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锅炉压力容器检测课程教学大纲第一章 金属材料及热处理基本知识一、 金属材料的性能1、材料的一般性能（1）使用性能 （2）工艺性能2、金属材料的力学性能指标：强度、硬度、塑性、韧性。（1）金属强度定义；金属强度指标：抗拉强度b、屈服强度s（2）金属塑性定义；定义指标：伸长率，断面收缩率, （3）硬度定义；硬度种类和试验方法：布氏硬度HB 、洛氏硬度HR、维氏硬度HV、里氏硬度HL（4）冲击韧性定义特点；冲击韧性和塑性关系；3、应力与应变（1）内力定义与特点；（2）应变和应力定义；（3）应力的种类：拉应力、压应力、剪切应力、弯曲应力、应力交变（4）应力集中定义； 4、有关材料力学性能的一些术语弯曲试验、屈强比、断裂韧度、钢材的脆化、冷脆性、热脆性、苛性脆化氢脆、应力腐蚀脆性断裂二、 金属学与热处理基本知识1、金属的晶体结构晶体的概念；所有固态金属都是晶体 2、铁炭合金的基本组织3、热处理一般过程 （1）热处理定义； （2）热处理基本工艺基本过程：加热、保温、冷却三个阶段构成。（3）热处理主要影响因素：温度、时间（4）钢在热处理过程中的组织变化：加热时的转变奥氏体A的形成；冷却时的转变奥氏体A的分解； 4、锅炉压力容器用钢常见金属组织和性能（1） 铁素体F的定义、性能和特点（2） 奥氏体A的定义、性能和特点（3） 碳体Fe3C的定义、性能和特点（4） 珠光体P的定义、性能和特点（5） 马氏体M的定义、性能和特点（6）贝氏体B的定义、性能和特点（7）魏氏组织特点（8）带状组织特点5、锅炉压力容器常用热处理工艺（1）退火的定义和作用特点；（2）正火的定义和作用特点；（3）淬火的定义和作用特点；（4）回火的定义和作用特点；6、锅炉压力容器常用材料（1）锅炉压力容器选材要求：（2）钢的分类及命名碳钢的分类及命名合金钢的分类及命名（3）锅炉压力容器常用材料： 碳素钢牌号Q235A, 20g, 20R的特点； 锰，硅，硫，磷，等杂质对钢的性能的影响； 低合金钢牌号16Mng, 16MnR的特点；奥氏体不锈钢牌号1Cr18Ni9 的特点；第二章 焊接基本知识一、 锅炉压力容器常用的焊接方法1、金属的焊接定义2、焊接的优点和局限性。3、熔焊、压焊、钎焊三大类焊接方法的基本特征4、手工电弧焊及各种焊接位置的特点5、埋弧自动焊的特点6、氩弧焊的特点7、二氧化碳气体保护焊的特点8、等离子弧焊的特点9、 电渣焊的特点二、 焊接接头1、焊接接头及剖口形式（1）对接接头的特点（2）搭接接头的特点（3）角接接头和T字接头的特点2、焊接接头的组成焊缝、熔合区、热影响区3、焊接接头的组织和性能低碳钢热影响区、合金钢热影响区三、 焊接应力与变形1、焊接应力与变形 （1）焊接应力的分类（2）焊接变形的分类 2、焊接变形和应力的形成因素焊件温度、熔敷金属、焊件刚性、金属组织。3、焊接应力的控制措施4、消除焊接应力的方法四、 锅炉压力容器常用钢材的焊接1、钢材的焊接性 （1）工艺焊接性。 （2）使用焊接性 2、焊接性的估算 碳当量Ceq0.4%不必预热 碳当量Ceq=0.4%0.6%焊前预热 碳当量Ceq0.6%采用较高温度预热 3、焊接性试验主要内容 焊接接头的抗热裂纹能力、焊接接头的抗冷裂纹能力、焊接接头的抗脆性转化能力、焊接接头的使用性能 4、焊接工艺评定 焊接工艺评定的过程、焊接工艺评定的焊缝 5、低碳钢焊接 焊接性、焊接方法、焊接材料、焊接工艺措施 6、低合金钢焊接特点（1）热影响区易有淬硬倾向（硬度增高，塑性、韧性降低）（2）易出现冷裂纹且常具有延迟特性（3）产生冷裂纹的因素：焊缝和热影响区的氢含量；热影响区的淬硬程度；焊接接头的刚度决定的焊接应力的大小；其中氢通常是最主要的因素。 7、奥氏体不锈钢焊接特性（1）奥氏体不锈钢焊接性能较好但当焊接工艺采用不当时易出现晶间腐蚀和热裂纹。（2）防止产生晶间腐蚀和热裂纹的措施：（3）奥氏体不锈钢焊接方法：五、焊接缺陷1、外观缺陷咬边、焊瘤、凹坑、未焊满、烧穿成形不良、错边、塌陷、表面气孔、弧坑缩孔、角变形、扭曲等2、气孔 （1）气孔分类 （2）气孔危害 （3）气孔防止措施3、夹渣夹渣分类与危害 4、裂纹（1）裂纹分类与产生原因 （2）热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂、应力腐蚀裂纹的危害。 （3）冷裂纹产生机理与危害性 5、未焊透 （1）未焊透原因 （2）未焊透危害 （3）未焊透防止 6、未熔合 （1）未焊透原因 （2）未焊透危害 （3）未焊透防止第三章 无损检测基础知识 一、无损检测概论 1、无损检测定义 2、无损检测发展的三个阶段： 无损探伤、无损检测、无损评价 3、无损检测分类： 射线检测（RT）、超声波检测（UT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT） 涡流检测（ET）、声发射检测（AE） 4、无损检测的目的 保证产品质量、保障使用安全、改进制造工艺、降低生产成本5、无损检测的应用特点 6、缺陷的种类及产生的原因 （1）钢焊缝中常见缺陷及产生的原因 （2）铸件中常见缺陷及产生的原因 气孔、夹渣、夹砂、密集气孔、冷隔、缩孔和疏松、裂纹、 （3）锻件中常见缺陷及产生的原因 缩孔和缩管、非金属夹杂物、夹砂、龟裂、锻造裂纹、白点、 （4）轧材中常见缺陷及产生的原因 钢管：纵裂纹、横裂纹、表面划伤、翘皮的折叠、夹渣和分层 钢棒和型材：内部缺陷、表面缺陷、 钢板：分层、裂纹、线状缺陷、非金属夹杂物、夹渣、折叠、偏析7、维修检查中常见的缺陷及产生的原因 （1） 疲劳裂纹 （2）应力腐蚀裂纹（3）氢损伤（氢鼓泡、氢致裂纹）（4）摩擦腐蚀 （5）空化浸蚀 二、射线检测 1、射线照相法 2、射线照相法原理 （1）名词、术语 波长、能谱、管电压、管电流 、康普顿效应、光电效应射线强度（I）、物资衰减系数（）、底片黑度（D）3 射线检测设备（1）射线探伤机检测设备最大管电流mA最大管电压KV穿透厚度mm射 线 源特 点携带式x射线探伤机2032050用于现场射线照相移动式x射线探伤机20450100用在透照室内照相高能直线加速器500能量高，束流大，体积小，产生大剂量射线，探伤效率高，透照厚度大，应用最多。电子回旋加速器500焦点小、照相几何不清晰度小，可获高灵敏度的照片，但体积庞大，射线强度较底，造价高，影响了它的应用。射线探伤机40200151001010060Co137Cs192Ir体积小，重量轻，不用水、电，可在狭小场地、高空、水下工作，可全景暴光等。但射线源有一定的半衰期。4、射线照相工艺要点（1）射线源和能量、焦距、修正暴光量、透照方式的选择（2）照相规范的确定：射线照相对比度D、几何不清晰度Ug、透照厚度比K（3）照相规范的选择注意点：透照方式选择和K值的控制、射线源的选择、透照距离的选择、胶片、增感屏的选择 5、象质计（透度计）的应用 象质指数与相对灵敏度的换算 6、射线照相灵敏度的影响因素 射线照相对比度、射线照相清晰度、射线照相颗粒度 7、底片评定 （1）底片质量评定 （2）工件质量等级评定 8、射线的安全防护 射线的危害、辐射剂量及单位、射线防护方法、 9、射线照相法的特点 （1）可获得缺陷的直观图象，定性、定量（对长、宽度尺寸）准确。 （2）检测结果有直接记录，可长期保存。 （3）对体积型缺陷（气孔、夹渣类）检出率很高，对面积型（裂纹、未熔合）缺陷如照相角度不适当，容易漏检。（4）适宜检测厚度小于100mm的工件，厚度增大照相绝对灵敏度下降。厚工件的小尺寸缺陷漏检的可能性增大。（5）适宜检验对接焊缝，不宜检角焊缝及板材、棒材、锻件等。（6）对缺陷在工件厚度方向的位置、尺寸（高度）的确定比较困难。（7）检测成本高，速度慢。（8）射线对人体有害。 三、超声波检测 1、名词、术语 声速、波长、声压、声强、声阻抗 2、超声波检测原理（1）超声波检测可分为：超声波探伤、超声波测厚、超声波测晶粒度、测应力 （2）垂直探伤法 （3）斜射探伤法 （4）试块：用途、种类 3、超声波检测工艺 （1）探伤方法分类 （2）基本操作要点 4、超声波检测的特点（1）面积型、体积型缺陷的检出率 （2）对不同厚度工件的检测特点 （3）对各种试件，包括对接焊缝，角焊缝、板材、管材、棒材、锻件，以及复合材料等的检测。 （4）材质、晶粒度对超声波探伤的影响 （5）超声波探伤对缺陷的定性、定量的特点 四、磁 粉 1、描述磁场的物理量 磁场强度H 、磁感应强度B、磁导率 2、磁粉检测原理 3、磁粉检测设备器材 磁力探伤机：固定式探伤机、移动式探伤机灵敏度试片、磁粉和磁悬液4、磁粉检测工艺要点磁化方法、磁粉探伤的程序5、磁粉检测的特点（1）适宜铁磁材料探伤，不能用于非铁磁材料检验。（2）可以检出表面和近表面缺陷，不能用于检查内部缺陷。可检出的缺陷埋藏深度与工件状况、缺陷状况以及工艺条件有关，一般为12mm，较深者可达35mm。（3）检测灵敏度很高，可以发现极细小的裂纹以及其他缺陷。 （4）检测成本很低，速度快。（5）工件的形状和尺寸有时对探伤有影响，因其难以磁化而无法探伤。五、渗透检测1、渗透检测的基本原理渗透检测的原理是：零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透液后，在毛细管作用下，经过一定时间，渗透液可以渗进表面开口的缺陷中；经去除零件表面多余的渗透液后；再在零件表面施涂显象剂，同样，在毛细管作用下，显象剂将吸引缺陷中保留的渗透液，渗透液回渗到显象剂中；在一定的光源下(紫外线光或白光)，缺陷处的渗透液痕迹被显示，(黄绿色荧光或鲜艳红色)，从而探测出缺陷的形貌及分布状态。2、 渗透检测操作的基本步骤： 渗透、清洗、显象、观察3、渗透探伤方法（1）水洗型荧光渗透探伤法。（2）后乳化型荧光渗透探伤法。（3）溶剂去除型荧光渗透探伤法。 （4）水洗型着色渗透探伤法。 （5）后乳化型着色渗透探伤法。 （6）溶剂去除型着色渗透探伤法。 4、显象法的种类 （1）湿式显象法（2）快干式显象法 （3）干式显象法 （4）无显象剂式显象法 5、渗透检测的特点 （1）除了疏松多孔性材料外任何种类的材料，如钢铁材料、有色金属、陶瓷材料和塑料等材料的表面开口缺陷都可以用渗透探伤。 （2）形状复杂的部件也可用渗透探伤，并一次操作就可大致做到全面检测。 （3）同时存在几个方向的缺陷，用一次探伤操作就可完成检测，形状复杂的缺陷，也很容易观察出显示痕迹。 （4）不需要大型的设备，携带式喷罐着色渗透探伤，不需水、电，十分便于现场使用。（5）试件表面光洁度影响大，探伤结果往往容易受操作人员技术的影响。（6）可以检出表面张口的缺陷，但对埋藏缺陷或闭合型的表面缺陷无法检出。（7）检测程序多，速度慢。（8）检测灵敏度比磁粉探伤低。（9）材料较贵、成本较高。（10）有些材料易燃、有毒。第四章 锅炉基础知识1、锅炉的定义及用途2、锅炉的特点 锅炉在高温、高压力状态下工作，一般都要求连续运行，而不能任意停车。锅炉具有爆炸的危险性。锅炉一旦发生爆炸，相当于lOOkgTNT炸药的爆炸能量，其破坏性很大。 3、有关法规（1）蒸汽锅炉安全技术监察规程（2）热水锅炉安全技术监察规程（3）有机热载体锅炉安全技术监察规程（4）小型和常压热水锅炉安全监察规定（5）锅炉产品安全性能监督检验规则（6）锅炉定期检验规则（7）锅炉水处理监督管理规则（8）锅炉化学清洗规则（9）进出口锅炉压力容器管理办法（10）电力工业锅炉监察规程（11）电力工业锅炉压力容器检验规程还有锅炉的有关设计规定，强度计算标准，施工验收技术规范等。 4、锅炉主要参数（1）容量：锅炉受热面越大，吸热量也越多，其容量也越大。显然，锅炉的蒸发量决定于它的蒸发率和受热面积。（2）压力：锅炉出口处(锅筒或过热器)的工作压力 （3）温度：指锅炉出口介质的温度。 5、锅炉主要受压部件 锅筒、锅壳、联箱、下降管、受热面管子、省煤器、锅热器、减温器、在热器、炉胆、下脚圈、喉管、冲天管 6、锅炉安全附件安全阀、压力表、水位警报器、排污阀、超温报警器等 7、锅炉的无损检测要求（1）焊缝交叉部位的检测。（2）参数高，容量大的锅炉；有机热载体锅炉；介质特殊，危险性较大锅炉的无损检测要求。 （3）抽查部位有不合格现象，应扩大抽查比例，甚至进行全部检测的要求。 （4）由于RT和UT检测各有其特点，为尽可能检出焊缝内的各种缺陷，对中、高压锅炉，采取RT和UT并用：（5）对封头和下脚圈的拼缝，进行无损检测的要求。（6）锅炉中的重要角焊缝，采用何种探伤方法的要求。 （7）需做热处理的焊接接头进行无损探伤的要求。 （8）厚度70mm的管子焊缝探伤的要求。 （9）定期检验时，对重要角焊缝和主焊缝的探伤要求。第五章 压力容器基础知识1、压力容器的定义及用途 压力容器安全技术监察规程中定义的压力容器为：(1) 最高工作压力(Pw)大于等于01MPa(不含液体静压力)；(2) 内直径(非圆形截面指其最大尺寸)大于等于0.15m，且容积(V)大于等于0.025m3；(3) 盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。只要符合上述条件的容器即为压力容器，其设计、制造、安装、检验、使用和管理都必须接受安全监察。2、压力容器的主要工艺参数（1）压力：工作压力(操作压力)、最高工作压力、设计压力（2）温度：工作温度(操作温度)、设计温度。（3）直径3、压力容器分类 （1）按压力来分类：压力是压力容器最主要的-，个参数，压力越高，爆炸的能量越大。我国压力容器安全技术监察规程将容器。的设计压力分为四个压力级别，即低压容器 (代号L)： 01MPP16bMPa中压容器 (代号M)； 16MPP10MPa高压容器 (代号H)： 10MPaP100hMPa超高压容器 (代号U)： 100MPaP540MPa)时，其对接接头如采用射线检测；则每条焊缝还应附加局部超声检测。如采用超声检测；则每条焊缝还应附加局部射线检测。无法进行射线检测或超声检测时，应采用其它检测方法进行附加局部无损检测。附加局部无损检测应包括所有的焊缝交叉部位。 f、对有无损检测要求的角接接头、T形接头，不能进行射线检测或超声检测时，应做100表面无损检测。 g、铁磁性材料压力容器表面无损检测应优先选用磁粉检测。 7、压力容器对接焊接接头的无损检测的比例和验收级别（1） 压力容器对接焊接接头的无损检测的比例要求：a、 全部(100)、局部(大于等于20)两种。b、 铁素体钢制低温压力容器，局部无损检测的比例应大于50。 c、压力容器常用钢材对接焊接接头的质量与压力容器安全技术监察规程、GBl50钢制压力容器中规定的无损检测比例要求 钢材厚度s30mm的碳素钢、16MnR； 钢材厚度s25mm的15MnVR、15MnV、20MnMo和奥氏体不锈钢； 钢材厚度s16mm的12CrMo、15CrMoR、15CrMo；其它任意厚度的CrMo低合金钢； 标准抗拉强度下限值的h540MPa钢材； d、对于介质危害性较大，压力较高的压力容器的对接焊接接头规定进行全部(100)射线或超声检测： 第三类压力容器； 第二类压力容器中易燃介质的反应和储存压力容器； 设计压力大于5.0MPa的压力容器； 设计压力大于等于0.6MPa的管壳式余热锅炉； 图样注明盛装毒性为极度危害或高度危害介质的压力容器； 进行气压试验的压力容器； 疲劳分析设计的压力容器； 设计选用的焊缝系数为10和图样规定须100检测的压力容器； 多层包扎压力容器内筒的A类焊接接头； 热套压力容器各单层圆筒的A类焊接接头。 e、允许进行局部的无损检测(不小于每条焊接接头长度的20且不小于250mm)，首先要检查最容易存在焊接缺陷的部位如焊缝交叉部位，其次对以下部位应全部检测： （1）先拼板后成形封头上的所有拼接接头； （2）凡被补强圈、支座、垫板、内件等所覆盖的焊接接头； （3）以开孔中心为圆心，15倍开孔直径为半径的圆中所包容的焊接接头； （4）嵌入式接管与圆筒或封头对接连接的焊接接头； （5）公称直径不小于250mm的接管与长颈法兰、接管与接管对接连接的焊接接头； （6）拼接管板的对接接头。 8压力容器焊接接头的表面无损检测 符合下列条件之一的焊接接头，需按图样规定的方法，对其表面进行磁粉或渗透检测，以JB4730压力容器无损检测中I级为合格。 (1)钢材厚度s25mm的15MnVR、15MnV、20MnMo和奥氏体不锈钢容器上的C、D类焊接接头； (2)钢材厚度s16mm的12CrMo、15CrMoR、15CrMo；其它任意厚度的CrMo低合金钢容器上的C、D类焊接接头； (3)层板材料标准抗拉强度下限值的b540MPa的多层包扎压力容器的层板C类焊接接头； (4)堆焊表面； (5)复合钢板的复合层焊接接头； (6)标准抗拉强度下限值的b540MPa的材料及CrMo低合金钢经火焰切割的坡口表面，以及该容器的缺陷修磨或补焊处的表面； (7)凡需进行100射线或超声检测的容器上公称直径不小于250mm的接管与长颈法兰、接管与接管对接连接的焊接接头。 9重复检测 经射线或超声检测的焊接接头，如有不允许的缺陷，应在缺陷清除干净后进行补焊，并对该部分采用原检测方法重新检查，直至合格。 进行局部射线或超声检测的焊接接头，如有不允许的缺陷，应在该缺陷两端的延伸部位增加检查长度，增加的长度为该焊接接头长度的10，且不小于250mm。如仍有不允许的缺陷，则对该焊接接头进行100检测。 磁