2020壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)-壓力容器檢驗(yàn)測試技術(shù)夏福勇ppt課件

1、壓力容器檢測試驗(yàn)技術(shù)壓力容器檢測試驗(yàn)技術(shù) 杭州市特種設(shè)備檢測院 夏福勇 高級(jí)工程師 高級(jí)檢驗(yàn)師 壓力容器檢驗(yàn)最重要的內(nèi)容是對(duì)容器的整體和局部進(jìn)行一系列檢測和試驗(yàn)，這些檢測和試驗(yàn)中，有些屬于應(yīng)會(huì)項(xiàng)目，即由壓力容器檢驗(yàn)人員親手操作或親自主持完成的項(xiàng)目，例如 宏觀檢查、幾何尺寸測量、測厚、現(xiàn)場硬度測定、耐壓試驗(yàn)、氣密試驗(yàn)等； 有些屬于應(yīng)知項(xiàng)目，即委托有關(guān)專業(yè)技術(shù)人員來完成的項(xiàng)目，例如 金相試驗(yàn)、硬度試驗(yàn)、化學(xué)元素分析、力學(xué)性能試驗(yàn)、無損檢測等。對(duì)于前者，壓力容器檢驗(yàn)人員應(yīng)熟練掌握應(yīng)用。而對(duì)于后者，則要求了解其基本原理、實(shí)施方法、工藝要點(diǎn)、適用范圍與不適用場合、優(yōu)點(diǎn)和局限性。這樣才能在壓力容器檢驗(yàn)中，

2、針對(duì)壓力容器狀況、現(xiàn)場條件、可能產(chǎn)生缺陷的性質(zhì)來正確地選擇檢測項(xiàng)目和方法，綜合各種的檢測和試驗(yàn)結(jié)果，最終對(duì)壓力容器安全性能作出全面、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。6.1 壓力容器宏觀檢查與測量技術(shù)壓力容器宏觀檢查與測量技術(shù)v 宏觀檢查的方法簡單易行，可以直接發(fā)現(xiàn)容器內(nèi)、外表面比較明顯的缺陷，快速獲得容器的總體質(zhì)量印象，從而為下一步其他檢驗(yàn)內(nèi)容，包括檢測項(xiàng)目、方法、比例、部位的選擇和實(shí)施提供依據(jù)。v 宏觀檢查包括目視檢查和幾何尺寸測量。容器的幾何尺寸測量包括容器本體和受壓元件的結(jié)構(gòu)尺寸、形狀尺寸、缺陷尺寸、以及厚度尺寸等。其中厚度測定需要使用超聲波儀器，其余項(xiàng)目則是根據(jù)需要使用各種不同的手工量具進(jìn)行檢查，所以又稱

3、量具檢查。v 幾何尺寸測量又可分為整體幾何尺寸測量和局部幾何尺寸測量兩類。前者對(duì)容器的主要幾何尺寸進(jìn)行檢測，通常是在容器組裝過程中或制造接近完工階段的規(guī)定驗(yàn)收項(xiàng)目；而后者則是在目視檢查的基礎(chǔ)上進(jìn)行的定量測量，目視檢查是一種定性檢測，對(duì)目視檢查發(fā)現(xiàn)的彎曲、變形、凹陷、鼓包、腐蝕、溝槽、焊縫表面氣孔、弧坑、咬邊、裂紋等缺陷需要進(jìn)行定量，以確定缺陷的嚴(yán)重程度。簡單的量具檢查方法包括用平直尺檢查直線度、用弧形樣板檢查弧度、用游標(biāo)卡尺或塞尺測量溝槽或腐蝕坑的深度、鼓包的高度、用卷尺測量圓周長計(jì)算筒體直徑等等。6.1.1目視檢查v 目視檢查是指檢驗(yàn)人員用肉眼對(duì)容器的結(jié)構(gòu)和內(nèi)、外表面狀態(tài)進(jìn)行檢查，通常在其他

4、檢驗(yàn)方法之前進(jìn)行。目視檢查包括判斷容器結(jié)構(gòu)與焊縫布置是否合理；有無成形組裝缺陷；容器有無整體變形或凹陷、鼓包等局部變形；容器表面有無腐蝕、裂紋及損傷；焊縫是否有表面氣孔、弧坑、咬邊、裂紋等缺陷；容器內(nèi)、外壁的防腐層、保溫層、襯里等是否完好，等等。v 肉眼能迅速掃視大面積范圍，獲得直觀印象，并且能夠察覺細(xì)微的顏色和狀態(tài)的變化，是其它檢查方法無法替代的。目視檢查時(shí)，一般采用先看結(jié)構(gòu)后看表面，從整體到局部，從宏觀到微觀的檢查次序。v 對(duì)肉眼檢查有懷疑的部位，可用510倍放大鏡進(jìn)一步觀察。v 為了能有效地觀察到器壁表面變形、腐蝕凹坑等缺陷，可用手電筒貼著容器表面平行照射，此時(shí)容器表面的微淺坑槽能清楚地

5、顯示出來，鼓包和變形的凹凸不平現(xiàn)象也能夠看得更加清楚。 v 對(duì)無法進(jìn)入的容器，無法接近或無法直接觀察的狹窄部位，可以利用反光鏡或內(nèi)窺鏡進(jìn)行檢查。v 錘擊檢查也是一種常用的輔助方法，根據(jù)錘擊時(shí)所發(fā)出的聲響和小錘彈跳程度的手感來判斷該查部位是否存在缺陷。6.1.2 筒體幾何尺寸測量筒體幾何尺寸測量v 1. 錯(cuò)邊量與棱角度的測量錯(cuò)邊量與棱角度的測量v 通常可采用焊規(guī)、焊縫檢測尺、樣板尺、取形規(guī)等工通?？刹捎煤敢?guī)、焊縫檢測尺、樣板尺、取形規(guī)等工具測量錯(cuò)邊量與棱角度。具測量錯(cuò)邊量與棱角度。v 焊規(guī)測量時(shí)，將焊規(guī)的基準(zhǔn)面靠平在被測焊縫的一側(cè)，焊規(guī)測量時(shí)，將焊規(guī)的基準(zhǔn)面靠平在被測焊縫的一側(cè)，滑動(dòng)尺靠上檢測焊

6、縫的另一側(cè)，讀出滑動(dòng)尺的數(shù)據(jù)。如果滑動(dòng)尺靠上檢測焊縫的另一側(cè)，讀出滑動(dòng)尺的數(shù)據(jù)。如果檢測環(huán)向焊縫，焊規(guī)必須與容器的軸向平行，垂直于容器檢測環(huán)向焊縫，焊規(guī)必須與容器的軸向平行，垂直于容器的環(huán)向中心切線，如圖的環(huán)向中心切線，如圖6.1-1。如果檢測的是縱向焊縫，焊。如果檢測的是縱向焊縫，焊規(guī)必須與容器的環(huán)向切線平行，垂直于容器的軸向中心切規(guī)必須與容器的環(huán)向切線平行，垂直于容器的軸向中心切線，如圖線，如圖6.1-2。需要注意，檢測縱向焊縫時(shí)，由于焊規(guī)基。需要注意，檢測縱向焊縫時(shí)，由于焊規(guī)基準(zhǔn)面為一平面，在曲面上很難或不太好靠平，特別是容器準(zhǔn)面為一平面，在曲面上很難或不太好靠平，特別是容器直徑較小的焊

7、縫對(duì)接縫，有經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)員一般采用左右兩直徑較小的焊縫對(duì)接縫，有經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)員一般采用左右兩邊測量，測得的兩個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，來判定其錯(cuò)邊量數(shù)值。邊測量，測得的兩個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，來判定其錯(cuò)邊量數(shù)值。不難看出，焊規(guī)測量縱向焊縫錯(cuò)邊量的測量誤差較大。不難看出，焊規(guī)測量縱向焊縫錯(cuò)邊量的測量誤差較大。v v 圖6.1-1 焊規(guī)檢測環(huán)向焊縫 圖6.1-2 焊規(guī)檢測縱向焊縫v 圖6.1-3 焊縫檢查尺檢測縱向焊縫 圖6.1-4 樣板尺檢測縱向焊縫v 采用焊縫檢測尺來測量錯(cuò)邊量與棱角度的精確度要高一些。如圖6.1-3。v 焊縫檢測尺測量時(shí)先將焊縫尺的v 兩基準(zhǔn)點(diǎn)支腳調(diào)整到所需的v 容器直徑刻度上，將檢測尺平行v

8、于容器的環(huán)向切線，垂直于容器v 軸向中心線，檢測尺滑動(dòng)時(shí)，在v 對(duì)接焊縫的兩邊各測一點(diǎn)，測得v 的兩次數(shù)據(jù)之差，為該縱向?qū)雍缚p的錯(cuò)邊量數(shù)值。圖6.1-5 樣板R檢測完工的縱焊縫v 樣板尺測量錯(cuò)邊量與棱角度見圖6.1-4。圖6.1-5為樣板尺測量完工的縱向?qū)雍缚p。 圖6.1-5 樣板R檢測完工的縱焊縫v2. 直線度的測量直線度的測量v 直線度控制對(duì)立式塔器特別重要。直線度控制對(duì)立式塔器特別重要。v容器制造時(shí)直線度的控制分兩部分容器制造時(shí)直線度的控制分兩部分v進(jìn)展：進(jìn)展：v 一是容器筒體組對(duì)后焊接前，對(duì)一是容器筒體組對(duì)后焊接前，對(duì)v筒體的直線度進(jìn)行第一次檢測。筒體的直線度進(jìn)行第一次檢測。 v

9、二是在容器筒體組焊之后，進(jìn)行二是在容器筒體組焊之后，進(jìn)行校核檢測以保證容器直線度在標(biāo)準(zhǔn)允校核檢測以保證容器直線度在標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍之內(nèi)，通常的檢測方法如下：許的范圍之內(nèi)，通常的檢測方法如下：v 在筒體上確定個(gè)對(duì)稱檢測在筒體上確定個(gè)對(duì)稱檢測基準(zhǔn)點(diǎn)，一般選在是基準(zhǔn)點(diǎn)，一般選在是0、90、180270需要注意的是測量數(shù)據(jù)需要注意的是測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與基準(zhǔn)點(diǎn)的選位有關(guān)，設(shè)備的準(zhǔn)確性與基準(zhǔn)點(diǎn)的選位有關(guān)，設(shè)備筒節(jié)組對(duì)后時(shí)，直線度不規(guī)則，母線筒節(jié)組對(duì)后時(shí)，直線度不規(guī)則，母線不容易找準(zhǔn)，因此對(duì)組對(duì)之后的筒體不容易找準(zhǔn)，因此對(duì)組對(duì)之后的筒體通常需要使用校核模板來確定基準(zhǔn)點(diǎn)，通常需要使用校核模板來確定基準(zhǔn)點(diǎn)，找出母

10、線，。找出母線，。母線端點(diǎn)圖6.1-6 模板確定筒體軸線 對(duì)筒體的長度超過20M的超長型容器，用綱絲測量直線度有一定困難，鋼絲拉緊之后存在一定撓度，撓度越大，測量精度越差。檢測超長型設(shè)備應(yīng)采用較為先進(jìn)的水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀。檢測基準(zhǔn)點(diǎn)與綱絲繩測量法相同，只是增加了數(shù)據(jù)換算過程。 另提請(qǐng)注意的是，GB15089規(guī)定測量點(diǎn)位置應(yīng)離A類焊縫中心線100mm，但同樣，離B類焊縫也應(yīng)100mm，以免將錯(cuò)邊量和棱角度數(shù)據(jù)疊加在不直度數(shù)據(jù)之中。有經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)員通常把檢測點(diǎn)定在每一節(jié)筒體的1/2長度處，這樣較為合理和準(zhǔn)確。 GB150標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定壓力容器殼體的直線度允差為殼體長度的1，當(dāng)直立容器長度超過30M時(shí)，其筒體的

11、直線度允差應(yīng)符合JB4710的規(guī)定。 JB4710是鋼制塔式容器專用標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)直線度允差為：任意3000mm長圓筒段偏差不得大于3mm，圓筒長度L小于等于1500mm時(shí)，偏差不大于L/1000，長度L大于1500mm時(shí)，偏差不大于0.5L/1000+8。根據(jù)JB4710要求，檢測時(shí)，每3000mm必須測量一點(diǎn)，否則滿足不了標(biāo)準(zhǔn)要求。v 3. 最大最小直徑差測量最大最小直徑差測量v 測量筒體平均直徑最簡便的方法是使用卷尺量出筒體周測量筒體平均直徑最簡便的方法是使用卷尺量出筒體周長，然后除以長，然后除以。v 需要測定筒體最大或最小直徑需要測定筒體最大或最小直徑,對(duì)單節(jié)筒體的直徑測量可對(duì)單節(jié)筒體

12、的直徑測量可使用卷尺，通常情況下是測量筒節(jié)兩端面。檢測時(shí)將卷尺的使用卷尺，通常情況下是測量筒節(jié)兩端面。檢測時(shí)將卷尺的端點(diǎn)靠緊筒體一側(cè)，另一側(cè)的測量者將卷尺在圓弧方向左右端點(diǎn)靠緊筒體一側(cè)，另一側(cè)的測量者將卷尺在圓弧方向左右滑動(dòng)，讀出卷尺與筒體切線的最大值，檢測點(diǎn)越多，越能真滑動(dòng)，讀出卷尺與筒體切線的最大值，檢測點(diǎn)越多，越能真實(shí)反映筒體的圓度。實(shí)反映筒體的圓度。v 組對(duì)之后及開孔組焊接管的筒體，檢測時(shí)則采用內(nèi)徑千組對(duì)之后及開孔組焊接管的筒體，檢測時(shí)則采用內(nèi)徑千分尺和內(nèi)徑套筒尺來測量。內(nèi)徑千分尺檢測手法很重要，如分尺和內(nèi)徑套筒尺來測量。內(nèi)徑千分尺檢測手法很重要，如果掌握不好，會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)失真，具體方法

13、如圖果掌握不好，會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)失真，具體方法如圖6.1-8：首先將：首先將內(nèi)徑千分尺的基點(diǎn)定位，不可位移，測量端靠上筒體的另一內(nèi)徑千分尺的基點(diǎn)定位，不可位移，測量端靠上筒體的另一面，不要鎖住定位器，沿著筒體的圓弧方向，左右滑動(dòng)如圖面，不要鎖住定位器，沿著筒體的圓弧方向，左右滑動(dòng)如圖6.1-8a），讀出最大數(shù)值時(shí)，內(nèi)徑千分尺延著筒體的軸向），讀出最大數(shù)值時(shí)，內(nèi)徑千分尺延著筒體的軸向方向左右滑動(dòng)，如圖方向左右滑動(dòng)，如圖6.1-8b），讀出這時(shí)的最小值，這就），讀出這時(shí)的最小值，這就是該檢測點(diǎn)的實(shí)際尺寸，以此方法測量若干點(diǎn)，算出同一截是該檢測點(diǎn)的實(shí)際尺寸，以此方法測量若干點(diǎn)，算出同一截面最大、最小差值。

14、面最大、最小差值。 GB150標(biāo)準(zhǔn)對(duì)最大內(nèi)徑與最小內(nèi)徑差e的規(guī)定是：DmaxDmin（同一截面不大于內(nèi)徑Di的1%，且不大于25mm對(duì)鍛焊容器1）。 當(dāng)被檢斷面位于孔中心一倍開孔內(nèi)徑范圍內(nèi)時(shí)，則該斷面應(yīng)Dmax-Dmin應(yīng)不大于內(nèi)徑Di的1%（對(duì)鍛焊容器為1）與開孔內(nèi)徑的2%之和，且不大于25mm。 GB15151規(guī)定，同一斷面上最大直徑與最小直徑之e0.5%DN，且DN1200mm時(shí)其值不大于5mm,且DN1200mm時(shí)其值不大于7mm圖6-1.8 筒體直徑的測量 需要注意的是，最大直徑與最小直徑的檢測，必須避開焊縫邊緣至少100mm。因?yàn)榭v、環(huán)焊縫焊接產(chǎn)生的棱角度會(huì)影響最大直徑與最小直徑的

15、數(shù)據(jù)精度。有經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)人員通常把重點(diǎn)檢測部位選在人孔和大接管截面，因?yàn)榇蠼庸芘c筒體組焊之后產(chǎn)生較大的焊接變形。6.1.3 封頭形狀的檢測封頭形狀的檢測 實(shí)際壓力容器封頭存在與設(shè)計(jì)形狀之間的偏差，由于這些偏差的存在，在整個(gè)封頭直徑范圍內(nèi)將會(huì)使封頭生產(chǎn)附加彎曲應(yīng)力，它將導(dǎo)致封頭的局部區(qū)域產(chǎn)生屈服。封頭的形狀偏差控制，也是壓力容器檢驗(yàn)中的重要環(huán)節(jié)。 1. 封頭最大直徑與最小直徑測量測量 封頭的直徑差DmaxDmin可使用卷尺和盤尺，有條件的工廠可以使用內(nèi)徑千分尺和內(nèi)徑套筒尺。正確的方法，將卷尺或內(nèi)徑千分基點(diǎn)、靠緊封頭內(nèi)壁或外壁的一端，測量端延著園弧方向左右滑動(dòng)，讀出最大切點(diǎn)數(shù)值，標(biāo)準(zhǔn)中沒有確定測量點(diǎn)

16、數(shù)、一般情況應(yīng)測量4-8個(gè)點(diǎn)。一般封頭直徑差不超過為封頭內(nèi)徑1%，最大不大于封頭內(nèi)徑的1.25%。2. 封頭幾何形狀曲率的檢測封頭幾何形狀曲率的檢測 一般使用內(nèi)樣板檢查橢圓形、碟形、球形封頭內(nèi)表面的形狀偏差。按GB150-98規(guī)定，樣板弦長應(yīng)等于封頭內(nèi)徑的3/4Di。檢測前標(biāo)好各測量點(diǎn)沿直徑方向位置，樣板放入封頭內(nèi)時(shí)，可用粉線校正，位置如圖6.1-9，樣板必須垂直于被檢測表面，而后用直尺或塞尺讀出最大間隙數(shù)值，以此方法反復(fù)測量幾點(diǎn)，讀出最大間隙數(shù)值。 碟形及折邊錐形封頭，過渡區(qū)轉(zhuǎn)角半徑不得小于圖樣的規(guī)定值樣板檢查），封頭直邊部分的縱向皺折深度應(yīng)不大于1.5mm用圓弧樣板靠后，塞尺檢查）。 圖6

17、.1-9 用樣板測量封頭幾何形狀偏差6.1.4 壓力容器的組對(duì)裝配檢驗(yàn)壓力容器的組對(duì)裝配檢驗(yàn)v 壓力容器的組對(duì)、裝配指將該容器的全部組成零部件通過下料、成型、組對(duì)、組裝、焊接、機(jī)加工、螺栓連接等方法形成一個(gè)符合圖紙要求的整體壓力容器全過程。v 1. 塔式壓力容器的組對(duì)裝配檢驗(yàn)v 由于塔式壓力容器的特殊性，一般組裝順序如下：容器筒節(jié)成型、組對(duì)接管方位的劃線、開孔組對(duì)、組裝接管、人孔等裙座的組對(duì)、端蓋的裝配塔盤及內(nèi)件組裝。v 容器筒體組對(duì)的一般作法是：根據(jù)塔式容器的長度尺寸及工廠廠房和起吊設(shè)備的條件，將筒體分為24段分段組對(duì)。每一段組對(duì)時(shí)，采用立式組對(duì)最為合理和方便也可采用臥式組對(duì)方法）。將最上一

18、節(jié)筒節(jié)或封頭、端蓋吊起與第二節(jié)筒節(jié)組對(duì)，以此類推，直至該段筒體組對(duì)完畢。立式組對(duì)整體設(shè)備的直線度、錯(cuò)邊量、組對(duì)間隙的調(diào)整較為容易和方便，工人的操作條件也比臥式組對(duì)好。v 組對(duì)時(shí)，相鄰?fù)搀w的縱縫A類焊縫應(yīng)錯(cuò)開筒體厚度的3倍，且不小于100mm。v 注意筒體筒節(jié)0。、90。、180。、270。四個(gè)軸線應(yīng)在組對(duì)之前畫出。筒體分組焊后進(jìn)行整體合攏。整體合攏通常采用臥式組對(duì)法,一般情況下，先控制上下兩個(gè)基準(zhǔn)線的直線度，固定好兩點(diǎn)，再調(diào)整兩側(cè)基準(zhǔn)線的直線度。v 合攏縫的組對(duì)間隙很難保證處處相等。由于間隙大小不一焊接收縮不一樣，有可能影響直線度。v 在組對(duì)焊接之后的整體設(shè)備上劃線開孔，只能在最下一節(jié)筒體上設(shè)

19、定基準(zhǔn)線用于標(biāo)高，有經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)員在筒體組對(duì)之前就已經(jīng)將基準(zhǔn)線劃好，通常距端面100mm為宜，不管是裙座組對(duì)還是設(shè)備接管孔開孔都只能以此為基準(zhǔn)。v 對(duì)于接管開孔，可以四條基準(zhǔn)線為起點(diǎn)按夾角度數(shù)和筒體的實(shí)際周長計(jì)算出弧長為避免孔開在焊縫上而造成無損探傷量增加，每一節(jié)筒體的焊縫布置在遠(yuǎn)離焊縫的位置上。v2. 臥式壓力容器的組對(duì)裝配檢驗(yàn)v 臥式壓力容器的組裝檢驗(yàn)與前面的立式壓力容器大致相同，所要注意的是筒體的環(huán)縫盡量避開被支座及支座護(hù)板所覆蓋的范圍，也就是說避免筒體縱縫置于設(shè)備下部140范圍以內(nèi)，以免被覆蓋，引起額外的無損探傷的要求。同樣，焊縫避開支座及接管位置也應(yīng)在組對(duì)之前考慮，通過焊縫排版妥善安排

20、。v 臥式壓力容器鞍座組對(duì)時(shí)，一定要注意固定支座與滑動(dòng)支座關(guān)系，測量基準(zhǔn)只能以固定支座為準(zhǔn)。固定支座與滑動(dòng)支座的幾何尺寸超差或搞反方向是臥式容器制造中時(shí)常發(fā)生的問題。3. 換熱器的組對(duì)裝配檢驗(yàn)換熱器的組對(duì)裝配檢驗(yàn)v 換熱器組對(duì)裝配的順序大致如下：筒體組對(duì)筒體與容器法蘭對(duì)或筒體與管板組對(duì)管束組裝管束與筒體組裝等工序。v 筒體的組對(duì)次序與前述同，關(guān)鍵是管束的裝配。通常的組裝方法是首先將一端的管板加以固定，可以采用吊垂線的辦法將管板放正，調(diào)整好中垂線，而后按圖樣要求，組裝隔板，通常隔板鉆孔時(shí)是采用一臺(tái)設(shè)備的所有隔板重疊固定后一次性劃線鉆孔，所以組裝隔板時(shí)，必須依照重疊的原方向，層數(shù)順序依次組裝，不得

21、改變方向和層數(shù)順序，否則換熱管難以順利穿入，嚴(yán)重時(shí)可能造成換熱管的外壁損傷。v換熱管穿好后，在組裝另一端的管板時(shí)，兩管板的中垂線必須一致，最有效的方法是吊垂線。6.1.5 壓力容器焊縫外形尺寸測量壓力容器焊縫外形尺寸測量v 焊縫的外觀質(zhì)量包括焊縫表面缺陷、成形形狀和尺寸。通常需要檢驗(yàn)員測量的缺陷和形狀尺寸有以下幾種。v （1焊縫的咬邊v （2焊縫的余高v （3表面弧坑和飛濺物，一般采用目測的方法檢驗(yàn)，對(duì)于要求較高，例如尿素級(jí)筒體焊縫，對(duì)于飛濺的檢測有時(shí)采用手摸，用手感來找出飛濺處，加以消除。v 焊縫的咬邊和余高一般采用焊規(guī)和焊縫檢測尺和深淺尺來測量，測量方法如下：采用焊規(guī)則量時(shí)，將焊規(guī)的基準(zhǔn)面

22、靠在焊縫邊緣的筒體一側(cè)，滑動(dòng)尺伸進(jìn)咬邊外，直接讀出數(shù)值，深淺尺的操作方法與焊規(guī)相同。v 值得提醒注意的是，筒體縱向焊縫咬邊和余高檢測時(shí)，由于筒體基準(zhǔn)面為一圓弧形，焊規(guī)及深淺尺的基準(zhǔn)面又是一個(gè)平面，這就造成了檢測時(shí)的不準(zhǔn)確，這時(shí)可采用焊縫錯(cuò)邊量棱角度檢測尺來測量，這時(shí)讀出的數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確，檢測時(shí)，檢測工具必須與筒體的環(huán)向或軸向垂直才能夠測量準(zhǔn)確。v 咬邊不僅削弱了焊縫的承載截面積，更重v 要的是產(chǎn)生結(jié)構(gòu)不連續(xù)而引起應(yīng)力集中。v 高強(qiáng)度鋼容器、承受交變載荷的容器、厚v 度較大的容器和低溫下使用的容器都必須v 對(duì)焊縫的咬邊嚴(yán)加控制。GB159-98有明確v 的規(guī)定，用于標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限時(shí)值bv 540

23、 Mpa的鋼材及Cr-Mo低合金鋼和不銹鋼v 材制造的壓力容器及焊接接頭系數(shù)取為1v 的容器，其焊縫表面不得有咬邊，其它容器焊縫表面的咬邊深度不得大于0.5mm，咬邊連續(xù)長度不得大于100mm，焊縫兩邊咬邊的總長不得超過該焊縫長度的10%。：焊縫的余高雖然不會(huì)減少承載截面積，但它明顯構(gòu)成了結(jié)構(gòu)的不連續(xù)，在焊趾處產(chǎn)生應(yīng)力集中。在交變載荷下，可能產(chǎn)生疲勞裂紋。低溫壓力容器也會(huì)因余高導(dǎo)致脆性開裂。v C、D類接頭的焊腳在圖樣無規(guī)定時(shí)取焊件中較薄者之厚度，補(bǔ)強(qiáng)圈的焊腳，當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度不少于8mm時(shí)，其焊腳等于補(bǔ)強(qiáng)厚度的70%且不小于8mm，焊腳高度測量見圖6.1-10。 圖6.1-10 焊腳高度的測量

24、6.1.6 測厚測厚v 厚度測量是壓力容器檢驗(yàn)中最常見的檢測項(xiàng)目。由于容器是閉合殼體，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。v 目前壓力容器檢驗(yàn)中使用的測厚儀都是脈沖反射式超聲波測厚儀，其測厚原理如下：v式中 c工件中的波速；v t超聲波在工件中往返一次傳播的時(shí)間。12ctv 1. 脈沖反射式測量儀發(fā)展非?？?，由于采用集成電路，體積重量大大減小，精度也明顯提高，可達(dá)0.01mm。v 2. 測厚儀使用的一般程序v （1測厚儀的校準(zhǔn)v 每一次測厚前,必須對(duì)測厚儀應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)。鋼中的縱波聲速為5900mn/s，儀器中的聲速一般按鋼的聲速設(shè)定。校準(zhǔn)時(shí)，用儀器配置的標(biāo)準(zhǔn)試塊測試

25、，調(diào)節(jié)旋鈕使儀器讀數(shù)與試塊厚度一致。然后再對(duì)鋼鐵材料進(jìn)行測厚。v 當(dāng)對(duì)非鋼鐵材料測厚前，必須進(jìn)行聲速和儀器線性的校準(zhǔn)。v （2測厚操作v 要求工件表面光潔平整，達(dá)不到要求時(shí)，要進(jìn)行打磨。測試時(shí)要施加一定的耦合劑。常用的耦合劑有甘油、機(jī)油、水玻璃等。測厚時(shí)，探頭放置要平穩(wěn)、壓力適當(dāng)。每個(gè)測試位置應(yīng)稍加移動(dòng)測量兩次。當(dāng)管道中有沉積物，且沉積物聲阻抗與工件相差不大時(shí)，要先用小錘敲擊幾下管壁后再測，以免誤判。v 3. 測厚注意事項(xiàng)測厚注意事項(xiàng)v （1聲速調(diào)節(jié)和儀器線性聲速調(diào)節(jié)和儀器線性v 對(duì)配有對(duì)配有“聲速調(diào)節(jié)和聲速調(diào)節(jié)和“延遲調(diào)節(jié)的測厚儀，應(yīng)注意儀延遲調(diào)節(jié)的測厚儀，應(yīng)注意儀器設(shè)定的聲速值應(yīng)與試件中傳

26、輸?shù)穆曀僖恢?，這樣才能保證器設(shè)定的聲速值應(yīng)與試件中傳輸?shù)穆曀僖恢?，這樣才能保證測厚數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。測厚數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。v （2材料晶粒對(duì)測厚的影響材料晶粒對(duì)測厚的影響v 晶粒粗大的材料，例如鑄鋼或鑄鐵，對(duì)超聲波衰減很大，晶粒粗大的材料，例如鑄鋼或鑄鐵，對(duì)超聲波衰減很大，普通測厚儀無法使用，得不到讀數(shù)。解決方法有：使用頻率普通測厚儀無法使用，得不到讀數(shù)。解決方法有：使用頻率較低、功率較大的專門用于粗晶材料的測厚儀；或使用功率較低、功率較大的專門用于粗晶材料的測厚儀；或使用功率更大的超聲波探傷儀來測厚。更大的超聲波探傷儀來測厚。v （3表面涂層對(duì)測厚的影響表面涂層對(duì)測厚的影響v 表面涂層會(huì)影響測厚結(jié)果，使測厚

27、讀數(shù)變大，所以測厚表面涂層會(huì)影響測厚結(jié)果，使測厚讀數(shù)變大，所以測厚前應(yīng)將表面涂層去除。如實(shí)際情況不允許去除表面涂層，則前應(yīng)將表面涂層去除。如實(shí)際情況不允許去除表面涂層，則應(yīng)作對(duì)比試驗(yàn)，以確定涂層引起的厚度增加值。應(yīng)作對(duì)比試驗(yàn)，以確定涂層引起的厚度增加值。v （4特殊條件下的測厚特殊條件下的測厚v 壓力容器檢驗(yàn)中的特殊條件下的測厚包括：特殊試件，壓力容器檢驗(yàn)中的特殊條件下的測厚包括：特殊試件，例如復(fù)合材料；特殊尺寸，例如大厚度工件；特殊條件，例例如復(fù)合材料；特殊尺寸，例如大厚度工件；特殊條件，例如高溫下的測厚。如高溫下的測厚。v 對(duì)復(fù)合材料測厚，需要制做與復(fù)合材料的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)合材料測厚，需

28、要制做與復(fù)合材料的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)相同的專用試塊，用超聲波探傷儀進(jìn)行測厚，無論是堆焊復(fù)合同的專用試塊，用超聲波探傷儀進(jìn)行測厚，無論是堆焊復(fù)合還是爆炸復(fù)合，均可獲得滿意的結(jié)果還是爆炸復(fù)合，均可獲得滿意的結(jié)果v 普通測厚儀最大量程為普通測厚儀最大量程為199mm，對(duì)厚度超過，對(duì)厚度超過200mm 的工的工件無法測量，這時(shí)候可用超聲波探傷儀進(jìn)行測厚。件無法測量，這時(shí)候可用超聲波探傷儀進(jìn)行測厚。v 當(dāng)溫度在當(dāng)溫度在80度以下時(shí)，使用普通測厚儀沒有問題；溫度度以下時(shí)，使用普通測厚儀沒有問題；溫度在在80度以上，度以上，100度以下時(shí)，如果是短時(shí)間操作，測量少數(shù)度以下時(shí)，如果是短時(shí)間操作，測量少數(shù)點(diǎn)，仍可用普通

29、測厚儀。長時(shí)間工作或更高溫度，應(yīng)采用專點(diǎn)，仍可用普通測厚儀。長時(shí)間工作或更高溫度，應(yīng)采用專用高溫探頭和高溫耦合劑。用高溫探頭和高溫耦合劑。6.2 壓力容器理化測試壓力容器理化測試v 6.2.1 壓力容器檢驗(yàn)中的硬度檢測壓力容器檢驗(yàn)中的硬度檢測v 1. 壓力容器檢驗(yàn)中常用硬度試驗(yàn)方法壓力容器檢驗(yàn)中常用硬度試驗(yàn)方法v （1布氏硬度布氏硬度 HBv 布氏硬度試驗(yàn)方法是把規(guī)定直徑的淬火鋼球或硬質(zhì)合布氏硬度試驗(yàn)方法是把規(guī)定直徑的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球以一定的試驗(yàn)力金球以一定的試驗(yàn)力F壓入所測材料表面壓入所測材料表面,保持規(guī)定時(shí)間后保持規(guī)定時(shí)間后,測量表面壓痕直徑測量表面壓痕直徑d，由，由d計(jì)算出壓痕表面積

30、計(jì)算出壓痕表面積A，布氏硬度值，布氏硬度值 HB = F / A。v 按照壓頭種類，布氏硬度值有兩種不同表示符號(hào)。淬火按照壓頭種類，布氏硬度值有兩種不同表示符號(hào)。淬火鋼球作壓頭測得的硬度值用鋼球作壓頭測得的硬度值用HBS表示，硬質(zhì)合金作壓頭測得表示，硬質(zhì)合金作壓頭測得的硬度值用的硬度值用HBW表示。表示。v 布氏硬度試驗(yàn)方法主要用于硬度較低的一些材料，例如布氏硬度試驗(yàn)方法主要用于硬度較低的一些材料，例如經(jīng)退火，正火，調(diào)質(zhì)處理的鋼材，以及鑄鐵，非鐵金屬等。經(jīng)退火，正火，調(diào)質(zhì)處理的鋼材，以及鑄鐵，非鐵金屬等。v 布氏硬度壓痕較大，對(duì)薄工件或精密制成品表面，這種布氏硬度壓痕較大，對(duì)薄工件或精密制成品

31、表面，這種損傷可能是不允許的，但對(duì)壓力容器表面則沒有什么妨礙。損傷可能是不允許的，但對(duì)壓力容器表面則沒有什么妨礙。壓痕大的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是消除微觀組織不均勻造成的影響，測試壓痕大的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是消除微觀組織不均勻造成的影響，測試數(shù)據(jù)離散性小，測試結(jié)果是受壓區(qū)域的平均值，比較可靠。數(shù)據(jù)離散性小，測試結(jié)果是受壓區(qū)域的平均值，比較可靠。v 布氏硬度試驗(yàn)機(jī)型式有臺(tái)式和便攜式兩種。臺(tái)式試驗(yàn)機(jī)布氏硬度試驗(yàn)機(jī)型式有臺(tái)式和便攜式兩種。臺(tái)式試驗(yàn)機(jī)精度高。便攜式錘擊布氏硬度計(jì)價(jià)格低、體積不大、可攜帶精度高。便攜式錘擊布氏硬度計(jì)價(jià)格低、體積不大、可攜帶至現(xiàn)場使用，由于是人工操作，檢測速度較慢。至現(xiàn)場使用，由于是人工操作，檢測

32、速度較慢。v （2洛氏硬度洛氏硬度 HRv 洛氏硬度是采用測量壓痕深度來確定硬度值的試驗(yàn)方法。洛氏硬度是采用測量壓痕深度來確定硬度值的試驗(yàn)方法。為了滿足從軟到硬各種材料的硬度測定為了滿足從軟到硬各種材料的硬度測定,按照壓頭種類和總試按照壓頭種類和總試驗(yàn)力的大小組成三種洛氏硬度標(biāo)度，分別用驗(yàn)力的大小組成三種洛氏硬度標(biāo)度，分別用HRA，HRB，HRC表示。其中表示。其中HRB使用的是鋼球壓頭，用于測量非鐵金使用的是鋼球壓頭，用于測量非鐵金屬，退火或正火鋼等；屬，退火或正火鋼等；HRA和和HRC使用使用120金剛石圓錐體金剛石圓錐體壓頭，用于測量淬火鋼，硬質(zhì)合金，滲碳層等。壓頭，用于測量淬火鋼，硬質(zhì)

33、合金，滲碳層等。v 洛氏硬度試驗(yàn)適用范圍廣，操作簡便迅速，而且壓痕較洛氏硬度試驗(yàn)適用范圍廣，操作簡便迅速，而且壓痕較小，故在鋼鐵熱處理質(zhì)量檢查中應(yīng)用最多。小，故在鋼鐵熱處理質(zhì)量檢查中應(yīng)用最多。v 洛氏硬度試驗(yàn)在室內(nèi)試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，無法在現(xiàn)場使用。洛氏硬度試驗(yàn)在室內(nèi)試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，無法在現(xiàn)場使用。由于壓痕小，當(dāng)材料組織不均勻時(shí)，測得的數(shù)值起伏大，缺由于壓痕小，當(dāng)材料組織不均勻時(shí)，測得的數(shù)值起伏大，缺乏代表性。乏代表性。v （3維氏硬度維氏硬度HVv 維氏硬度主要用于測量金屬的表面硬度。它采用正棱角維氏硬度主要用于測量金屬的表面硬度。它采用正棱角錐體金剛石壓頭，在一定試驗(yàn)力下在試件表面壓出正方形壓錐體

34、金剛石壓頭，在一定試驗(yàn)力下在試件表面壓出正方形壓痕，測量壓痕兩對(duì)角線平均長度來確定硬度值。痕，測量壓痕兩對(duì)角線平均長度來確定硬度值。v 維氏硬度適用的硬度范圍寬，試驗(yàn)的壓痕非常小，可以維氏硬度適用的硬度范圍寬，試驗(yàn)的壓痕非常小，可以測出很小一點(diǎn)區(qū)域的硬度值，甚至可以測出金相組織中不同測出很小一點(diǎn)區(qū)域的硬度值，甚至可以測出金相組織中不同相的硬度。主要用于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的顯微硬度測量，焊接性能試相的硬度。主要用于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的顯微硬度測量，焊接性能試驗(yàn)中的最高硬度試驗(yàn)就是用維氏硬度計(jì)來測定焊縫，熔合線驗(yàn)中的最高硬度試驗(yàn)就是用維氏硬度計(jì)來測定焊縫，熔合線和熱影響區(qū)硬度的。和熱影響區(qū)硬度的。v （4肖氏硬度肖氏

35、硬度HSv 肖氏硬度是一種動(dòng)力試驗(yàn)法。用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)沖頭鋼球肖氏硬度是一種動(dòng)力試驗(yàn)法。用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)沖頭鋼球或鑲金剛石錐體從一定高度自由落下，落到被檢試樣表或鑲金剛石錐體從一定高度自由落下，落到被檢試樣表面，借助試樣的彈性回跳起來，根據(jù)沖頭回跳高度來確定面，借助試樣的彈性回跳起來，根據(jù)沖頭回跳高度來確定試樣的硬度。試樣厚度應(yīng)不小于試樣的硬度。試樣厚度應(yīng)不小于2mm，表面應(yīng)平整光潔。，表面應(yīng)平整光潔。測試時(shí)硬度計(jì)必須垂直放置，應(yīng)取多次測量平均值作為試測試時(shí)硬度計(jì)必須垂直放置，應(yīng)取多次測量平均值作為試樣硬度值。樣硬度值。v 肖氏硬度計(jì)體積小，重量輕，操作簡便迅速，可用于肖氏硬度計(jì)體積小，重量輕，操作簡便迅

36、速，可用于現(xiàn)場檢測。但試驗(yàn)結(jié)果精度較低，重復(fù)性差，并且受人為現(xiàn)場檢測。但試驗(yàn)結(jié)果精度較低，重復(fù)性差，并且受人為因素影響較大；當(dāng)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有較精確的要求時(shí)，應(yīng)選用因素影響較大；當(dāng)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有較精確的要求時(shí)，應(yīng)選用其他硬度試驗(yàn)法。其他硬度試驗(yàn)法。v （5里氏硬度里氏硬度HLv 里氏硬度的測量原理是：當(dāng)材料被一個(gè)小沖擊體撞擊里氏硬度的測量原理是：當(dāng)材料被一個(gè)小沖擊體撞擊時(shí)，較硬的材料使沖擊產(chǎn)生的反彈速度大于較軟者。里氏時(shí)，較硬的材料使沖擊產(chǎn)生的反彈速度大于較軟者。里氏硬度計(jì)采用一個(gè)裝有碳化鎢球的沖擊測頭，在一定的試驗(yàn)硬度計(jì)采用一個(gè)裝有碳化鎢球的沖擊測頭，在一定的試驗(yàn)力作用下沖擊試樣表面，利用電磁感應(yīng)

37、原理中速度與電壓力作用下沖擊試樣表面，利用電磁感應(yīng)原理中速度與電壓成正比的關(guān)系，測量出沖擊測頭距試樣表面成正比的關(guān)系，測量出沖擊測頭距試樣表面1mm處的沖擊處的沖擊速度和回跳速度。里氏硬度值速度和回跳速度。里氏硬度值HL以沖擊測頭回跳速度以沖擊測頭回跳速度VB與沖擊速度與沖擊速度VA之比來表示：之比來表示：HL1000VB/VA。v 里氏硬度計(jì)體積小，重量輕，操作簡便，在任何方向里氏硬度計(jì)體積小，重量輕，操作簡便，在任何方向上均可測試，所以特別適合現(xiàn)場使用；由于測量獲得的信上均可測試，所以特別適合現(xiàn)場使用；由于測量獲得的信號(hào)是電壓值，電腦處理十分方便，測量后可立即讀出硬度號(hào)是電壓值，電腦處理十

38、分方便，測量后可立即讀出硬度值，并能即時(shí)換算為布、洛、維等各種硬度值。值，并能即時(shí)換算為布、洛、維等各種硬度值。2. 壓力容器檢驗(yàn)中硬度檢測的應(yīng)用壓力容器檢驗(yàn)中硬度檢測的應(yīng)用 材料硬度值與其強(qiáng)度存在著一定的比例關(guān)系，對(duì)鋼鐵材料來說，其抗拉強(qiáng)度材料硬度值與其強(qiáng)度存在著一定的比例關(guān)系，對(duì)鋼鐵材料來說，其抗拉強(qiáng)度近似等于三分之一的布氏硬度值；材料化學(xué)成分中，大多數(shù)合金元素都會(huì)使材近似等于三分之一的布氏硬度值；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，其中碳對(duì)材料硬度的影響最直接，材料中的碳含量越大，其硬料的硬度升高，其中碳對(duì)材料硬度的影響最直接，材料中的碳含量越大，其硬度越高，因此硬度試驗(yàn)

39、有時(shí)用來判斷材料強(qiáng)度等級(jí)或鑒別材質(zhì)；材料中不同金度越高，因此硬度試驗(yàn)有時(shí)用來判斷材料強(qiáng)度等級(jí)或鑒別材質(zhì)；材料中不同金相組織具有不同硬度，一般來說，馬氏體硬度高于珠光體，珠光體的硬度高于相組織具有不同硬度，一般來說，馬氏體硬度高于珠光體，珠光體的硬度高于鐵素體，鐵素體的硬度高于奧氏體，故通過硬度值可大致了解材料的金相組織、鐵素體，鐵素體的硬度高于奧氏體，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)力與焊接殘應(yīng)力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)力與焊接殘應(yīng)力的存在對(duì)材料的硬度也會(huì)產(chǎn)生影響，加工殘余應(yīng)力與焊接殘余應(yīng)力值越大，硬的存

40、在對(duì)材料的硬度也會(huì)產(chǎn)生影響，加工殘余應(yīng)力與焊接殘余應(yīng)力值越大，硬度越高。正因?yàn)橛绊懖牧嫌捕鹊囊蛩剌^多，工程上硬度檢測的應(yīng)用也較多，壓度越高。正因?yàn)橛绊懖牧嫌捕鹊囊蛩剌^多，工程上硬度檢測的應(yīng)用也較多，壓力容器檢驗(yàn)中硬度檢測的應(yīng)用概括如下：力容器檢驗(yàn)中硬度檢測的應(yīng)用概括如下：（1對(duì)于一般的碳素鋼、低合金鋼制壓力容器，當(dāng)材質(zhì)不清或有疑問時(shí)，可通過對(duì)于一般的碳素鋼、低合金鋼制壓力容器，當(dāng)材質(zhì)不清或有疑問時(shí)，可通過測定硬度，并根據(jù)硬度與強(qiáng)度的關(guān)系，近似求出材料的強(qiáng)度值。常用的一個(gè)換測定硬度，并根據(jù)硬度與強(qiáng)度的關(guān)系，近似求出材料的強(qiáng)度值。常用的一個(gè)換算公式：算公式：=3.28HV-221適用于母材）；另一

41、公式為適用于母材）；另一公式為=3.55HB適用于適用于HB175的材料）的材料）（2壓力容器焊接性試驗(yàn)中檢測焊接接頭斷面的母材、焊縫和熱影響區(qū)的硬度，壓力容器焊接性試驗(yàn)中檢測焊接接頭斷面的母材、焊縫和熱影響區(qū)的硬度，據(jù)此判斷材料的焊接性和工藝的適用性的方法稱最高硬度試驗(yàn)法。例如用最高據(jù)此判斷材料的焊接性和工藝的適用性的方法稱最高硬度試驗(yàn)法。例如用最高硬度法評(píng)價(jià)材料的焊接性和工藝的適用性時(shí)，要求硬度法評(píng)價(jià)材料的焊接性和工藝的適用性時(shí)，要求16MnR的的HV390；15MnVR的的HV400v （3現(xiàn)場經(jīng)常通過檢測母材、焊縫和熱影響區(qū)的硬度，判斷焊接工藝執(zhí)行情況和焊接接頭質(zhì)量。v （4壓力容器進(jìn)

42、行局部或整體熱處理后，通過對(duì)焊縫金屬、熱影響區(qū)及母材進(jìn)行硬度測定，檢查熱處理效果，判斷焊縫接頭的消除應(yīng)力情況。例如現(xiàn)場組焊的壓力容器，整體熱處理后焊縫金屬和熱影響區(qū)的硬度值要求不大于母材的120%（碳素鋼或125%（合金鋼）v （5低合金鋼制壓力容器焊接返修時(shí)，對(duì)返修部位進(jìn)行硬度測定，檢查返修補(bǔ)焊工藝的可行性及焊接質(zhì)量。v （6壓力容器使用過程中，由于壓力、溫度、介質(zhì)等工況條件的影響，在用檢驗(yàn)中，當(dāng)懷疑有脫碳時(shí)，應(yīng)對(duì)可疑部位進(jìn)行硬度測定。v （7壓力容器在高溫下長期使用后，有可能引起滲碳、滲氮、硫化、釩化及石墨化等現(xiàn)象。使材料的硬度改變。在用檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)選擇適當(dāng)部位進(jìn)行硬度測定。v （8高強(qiáng)度鋼

43、壓力容器在用檢驗(yàn)中，應(yīng)進(jìn)行硬度檢測，了解焊接接頭是否有淬硬組織。v （9在應(yīng)力腐蝕環(huán)境中使用的壓力容器，在制造或在用檢驗(yàn)中應(yīng)進(jìn)行硬度檢測，以判斷應(yīng)力腐蝕傾向。例如，要求濕硫化氫應(yīng)力腐蝕環(huán)境中的碳鋼HB200；合金鋼HB235；液氨儲(chǔ)罐材料臨界硬度為HV210。v （10壓力容器的主要附件，例如螺栓、螺母等，當(dāng)材質(zhì)不清或熱處理狀態(tài)不明時(shí)，可通過測定硬度加以判斷。v3. 在用壓力容器檢驗(yàn)中的現(xiàn)場硬度檢測在用壓力容器檢驗(yàn)中的現(xiàn)場硬度檢測v（1影響測試精度的因素：影響測試精度的因素：v 試件的預(yù)處理。試件的被測表面必須露出金屬光試件的預(yù)處理。試件的被測表面必須露出金屬光澤，平整、表面粗糙度澤，平整、表

44、面粗糙度Ra值應(yīng)達(dá)到值應(yīng)達(dá)到2um。v 被測表面應(yīng)清潔、不得有油污。被測表面應(yīng)清潔、不得有油污。v 曲面工件測試。曲率半徑曲面工件測試。曲率半徑R小于小于30mm的試件在的試件在測試時(shí)應(yīng)使用小支承環(huán)。測試時(shí)應(yīng)使用小支承環(huán)。v 小試件測試時(shí)的支承。重量大于小試件測試時(shí)的支承。重量大于5kg的試件，不的試件，不需要支承。對(duì)小于需要支承。對(duì)小于5kg的試件，由于沖擊力會(huì)使試的試件，由于沖擊力會(huì)使試件移動(dòng)而導(dǎo)致測試值不準(zhǔn)，一般不宜應(yīng)用。件移動(dòng)而導(dǎo)致測試值不準(zhǔn)，一般不宜應(yīng)用。v 試件的厚度應(yīng)大于試件的厚度應(yīng)大于5mm。當(dāng)試件為大面積板材。當(dāng)試件為大面積板材時(shí)，應(yīng)在測試點(diǎn)的背面加固或支撐，否則即使厚度時(shí)，

45、應(yīng)在測試點(diǎn)的背面加固或支撐，否則即使厚度較大仍可能因試件變形導(dǎo)致測試值不準(zhǔn)。較大仍可能因試件變形導(dǎo)致測試值不準(zhǔn)。v試件本身不得帶磁。試件本身不得帶磁。v（2測試操作要求測試操作要求v 測試點(diǎn)選位：兩測試點(diǎn)間距應(yīng)測試點(diǎn)選位：兩測試點(diǎn)間距應(yīng)3mm。v 放置：應(yīng)將沖擊裝置支承環(huán)壓緊在被測表面，放置：應(yīng)將沖擊裝置支承環(huán)壓緊在被測表面，v 按動(dòng)沖擊裝置釋放鈕的測試瞬間，應(yīng)保持工件、按動(dòng)沖擊裝置釋放鈕的測試瞬間，應(yīng)保持工件、沖擊裝置、操作員身體均處于穩(wěn)定狀態(tài)。沖擊裝置、操作員身體均處于穩(wěn)定狀態(tài)。 v（3工作環(huán)境溫度：工作環(huán)境溫度：1045。v（4校驗(yàn)：測試前最好先使用標(biāo)準(zhǔn)塊對(duì)儀器進(jìn)行校驗(yàn)：測試前最好先使用

46、標(biāo)準(zhǔn)塊對(duì)儀器進(jìn)行校驗(yàn)。校驗(yàn)。v（5數(shù)值處理：測試結(jié)果應(yīng)取數(shù)值處理：測試結(jié)果應(yīng)取35次或更多次測試次或更多次測試的平均值。的平均值。v（6檢定：每年至少檢定一次，檢定合格才能繼檢定：每年至少檢定一次，檢定合格才能繼續(xù)使用。續(xù)使用。6.2.2 壓力容器材料元素分析壓力容器材料元素分析v 1. 材料元素分析目的與方法材料元素分析目的與方法v 通常以下幾種情況需要對(duì)壓力容器材料進(jìn)行元素分析：通常以下幾種情況需要對(duì)壓力容器材料進(jìn)行元素分析：v （1壓力容器制造中的材料復(fù)驗(yàn)：為防止材料用錯(cuò)，對(duì)材料壓力容器制造中的材料復(fù)驗(yàn)：為防止材料用錯(cuò)，對(duì)材料牌號(hào)進(jìn)行的驗(yàn)證性分析；牌號(hào)進(jìn)行的驗(yàn)證性分析；v （2在用壓力容

47、器主體材料不明，檢驗(yàn)中欲查清材料種類，在用壓力容器主體材料不明，檢驗(yàn)中欲查清材料種類，對(duì)材料的元素種類和的含量進(jìn)行分析。對(duì)材料的元素種類和的含量進(jìn)行分析。v （3在用壓力容器修理需要補(bǔ)焊，查明材料的成分，以便選在用壓力容器修理需要補(bǔ)焊，查明材料的成分，以便選用合適的焊材和焊接工藝。用合適的焊材和焊接工藝。 v （4在用壓力容器檢驗(yàn)中，懷疑材料在運(yùn)行環(huán)境下其內(nèi)表層在用壓力容器檢驗(yàn)中，懷疑材料在運(yùn)行環(huán)境下其內(nèi)表層成分發(fā)生變化，需要分析內(nèi)表層化學(xué)成分，確定是否發(fā)生損成分發(fā)生變化，需要分析內(nèi)表層化學(xué)成分，確定是否發(fā)生損傷。傷。v （5在用壓力容器檢驗(yàn)中，有時(shí)需要對(duì)腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行分析，在用壓力容器檢驗(yàn)中，

48、有時(shí)需要對(duì)腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行分析，以確定腐蝕的性質(zhì)、原因、發(fā)展速率，以及對(duì)壓力容器運(yùn)行以確定腐蝕的性質(zhì)、原因、發(fā)展速率，以及對(duì)壓力容器運(yùn)行安全的影響。安全的影響。v 以上前三種是宏觀材料材料元素分析，后兩種是微區(qū)和微量以上前三種是宏觀材料材料元素分析，后兩種是微區(qū)和微量物質(zhì)的元素分析物質(zhì)的元素分析v 鋼鐵材料元素分析的常用方法有原子發(fā)射光譜分析法和鋼鐵材料元素分析的常用方法有原子發(fā)射光譜分析法和化學(xué)分析法兩種。此外，可用于微區(qū)和微量物質(zhì)的元素分析化學(xué)分析法兩種。此外，可用于微區(qū)和微量物質(zhì)的元素分析方法還有掃描電鏡、電子探針、離子探針、俄歇能譜儀等。方法還有掃描電鏡、電子探針、離子探針、俄歇能譜儀等。

49、2. 原子發(fā)射光譜分析法原子發(fā)射光譜分析法v 目前用于原子發(fā)射光譜分析的儀器有三類，一類是看譜分析，使用的儀器是看譜鏡，一般用于材料中某項(xiàng)合金元素有無的鑒別；另一類是光電式光譜分析，使用的儀器是數(shù)字式光譜分析儀，可進(jìn)行材料成份的定性定量分析；第三種是熒光光譜分析，也可進(jìn)行材料成份的定性定量分析。v 原子發(fā)射光譜分析法原理：利用電弧或X射線或射線激發(fā)被分析物質(zhì)的原子，處于激發(fā)態(tài)的原子的核外電子會(huì)發(fā)生躍遷而發(fā)光，不同的元素的原子結(jié)構(gòu)不同，核外的能級(jí)軌道和電子數(shù)也不相同，在受外來能源激發(fā)后，各自電子發(fā)生躍遷的軌道及軌道間的能級(jí)差不同，發(fā)射的光子波長也就不同，所以各種元素在一定條件下，都具有自身特征的

50、線狀譜也稱標(biāo)識(shí)譜）。因而，根據(jù)被分析物質(zhì)所發(fā)射光譜的譜線構(gòu)成和強(qiáng)度，就可以鑒別出該物質(zhì)所包含的原子種類和數(shù)量。（1看譜分析看譜分析v 看譜分析利用的是可見光范圍特征譜，波長大致為390700nm.其優(yōu)點(diǎn)如下：v 應(yīng)用范圍廣：對(duì)鋼、鐵、銅、鋁及合金等金屬材料都能進(jìn)行分析；v 靈敏度高：對(duì)大多數(shù)元素來說，只要有極少的含量0.1-10ppm就可以發(fā)現(xiàn)該元素的存在；v 不需取樣，用便攜式看譜鏡可以到現(xiàn)場進(jìn)行分析操作；v 不損壞被分析試樣，可直接在壓力容器半成品或成品上進(jìn)行檢測；v 分析費(fèi)用低，看譜分析不需要大量的貴重化學(xué)試劑和其它輔助材料。v 最適用于根據(jù)某一元素鑒別材料種類的工作，檢測速度很快。v

51、其缺點(diǎn)如下：v 分析有局限性：只能鑒定材料中是否含有特定的某一兩種元素，無法對(duì)材料中全部元素進(jìn)行檢測分析；v 只能鑒定金屬元素，不能檢測非金屬元素；v 分析結(jié)果受環(huán)境條件、操作技術(shù)、人眼睛感光靈敏度等因素的影響大；v 不能定量分析。只能就某一元素與標(biāo)準(zhǔn)試樣比對(duì)含量高低，且準(zhǔn)確性不高；v 對(duì)儀器調(diào)節(jié)操作有一定要求，必須由熟練人員操作。（2光電式光譜分析光電式光譜分析v 光電式光譜分析是建立在電腦技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)上的先進(jìn)分析方法。光電式光譜分析儀一次激發(fā)即可獲得全部元素的譜線信息，檢測利用紫外-藍(lán)紫光譜范圍，波長大致為170560nm。光信號(hào)通過分光、色散、光電轉(zhuǎn)換，變?yōu)殡娦盘?hào)送入計(jì)算機(jī)，處

52、理后自動(dòng)給出被檢試樣各項(xiàng)元素的含量。比看譜鏡更多的優(yōu)點(diǎn)列舉如下：v 可獲得被分析物質(zhì)的全部元素的譜線信息，因此能分析各種金屬材料， 數(shù)十種合金中的全部元素；v 光學(xué)系統(tǒng)有效波長包括了紫外范圍，能檢測非金屬元素碳、硫、磷等；v 采用電腦控制檢測分析過程，自動(dòng)化程度高，檢測結(jié)果基本不受環(huán)境條件、操作技術(shù)等因素的影響；v 定量分析具有較高的精度。保證每一種元素的每一次分析都采用最佳分析線和最佳參考線，從而獲得高精度，v 操作簡單方便，每次檢測前無須對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)校；檢測速度極快10秒-30秒內(nèi)完成）；v 儀器電腦可存儲(chǔ)相當(dāng)數(shù)量的各種元素的譜線構(gòu)成，可配置多種定量分析模式軟件和牌號(hào)分級(jí)、混料識(shí)別模式軟件

53、，簡化操作，提高工作效率；v 電腦可內(nèi)存幾千個(gè)測試結(jié)果，可打印或輸出存儲(chǔ)；（3熒光光譜分析熒光光譜分析v 熒光光譜分析用X射線或射線來激發(fā)被分析物質(zhì)的原子發(fā)出熒光X射線，通過識(shí)別熒光光譜來鑒別元素種類和數(shù)量。由于射線劑量很小，能量也低，對(duì)人體沒有什么傷害。儀器體積小，重量輕，操作比光譜分析儀更簡單方便，對(duì)工件形狀和表面要求不高。缺點(diǎn)是只能分析原子序數(shù)大于鈦的元素，因此碳、硅、硫、磷等元素均無法識(shí)別。3. 化學(xué)分析化學(xué)分析 化學(xué)分析能十分精確地分析出材料中元素含量。缺點(diǎn)是速度較光譜分析法慢?；瘜W(xué)分析法在試驗(yàn)室進(jìn)行。壓力容器化學(xué)分析需要取樣。 材料牌號(hào)鑒別的分析試樣采集，應(yīng)注意對(duì)取樣部位徹底清理，

54、取樣方法可采用鉆取法:用鉆頭鉆一排淺孔，深度一般不超過23mm。所采取的金屬屑量視所分析的元素而異，通常測定碳含量至少需37g。測定錳含量至少需要0.250.5g，測定硅含量至少需要0.54.0g。測定硫含量需要10g，并且要制備2份。測定磷含量最少需要1g ，也需要制備2份。碳素鋼一般如需測定以上5種元素，共需試樣量20g左右。如果分析的元素增加，試樣量也要隨之增加。 材料性能劣化鑒定的分析試樣采集，應(yīng)選擇最能反映問題的部位，最好切割取樣，如不允許破壞工件，則只有鉆取或刮取表層物質(zhì)，收集碎屑送檢。 腐蝕性質(zhì)原因鑒別的試樣采集，最好切割取樣，同時(shí)進(jìn)行腐蝕產(chǎn)物分析和腐蝕部位形態(tài)掃描；如不允許破壞

55、工件，則只需刮取少量物質(zhì)。 化學(xué)分析方法有比色光度法、滴定法、重量法、萃取法、燃燒法、氣體容量法、電導(dǎo)法、紅外線吸收法等等，方法很多。6.2.3 金相檢驗(yàn)金相檢驗(yàn)v 1. 金相檢驗(yàn)?zāi)康膙 金相檢驗(yàn)是通過觀察到金屬材料微觀金相組織來對(duì)材料進(jìn)行檢驗(yàn)的，其應(yīng)用目的主要有：v （1判斷不明材料類別；v （2檢驗(yàn)材料質(zhì)量和熱處理狀態(tài)；v （3檢查焊接質(zhì)量，例如是否有淬硬的馬氏體、過熱的魏氏組織；v （4檢驗(yàn)熱處理效果；v （5檢測材料晶粒度；v （6檢測材料中的微觀缺陷，如晶間裂紋、疏松、過燒等；v （7檢查長期高溫環(huán)境下可能發(fā)生的材質(zhì)劣化，例如珠光體球化、石墨化；v （8腐蝕環(huán)境下可能產(chǎn)生的晶間腐蝕或

56、應(yīng)力腐蝕裂紋；v （9高溫高壓臨氫環(huán)境下的氫損傷，例如脫碳，氫腐蝕裂紋；v （10在用壓力容器的斷口金相檢驗(yàn)，可以幫助判定腐蝕或斷裂的類型，分析容器失效的原因。2. 金相檢驗(yàn)的程序和方法金相檢驗(yàn)的程序和方法v 在用壓力容器現(xiàn)場金相檢驗(yàn)的主要程序是：根據(jù)檢驗(yàn)的目的選擇有代表性的檢驗(yàn)點(diǎn)；在檢驗(yàn)部位用砂輪打磨出平整的金屬磨面，并按順序用從粗到細(xì)不同號(hào)的砂布或研磨膏打磨金屬磨面；用拋光液或拋光膏將磨面拋光成鏡面；根據(jù)不同鋼種，采用合適的試劑對(duì)觀測面進(jìn)行浸蝕，使金相組織顯露更清楚。v 壓力容器的現(xiàn)場金相檢驗(yàn)需要采用便攜式儀器，包括手提式微型電動(dòng)拋光器、電解拋光浸蝕裝置及小的磨光砂輪、可在容器上安放的便攜

57、式顯微鏡等。早期的金相除了直接觀察外，還可以采用間接觀察方法，即復(fù)膜金相來進(jìn)行檢驗(yàn)，通常采用醋酸纖維素膜即AC紙制做復(fù)型，觀察的效果直接取決于復(fù)型的好壞，而復(fù)型效果在很大程度上又取決于檢驗(yàn)點(diǎn)的制樣水平，這種觀察方法優(yōu)于直接觀察法的地方是觀察條件好、觀察時(shí)間、人員不受限制，可用透射電子顯微鏡觀察并且可以拍攝金相檢驗(yàn)照片存檔。目前更先進(jìn)的方法是便攜式顯微鏡與數(shù)碼相機(jī)配合使用，圖像存儲(chǔ)、復(fù)制、觀察都比較方便。焊接接頭組織的金相圖譜焊接接頭組織的金相圖譜過熱區(qū)粗晶粒區(qū)）正火區(qū)重結(jié)晶區(qū)）部分相變區(qū)母材6.2.4 應(yīng)力應(yīng)變測試應(yīng)力應(yīng)變測試v 1、概述v 壓力容器的應(yīng)力分析通常采用兩種方法，一種是通過理論分

58、析方法，運(yùn)用材料力學(xué)和彈性理論求得應(yīng)力的理論值，另一種是就采用實(shí)驗(yàn)方法，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)。v 常溫下對(duì)壓力容器加載通常采用耐壓試驗(yàn)測試器壁的應(yīng)力稱為靜態(tài)應(yīng)力-應(yīng)變測試，可用電阻應(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方法進(jìn)行。測試壓力容器殘余應(yīng)力可采用X射線衍射法或小孔松弛法。例如測試焊接殘余應(yīng)力通常采用小孔松弛法(盲孔法)，它是根據(jù)彈性理論的應(yīng)力場中局部應(yīng)變松弛而測得殘余應(yīng)力值，測試時(shí)需要在構(gòu)件表面鉆制一個(gè)直徑與深度相等的盲孔，一般為23mm。v 2、電阻應(yīng)變測量法簡介v 電測法是將作為傳感元件的電阻應(yīng)變片粘貼在被測的壓力容器表面上，

59、并接入測量電路，當(dāng)容器受載變形時(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。電測法可以進(jìn)行大規(guī)模的多點(diǎn)應(yīng)變測量，準(zhǔn)確測定壓力容器構(gòu)件表面上任一點(diǎn)的靜態(tài)到5020千赫的動(dòng)態(tài)應(yīng)變，還可以利用應(yīng)變花測得平面應(yīng)力狀態(tài)下某些點(diǎn)的主應(yīng)力大小和方向。但是，此法只能測試容器表面的應(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。（1電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片v 電阻應(yīng)變片是一種電阻式傳感器，一般由敏感元件、基底、引線、 層和粘結(jié)劑組成，其結(jié)構(gòu)如圖6.2-1所示。v 敏感元件是應(yīng)變片的核心部分，金屬

60、絲式(或金屬箔式)應(yīng)變片由直徑0.0120.05mm的金屬絲(或厚度0.0020.005mm的金屬箔)柵組成敏感柵，多為康銅(即銅鎳合金)制成，適用于250以下的靜態(tài)應(yīng)變測量。應(yīng)變片有多種型式，例如在一個(gè)基底上只安置一個(gè)敏感柵的單軸式和在同一基底按一定角度安置了幾個(gè)敏感柵的多軸式等。v 將應(yīng)變片粘貼在容器表面，貼片處應(yīng)除去油污、銹斑、涂料、氧化膜、電鍍層等，并打磨至粗糙，打磨面積約為應(yīng)變片面積的35倍。粘貼前還需用丙酮、四氯化碳進(jìn)行表面脫脂處理，粘貼時(shí)應(yīng)使應(yīng)變片上的定位十字線與測點(diǎn)處用劃針劃出的坐標(biāo)十字線重合。粘合后應(yīng)進(jìn)行加溫固化或自然干燥固化，并采用100伏以下的高阻表(或萬用表)，檢查其絕