是為了檢查設(shè)備運(yùn)行后受溫度、介質(zhì)和應(yīng)力等因素的影響，其材質(zhì)的金相組織是否發(fā)生了變化，是否存在裂紋、鍋燒、疏松、夾渣、氣孔、未焊透等缺陷。

　　金相檢驗(yàn)分為宏觀金相和微觀金相，折斷面檢查是宏觀金相檢驗(yàn)方法之一。

　　金相檢驗(yàn)可以觀察到設(shè)備的局部金相組織。對于材料的金相檢驗(yàn)，根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可以判定鋼材脫碳層深度，測定低碳鋼的游離滲碳體，亞共析鋼的帶狀組織和魏式組織，以及晶粒度等。對于在用壓力容器金相檢驗(yàn)結(jié)果的判定，目前尚無標(biāo)準(zhǔn)可循，通常可采用與典型缺陷金相圖譜對比的方法來進(jìn)行判定。在用壓力容器的斷口金相檢驗(yàn)，還可以幫助我們判定腐蝕、斷裂的類型，分析造成容器失效的原因。

　　（六）硬度測試

　　材料硬度值與強(qiáng)度存在一定的比例關(guān)系，材料化學(xué)成分中，大多數(shù)合金元素都會(huì)使材料的硬度升高，其中碳的影響最直接，材料中含碳量越大，其硬度越高，因此硬度測試有時(shí)用來判斷材料強(qiáng)度等級(jí)或鑒別材質(zhì)；材料中不同金屬組織具有不同的硬度，故通過硬度值可大致了解材料的金相組織，以及材料在加工過程中的組織變化和熱處理效果；加工殘余應(yīng)力和焊接殘余應(yīng)力的存在對材料的硬度也會(huì)產(chǎn)生影響，加工殘余應(yīng)力和焊接殘余應(yīng)力值越大，硬度越高。

　?。ㄆ撸嗫诜治?/p>

　　斷口分析是指人們通過肉眼或使用儀器觀察與分析金屬材料或金屬構(gòu)件損壞后的斷裂截面，來探討與材料或構(gòu)件損壞有關(guān)的各種問題的一種技術(shù)。

　　斷口是構(gòu)件破壞后兩個(gè)偶合斷裂截面的通稱。人們通過對斷口形態(tài)的觀察、研究和分析，去尋求斷裂的起因、斷裂方式、斷裂性質(zhì)、斷裂機(jī)制、斷裂韌性以及裂紋擴(kuò)展速率等各種斷裂基本問題，以使人們正確地判斷引起斷裂的真實(shí)原因究竟是起源于材料質(zhì)量、構(gòu)件的制造工藝、構(gòu)件使用的環(huán)境因素影響，還是構(gòu)件使用的操作因素等等。

　　斷口分析技術(shù)的發(fā)展概括起來經(jīng)歷了3個(gè)階段：用肉眼、低倍率放大鏡或光學(xué)顯微鏡直接觀察階段，用透射電子顯微鏡（簡稱“透射電鏡”）觀察斷口復(fù)型的間接階段；用掃描電子顯微鏡（簡稱“掃描電鏡”）直接觀察階段。通常人們把第一階段稱為宏觀斷口分析，而把后兩個(gè)階段稱為微觀斷口分析，有時(shí)又稱作“電子斷口學(xué)分析”或“電子顯微斷口學(xué)分析”。

　?。ò耍┠蛪涸囼?yàn)

　　承壓類特種設(shè)備的耐壓試驗(yàn)即通常所說的液壓試驗(yàn)（水壓試驗(yàn)）和氣壓試驗(yàn)，是一種驗(yàn)證性的綜合檢驗(yàn)，它不僅是產(chǎn)品竣工驗(yàn)收時(shí)必須進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目，也是定期進(jìn)行容器全面檢驗(yàn)的主要檢驗(yàn)項(xiàng)目。耐壓試驗(yàn)主要用于檢驗(yàn)壓力容器承受靜壓強(qiáng)度的能力。

　?。ň牛饷茉囼?yàn)

　　氣密試驗(yàn)又稱為致密性試驗(yàn)或泄漏試驗(yàn)，當(dāng)介質(zhì)毒性程度為極度、高度危害或設(shè)計(jì)上不允許有微量泄漏的壓力容器，必須進(jìn)行氣密試驗(yàn)。氣密性試驗(yàn)應(yīng)在液壓試驗(yàn)合格后進(jìn)行。對碳素鋼和低合金鋼制壓力容器，其試驗(yàn)用氣體的溫度應(yīng)不低于5C°，其他材料制壓力容器按設(shè)計(jì)圖樣規(guī)定。氣密性試驗(yàn)所用氣體，應(yīng)符合氣壓試驗(yàn)的規(guī)定。壓力容器進(jìn)行氣密性試驗(yàn)時(shí)，安全附件應(yīng)安裝齊全。

　　容器致密性的檢查方法：在被檢查的部位涂（噴）刷肥皂水，檢查肥皂水是否鼓泡；檢查試驗(yàn)系統(tǒng)和容器上裝設(shè)的壓力表，其指示是否下降；在試驗(yàn)介質(zhì)中加人體積分?jǐn)?shù)為1％的氨氣，將被檢查部位表面用5％硝酸汞溶液浸過的紙帶覆蓋，如果有不致密的地方，氨氣就會(huì)透過而使紙帶的相應(yīng)部位形成黑色的痕跡。用此法檢查容器致密性較為靈敏、方便；在試驗(yàn)介質(zhì)中充入氦氣，如果有不致密的地方，就可利用氦氣檢漏儀在被檢查部位表面檢測出氦氣。目前的氦氣檢漏儀可以發(fā)現(xiàn)氣體中含有千萬分之一的氦氣存在，相當(dāng)于在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下漏氦氣率為1 cm3/a，因此，其靈敏度較高；小型容器可浸入水中檢查，被檢部位在水面下約20—40 mm深處，檢查是否有氣泡逸出。

　?。ㄊ┍圃囼?yàn)

　　爆破試驗(yàn)是對壓力容器的設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量，以及其安全性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行綜合考核的一項(xiàng)破壞性驗(yàn)證試驗(yàn)，通常氣瓶在制造過程中按批進(jìn)行爆破試驗(yàn)。

　　（十一）力學(xué)性能試驗(yàn)

　　力學(xué)性能試驗(yàn)的目的是檢測材料及焊接接頭的力學(xué)性能。檢測方法有拉力試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、常溫和低溫沖擊試驗(yàn)、壓扁試驗(yàn)等。檢測的力學(xué)性能有比例極限σp、彈性極限σe、屈服極限σs、抗拉強(qiáng)度σb、伸長率δ5、斷面收縮率Ψ、彎曲、沖擊功Akv等。

　　（十二）應(yīng)力應(yīng)變測試

　　應(yīng)力應(yīng)變測試目的是測出構(gòu)件受載后表面的或內(nèi)部各點(diǎn)的真實(shí)應(yīng)力狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)應(yīng)力應(yīng)變測試的方法主要有電阻應(yīng)變測量法（簡稱“電測法”）、光彈性方法、應(yīng)變脆性涂層法和密柵云紋法等，每種測試方法都有各自的特點(diǎn)和適用范圍。

　　電測法是將作為傳感元件的電阻應(yīng)變片粘貼或安裝在被測的承壓設(shè)備表面上，然后將其接入測量電路，當(dāng)設(shè)備受載變形時(shí)，應(yīng)變片的敏感柵相應(yīng)變形并將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電阻改變量，再通過電阻應(yīng)變儀直接得到所測量的應(yīng)變值。根據(jù)應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系的物理方程，即可將測得的應(yīng)變值換算成被測點(diǎn)的實(shí)際應(yīng)力值。用電測法可以進(jìn)行大規(guī)模的多點(diǎn)應(yīng)變測量，準(zhǔn)確測定承壓設(shè)備構(gòu)件表面上任一點(diǎn)的靜態(tài)到500 kHz的動(dòng)態(tài)應(yīng)變，還可測得平面應(yīng)力狀態(tài)下某些點(diǎn)的主應(yīng)力大小和方向。但是，此法只能測試承壓設(shè)備表面的應(yīng)力，不能顯示容器表面整體應(yīng)力場中應(yīng)力梯度的情況。

　　（十三）應(yīng)力分析

　　應(yīng)力分析是指分析構(gòu)件在載荷的作用下，各應(yīng)力分量。如分析一次總體薄膜應(yīng)力、一次局部薄膜應(yīng)力、一次彎曲應(yīng)力、二次應(yīng)力、峰值應(yīng)力等。

　　（十四）斷裂力學(xué)分析

　　斷裂力學(xué)分析是應(yīng)用斷裂理論，對含缺陷構(gòu)件的剩余強(qiáng)度和壽命進(jìn)行分析的方法。斷裂力學(xué)的觀點(diǎn)認(rèn)為，帶裂紋的構(gòu)件，只要裂紋擴(kuò)展未達(dá)到臨界尺寸，仍可使用。

　?。ㄊ澹╋L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

　　風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)就是將設(shè)備發(fā)生事故的可能性（概率）和事故造成的危害程度（經(jīng)濟(jì)損失）進(jìn)行綜合考慮，將設(shè)備劃分成不同的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

　　【例題】： 以下有關(guān)無損檢測的說法正確的是：＿＿＿。（ ）

　　A. 射線檢測的特點(diǎn)，對面積性缺陷的檢出率較高，而對體積型缺陷檢出率較低；適宜檢驗(yàn)厚度較大的工件；適用于檢測各種試件，檢驗(yàn)成本低、速度快。

　　B. 超聲波檢測特點(diǎn)，對體積型缺陷（氣孔、夾渣類）檢出率高，對面積性缺陷（裂紋、未熔合類）容易漏檢；適宜檢驗(yàn)厚度較薄的工件。

　　C. 磁粉檢測特點(diǎn)，適宜鐵磁材料探傷，不能用于非鐵磁材料；可以檢出表面和近表面缺陷，不能用于檢測內(nèi)部缺陷；檢測靈敏度很高；檢測成本很低，速度快。

　　D. 滲透檢測特點(diǎn)，可以檢出表面張口的缺陷，但對埋藏缺陷或閉口型的表面缺陷無法檢出；檢測程序多，速度慢，檢測靈敏度較低；材料較貴，成本高，有些材料易燃、有毒。

　　E. 渦流檢測的特點(diǎn)，不僅可以探傷，而且可以揭示工件尺寸變化和材料特性，檢測速度很快，很難發(fā)現(xiàn)工件深處的缺陷。

　　【答案】：CDE

　　特種設(shè)備用鋼材及焊接基礎(chǔ)知識(shí)

　　（一）承壓類特種設(shè)備用鋼

　　無論是鍋爐，還是壓力容器，或是壓力管道，鋼材是制造承壓類特種設(shè)備的主要材料。鋼材的質(zhì)量及性能的好壞對于承壓類特種設(shè)備安全運(yùn)行，有著重要的影響和作用。

　　1.按鋼中所含化學(xué)成分分類

　　按鋼中所含化學(xué)成分可以將鋼分成碳素鋼和合金鋼兩大類：

　　2．按冶煉方法分類

　　按冶煉方法分類，有兩種形式，一種是按冶煉設(shè)備分為平爐鋼、電爐鋼、轉(zhuǎn)爐鋼；另一種是按脫氧程度分為鎮(zhèn)靜鋼、沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼。

　　3. 按金相組織分類

　　鋼材經(jīng)正火處理后所得金相組織不同，可分為珠光體鋼、貝氏體鋼、奧氏體鋼、鐵索體鋼。

　?。ǘ┙饘俚臋C(jī)械性能

　　所謂金屬的機(jī)械性能是指在一定的溫度條件和外力作用下，抵抗變形和斷裂的能力，如強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性等，也稱力學(xué)性能。

　　以低碳鋼為例，金屬材料受拉伸外力作用引起的變形過程可分3個(gè)階段，即彈性變形、塑性變形、斷裂變形階段。由拉伸試驗(yàn)可獲得強(qiáng)度和塑性指標(biāo)。

　　1．強(qiáng)度

　　金屬強(qiáng)度是指在外力作用下，抵抗變形和破壞的能力。應(yīng)用最普遍的是強(qiáng)度指標(biāo)。強(qiáng)度指標(biāo)主要是屈服極限（σs或σ0.2）和抗拉強(qiáng)度極限（σb）。

　　2．塑性

　　金屬的塑性是指在外力作用下，能引起永久變形而不發(fā)生破裂，并在外力取消后，仍能保持變形后形狀的能力。材料的塑性值也可通過拉伸試驗(yàn)測得，通常用伸長率δ（延伸率）和斷面收縮率Ψ來表示。

　　3．沖擊韌性

　　金屬的沖擊韌性即為在沖擊力作用下，抑制變形和斷裂的能力。它還是金屬材料在塑性變形范圍內(nèi)吸收能量的能力，因此，也可按沖擊值的大小來衡量材料的塑性。目前國內(nèi)外廣泛采用一次擺錘彎曲試驗(yàn)，缺口型式有夏比（U）和夏比（V）兩種。表示沖擊韌性的參數(shù)也有兩種，一種是以沖斷試樣消耗的沖擊功Ak，單位是焦耳（J）；另一種是以單位缺口處斷面所耗的沖擊功ak，單位是焦耳/厘米2（J／c㎡）表示。目前壓力容器鋼板全部改為用夏比（V）沖擊功（即Akv）作為沖擊韌性驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。只有少數(shù)壓力容器鍛件還用夏比（U）沖擊值（即akU）作為沖擊驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

　　鋼中氣體含量較高或晶粒粗大，則韌性差。根據(jù)沖擊后斷裂的形式，可以判斷材料的質(zhì)量及晶粒大小。沖擊韌性試驗(yàn)還能測定金屬材料由韌性狀態(tài)向脆性狀態(tài)過渡的轉(zhuǎn)變溫度。

　　4．硬度

　　硬度是指金屬材料抵抗更硬異物壓入的能力。硬度表明材料的耐磨性和切削加工的可能性。一般說來，硬度較高，材料的耐磨性較好。常用的硬度有布氏硬度（HB）洛氏硬度（HR）維氏硬度（HV）3種。

　　5．冷彎

　　冷彎性能是材料抵抗彎曲斷裂能力的標(biāo)志，它間接反映了材料的塑性。這個(gè)試驗(yàn)既可檢查鋼的塑性好壞，也可以考核其加工工藝性能，也能暴露鋼板受試面缺陷以及焊接接頭的焊接缺陷。

　　6.斷裂韌性

　　斷裂韌性是反映材料對裂紋擴(kuò)展的抵制能力。對于中低強(qiáng)度鋼的斷裂韌性，目前較普遍采用臨界裂紋張開位移（COD）值δc表示；對于高強(qiáng)鋼的脆斷問題，則應(yīng)用材料的平面應(yīng)變斷裂韌性值Kic表示。

　　7．金屬材料高溫機(jī)械性能

　　煉油化工設(shè)備相當(dāng)數(shù)量是在中等溫度（<350℃）和高溫下使用。中、高溫壓力容器通常以350℃分界。

責(zé)任編輯：棋雯

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