压力管道检验员考试复习题文档格式.docx

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⏹条例对档案管理的第一次规定

⏹第二十条锅炉、压力容器、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施的安装、改造、维修竣工后，安装、改造、维修的施工单位应当在验收后30日内将有关技术资料移交使用单位。

使用单位应当将其存入该特种设备的安全技术档案。

⏹安装、改造、维修及相应的验收档案是特种设备档案的重要内容

⏹本条规定了安装、改造、维修单位提供竣工资料的义务。

⏹验收是指建设单位与施工单位同意结束安装、改造、维修活动，并签署有关验收文件的活动。

⏹30日是整理档案的时间

⏹条例对档案管理的第二次规定

⏹第二十六条 

特种设备使用单位应当建立特种设备安全技术档案。

安全技术档案应当包括以下内容：

⏹

（一）特种设备的设计文件、制造单位、产品质量合格证明、使用维护说明等文件以及安装技术文件和资料；

⏹

（二）特种设备的定期检验和定期自行检查的记录；

⏹（三）特种设备的日常使用状况记录；

⏹（四）特种设备及其安全附件、安全保护装置、测量调控装置及有关附属仪器仪表的日常维护保养记录；

⏹（五）特种设备运行故障和事故记录；

⏹（六）高耗能特种设备的能效测试报告、能耗状况记录以及节能改造技术资料。

⏹条例对档案管理的第三次规定

⏹（三）压力管道，是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，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、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于25mm的管道。

⏹检验员职责：

⏹1． 

在资格证书允许的范围内从事相应项目的检验工作；

2． 

编制检验方案，出具检验报告，并对检验结果负责。

⏹金属是具有良好的导电性、导热性、延展性（塑性）和金属光泽的物质

⏹合金：

是指由两种或两种以上元素组成的具有金属特性的物质。

⏹铁碳合金，是以铁和碳为组元的二元合金。

⏹

⏹正火：

将钢加热至奥氏体化温度并保温使之均匀化后，在空气中冷却的热处理工艺。

⏹退火

⏹：

将钢加热到高于或等于奥氏体化临界点，保温一段时间后，缓慢冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺。

⏹退火目的

⏹⑴调整硬度，便于切削加工。

适合加工的硬度为170-250HB。

⏹⑵消除内应力，防止加工中变形。

⏹⑶细化晶粒，为最终热处理作组织准备。

•金属材料的基本性能

•所谓强度是指构件在载荷作用下抵抗破坏的能力。

所谓刚度是指构件在外力作用下抵抗变形的能力。

•弹性变形:

材料在外力作用下将产生变形,随外力解除而消失的变形.

•塑性变形:

材料在外力作用下将产生变形,外力解除后不能消失的变形.

以低碳钢为例

1.弹性阶段

2.屈服阶段

3.强化阶段

4.局部变形阶段

温度是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。

温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。

它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。

•温度是物体内分子间平均动能的一种表现形式。

分子运动愈快，物体愈热，即温度愈高；

分子运动愈慢，物体愈冷，即温度愈低。

目前国际上用得较多的温标有华氏温标（°

F）、摄氏温标（°

C）、热力学温标（K）和国际实用温标。

定义：

垂直作用在单位面积上的力，或流体中单位面积上承受的力。

物理学上称之为“压强”

当绝对压力小于大气压力时，容器内的绝对压力不足一个大气压的数值来表示。

称为”真空度”。

它们的关系如下：

绝对压力=大气压力+相对压力 

真空度 

=大气压力 

-绝对压力 

三者之间的关系是：

绝对压力=大气压+表压力Pg

临界温度：

气体液化的必要条件。

只有在某一特定温度之下，气体才能通过压缩的方法加以液化，这一温度界限称为临界温度。

也就是能使气体液化的最高温度。

临界压力：

在临界温度时，能使气体液化的最小压力叫做临界压力

•气、液二相处于相对稳定的平衡共存状态，汽液两相即达到了相平衡。

称之为饱和状态。

•在饱和状态下的液体叫饱和液体，其密度叫饱和液体密度，饱和液体液面上的蒸气叫饱和蒸气，其密度叫饱和蒸气密度，其压力叫饱和蒸气压（简称蒸气压）。

•燃烧的定义

•可燃物在与空气共存的条件下，当达到某一温度时，与着火源接触即能引起燃烧，并在着火源离开后仍能持续燃烧，这种持续燃烧的现象叫着火。

•燃烧，俗称着火，是指可燃物与氧或氧化剂作用发生的释放热量的化学反应，通常伴有火焰和发烟的现象。

在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害，叫做火灾。

•　　任何物质发生燃烧，都有一个由未燃状态转向燃烧状态的过程。

这过程的发生必须具备三个条件：

即：

可燃物、助燃物和着火源，并且三者要相互作用。

•燃点、闪点、自燃点

•

（1）燃点按照标准试验方法，引燃爆炸性气体混合物的最低温度叫燃点，也称为着火点、引燃点。

•

（2）闪点标准条件下，能够使液体释放出足够的蒸气而形成能发生闪燃的爆炸性气体混合物的液体最低温度叫闪点。

•（3）自燃点可燃物质达到某一温度时，与空气接触，无需引火即可剧烈氧化而自行燃烧的最低温度。

•易燃气体,易燃液体的蒸气或可燃粉尘和空气混合达到一定浓度时,遇到火源就会发生爆炸.达到爆炸的空气混合物的浓度,称为爆炸极限.其最低浓度叫爆炸下限，最高浓度叫爆炸上限

•包括：

机械性能、耐腐蚀性能、物理性能、制造工艺性能、经济性。

•一、机械性能

•是指在外力作用下，材料抵抗破裂和过度变形的能力。

包括下列指标：

强度、弹性、塑性、韧性、疲劳强度、断裂韧性、硬度

⏹

（1）强度:

是指金属材料在外力作用下对变形或断裂的抗力。

⏹屈服强度Re（σs）或Rr0.2（σ0.2）和抗拉强度Rm（σb），高温下工作时，还要考虑蠕变极限σn和持久强度σD，设计中许用应力都是根据这些数值决定的。

⏹GB/T228.1-2010金属材料拉伸试验第1部分：

室温试验方法

⏹抗拉强度（Rm）：

相应最大力（Fm）的应力。

⏹最大力（Fm）：

试样在屈服阶段之后所能抵抗的最大力。

对于无明显屈服（连续屈服）的金属材料，为试验期间的最大力。

⏹强度极限σb指材料在外力的作用下，由开始加载到断裂时为止所能承受的最大应力。

它是反映材料抵抗大量均匀塑性变形的强度指标

⏹屈服强度：

当金属材料呈现屈服现象时，在试验期间达到塑性变形发生而力不增加的应力点，应区分上屈服强度和下屈服强度。

⏹上屈服强度（ReH）：

试样发生屈服而力首次下降前的最高应力。

⏹下屈服强度（ReL）：

在屈服期间，不计初始瞬时效应时的最低应力。

⏹规定非比例延伸强度（Rp）：

非比例延伸率等于规定的引伸计

⏹屈服强度σs指材料在外力的作用下，由开始加载到刚出现塑性变形时所承受的应力。

它是反映材料抵抗微量塑性变形的强度指标。

对某些材料，在加载试验时，其应力应变图中没有明显的屈服平台，此时就以产生0.2％塑性变形时的应力作为该种材料的屈服极限，并用σ0.2表示。

⏹

（2）弹性：

指标为弹性极限σe，即材料承受最大弹性变形时的应力。

⏹刚度：

材料受力时抵抗弹性变形的能力。

指标为弹性模量E。

（3）塑性

•塑性是指材料受力破坏前承受最大塑性变形的能力，指标为断后伸长率和断面收缩率。

•伸长率：

原始标距的伸长与原始标距（Lo）之比的百分率。

•断后伸长率（A）：

断后标距的残余伸长（Lu-Lo）与原始标距（Lo）之比的百分率。

•断面收缩率（Z）：

断裂后试样横截面积的最大缩减量（Su-So）与原始横截面积（So）之比的百分率。

•老标准：

延伸率δ、断面收缩率ψ

•（4）韧性

•是指金属材料抵抗冲击负荷的能力。

韧性常用冲击功Ak和冲击韧性值ak表示。

•GB/T229-2007金属夏比缺口冲击试验方法

•适于温度在-192℃~1000℃范围内金属夏比V型缺口和U型缺口试样的冲击试验

•韧脆转变温度

•材料的冲击韧性随温度下降而下降。

在某一温度范围内冲击韧性值急剧下降的现象称韧脆转变。

发生韧脆转变的温度范围称韧脆转变温度。

材料的使用温度应高于韧脆转变温度。

•（5）疲劳强度:

表示材料经无数次交变载荷作用而不致引起断裂的最大应力值

•（6）断裂韧性:

材料抵抗内部裂纹失稳扩展的能力称为断裂韧性。

•（7）硬度:

指材料抵抗局部塑性变形的能力，现在多用压入法测定。

•

⏹监督检验是指在特种设备制造或安装过程中，在企业自检合格的基础上，由国家特种设备安全监督管理部门核准的检验机构对制造或安装单位进行的制造或安装过程进行的验证性检验，属于强制性的法定检验。

⏹特种设备定期检验

⏹在特种设备投放使用后，按照特种设备安全技术规范规定的时间间隔、设备所处状态（停机或者在线）、检验人员、检验设备、检验项目、检验方法、检验程序、抽样比例等对特种设备进行的检查、测量、检测、试验并最终评定其安全性能是否符合要求的过程。

•压力管道公称直径（DN）

•管道元件DN（公称尺寸）的定义和选用 

GB/T1047-2005

是由字母DN和后跟无因次整数数字组合的尺寸标志。

•管道的公称直径即不是管子的内径，也不是管子的外径，它是为了设计，制造和安装的方便而人为规定的标准．用符号DN表示。

•管道的公称直径（又称为公称通径）是管子和管道附件的标准直径，它是就内径而言的标准，只近似于内径而不是实际内径。

•用标准的尺寸系列表示管子、管件、阀门等口径的名义内直径。

•公称直径

•规定管子与管路附件的公称直径或公称通径的目的，是使管道元件连接处的口径保持一致，即通用性和互换性。

是为了设计、制造、安装和修理的方便而规定的一种标准直径。

•公称直径一般与管道元件连接处的内径有相似性。

例如：

阀门的公称直径等于实际内径。

但是，大多数的管道元件的公称直径既不是内径、也不是外径或者中径。

它只是一种称呼直径。

所以，公称直径又被定义为名义内径或者名义外径。

至于管道元件实际内径或者外径，应是由管道元件的相应产品的技术标准来规定。

然而，无论管道元件的内径或者外径多大，相同公称直径的管道元件进行连接时，都可以达到互换与通用的目的。

（GB1047-95管道元件的公称通径）

•目前常用的管子标准中，对于管子的直径均以管子外径来描述。

管子的外径加上相应的壁厚，共同构成管子的规格。

管子和管路附件的公称直径常用的有15、20、25、32、40、50、65、80、100、125、150等约20多种。

•管子的公称直径

•　　一般来说，管子的直径可分为外径、内径、公称直径。

管材为无缝钢管的管子的外径用字母D来表示，其后附加外直径的尺寸和壁厚，例如外径为108的无缝钢管，壁厚为5MM，用D108*5表示，塑料管也用外径表示，如De63,其他如钢筋混凝土管、铸铁管、镀锌钢管等采用DN表示，在设计图纸中一般采用公称直径来表示，是管子（或者管件）的规格名称。

管子的公称直径和其内径、外径都不相等，

•公称直径是接近于内径，但是又不等于内径的一种管子直径的规格名称，在设计图纸中所以要用公称直径，目的是为了根据公称直径可以确定管子、管件、阀门、法兰、垫片等结构尺寸与连接尺寸，公称直径采用符号DN表示，如果在设计图纸中采用外径表示，也应该作出管道规格对照表，表明某种管道的公称直径，壁厚。

•公称压力（PN）

•是由字母PN和后跟无因次整数数字组合的压力标志

•是供参考用的方便的圆整数。

同一公称压力PN值所标示的同一公称通径的所有管路附件具有与端部连接型式相适应的同一连接尺寸。

•即公称压力是压力容器或管道的标准化压力等级,即按标准化要求将工作压力划分为若干个压力等级.指规定温度下的最大工作压力,也是一种经过标准化后的压力数值.

压力管道管系性能要求

一、对管系性能的基本要求

对压力管道最基本的要求是在确保安全的前提下有效运行，保证生产的长期稳定。

这就需要压力管道必须具备生产工艺要求的特定使用性能：

结构先进、安全可靠、制造安装容易、维修方便、经济合理等。

通常压力管道至少应保证以下性能：

1、管道的强度

管道强度是指管道和管道元件在限定的压力、温度条件下抵抗破裂或过量塑性变形的能力。

如管道设计时强度不足，在压力作用下会产生塑性变形，最后导致管道破裂失效。

2、管系的柔性

通常对管系通过自身的变形而吸收热胀冷缩和其它位移的特性叫做管系的柔性，管系的柔性是反映管系变形难易程度的一个物理概念。

影响管系柔性的因素通常包括以下几点：

①管系中管道元件的规格（管径和壁厚）；

②管系的空间几何形状和管道元件的数量；

③管系端部相关设施的刚度；

④管系中间支撑件的数量、支撑形式和约束效果；

⑤管系中特殊管道元件（柔性元件）的影响，柔性元件通常包括波纹管膨胀节、U型膨胀节等。

3、管系的稳定性

管系的稳定性（刚度）是指管线中管道或管道部件在限定的载荷条件下抵抗弹性变形的能力。

与强度不同，管道或管道的受压部件不会发生破裂和过量的塑性变形，但却会由于弹性变形过大丧失正常的工作能力。

其影响因素主要是管系内管道的支撑、管道元件的布置和管道元件的规格。

4、管系的密封性

管系的密封不但指压力管道可拆连接处密封性，而且也包括各种母材和焊缝的致密程度。

对易燃、毒性程度为高度危害和极度危害介质的管系，其密封性能要求更加严格。

对盛装这类介质的管系不但要求采用可靠的密封结构，要求进行整体气密性试验，而且对制造和检验会有更多、更高的要求。

压力管道的失效型式

一、压力管道破坏的主要原因

压力管道在实际使用过程中，由于在设计、制造、安装及运行管理中存在各类问题，管道的破坏性事故时有发生。

同时由于工作介质往往有易燃易爆、腐蚀及剧毒的特点，因此给压力管道的安全运行带来一定的威胁。

1、长输管道

在欧州国家长输管线破坏事故的原因中，外力损伤占第一位，其次是腐蚀、制造缺陷、材料损伤等。

美国长输管线破坏事故的原因中，外力损伤占第一位，其次是腐蚀、材料损伤等。

原苏联天然气管道的事故原因主要是腐蚀、其次是制造缺陷、材料损伤和外力损伤。

我国管线事故原因主要是腐蚀、外力损伤、制造缺陷和材料损伤等原因，与原苏联的事故统计数据较为接近，和欧美国家情况相差较大，其主要原因在于当时在管材、制管工艺、制造和安装水平比较落后。

近几年，我国新建的西部油、气管线由于所采用的设备、材料已接近国际水平，加之防腐、自动化操作水平的提高，设备故障、腐蚀、误操作等原因造成的事故比例将会降低。

2、公用管道

城市煤气和天然气管线破坏事故的原因主要是腐蚀、外力损伤、制造缺陷和材料损伤等。

3、工业管道

国外有关统计资料表明，工业管道的破坏性事故中，腐蚀破坏约占28．1％；

疲劳破坏约占29．1％；

蠕变破坏约占28．8％。

可见腐蚀、疲劳、蠕变破坏是管道破坏的三大主要原因。

将95年石化企业Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类管道爆炸与严重损坏事故原因按图1所示进行了分类，

二、压力管道的主要失效形式和分类

1、压力管道的主要失效形式

压力管道的主要失效形式包括：

①因存在原始制造性缺陷和使用过程中新生缺陷引发的弹塑性断裂失效模式；

②因环境或介质影响造成的由腐蚀引发的破坏失效模式；

③因高温、高压、临氢、交变载荷环境造成的材料累积损伤失效模式，如珠光体球化、石墨化、回火脆化、蠕变破坏、疲劳破坏、氢损伤（包括氢腐蚀和氢脆）等。

2、压力管道失效型式的分类

①压力管道失效型式的分类方法有很多种。

按破坏时宏观变形量的大小可分为韧性破坏（延性破坏）和脆性破坏两大类。

a.韧性破坏

韧性破坏是管道在压力的作用下管壁上产生的应力达到材料的强度极限，因而发生断裂的一种破坏型式。

金属材料在外力的作用下，首先产生弹性变形，当外力引起的应力超过材料的弹性极限（屈服点）时，除继续产生弹性变形外，同时还产生塑性变形。

当外力引起的应力达到材料的强度极限时，材料便发生断裂，这就是材料变形过程的弹性变形、弹塑性变形和断裂的三个阶段。

韧性破坏是一种因强度不足而发生的破坏。

如果管道不是由于存在明显的缺陷，或者材料也没有明显脆化，而是由于超压导致破坏时，都属于韧性破坏。

通常具有如下一些特征：

1）发生明显变形；

2）一般不产生碎片；

3）实际爆破压力与理论值相近。

b.脆性破坏

脆性破坏是指管道破坏时没有发生宏观变形，破坏时的管壁应力也远未达到材料的强度极限，有的甚至还低于屈服极限。

脆性破坏往往在一瞬间发生，并以极快的速度扩展。

这种破坏现象和脆性材料的破坏很相似，故称为脆性破坏。

又因为它是在较低的应力状态下发生的，故也叫做低应力破坏。

脆性破坏的基本原因是材料的脆性和存在严重缺陷。

前者可因焊接和热处理工艺不当而引起，后者主要包括制造安装时焊接接头中遗留的缺陷和使用中产生的缺陷。

此外，加载的速度、残余应力、结构的应力集中等都会加速脆断破坏的发生。

②此外按破坏时材料的微观（显微）断裂机制分类，也可以分为韧窝断裂、解理断裂、沿晶脆性断裂和疲劳断裂等。

但实际工作中，往往采用一种习惯的混合分类方法，即以宏观分类法为主，再结合一些断裂特征。

通常分为：

制造时产生的原始缺陷破坏、腐蚀冲刷破坏、疲劳破坏、材料损伤和其他形式破坏。

压力管道制造时产生的原始缺陷破坏

a.压力管道焊接接头中常见的焊接缺陷

b.钢管中常见的制造缺陷：

纵向裂纹、横向裂纹、表面划伤、折叠、夹杂和分层等。

c.锻件中常见的锻造缺陷：

白点、锻造裂纹、龟裂、夹沙、非金属夹杂物以及缩孔和缩管。

d.钢板中常见的制造缺陷：

分层、裂纹、线状缺陷、非金属夹杂物、夹渣、折叠和偏析等。

e.铸件中常见的制造缺陷：

气孔、夹渣、夹沙、密集气孔、冷隔、缩孔和缩松、裂纹（热裂纹、冷裂纹等）。

腐蚀破坏

压力管道的腐蚀是由于受到内部输送物料及外部环境介质的化学或电化学作用（也包括机械等因素的共同作用）而发生的破坏。

特别是石油化学工业，因其介质腐蚀性强，并常常伴有高温、高压、磨损等，最易发生管道破坏事故。

压力管道的腐蚀破坏形态，主要有全面腐蚀、局部腐蚀、应力腐蚀破裂、腐蚀疲劳及氢损伤。

其中危害最大的当属应力腐蚀破裂，往往在没有先兆的情况下突然发生，造成预测不到的破坏。

a.全面腐蚀

b.局部腐蚀

c.应力腐蚀开裂

疲劳破坏

压力管道的疲劳破坏是管道长期受到反复加压和卸压的交变载荷作用，而导致金属材料出现的一种破坏形式。

金属在承受大小和方向都随时间发生周期性变化的交变载何的作用时，尽管载荷所产生的应力不大，而且往往低于材料的屈服极限，但如果长期受这类载荷的作用，也会发生断裂破坏。

疲劳破坏时一般没有明显的塑性变形，从型式上来讲与脆性破坏很相似，但其产生原因和发展过程却截然不同。

金属承受的交变应力愈大，则所能承受的交变次数愈少；

反之，交变应力愈小，则至断裂时所能承受的交变次数就愈多。

当金属所承受的交变应力不超过某一数值时，它可承受无

数次的交变应力而不会发生疲劳断裂，该应力值称为材料的疲劳极限。

疲劳极限与抗拉强度有一定的比例关系。

在拉伸一压缩对称的应力循环中，疲劳极限约为抗拉强度的40％，若仅承受拉伸的脉动循环，则此比例还要高一些。

腐蚀疲劳

交变应力与化学介质共同作用下引起金属力学性能下降、开裂，甚至断裂的现象称为腐蚀疲劳。

腐蚀疲劳裂纹往往有许多条，但无分支。

一般是穿晶裂纹。

在用压力管道的材料损伤

室温下材料的组织和性能一般均较稳定，不随使用时间增加而改变。

但在高温下材料的表现与室温下材料的表现不同，材料会发生损伤。

压力管道材料损伤是指管道材料在高温下长期运行所引起的组织和性能发生变化的现象。

通常管道材料发生的组织和性能变化形式有:

珠光体的球化和碳化物聚集；

石墨化；

回火脆化；

蠕变和蠕变脆化；

氢损伤（包括氢腐蚀和氢脆）等。

a.珠光体球化和碳化物聚集

b.石墨化

c.蠕变破坏

d.回火脆化

e.氢损伤

1、介质的物理特性--温度

•目前国际上用得较多的温标有华氏温标（°

•摄氏温标以水沸点（标准大气压）为100度和冰点（标准大气压下冰和水混合物）为零度作为温标的两个固定点。

•绝对零度，即绝对温标的开始，是温度的最低极限，相当于—273.15℃，当达到这一温度时所有的原子和分子热运动