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1、二级人员取证 相关知识,湖北特种设备检验检测研究院 2016年度,培训内容,一、承压类特种设备无损检测相关知识 二、GB150-2011有关无损检测的内容 三、固定式压力容器安全技术监察规程有关无损检测的内容 四、锅炉安全技术监察规程有关无损检测的内容 五、考核规则,第一篇 金属材料、热处理及焊接基本知识,第一章 金属材料、热处理基本知识,金属材料的性能主要包括以下两个方面 1.使用性能:决定了材料的应用范围，使用的可靠性和使用的寿命（力学性能、物理性能、化学性能） 2.工艺性能:对制造成本，生产效率产品质量有很大的影响。,1.1 材料力学基本知识,材料力学性能：材料在外力的作用下所表现的一些

2、性能 承压类特种设备材料的力学性能指标主要包括强度、硬度、塑性、韧性等。而这些指标可以通过力学性能试验测定。 基本的几个概念 1.1.1 应力和应变 内力：材料内部各部分之间相互作用的力 应力：物体在外力作用下而变形时，其内部任一截面单位面积上的内应力的大小。（方向垂直于截面的应力称为正应力 它可分为拉应力和压应力两种）还有，剪应力、弯曲应力、交变应力等 应变：物体在外力作用下，其形状尺寸发生相对变化。,1.1.2 强度金属的强度是指金属抵抗永久变形和断裂的能力。 （材料强度指标可以通过拉伸试验测出）材料拉伸试验的四个阶段（也称六个阶段） 弹性（弹性变形、滞弹性变形）、屈服（微塑性变形、屈服变

3、形）、强化（均匀塑性变形）、颈缩(又称为局部变形阶段 ) 抗拉强度b， (Rm)屈服强度s (ReH、ReL)是评价材料强度性能指标的两个最重要的指标。,1.1.3 塑性塑性是指材料在载荷作用下断裂前发生不可逆永久变形的能力。 （评定材料塑性的指标用伸长率和断面收缩率表示） 塑性低的影响：脆断前无可见变形 特别要指出的是单纯追求塑性会限制材料的强度，造成产品粗大笨重，浪费材料减少使用寿命。,1.1.4 硬度硬度是指材料抵抗局部变形或表面损伤的能力。 硬度试验的主要方法：1.布氏 2.洛氏 3. 维氏 还有。里氏硬度 肖氏硬度 强度值=3.55HB（适用于 HB175 的材料） 1.1.5 冲击

4、韧性冲击韧性是指材料在外加冲击载荷作用下断裂时消耗能量大小的特性 冲击韧性是对材料的化学成分、冶金质量、组织状态内部缺陷以及试验温度等比较敏感的一个质量指标。 冲击韧性指标用 aK表示，试样缺口的形式有U型和V型两种。,1.1.6 有关材料方面的进一步知识 1.应力 （1）应力的种类： 剪切应力，弯曲应力和交变应力 （2）一次应力：一次应力是指由管道的内压、自重和其他外载产生的应力，一次应力又可以分为一次薄膜应力和 一次弯曲应力。 二次应力：二次应力是指由于管道变形受阻而产生的应力。 峰值应力：峰值应力是管道或附件由于局部结构不连续或局部热效应附加到一次应力和二次应力的增量。,（2）应力集中的

5、概念 在承压类特种设备中，构件的截面尺寸发生突变，往往是缺陷引起的。这些缺陷统称为缺口，包括：表面损伤、焊缝咬边、气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹等。应力集中的严重程度和缺口的大小有关。其中以裂纹引起的应力集中最为严重。 （3）承压类特种设备的工作应力 试验表明；对圆筒形容器来讲，环焊缝受力只是纵焊缝的一半，而对球形容器来讲由于不存在切向应力，只有经向应力。故在相同压力和直径下，球形容器的壁厚比圆筒形容器的壁厚大约可以减少一半。,2.有关材料力学方面的进一步知识 （1）弯曲试验 弯曲试验可以考核焊接接头的主要项目包括：焊缝和热影响区的塑性、内部缺陷、焊缝的致密性、焊接接头不同区域协调变形能力。

6、 （2）屈强比的概念 描述高强度金属材料的一个术语。 （3）断裂韧度 断裂韧度是用来反映材料抵抗裂纹失稳扩展，即抵抗脆性断裂的指标。Kic （4）钢材的脆化 a.冷脆化；金属材料在低温下呈现的脆性称为冷脆性。 b.热脆性；钢材长时间停留在4005000C后再冷却到室温，冲击韧度值会有明显下降，这种现象称之为钢材的热脆性。,c.氢脆；钢中的氢会使材料的力学性能脆化，这种现象称为氢脆。 钢中的氢主要来源三个方面 1.冶炼过程中溶解在钢水中的氢 2.焊接过程中由于水或油污在高温下分解出来的氢溶解在钢材中 3.工作介质中的氢进入钢中。 氢致断裂只发生在-1001500C的温度范围内。 氢损伤的四种形式

7、- 氢脆、氢鼓包、白点、氢腐蚀,d.苛性脆化；材料在苛性钠介质下腐蚀引起的脆化。 一般都发生在受压元件的铆接和涨接处。 e.应力腐蚀脆性断裂；由于拉应力与介质腐蚀联合作用引起的低应力脆性断裂叫做应力腐蚀。应力腐蚀产生的必要条件：1.元件承受拉应力的作用2.具有与材料种类相匹配的特定腐蚀介质环境3.材料对应力腐蚀的敏感程度。对钢材而言应力腐蚀的敏感性与的成分、组织及热处理情况有关。,1.2 金属学与热处理基本知识,1.2.1金属的晶体结构 常见的晶体结构：1.体心立方晶格 2.面心立方晶格 3.密排六方晶格 1.2.2 铁碳合金的基本组织 通常把钢和铸铁统称为铁碳合金。一般把含碳量0.02 2的

8、称为钢，把含碳量大于2的称为铸铁。 含碳量对钢铁的性质有决定性的影响，所以可以通过铁碳合金状态图（含碳量在6.67%）来研究铁碳的金相组织及其有关特性。 铁碳合金状态图，又称为平衡图。缓慢升温，缓慢降温的组织,1.铁素体F；（碳溶于铁的固溶体）铁素体的强度、 硬度不高，具有良好的塑性和韧性。 2.奥氏体A；（碳溶于铁的固溶体）奥氏体仅存在 7270以上的高温范围内，奥氏体不具备 铁磁性。 3.渗碳体Fe3C ；铁和碳的金属化合物。 渗碳体的硬度很高，脆性极大 4.珠光体P；铁素体与渗碳体的机械混合物。珠光体 的硬度和强度较高，塑性也好。 含碳量为0.77铁碳合金只发生共析转变，其组织为100的

9、珠光体。称为共析钢。含碳量大于0.77铁碳合金称为过共析钢。其组织是珠光体P渗碳体Fe3C0 含碳量小于0.77铁碳合金称为亚共析钢。其组织是铁素体F珠光体P,合金材料的组织图：,所有加入钢中的合金元素，都能溶于铁，使铁的临界点发生变化。 1、扩大奥氏体相区：Mn、Ni、Cu、C 加入很多时-奥氏体合金 2、缩小奥氏体相区：Cr、Mo、Ti、Si 加入很多时-铁素体合金,1.2.3 热处理一般过程 热处理是将金属材料按预定的要求加热。保温、冷却，以改变其内部组织，从而获得所要求的性能的一种工艺 热处理的工艺过程是由加热、保温、冷却三个过程组成的，其中温度和时间是影响热处理的主要因素。 简要叙述

10、不同含碳量的钢在热处理过程中的组织变化 （1）加热时的转变奥氏体A的形成 （2）冷却时的转变奥氏体A的分解 等温转变曲线，又称 C曲线 引入了索氏体、屈氏体、贝氏体、马氏体 在铁碳合金中加入的其他元素，对C曲线的影响 1、绝大多数合金元素使得C曲线的位置右移。 2、改变C曲线的形状,1.2.4承压类特种设备用钢常见的金相组织 1.奥氏体 2.铁素体 3.渗碳体 4.珠光体（索氏体、屈氏体） 5.马氏体 6.贝氏体 （上贝氏体、下贝氏体）7.魏氏组织 8.带状组织,1.2.5 承压类特种设备常用的热处理工艺 1.退火；将钢试件加热到适当温度，保温一定时间缓冷。以获得接近平衡状态的组织。 目的（1

11、）细化组织、降低硬度、改善切削加工性能完全退火 （2）降低硬度、改善切削加工性能、消除内应力。不完全退火） 消除应力退火：主要是指焊后热处理，主要目的是消除焊接过程中产生的内应力及冷作硬化。 2.正火；将工件加热到Ac3或Acm以上30500C，保持一定的时间在空气中冷却的热处理工艺。 目的：和退火的目的相同。所不同之处在于冷却的速度。,3.淬火；将钢加热到临界温度以上，经适当的保温后快冷，使奥氏体转变成马氏体的过程。目的：提高硬度和强度（轴承、模具）由于马氏体硬而脆，韧性很差，内应力很大，容易产生裂纹，故承压类设备材料和焊缝组织中一般不希望出现马氏体。 4.回火；将经过淬火的钢加热到AcI一

12、下的适当温度，保持一定的时间空冷。目的：降低材料 的内应力，提高韧性。 淬火+低温回火-回火马氏体 淬火+中温回火-回火屈氏体 淬火+高温回火，称为 调质处理-回火索氏体,5.奥氏体不锈钢的固溶处理和稳定化处理 把铬镍奥氏体不锈钢加热到105011000C，在保温一段时间，然后快速冷却至4270以下，以获得均匀的奥氏体组织，这种方法称为固溶处理。 目的：这样处理的铬镍奥氏体不锈钢强度和硬度较低，韧性较好。而且具有很好的耐腐蚀性和耐高温性能。 稳定化处理：其工艺条件是；把含有钛或铌的铬镍奥氏体不锈钢加热到8509000C,保温6小时，在空气中缓冷。 目的：是将钢中的碳全部固定在碳化钛或碳化铌中，

13、防止产生晶间裂纹。,1.3承压类特种设备常用材料 承压类特种设备是在承压状态下运行，材料要承受较大的工作压力，有些还要同时承受高温和介质腐蚀，工作条件十分恶劣，如果在使用过程中发生破坏性事故，将会造成严重损失，因此对制作承压类特种设备的材料有一定的要求这些要求主要包括： 1.为保证安全性和经济性，所用材料应有足够的强度，即较高的屈服极限和强度极限。 2.为保证在承受外加载荷 时不发生脆性破坏，所用材料应有良好的韧性。 3.所用材料应有良好的加工工艺性能，包括冷热加工性能和焊接性能。 4.所用材料应有良好的低倍组织和表面质量。 5.用以制造高温受压元件的材料应具有良好的耐高温性 6.与腐蚀介质接

14、触的材料应具有良好的抗腐蚀性能。,常用材料：低碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢 发展后 高强钢、耐腐蚀钢、高温钢 同样成分的材料，其性能还与 杂质（有害元素）、冶炼方式（脱氧、精炼）、热处理（金相组织和晶粒分布）等有关。 固定式压力容器安全技术监察规程(TSG_R0004-2009).doc,1.3.1钢的分类：化学成份分为，碳钢、合金钢、奥氏体不锈钢-非合金钢、低合金钢、合金钢 碳钢的分类 1.按含碳量分(1)低碳钢，含碳量0.25(2)中碳钢，含碳量0.25 0.6(3) 高碳钢，含碳量 0.6 2.按钢的质量分类，（硫、磷含量） (1)普通碳素钢（2）优质碳素钢（3）高级优质碳素钢。 3.按

15、冶炼时脱氧程度分类：（1）沸腾钢 （2）半镇静钢 （3）镇静钢（金属硅、金属铝脱氧）,4.按冶炼方法分类：（1）平炉钢 （2）转炉钢 （3）电炉钢 5.按用途分类：（1）碳素结构钢 （2）碳素工具钢 碳钢的牌号表示 一、碳素结构钢 1、普通碳素结构钢 QXXX-X X Q235AZ 2、优质碳素结构钢 XXMnF 08、15F、15Mn 3、专门用途的碳素钢 Q235R 4、铸钢 ZG200400 二、碳素工具钢 T8、T10A,碳钢中杂质对钢性能的影响 Mn、增加强度、细化组织、提高韧性。减少S的危害 Si、 提高强度、硬度、弹性（降低塑性、韧性） S、 热脆 P、 冷脆 塑性、韧性大大降低

16、 以及气体：气泡和疏松 （ N 、不耐腐蚀、时效现象（热时效、应变时效） O 、热脆 塑性、韧性大大降低、疲劳强度下降 H）氢脆,合金钢的分类 1.按合金元素的加入量分类(1)低合金钢，合金总量5(2)中合金钢，合金总量5 10(3) 高合金钢，合金总量 10 2.按钢的金相组织分类 珠光体钢、奥氏体钢、铁素体钢、马氏体钢等 3.按用途分类：（1）合金结构钢 （2）合金工具钢 （3）特殊性能合金钢（如，耐酸钢、耐热钢、电工钢等） 4.按合金元素分类：（1）铬钢 （2）铬镍钢 （3）锰钢,合金钢的牌号表示 1、碳含量 2、主要合金元素及含量 3、质量级别和用途 注意：Q345R、Q370R 属于

17、低合金钢,1.3.2 低碳钢低碳钢是锅炉和压力容器常用的钢材，碳是碳素钢中的主要合金元素，含碳量增加，钢的强度增大，但塑性和韧性降低，焊接性能变差，因此制作焊接结构的锅炉和压力容器所使用的碳素钢，含碳量一般不超过0.25。此外钢中还含有其他少量的元素；锰、硅、硫、磷、氮等 1.3.3 低合金钢（合金总量5） 承压类特种设备常用的低合金钢包括低合金结构钢、低温钢、耐热钢。低合金钢中通常添加的元素有锰、硅、铬、镍、钼、钒、硼和稀土元素。1.低合金结构钢低合金结构钢又称为低合金高强度钢，这类钢既有较高的强度，又有较好的塑性和韧性，使用低合金钢代替碳素钢，在相同的条件下，重量可以减少20 30另外 价

18、格低，冷、热成型及焊接性能较好，因此在锅炉压力容器制造中广泛应用。,2.低温钢随着工业的发展众多的压力容器要在低温下运行。目前国内规范标准将低温压力容器和非低温压力容器的温度界限定为200C.值得注意的是碳会强烈的影响钢的低温韧性，因此低温钢的含碳量要控制在0.2已下。另外锰对改善低温韧性十分有利随着锰含量的增加，钢的脆变温度下降，镍具有与锰相同的性能。但是存在于钢中的硫、磷、砷、锑、铅等微量元素对钢的低温韧性会产生不良的影响，低温压力容器使用的专用钢中的硫、磷含量都低于低合金钢 3.低合金耐热钢当工作温度在4006000C时所使用的钢称之为低合金耐热钢。（钼钢、铬钼钢、铬钼钒钢）,4 奥氏体

19、不锈钢不锈钢种类有三种1.铁素体不锈钢（以铬为主加元素，0Cr13、1Cr17等）2.马氏体不锈钢（1Cr13、2Cr13等) 3.奥氏体不锈钢（以铬、镍为主加元素，0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti)奥氏体不锈钢即可以用作低温用钢也可以用作高温用钢。晶间腐蚀是奥氏体不锈钢较常见的破坏形式，一般用固溶处理和稳定化处理来提高不锈钢的抗晶间腐蚀性能。 双相不锈钢,注意：钢的牌号：1、教材中的，有些已经改变 2、各钢材的使用规定，是老规定，已经改变。,第二章 焊接基本知识,2.1承压类特种设备常用的焊接方法 手工电弧焊、埋弧自动焊、保护气体焊（氩弧焊、二氧化碳气体保护焊）、等离子焊、电渣焊、气焊

20、 焊接方法-另一种分类 （焊条电弧焊）（SMAW） 埋弧自动焊（SAW） 钨极氩弧焊（GTAW） 熔化极气体保护电弧焊（GMAW） 实芯焊丝 药芯焊丝电弧焊（FCAW） 进一步分为 FCAW-G（气体保护）和 FCAW-S （自保护） 等离子弧焊（PAW） 电渣焊（ESW）、气焊（OFW）、,。一般考试规则包括焊条电弧焊 （SMAW）、气焊（OFW）、钨极惰性气体保护焊（GTAW）、熔化极气体保护焊（GMAW）、药芯焊丝电弧焊（FCAW）、埋弧焊（SAW）、电渣焊（ESW）、摩擦焊（FRW）等。,2.1.1手工电弧焊 1.手工电弧焊的特点 手工电弧焊是通过高温下熔化金属与熔渣间的冶金反应，还原

21、并净化焊缝金属，从而得到优质的焊缝。 其特点是：设备简单、便于操作、适用于室内外各种位置的焊接，可以焊接碳钢、低合金钢、耐热钢、不锈钢等各种材料。缺点；生产效率低、劳动强度大、对焊接技术水平要求高。 2.手工电弧焊设备 a.交流焊机 b.旋转式直流焊机 c.硅整流直流焊机,手工电弧焊,整流式 、 逆变式,3.焊条的种类 按焊条药皮熔化后所形成熔渣的酸碱性不同可分为酸性焊条和碱性焊条（1）酸性焊条的优缺点；优点：工艺性能良好，成型美观对锈、油、水份的敏感度不大，抗气孔能力强，广泛用于结构焊接。 缺点：焊缝的冲击韧性较低，抗裂性较差。 （2）碱性焊条（低氢焊条）的优缺点；优点：抗裂性能良好、焊缝冲

22、击韧性高、多用于锅炉，压力容器和压力管道的焊接。 缺点：对锈、油、水份敏感容易产生气孔，电弧稳定性差，深坡口焊接时脱渣性不好，发尘量大。 特种设备重要部件焊接，采用直流电焊机反接，低氢碱性焊条 NB/T 47018承压设备用焊接材料订货技术条件,4.手工电弧焊的焊接规范焊接规范是影响焊接质量和焊接生产率的各个焊接工艺参数的总和。 手工电弧焊的焊接规范包括：焊接电流、电弧电压、焊条种类和直径、焊接种类和极性、焊接速度、焊接层数等。（1）焊接电流焊接电流是影响焊接质量和生产率的主要因素之一焊接电流过大会造成咬边、烧穿、焊瘤等缺陷，过小则容易产生未焊透、夹渣等缺陷。决定焊接电流的主要因素是焊条直径和

23、焊接位置。（2）电弧电压电弧电压主要影响焊缝的宽度，电压越高熔化宽度越大。（3）焊条直径应根据工件的厚度来选择焊条的直径。 (4) 焊接速度焊接速度应由焊工根据焊缝尺寸和焊条特性自行掌握，但焊接的速度不应超过每小时10米。,(5)焊接层数对同一厚度工件而言适当的增加焊接层数可以提高焊接接头的塑性。 5.手工电弧焊的焊接位置平焊、立焊、横焊、仰焊是对接接头的四种基本焊接方式。对管子环焊缝来说焊接的基本方式有水平转动、垂直固定、水平固定、450位置。,2.1.2 埋弧自动焊（SAW） 1.埋弧自动焊的特点焊接过程中主要的焊接操作都由机械自动完成者，称作自动焊。自动焊接中，电弧被掩埋在焊剂层下面燃烧

24、并实施焊接，叫埋弧焊。 2.与手工电弧焊相比，埋弧自动焊的优点（1）生产效率高（2）外观光滑美观、焊接质量良好稳定。 （3）节省材料和电能。 （4）焊接烟雾小，劳动强度低。 缺点：装配要求高，焊接位置只适合平焊。,埋弧自动焊,2.1.3 氩弧焊 氩弧焊是用惰性气体氩气作为保护气体的一种电弧焊接方法。氩弧焊的优缺点；优点:（1）适用焊接各种钢材、有色金属及合 金，焊接质量优良， （2）便于实现全位置自动化焊接。 （3）焊接速度快，热影响区小，工件变形小 （4 ) 电弧稳定，飞溅少，焊缝致密，成型美观。缺点：成本高，设备控制系统复杂，生产效率低，只能用于薄工件。 单面焊双面成型的全焊透焊缝，先氩弧

25、焊打底再手工焊或自动焊盖面。,2.1.4 二氧化碳气体保护焊； 弥补了氩弧焊的不足。缺点是烟雾大、弧光强、氧化材料的合金成分造成材料性能改变。 2.1.5 等离子弧焊-应用前景好 1、各种材料（不锈钢、耐热钢、铜合金、钛合金） 2、即可填充金属，也可不填充金属 3、 即可手工焊，也可自动焊 4、即可焊接，也可切割 5、即可焊接薄材（金属箔片），也可焊接厚材25mm,2.1.6 电渣焊 电渣焊是利用电流通过液体溶渣所产生的电阻热进行焊接的方法。 电渣焊的特点 (1)宜在垂直位置焊接 （2）适用于大厚度工件 （3）渣池对被焊工件有较好的预热作用 （4）焊后必须进行正火和回火热处理 （5）焊缝成型系

26、数调节范围大。,2.2 焊接接头2.2.1焊接接头的形式 焊接接头的形式一般由被焊接金属件的相互结构和位置来决定的，通常的接头形式有: 对接接头、T 形接头、十字接头、搭接接头、塞焊搭接接头、槽焊接头、角接接头、端接接头、套管接头、斜对接接头、卷边接头、锁底接头，共 12 种。 焊缝形式分为：对接焊缝、角焊缝、槽焊缝和端接焊缝，共 4 种。 -GB/T33751994焊接术语 焊接接头与焊缝的区别： 对接接头有角接焊缝，角接焊缝有对接焊缝 此外还有组合焊缝。,按每种接头的形式不同又有不同形式的坡口，焊接坡口形式指两金属连接处预先被加工成 的结构形式，一般由焊接工艺决定， 坡口的形式的选择要考虑

27、以下因素： 1.保证焊透 2.充填焊缝部位的金属要尽量少 3.便于施焊，改善劳动条件，对圆筒形构件尽量减少内焊接 4.应尽量减少焊接变形量。,2.2.2 焊接接头的组成焊接接头包括；焊缝、熔合区和热影响区三部分。焊接热影响区是焊接过程中，材料因受热的影响而发生金相组织和机械性能变化的区域，热影响区的宽度与焊接方法、线能量、板厚及焊接工艺有关。 2.2.3 焊接接头的组织和性能（1）焊接接头中，焊缝金属是高温液态冷却到常温固态，在这期间经历了两次结晶过程。第一次是由液相转变成固相，叫一次结晶过程，在固相发生组织转变叫做二此结晶。在一次结晶过程中，由于冷却速度快，焊缝金属元素来不及扩散，会产生化学

28、成分分布不均匀的现象，这种现象称为偏析，偏析可能使焊缝力学性能和耐腐蚀性能不均匀，还有可能产生缺陷。例如热裂纹的产生与偏析有关。 焊缝金属的二次结晶的组织和性能与焊缝的化学成分、冷却速度、及焊后热处理有关。,（2）熔合区热影响区的组织和性能 易淬火钢和不易淬火钢的组织和性能 不易淬火钢：熔合区、过热区、正火区、部分相变区 易淬火钢：熔合区、淬火区、部分淬火区、回火区 另外必须指出的是焊缝的余高不能增加整个焊接接头的强度，因为余高仅仅使焊缝截面增大，为使熔合区和热影响区增大，相反，由于余高的存在恰好在熔合区和热影响区部位造成结构的不连续性，从而导致应力集中，使焊接接头的疲劳强度下降。 焊接接头的

29、薄弱部位不在焊缝，而在熔合区和热影响区,2.3 焊接应力与变形 焊接应力与变形往往使焊接产品质量下降，焊缝中裂纹的产生与焊接应力有着密切的关系，残余应力大的部位会发生应力腐蚀和疲劳裂纹。 2.3.1焊接应力和变形的概念 我们所说的焊接应力和变形就是指焊接的残余内应力和焊接的残余变形。,1.焊接应力的分类；原因-（1）热应力（2）组织应力 存在的时间-(1)瞬时应力（2）残余应力 2.焊接变形的分类由于焊接接头型式不同，工件的厚度、焊缝的长度不同，焊缝会出现不同形式的变形，大体可以分为：纵向变形、横向变形、弯曲变形、角变形等多种形式。 2.3.2 焊接变形和应力的形成 焊接变形和应力是由于多种因

30、素同时作用造成的，其中最主要的因素有：焊件上的温度分布不均匀、熔敷金属的收缩、焊接接头金属组织的转变及工件刚性约束等。,2.3.3 焊接应力的控制 措施焊接件内应力是不可避免的，但是可以根据其产生的机理和规律找出一些措施控制它，使危害减少到最小。控制内应力的主要工艺措施是1.合理的装配与焊接顺序2.焊前予热2.3.4 消除焊接应力的方法；（1）热处理法-法规允许的方法 （2）机械法-日常、临时、局部，不均匀不彻底 （3）振动法-需报批,2.4 承压类特种设备常用钢材的焊接 2.4.1钢材的焊接性1.焊接性的含义工艺焊接性；指焊接接头出现裂纹的可能性（抗裂性）使用焊接性；指焊接接头在使用中的可靠

31、性（耐热性、耐腐蚀性、塑性、韧性、硬度等） 2.焊接性的估算钢材的焊接性能主要取决钢材的化学成分，特别是碳对焊接的影响最大，所以在工程上以碳当量进行估算。 3.焊接性试验以“获得无焊接缺陷又有所需要的使用性能的焊接接头”为目的，进行的试验 焊接性试验常见方法：固定对接焊抗裂试验、斜Y型坡口焊接裂纹试验、十字接头裂纹试验等,4.焊接工艺评定焊接工艺评定是在钢材焊接性能试验的基础上，结合承压类特种设备特点，技术条件，在制造单位具体条件下进行的焊接工艺验证试验，它的作用是评定施焊单位制定的焊接作业指导书是否正确，施焊单位能否有能力焊出合格的产品。 我国规定-JB47082000钢制压力容器焊接工艺评

32、定 NB/T470142011承压设备焊接工艺评定 焊接性试验-不必每一单位进行焊接工艺评定-每一单位必做,注意,焊接工艺评定是投产前的一种指导性和验证性的试验。 此外“通过焊接工艺评定确定了焊接工艺规范”的提法是不全面的。 焊接工艺评定只是确定焊接工艺规范的一个方面，不是全部内容。只通过焊接工艺评定是不能最终确 定焊接工艺规范的。,2.4.2 控制焊接质量的工艺措施承压类特种设备使用最多的是低合金高强钢，低合金高强钢的焊接最重要的原则是避免淬硬组织和控制冷裂纹。 合理选择焊接材料，控制焊接工艺 控制焊接质量的工艺措施的主要内容有；（不限于此）1.予热；预热的温度一般在502500 C 之间，

33、预热温度与施焊时的环境温度、钢种的强度级别、坡口形式、焊接材料的类型，金属的含氢量有关。 2.焊接能量参数；焊接能量参数是指焊接电流、电弧电压、焊接速度。 3.多层多道焊 4.紧急后热 5.焊条烘烤和坡口清洁,2.4.3 低碳钢的焊接1.低碳钢的焊接性（1）低碳钢一般塑性较好，没有淬硬倾向，对焊接加热和冷却不敏感，焊缝和热影响区不容易产生裂纹。（2）一般焊前不需要预热（3）杂质少，偏析很小（4）但工艺选择不当，热影响区的晶粒会长大（5）可采用交、直流电源，工艺简单。2.低碳钢焊接的工艺措施低碳钢焊接一般不需要预热，焊后也无需进行热处理。但当厚度特别大时，焊后需要回火处理。在低温焊接时需要预热，

34、电渣焊后必须进行正火处理。,2.4.4 低合金钢的焊接1.低合金钢的焊接特点（1）热影响区的淬硬倾向比较大（2）容易出现冷裂纹（还有热裂纹、再热裂纹、延迟裂纹）2.产生冷裂纹的主要原因；三个方面综合影响（1）焊缝和热影响区的氢含量（2）热影响区的淬硬程度（3）焊接接头的刚度所决定的焊接应力大小 3.再热裂纹倾向系数： Psp=CrCu2Mo10V7Ne5Ti 2,2.4.5 奥氏体不锈钢的焊接1.奥氏体不锈钢的焊接性奥氏体不锈钢的焊接性较好，焊接时一般不需要采取特殊的工艺措施，但当焊接工艺选择不当时，容易出现晶间腐蚀及热裂纹。2.奥氏体不锈钢的焊接时，防止或减少晶间腐蚀的主要措施；（1）使焊缝

35、形成双相组织（2）严格控制含碳量（3）添加稳定剂（4）焊后热处理（5）采用正确的焊接工艺3.奥氏体不锈钢的焊接时，防止产生热裂纹的主要措施； (1)在焊缝中加入形成铁素体的元素 (2)减少母材和焊缝的含碳量 (3)严格控制焊接规范（小电流快速焊）,第二篇 承压类特种设备基本知识,特种设备指人们生产和生活中广泛使用的，发生故障可能危机公众安全的，受到政府监督管理的设备。 在特种设备安全监察条例中特种设备分为两大类： 承压类设备包括锅炉、压力容器（含气瓶、氧舱）及压力管道。 机电类特种设备包括电梯、起重机、场（厂）内机动车辆、游乐设施、客运索道。 无损检测技术广泛地应用予承压类特种设备的制造、安装

36、和使用中的检验，为了保证特种设备的质量，所以无损检测人员应当对承压类特种设备的基本知识有一定的了解，并且对与承压类特种设备密切相关的法律、法规有所熟悉。,特种设备安全监察条例,第九十九条本条例下列用语的含义是：（一）锅炉，是指利用各种燃料、电或者其他能源，将所盛装的液体加热到一定的参数，并对外输出热能的设备，其范围规定为容积大于或者等于30L的承压蒸汽锅炉；出口水压大于或者等于0.1MPa（表压），且额定功率大于或者等于0.1MW的承压热水锅炉；有机热载体锅炉。 新特种设备目录的定义： 锅炉，是指利用各种燃料、电或者其他能源，将所盛装的液体加热到一定的参数，并通过对外输出介质的形式提供热能的设

37、备，其范围规定为设计正常水位容积大于或者等于30L，且额定蒸汽压力大于或者等于0.1MPa（表压）的承压蒸汽锅炉；出口水压大于或者等于0.1MPa（表压），且额定功率大于或者等于0.1MW的承压热水锅炉； 额定功率大于或者等于0.1MW 的有机热载体锅炉。,3.1概述 3.1.1锅炉的定义和用途 1.锅炉的定义；锅炉是指利用各种燃料，电或其他能源，将所盛装的液体加热到一定的参数，并承载一定压力的密闭设备。 2.用途；为工农业生产、交通运输、人们生活提供动力和热能。 3.1.2锅炉的特点； (1)一旦投入使用就要连续运行 (2)在承受较高的压力同时，还要在高温下工作。 (3)受热面广泛接触到烟、

38、火、水等物质，在一定条件下回对锅炉腐蚀。 (4)各受压元件承受不同的压力，而产生相应的应力。 (5)由于各元件的工作温度不同，热胀冷缩的程度也不同，产生的附加应力也不同。,第三章 锅炉的基本知识,3.1.3 锅炉的主要参数 1.容量（输出功率） 蒸汽锅炉，蒸汽量，D，顿 /小时 热水锅炉，有机热载体锅炉，供热量，Q，大卡/小时 2.压力 3.温度3.1.4饱和水和水蒸气性质（略）,（1）蒸汽锅炉安全技术监察规程（劳部发1996276 号） （2）热水锅炉安全技术监察规程（劳锅字19918号） （3）有机热载体锅炉安全技术监察规程（劳部发1993356 号） （4）小型和常压热水锅炉安全监察规定

39、 （5）电力工业锅炉监察规程 TSG_G0001-2012锅炉安全技术监察规程.doc,3.2锅炉的分类和型号 （教材P68）-注意，新规程1.4条按压力等级分类和按许可证分类 （1）超临界锅炉，p22.1MPa 23.5MPap26.5MPa （2）亚临界锅炉，16.7MPap22.1MPa 15.7MPap17.66MPa （3）超高压锅炉，13.7MPap16.7MPa p13.73MPa （4）高压锅炉，9.8MPap13.7MPa p9.81MPa （5）次高压锅炉，5.3MPap9.8MPa 3.82MPap9.81MPa （6）中压锅炉，3.8MPap5.3MPa p3.82 M

40、Pa 可见， 低压锅炉，p3.8MPa p2.45 MPa 锅炉分级.doc 许可证级别，B级证不能制造所有的B级锅炉； C级证不能制造所有的C级锅炉； D级证不能制造所有的D级锅炉；,锅炉制造许可证 A级不限 压力 蒸发量 热水温度 3.82 B级2.45 C级 0.8 t1 t/h 或 t120 D级 0.1 t120 且Q 2.8MW,锅炉安全技术监察规程确定的范围： 固定式承压蒸汽锅炉（过去是电站锅炉和工业锅炉）、承压热水锅炉、有机热载体锅炉、以余（废）热利用为主要目的的烟道式、烟道与管壳组合的式余（废）热锅炉 不包括（1）设计正常水位水容积小于30L的蒸汽锅炉、（2）额定出水压力小于

41、0.1MPa或者额定热功率小于0.1MW的热水锅炉、（3）为满足设备或工艺流程冷却需要的换热装置。 3.3锅炉的结构3.3.1锅炉结构的基本要求总的要求是：安全可靠、高能低耗 具体的见TSG_G0001-2012锅炉安全技术监察规程.doc,锅炉安全技术监察规程3.4 锅炉结构的基本要求,（1）各受压部件应当有足够的强度； （2）受压元件结构的形式、开孔和焊缝的布置应当尽量避免或者减少复合应力和应力集中； （3）锅炉水循环系统应当能够保证锅炉在设计负荷变化范围内水循环的可靠性，保证所有受热面都得到可靠的冷却。受热面布置时，应当合理地分配介质量流量，尽量减少热偏差。 （4）炉膛和燃烧设备的结构以

42、及布置、燃烧方式应当与所设计的燃料相适应，并且防止炉膛结渣和结焦。,（5）非受热面的组件，壁温可能超过该组件所用材料的许用温度时，应当采取冷却或者绝热措施； （6）各部件在运行时应当能够按照设计预定的方向自由膨胀； （7）承重结构在承受设计载荷时，应当具有足够的强度、刚度、稳定性及防腐蚀性； （8）炉膛、包墙及烟道的结构应当有足够的承载能力； （9）炉墙应当具有良好的绝热和密封性； （10）便于安装、运行操作、检修和清洗内外部。,3.3.2锅炉主要受压元件1.锅筒2.锅壳3.联箱4.下降管5.受热面管6.省煤气7.过热器8.减温器9.再热器10.炉胆11.下脚圈12.炉门圈、喉管、冲天管。 锅

43、炉安全技术监察规程3.7 1.锅筒2.锅壳3.集箱4.炉胆5.回燃室6.电站锅炉启动分离器7.集中下降管8.汽水管道9.封头10.管板11.炉胆顶12.下脚圈,锅炉安全技术监察规程3.7主要受压元件的连接,（1）锅炉主要受压元件的主焊缝（包括锅筒（锅壳）、集箱、炉胆、回燃室以及电站锅炉启动（汽水）分离器、集中下降管、汽水管道的纵向和环向焊缝、封头、管板、炉胆与下脚圈等的拼接焊缝）应当采用全焊透的对接接头。,3.3.3锅炉的安全附件 锅炉的安全附件包括；安全阀、压力表、水位计、水位警报器、排污阀等。其中，安全阀、压力表、水位计通常被人们称为锅炉的三大附件。 3.3.4典型的锅炉结构1.立式弯水管

44、锅炉 2.快装水、火管锅炉 3.偏锅筒快装水火管锅炉4.单横汽包水管锅炉 3.4 锅炉的工作过程（略） 3.4.1锅炉汽水流程系统（略）3.4.2锅炉水循环锅炉水循环有自然循环和强制循环两种。,3.5锅炉的无损检测要求锅炉的无损检测要遵循以下原则；-应按新规程执行（4.5.4节） 1.交叉部位优先检测2.高参数、大容量的锅炉无损检测要求高（检测比例、合格级别）3.不是100检测而是抽查4.采用RT、UT并用 5.对封头和下脚圈的拼缝，应在加工成型后，进行检测。6.锅炉中的重要角焊缝，一般不采用RT检测，而采用UT检测。7.需做热处理的焊接接头，无损检测要在热处理之后进行。8.厚度70mm的管子

45、，在焊到20mm时要进行100的射线检测9.锅炉定期检验时，若宏观检查未发现明显变形时，一般不采取RT或UT检测，但对重要的角焊缝和主体焊缝可以进行表面检测。 TSG_G0001-2012锅炉安全技术监察规程.doc,TSG_G0001-2012锅炉安全技术监察规程,4.5.4.3 无损检测标准 锅炉受压元件无损检测方法应当符合NB/T47013（JB/T4730）承压设备无损检测的要求，管子对接接头X射线实时成像，应当符合相应技术规定。 JB/T4730.1-.6-2005(通用、射线、超声、磁粉、渗透、涡流) 国家能源部 2012年第1号公告（2012.1.4发布2012.3.1执行） N

46、B/T47013.7-2012（目视)NB/T47013.8-2012（泄露）NB/T47013.9-2012（声发射） NB/T47013.10-2010（TOFD),第四章 压力容器基本知识 4.1 概述 4.1.1压力容器的定义和用途 从广义上讲，凡承受流体介质压力的密闭壳体都可以称作压力容器。 压力容器安全技术监察规程从安全的角度出发，讲同时具备以下三个条件的容器称为压力容器： 1.最高工作压力大于0.1MPa(不含液体静压力） 2.内直径大于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,特种设备安全监察条例,第九十九

47、条本条例下列用语的含义是：（二）压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPaL的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于1.0MPaL的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60液体的气瓶；氧舱等。 新特种设备目录定义： 压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压）的气体、液化气体和最高工作温度高于或

48、者等于标准沸点的液体，容积大于或者等于30L且内直径（非圆形截面指截面内边界最大几何尺寸）大于或者等于150mm的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于1.0MPaL的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60液体的气瓶；氧舱。,固定式压力容器安全技术监察规程,（1）工作压力大于或者等于0.1MPa（注1-2）； （2）工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPaL（注1-3）； （3）盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体（注1-4）。,4.1.2 压力容器的主要工艺参数 压力容器的工艺参数是进

49、行压力容器计算和结构设计的主要依据，压力容器设计的主要工艺参数有压力、温度、直径。(介质) 1.压力参数；工作压力、（操作压力）最高工作压力和设计压力。 2.温度参数；工作温度（操作温度）设计温度 3.直径；压力容器的直径系指其内径。单位用mm表示。,4.1.3 压力容器的分类 从安全角度出发目前广泛采用的比较重要的分类方法； 1.按压力容器的安全重要程度分类； (1)第一类压力容器 (2)第二类压力容器 (3)第三类压力容器 （注意：此项应按固定式压力容器安全技术监察规程进行分类） 2.根据使用情况分类； (1)固定式容器 (2)移动式容器 3.按压力分类 （1）低压容器(2)中压容器(3)

50、高压容器(4)超高压容器 4、按用途分类 （1）反应容器(2)储存容器(3)交换容器(4)分离容器 另外：金属和非金属压力容器 简单压力容器,4.1.4 我国压力容器法规和标准 1.固定式压力容器安全技术监察规程 .移动式式压力容器安全技术监察规程 .超高压容器安全技术监察规程 .简单压力容器安全技术监察规程非金属压力容器安全技术监察规程 固定式压力容器安全技术监察规程是压力容器 的基本 法规，它以安全为基本出发点，对压力容器的设计、制造、安装、检验、使用和维修提出了最基本的要求。其权威性要高于GB150钢制压力容器和任何标准。 2.GB150-89钢制压力容器-新标准 GB150-2011压

51、力容器 该标准是基础标准，它是压力容器标准体系中的核心，它包括和引用了很多标准，比如材料标准、产品标准等等。 GB150-2011.pdf 固定式压力容器安全技术监察规程(TSG_R0004-2009).doc,4.2 压力容器的典型结构和特点 4.2.1-4.2.4(低、中压压力容器的结构、高压容器的结构、压力容器的封头、压力容器的接管）略。 4.2.5 压力容器焊接接头的分类和设计原则 1.焊接接头的分类 按GB150压力容器焊接接头分为A、B、C、D 、E 五类。 A类接头；筒体部分的纵向接头，球形封头和圆筒连接的环向接头，各类封头中的拼焊接头，嵌入式接管与壳体对接接头。B类焊接接头；筒

52、体部分的环向接头，锥形封头小端与接管连接的接头，长颈法兰与接管连接的接头、但已规定的A、C、D类接头出外。C类接头；平盖、管板与筒体连接的接头、法兰连接的接头、接管连接的接头内封头与筒体搭接的接头，多层包扎容器的板层纵向接头。D类接头；接管、人孔、补强圈与壳体连接的接头。 E 类接头-受压元件与非受压元件的连接接头,2.压力容器焊接接头设计的一般原则（1)不宜采用十字接头 (2)当B类焊接接头和封头和筒体连接的A类接头壁厚不等时的规定。 (3）对低温压力容器和受交变载荷的压力容器必需采用全焊透的结构。（4）不应在不锈钢壳体上直接焊碳钢支架。 固定规有下列情况之一的，应当采用全焊透结构： （1）

53、介质为易爆或者介质毒性为极度危害和高度危害的压力容器； （2）要求气压试验或者气液组合压力试验的压力容器； （3）第类压力容器； （4）低温压力容器； （5）进行疲劳分析的压力容器； （6）直接受火焰加热的压力容器； （7）设计图样规定的压力容器。,4.3 压力容器的无损检测以固定规程压力容器为准-无损检测在压力容器制造过程中十分重要，压力容器制造时使用的无损检测包括；射线、超声、磁粉、渗透和涡流检测。4.3.1压力容器钢板无损检测要求；4.3.2 压力容器用锻件和无缝钢管的要求 以固定规程原材料和零部件的无损检测方法、检测比例和合格级别按照设计图样和本规程引用标准的要求。 4.3.3 压力容

54、器焊接接头的无损检测 (以GB150-2011为准) 1.无损检测的时机和方法的选择 （1）时机；（2）检测方法的选择原则,2、压力容器对接焊接接头无损检测的比例和验收级别 3、压力容器焊接接头的表面无损检测 4、重复检测 (以上教材内容多是：“老容规”的内容) GB150-2011.pdf（第四部分制造10.） 固定式压力容器安全技术监察规程(TSG_R0004-2009).doc（第四部分制造4.5）,4.4 在用压力容器的无损检测-教材是旧的应按新的 4.4.1在用压力容器的无损检测的一般要求 4.2.2在用压力容器的无损检测的要求 1、在用压力容器的表面缺陷检测 2、在用压力容器的埋藏

55、缺陷检测 压力容器定期检验规则.pdf（第三章第26、27、30条）,第五章 压力管道基本知识 5.1压力管道的定义和分类 5.1.1压力管道的定义； 压力管道是利用一定的压力，用于输送气体、液化气体或者液体的管状设备。 5.1.2压力管道的分类 按用途分类；工业管道（工艺管道、 动力管道 、制冷管道）、共用管道、长输管道。 按危害性质分类；火灾危害性-指可燃介质-GB50016-2006建筑设计防火规范规定， 有甲、乙、丙三类（另外，丁、戊类为不可燃 ） 爆炸性-指与空气混合可能发生爆炸的可燃介质或高温高压下可能引起爆炸的非可燃介质 毒性-指按职业性接触毒物危害程度分级GB5044分级，有剧

56、毒（极度危害）和有毒（高度危害、中度危害、轻度危害）两大类 腐蚀性-指能灼伤人体组织并对管道材料造成损坏的性质-工业金属管道设计规范GB50316分为A1、A2、B、C、D五类 按充装介质（流体）分类；可燃流体、有毒流体、剧毒液体，有毒液体、易爆流体等-具体定义见书本 P.107,GB5044-85对职业性接触毒物危害程度的分级，以急性毒性、急性中毒发 病症状、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果、致癌性和最高容许浓度等六项指标为基础，经综合分析， 全面权衡，以多数指标的归属定出危害程度的级别，但对某些特殊毒物，可按其急性、慢性或致癌性 等突出危害程度定出级别。该标准将介质的危害程度分为、四个级别，

57、分别代表极度危 害、高度危害、中度危害及轻度危害。 卫生部发布的 GBZ 230-2010职业性接触毒物危害程度分级对 GB5044-85 进行了修订，修订后标准中对职业性接触毒物危害程度分级，以毒物的急性毒性、扩散性、蓄积性、致 癌性、生殖毒性、致敏性、刺激与腐蚀性、实际危害后果与预后等 9 项指标为基础的定级标准，对该 9 项指标进行打分，然后计算出各项指标的加权分值的总和毒物危害指数（THI）。该标准将介质的危害程度分为、四个级别，分别代表极度危 害、高度危害、中度危害及轻度危害。 HG20660-2000压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类对化工压力容器中使用或储 存的化学介质

58、（包括原料、成品、半成品、中间体、反应体、反应副产物和杂质等）的毒性危害和爆 炸危险程度进行分类，并据以确定压力容器的类别和致密性、密封性技术要求。HG20660对介质毒性程度的分类是以GB5044所规定的六项分级指标为基础进行分类的，根据毒性 危害程度分为极度危害、高度危害和中度危害三类，未列入轻度危害的化学介质 。,GB50016-2006建筑设计防火规范规定，生产的火灾危险性根据生产中使用或产生的物质性质及其数量等因素，分为甲、乙、丙、丁、戊类 GB50160-2008石油化工企业设计防火规范中对可燃气体的火灾危险性分类，分为甲、乙、丙类 GB 6944-2012危险货物分类和品名编号中

59、的危险货物是指具有爆炸、易燃、毒害、感染、腐 蚀、放射性等危险特性，在运输、储存、生产、经营、使用和处置中，容易造成人身伤亡、财产损毁或环境污染而需要特别防护的物质和物品。按照具有的危险性或最主要的危险性，危险货物可分为 9 个类别，有些类别再分成项别，,TSG D0001-2009压力管道安全技术监察规程-工业管道,按管道内介质的危害程度、火灾的危 险性、腐蚀性和管道的设计压力、设计温度的大小等因素，对工业管道划分级别。 2毒性危害程度 （1）压力管道中介质毒性危害程度的分级应当符合 GB5044-85职业性接触毒物危害程度分级 的规定，以急性毒性、急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果、致癌性和最高容许浓 度等六项指标为基础定级标准，分为极度危害、高度危害和中