锅炉压力容器基础知识.docx

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锅炉压力容器基础知识

江苏省广播电视大学转业军人学历教育

专科管理类标准、计量与质量管理专业

《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σb、屈服强度σs

（2）金属塑性定义；定义指标：

伸长率δ，断面收缩率ψ,

（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Ceq＜0.4%不必预热

碳当量Ceq=0.4%～0.6%焊前预热

碳当量Ceq＞0.6%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（μ）、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

20

320

50

用于现场射线照相

移动式x射线探伤机

20

450

100

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。

γ射线探伤机

40~200

15~100

10~100

60Co

137Cs

192Ir

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ΔD、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