特种设备安全检测技术.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流特种设备安全检测技术.精品文档.检验应考对特种设备安全性能进行评价的各类检测技术及特种设备安全管理和检验知识的掌握程度；对特种设备使用安全技术及特种设备安全使用的控制和安全管理知识的掌握程度；二、重点、难点：1.熟悉进行特种设备安全检验的各类检测技术的基本原理、检验方法和检验目的。2了解特种设备的安全强度及承压设备用材料、焊接安全特点，承压设备承载介质安全特点；3.熟悉锅炉设备安全使用技术与安全管理要求；4掌握特种设备安全使用的操作规范、主要危险及预防控制措施；三、内容讲解：四、特种设备检测技术特种设备的种类、结构、类型繁多，其设计参数和使用条件各不相同，承压设备所盛装的介质可能具有不同程度的腐蚀或磨损的性质，因此，对它们进行检验时，必须采用各种不同的检验方法，才能对特种设备的安全使用性能作出全面、正确的评价。(一)宏观检查直观检查和量具检查通常称为宏观检查。宏观检查是对在用承压类特种设备进行内、外部检验常用的检验方法。宏观检查的方法简单易行，可以直接发现和检验容器内、外表面比较明显的缺陷，为进一步利用其他方法作详细的检验提供线索和依据。1直观检查直观检查是承压类特种设备最基本的检验方法，通常在采用其他检验方法之前进行，是进一步检验的基础。它主要是凭借检验人员的感觉器官，对容器的内、外表面进行检查，以判别其是否有缺陷。1)检查内容直观检查，要求检查容器的本体和受压元件的结构是否合理，承压类特种设备的连接部位、焊缝、胀口、衬里等部位是否存在渗漏，承压类特种设备表面是否存在腐蚀的深坑或斑点、明显的裂纹、重皮折叠、磨损的沟槽、凹陷、鼓包等局部变形和过热的痕迹，焊缝是否有表面气孔、弧坑、咬边等缺陷，容器内、外壁的防腐层、保温层、耐火隔热层或衬里等是否完好等。2)检查工具用于直观检查的检查工具有手电筒、510倍放大镜、反光镜、内窥镜、约0.5 kg的尖头手锤等。3)检查方法(1)通常采用肉眼检查。肉眼能够迅速扫视大面积范围，并且能够察觉细微的颜色和结构的变化。(2)当被检查的部位比较狭窄(例如长度较长的管壳式容器，以及气瓶等)，无法直接观察时，可以利用反光镜或内窥镜伸入容器内进行检查。(3)当怀疑设备表面有裂纹时，可用砂布将被检部位打磨干净，然后用浓度为10的硝酸酒精溶液将其浸湿，擦净后用放大镜观察。(4)对具有手孔或较大接管而人又无法进到内部用肉眼检查的小型设备，可将手从手孔或接管口伸入，触摸内表面，检查内壁是否光滑，有无凹坑、鼓包。(5)用约05 kg的尖头手锤进行锤击检查是过去检查锅炉、压力容器的一种常用的方法。当容器表面有防腐层、保温层、耐火隔热层、衬里或夹套等妨碍检查时，如果需要应部分或全部拆除再进行直观检查。直观检查时，往往会在容器表面发现各种形态的缺陷，检验人员应予以综合判断，并分别予以适当的处置。2.量具检查采用简单的工具和量具对直观检查所发现的缺陷进行测量，以确定缺陷的严重程度，是直观检查的补充手段。1)检查内容用量具检查主要是检查设备表面腐蚀的面积和深度，变形程度，沟槽和裂纹的长度，以及设备本体和受压元件的结构尺寸(如容器的平直度、管板的不平度等)是否符合要求等。2)检查工具直尺、样板、游标卡尺、塞尺等。3)检查方法(1)用拉线或量具检查设备的结构尺寸。例如：用钢卷尺围出筒体的周长，用计算圆周长的公式和筒体的实际壁厚值算出筒体的平均内直径，以求得筒体的内径偏差；测量筒体同一断面的不圆度等。(2)用平直尺紧靠设备、管板等的表面，用游标卡尺或塞尺检查设备的平直度，腐蚀、磨损、鼓包的深度(高度)，管板的不平度等。(3)用预先按受压元件的某部分做成的样板紧靠其表面，检查它们的形状、尺寸是否符合设计要求(例如角焊缝的焊脚高度、封头的曲率尺寸等)，或测量其变形、腐蚀的程度。(4)在器壁发生均匀腐蚀、片状腐蚀或密集斑点腐蚀的部位，目前通常采用超声波测厚仪测量容器的剩余壁厚。(二)无损检测在承压类特种设备构件的内部，常常存在着不易发现的缺陷；如焊缝中的未熔合、未焊透、夹渣、气孔、裂纹等。要想知道这些缺陷的位置、大小、性质，对每一台设备进行破坏性检查是不可能的，为此出现了无损探伤法，它是在不损伤被检工件的情况下，利用材料和材料中缺陷所具有的物理特性探查其内部是否存在缺陷的方法。应用无损检测技术通常是为了达到4个目的：保证产品质量、保障安全使用、改进制造工艺、降低生产成本。1射线检测(1)射线检测原理。射线照射在工件上，透射后的射线强度根据物质的种类、厚度和密度而变化，利用射线的照相作用、荧光作用等特性，将这个变化记录在胶片上，经显影后形成底片的黑度变化，根据底片黑度的变化可了解工件内部结构状态，达到检查出缺陷的目的。(2)射线检测的特点。可以获得缺陷直观图像，定性准确，对长度、宽度尺寸的定量也较准确；检测结果有直接记录，可以长期保存；对体积型缺陷(气孔、夹渣类)检出率高，对面积性缺陷(裂纹、未熔合类)如果照相角度不适当容易漏检；适宜检验厚度较薄的工件，不适宜检验较厚的工件；适宜检验对接焊缝，不适宜检验角焊缝以及板材、棒材和锻件等；对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸(高度)的确定较困难；检测成本高、速度慢；射线对人体有害。(3)射线的安全防护。射线的安全防护主要是采用时间防护、距离防护和屏蔽防护三大技术。时间防护即为尽量缩短人体与射线接触的时间。如果到射线源的距离增大2倍，射线的强度会降低34。利用这一原理，可以采用机械手、远距射线源操作等方法进行距离防护。还可在人体与射线源之间隔上一层屏蔽物，以阻挡射线，即进行屏蔽防护。2超声波检测(1)超声波检测原理。超声波是一种超出人听觉范围的高频率机械振动波。超声波可以分为纵波、横波、表面波等多种波型。当介质中质点的位移与波传播的方向一致时为纵波；质点的位移与波传播的方向垂直时为横波；而表面波只能在工件表面传播。在固体中，各类声波都可以传播；在液体和气体中，只有纵波才可以传播。超声波在同一均匀介质中传播时速度不变，传播方向也不变，如果传播过程中遇到另一种介质，就会发生反射、折射或绕射的现象。制造容器使用的钢材可视为均匀介质，如果内部存在缺陷，则缺陷会使超声波产生反射现象，根据反射波幅的大小、方位，就能判定和测出缺陷的存在。(2)超声波检测特点。超声波检测对面积性缺陷的检出率较高，而对体积型缺陷检出率较低；适宜检验厚度较大的工件；适用于检测各种试件，包括检测对接焊缝、角焊缝，板材、管材、棒材、锻件以及复合材料等；检验成本低、速度快，检测仪器体积小、重量轻，现场使用方便；检测结果无直接见证记录；对缺陷在工件厚度方向上定位较准确；材质、晶粒度对检测有影响。3.磁粉检测(1)磁粉检测原理。铁磁性材料被磁化后，其内部产生很强的磁感应强度，磁力线密度增大几百倍到几千倍，如果材料中存在不连续，磁力线会发生畸变，部分磁力线有可能逸出材料表面，从空间穿过，形成漏磁场。因空气的磁导率远低于零件的磁导率，使磁力线受阻，一部分磁力线挤到缺陷的底部，一部分穿过裂纹，一部分排挤出工件的表面后再进入工件。这后两部分磁力线形成磁性较强的漏磁场。如果这时在工件上撒上磁粉，漏磁场就会吸附磁粉，形成与缺陷形状相近的磁粉堆积(称这种堆积为磁痕)，从而显示缺陷。当裂纹方向平行于磁力线的传播方向时，磁力线的传播不会受到影响，这时缺陷也不可能检出。(2)磁粉检测特点。适宜铁磁材料探伤，不能用于非铁磁材料；可以检出表面和近表面缺陷，不能用于检测内部缺陷；检测灵敏度很高，可以发现极细小的裂纹以及其他缺陷；检测成本很低，速度快；工件的形状和尺寸有时因难以磁化而对探伤有影响。4渗透检测(1)渗透检测原理。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，经过一定的时间，渗透液可以渗进表面开口的缺陷中；除去零件表面多余渗透液后，再在零件表面施涂显像剂，同样在毛细管的作用下，显像剂将吸引缺陷中保留的渗透液，渗透液渗到显像剂中，在一定的光源下，缺陷中的渗透液痕迹被显示，从而探出缺陷的形貌及分布状态。(2)渗透检测特点。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用渗透检测；形状复杂的部件也可用渗透检测，并一次操作就可大致做到全面检测；同时存在几个方向的缺陷时，用一次操作就可完成检测；形状复杂的缺陷也可容易地观察显示的痕迹；不需大型设备，携带式喷灌着色渗透检测不需水、电，十分方便现场检测；试件表面粗糙度对检测结果影响大，探伤结果往往易受操作人员技术水平影响；可以检出表面张口的缺陷，但对埋藏缺陷或闭口型的表面缺陷无法检出；检测程序多，速度慢，检测灵敏度较磁粉低；材料较贵，成本高，有些材料易燃、有毒。5涡流检测(1)涡流检测原理。在工件中的涡流方向与给试件加交流电磁场的线圈(称为初级线圈或激励线圈)的电流方向相反；而涡流产生的交流磁场又使得激励线圈中的电流增加，假如涡流变化，这个增加的部分(反作用电流)也变化，测定这个变化，可得到工件表面的信息。(2)涡流检测的特点。检测时与工件不接触，所以检测速度很快，易于实现自动化检测；涡流检测不仅可以探伤，而且可以揭示工件尺寸变化和材料特性，例如电导率和磁导率的变化，利用这个特点可综合评价容器消除应力热处理的效果，检测材料的质量以及测量尺寸；受集肤效应的限制，很难发现工件深处的缺陷；缺陷的类型、位置、形状不易估计，需辅以其他无损检测的方法来进行缺陷的定位和定性；不能用于绝缘材料的检测。6.声发射探伤法（1）声发射探伤法原理。声发射技术是根据容器受力时材料内部发出的应力波判断容器内部结构损伤程度的一种新的无损检测方法。（2）声发射探伤特点。它与X射线、超声波等常规检测方法的主要区别在于声发射技术是一种动态无损检测方法。它能连续监视容器内部缺陷发展的全过程。7.磁记忆检测磁记忆检测原理是处于地磁环境下的铁制工件受工作载荷的作用，其内部会发生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向的和不可逆转的重新取向，并在应力与变形集中区形成最大的漏磁场的变化。这种磁状态的不可逆变化在工作载荷消除后继续保留。从而通过漏磁场法向分量的测定，可以准确地推断工件的应力集中区。(三)测厚厚度测量是承压类特种设备检验中常见的检测项目。由于容器是闭合的壳体，测厚只能从一面进行，所以需要采用特殊的物理方法，最常用的是超声波。(四)化学成分分析钢铁材料元素分析的方法有原子发射光谱分析法和化学分析法两种。在用锅炉压力容器检验中进行化学成分分析的目的，主要在于复核和验证材料的元素含量是否符合材料的技术标准，或者在焊接或返修补焊时借此制定焊接工艺，或者用于鉴定在用锅炉压力容器壳体材质在运行一段时间后是否发生变化。(五)金相检验金相检验的目的主要是为了检查设备运行后受温度、介质和应力等因素的影响，其材质的金相组织是否发生了变化，是否存在裂纹、锅烧、疏松、夹渣、气孔、未焊透等缺陷。金相检验分为宏观金相和微观金相，折断面检查是宏观金相检验方法之一。金相检验可以观察到设备的局部金相组织。对于材料的金相检验，根据有关标准，可以判定钢材脱碳层深度，测定低碳钢的游离渗碳体，亚共析钢的带状组织和魏式组织，以及晶粒度等。对于在用压力容器金相检验结果的判定，目前尚无标准可循，通常可采用与典型缺陷金相图谱对比的方法来进行判定。在用压力容器的断口金相检验，还可以帮助我们判定腐蚀、断裂的类型，分析造成容器失效的原因。(六)硬度测试材料硬度值与强度存在一定的比例关系，材料化学成分中，大多数合金元素都会使材料的硬度升高，其中碳的影响最直接，材料中含碳量越大，其硬度越高，因此硬度测试有时用来判断材料强度等级或鉴别材质；材料中不同金属组织具有不同的硬度，故通过硬度值可大致了解材料的金相组织，以及材料在加工过程中的组织变化和热处理效果；加工残余应力和焊接残余应力的存在对材料的硬度也会产生影响，加工残余应力和焊接残余应力值越大，硬度越高。(七)断口分析断口分析是指人们通过肉眼或使用仪器观察与分析金属材料或金属构件损坏后的断裂截面，来探讨与材料或构件损坏有关的各种问题的一种技术。断口是构件破坏后两个偶合断裂截面的通称。人们通过对断口形态的观察、研究和分析，去寻求断裂的起因、断裂方式、断裂性质、断裂机制、断裂韧性以及裂纹扩展速率等各种断裂基本问题，以使人们正确地判断引起断裂的真实原因究竟是起源于材料质量、构件的制造工艺、构件使用的环境因素影响，还是构件使用的操作因素等等。断口分析技术的发展概括起来经历了3个阶段：用肉眼、低倍率放大镜或光学显微镜直接观察阶段，用透射电子显微镜(简称“透射电镜”)观察断口复型的间接阶段；用扫描电子显微镜(简称“扫描电镜”)直接观察阶段。通常人们把第一阶段称为宏观断口分析，而把后两个阶段称为微观断口分析，有时又称作“电子断口学分析”或“电子显微断口学分析”。(八)耐压试验    承压类特种设备的耐压试验即通常所说的液压试验(水压试验)和气压试验，是一种验证性的综合检验，它不仅是产品竣工验收时必须进行的试验项目，也是定期进行容器全面检验的主要检验项目。耐压试验主要用于检验压力容器承受静压强度的能力。(九)气密试验气密试验又称为致密性试验或泄漏试验，当介质毒性程度为极度、高度危害或设计上不允许有微量泄漏的压力容器，必须进行气密试验。气密性试验应在液压试验合格后进行。对碳素钢和低合金钢制压力容器，其试验用气体的温度应不低于5C°，其他材料制压力容器按设计图样规定。气密性试验所用气体，应符合气压试验的规定。压力容器进行气密性试验时，安全附件应安装齐全。容器致密性的检查方法：在被检查的部位涂(喷)刷肥皂水，检查肥皂水是否鼓泡；检查试验系统和容器上装设的压力表，其指示是否下降；在试验介质中加人体积分数为1的氨气，将被检查部位表面用5硝酸汞溶液浸过的纸带覆盖，如果有不致密的地方，氨气就会透过而使纸带的相应部位形成黑色的痕迹。用此法检查容器致密性较为灵敏、方便；在试验介质中充入氦气，如果有不致密的地方，就可利用氦气检漏仪在被检查部位表面检测出氦气。目前的氦气检漏仪可以发现气体中含有千万分之一的氦气存在，相当于在标准状态下漏氦气率为1 cm3/a，因此，其灵敏度较高；小型容器可浸入水中检查，被检部位在水面下约2040 mm深处，检查是否有气泡逸出。(十)爆破试验爆破试验是对压力容器的设计与制造质量，以及其安全性和经济性进行综合考核的一项破坏性验证试验，通常气瓶在制造过程中按批进行爆破试验。(十一)力学性能试验力学性能试验的目的是检测材料及焊接接头的力学性能。检测方法有拉力试验、弯曲试验、常温和低温冲击试验、压扁试验等。检测的力学性能有比例极限p、弹性极限e、屈服极限s、抗拉强度b、伸长率5、断面收缩率、弯曲、冲击功Akv等。(十二)应力应变测试应力应变测试目的是测出构件受载后表面的或内部各点的真实应力状态。实验应力应变测试的方法主要有电阻应变测量法(简称“电测法”)、光弹性方法、应变脆性涂层法和密栅云纹法等，每种测试方法都有各自的特点和适用范围。电测法是将作为传感元件的电阻应变片粘贴或安装在被测的承压设备表面上，然后将其接入测量电路，当设备受载变形时，应变片的敏感栅相应变形并将应变转换成电阻改变量，再通过电阻应变仪直接得到所测量的应变值。根据应力与应变关系的物理方程，即可将测得的应变值换算成被测点的实际应力值。用电测法可以进行大规模的多点应变测量，准确测定承压设备构件表面上任一点的静态到500 kHz的动态应变，还可测得平面应力状态下某些点的主应力大小和方向。但是，此法只能测试承压设备表面的应力，不能显示容器表面整体应力场中应力梯度的情况。(十三)应力分析应力分析是指分析构件在载荷的作用下，各应力分量。如分析一次总体薄膜应力、一次局部薄膜应力、一次弯曲应力、二次应力、峰值应力等。(十四)断裂力学分析断裂力学分析是应用断裂理论，对含缺陷构件的剩余强度和寿命进行分析的方法。断裂力学的观点认为，带裂纹的构件，只要裂纹扩展未达到临界尺寸，仍可使用。(十五)风险评估风险评价技术就是将设备发生事故的可能性(概率)和事故造成的危害程度(经济损失)进行综合考虑，将设备划分成不同的风险等级。【例题】： 以下有关无损检测的说法正确的是：。(    )   A.  射线检测的特点，对面积性缺陷的检出率较高，而对体积型缺陷检出率较低；适宜检验厚度较大的工件；适用于检测各种试件，检验成本低、速度快。B.  超声波检测特点，对体积型缺陷(气孔、夹渣类)检出率高，对面积性缺陷(裂纹、未熔合类)容易漏检；适宜检验厚度较薄的工件。C.  磁粉检测特点，适宜铁磁材料探伤，不能用于非铁磁材料；可以检出表面和近表面缺陷，不能用于检测内部缺陷；检测灵敏度很高；检测成本很低，速度快。D. 渗透检测特点，可以检出表面张口的缺陷，但对埋藏缺陷或闭口型的表面缺陷无法检出；检测程序多，速度慢，检测灵敏度较低；材料较贵，成本高，有些材料易燃、有毒。E.  涡流检测的特点，不仅可以探伤，而且可以揭示工件尺寸变化和材料特性，检测速度很快，很难发现工件深处的缺陷。【答案】：CDE 五、特种设备用钢材及焊接基础知识    （一）承压类特种设备用钢无论是锅炉，还是压力容器，或是压力管道，钢材是制造承压类特种设备的主要材料。钢材的质量及性能的好坏对于承压类特种设备安全运行，有着重要的影响和作用。1.按钢中所含化学成分分类按钢中所含化学成分可以将钢分成碳素钢和合金钢两大类：2按冶炼方法分类按冶炼方法分类，有两种形式，一种是按冶炼设备分为平炉钢、电炉钢、转炉钢；另一种是按脱氧程度分为镇静钢、沸腾钢、半镇静钢。3. 按金相组织分类钢材经正火处理后所得金相组织不同，可分为珠光体钢、贝氏体钢、奥氏体钢、铁索体钢。(二）金属的机械性能   所谓金属的机械性能是指在一定的温度条件和外力作用下，抵抗变形和断裂的能力，如强度、硬度、塑性、韧性等，也称力学性能。以低碳钢为例，金属材料受拉伸外力作用引起的变形过程可分3个阶段，即弹性变形、塑性变形、断裂变形阶段。由拉伸试验可获得强度和塑性指标。   1强度   金属强度是指在外力作用下，抵抗变形和破坏的能力。应用最普遍的是强度指标。强度指标主要是屈服极限（s或0.2）和抗拉强度极限（b）。2塑性   金属的塑性是指在外力作用下，能引起永久变形而不发生破裂，并在外力取消后，仍能保持变形后形状的能力。材料的塑性值也可通过拉伸试验测得，通常用伸长率（延伸率）和断面收缩率来表示。   3冲击韧性   金属的冲击韧性即为在冲击力作用下，抑制变形和断裂的能力。它还是金属材料在塑性变形范围内吸收能量的能力，因此，也可按冲击值的大小来衡量材料的塑性。目前国内外广泛采用一次摆锤弯曲试验，缺口型式有夏比（U）和夏比（V）两种。表示冲击韧性的参数也有两种，一种是以冲断试样消耗的冲击功Ak，单位是焦耳（J）；另一种是以单位缺口处断面所耗的冲击功ak，单位是焦耳/厘米2（Jcm2）表示。目前压力容器钢板全部改为用夏比（V）冲击功（即Akv）作为冲击韧性验收标准。只有少数压力容器锻件还用夏比（U）冲击值（即akU）作为冲击验收标准。钢中气体含量较高或晶粒粗大，则韧性差。根据冲击后断裂的形式，可以判断材料的质量及晶粒大小。冲击韧性试验还能测定金属材料由韧性状态向脆性状态过渡的转变温度。4硬度硬度是指金属材料抵抗更硬异物压入的能力。硬度表明材料的耐磨性和切削加工的可能性。一般说来，硬度较高，材料的耐磨性较好。常用的硬度有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）、维氏硬度（HV）3种。5冷弯冷弯性能是材料抵抗弯曲断裂能力的标志，它间接反映了材料的塑性。这个试验既可检查钢的塑性好坏，也可以考核其加工工艺性能，也能暴露钢板受试面缺陷以及焊接接头的焊接缺陷。6.断裂韧性断裂韧性是反映材料对裂纹扩展的抵制能力。对于中低强度钢的断裂韧性，目前较普遍采用临界裂纹张开位移（COD）值c表示；对于高强钢的脆断问题，则应用材料的平面应变断裂韧性值Kic表示。7金属材料高温机械性能炼油化工设备相当数量是在中等温度（<350）和高温下使用。中、高温压力容器通常以350分界。（三）焊接焊接是通过加热或加压或同时加热加压，使焊件连接部位形成原子结合的一种工艺加工方法。承压类特种设备受压元件焊接中焊接方法有两大类：一类是熔焊，就是将焊件接头加热到熔化状态（不加压）完成焊接的方法；另一类是压焊，就是将焊件接头施加压力（加热或不加热）完成焊接的方法。每一类中都包括许多具体的焊接方法。承压类特种设备受压元件中常用的焊接方法大多属熔焊，例如手工电弧焊，自动埋弧焊；手工钨极氲弧焊，自动气体保护焊，电渣焊等。属于压焊的摩擦焊在电站锅炉制造的管子焊接中使用较多。1.手工电弧焊(1）手工电弧焊特点。手工电弧焊是通过手工操纵焊条与焊件产生电弧，利用电弧热使焊件局部和焊条熔化形成熔池完成焊接的方法。手工电弧焊的特点是对材料和焊接位置适应性强，适于焊接碳钢、低合金钢、耐热钢、不锈耐蚀钢等，适于锅炉制造、安装、修理中各种位置的焊接，设备简单，便于使用和维护；焊钳小，操作灵便；焊接质量受焊工操作技术水平的影响很大，对焊工操作技能要求较高，生产率较低，焊工的劳动强度较大；有些情况下焊接工作条件较差。2）焊条按施焊对象，焊条可分为碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、铸铁焊条、堆焊焊条等类别。2.自动埋弧焊(1）自动埋弧焊特点。自动埋弧焊是通过机械操纵使电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊方法。自动埋弧焊的特点是，机械操纵受焊工操作技能的影响较手工焊小，电弧区保护效果较好。如果焊接材料的质量稳定，焊接工艺参数正确，这种方法容易达到质量稳定且焊缝表面平滑美观；焊接电流大，焊接速度较快，生产效率高；电弧埋在焊剂层下没有飞溅，焊工不受弧光伤害，所以焊工劳动条件较好；没有焊条头及飞溅的损耗，焊件采用I形坡口的厚度范围比手工焊明显大，所以成本较低；因为是机械操纵，所以对坡口加工和焊件接头的装配要求严格，辅助工作较多；因焊接电流大，一般限于平焊位置进行焊接。（2）焊丝和焊剂。焊丝的作用主要是，作为电极，传导电流引燃电弧，维持电弧燃烧；作为填充金属以形成焊缝；为焊缝金属补充合金元素。焊剂的作用主要是：焊剂层以及熔化的焊剂使电弧空间和熔池与空气隔离，防止氧、氮气体侵入，并减少元素烧损，起到保护作用；焊剂中有的矿物质起到容易引弧并稳定电弧的作用；焊接过程中熔渣与熔化金属发生冶金反应，脱氧，去硫、磷，并且可向熔池过渡合金元素，起到合金化作用，使焊缝金属具有所需的力学性能、化学成分，并提高抗气孔和裂纹的能力；焊剂还可促使焊缝成形美观。3.钨极氩弧焊钨极氩弧焊是在氩气保护下在钨极与焊件之间引燃电弧并完成焊接的一种电弧焊方法。钨极氩弧焊的特点是：由于用惰性气体氩进行保护，它不参加冶金反应，也不溶于熔化金属，有效地将电弧区与空气隔开，所以电弧稳定，熔池中的氢、氧、氮含量较易控制，因此不仅裂纹倾向较小而且焊缝质量高；电弧在气流压缩下燃烧；热量集中，容易使接头的根部焊透，并且熔池较小，热影响区较窄，焊接变形较小；电弧和熔池由氩气保护，明弧可见，熔池较小，可进行全位置焊接；对焊件的焊前清理工作要求严格。4.熔化极气体保护焊（1）熔化极气体保护焊特点。熔化极气体保护焊就是在惰性或活性气体保护下采用熔化电极进行电弧焊的方法。熔化极气体保护焊的特点是：如果采用富氩混合气体或氧气进行保护时，可以获得高质量的焊缝；适用的母材种类和厚度范围都比较宽，尤其是采用脉冲熔化极气体保护焊；电流密度大，热量集中，熔敷效率高，焊接速度较快，所以生产效率较高；弧光强，烟气较大，二氧化碳作保护气体焊接时飞溅较大，应注意防护；对焊件的焊前清理工作要求较严格，尤其是富氩或氩气保护时。（2）焊丝和保护气体。熔化极气体保护焊的焊丝作用、分类、钢号，及其使用和管理与自动埋弧焊的焊丝相似，一般对焊丝表面的清理要求更严。保护气体常用的有氩气、富氩混合气、二氧化碳气。锅炉受压元件中很少用二氧化碳气，而较多用富氩混合气，常用的有不少于80氩与不超过20二氧化碳混合、98氩与2氧气混合等，混合气体保护使电弧稳定，焊缝成形美观，焊缝质量好。混合气体可采用已混合好的瓶装气体，也可采用单种气体经混合器进行混合后用于焊接。5.电渣焊电渣焊是利用电流通过液态熔渣产生的电阻热将焊件与焊丝熔化进行焊接的一种熔焊方法。电渣焊的特点是，可以一次焊成很厚的焊件而不需开坡口和多层焊，因此生产效率高；采用渣池保护，避免空气与熔池接触。由于焊接速度较慢，因此熔池中的气体和杂质易于浮出，焊缝中气孔和夹渣很少；因为焊接速度较慢，焊件在高温停留时间较长，热影响区宽，近缝区晶粒粗大，塑性和韧性降低，所以焊件在焊后一般都进行正火热处理；焊剂消耗很少，焊缝化学成分的调整主要靠电极。6摩擦焊摩擦焊是利用焊件表面互相摩擦产生的热使端面达到热塑性状态，然后迅速顶锻而完成焊接的一种压焊方法。摩擦焊的特点是：焊接过程快，生产率高；工艺参数自动控制，操作简单，焊接质量较好；适用的接头型式有限；对参数的测量和控制要求严格；用无损检测方法检查接头内部质量有一定困难。【例题】： 以下有关焊接的叙述正确的是：。(    )   A.  手工电弧焊的特点是，适于锅炉制造、安装、修理中各种位置的焊接，焊接质量受焊工操作技术水平的影响很大B.  自动埋弧焊的特点是，可进行全位置焊接，焊接质量稳定且焊缝表面平滑美观；焊接电流大，焊接速度较快，生产效率高；C.  钨极氩弧焊的特点是，一般限于平焊位置进行焊接，焊缝质量高，熔池较小，热影响区较窄D.  熔化极气体保护焊的特点是，对焊件的焊前清理工作要求较严格，尤其是富氩或氩气保护时。焊缝质量高，焊接速度快，生产效率较高  E.  电渣焊的特点是，可以一次焊成很厚的焊件而不需开坡口和多层焊，因此生产效率高，热影响区宽【答案】：ADE第二节   特种设备安全技术（一）锅炉、压力容器使用安全管理1. 安全管理要点1)使用定点厂家合格产品国家对锅炉压力容器的设计制造有严格的要求，实行定点生产制度。锅炉压力容器的制造单位，必须具备保证产品质量所必需的加工设备、技术力量、检验手段和管理水平。购置、选用的锅炉压力容器应是定点厂家的合格产品，并有齐全的技术文件、质量证明书和产品竣工图。2)登记建档锅炉压力容器在正式使用前，必须到当地特种设备安全监察机构登记，经审查批准入户建档、取得使用证方可使用。在使用单位也应建立锅炉压力容器的设备档案，保存设备的设计、制造、安装、使用、修理、改造和检验等过程的技术资料。3)专责管理使用锅炉压力容器的单位，应对设备进行专责管理，即设置专门机构、责成专门的领导和技术人员管理设备。4)持证上岗锅炉司炉、水质化验人员及压力容器操作人员，应分别接受专业安全技术培训并考试合格，持证上岗。5)照章运行锅炉压力容器必须严格依照操作规程及其他法规操作运行，任何人在任何情况下不得违章作业。6)定期检验定期检验是指在设备的设计使用期限内，每隔一定的时间对其承压部件和安全装置进行检查，或作必要的试验。实行定期检验是及早发现缺陷、消除隐患、保证设备安全运行的一项行之有效的措施。锅炉、压力容器定期检验分为外部检验、内部检验和耐压试验。实施特种设备法定检验的单位须取得国家质量监督检验检疫总局的核准资格。7)监控水质水中杂质使锅炉结垢、腐蚀及产生汽水共腾，降低锅炉效率、寿命及供汽质量。必须严格监督、控制锅炉给水及锅水水质，使之符合锅炉水质标准的规定。8)报告事故锅炉压力容器在运行中发生事故，除紧急妥善处理外，应按规定及时、如实上报主管部门及当地特种设备安全监察部门。2.锅炉启动、运行与停炉1)锅炉启动步骤(1)检查准备。对新装、迁装和检修后的锅炉，启动之前要进行全面检查。主要内容有：检查受热面、承压部件的内外部，看其是否处于可投入运行的良好状态；检查燃烧系统各个环节是否处于完好状态；检查各类门孔、挡板是否正常，使之处于启动所要求的位置；检查安全附件和测量仪表是否齐全、完好并使之处于启动所要求的状态；检查锅炉架、楼梯、平台等钢结构部分是否完好；检查各种辅机特别是转动机械是否完好。(2)上水。从防止产生过大热应力出发，上水温度最高不超过90，水温与筒壁温差不超过50。对水管锅炉，全部上水时间在夏季不小于l h。在冬季不小于2 h。冷炉上水至最低安全水位时应停止上水，以防止受热膨胀后水位过高。(3)烘炉。对新装、迁装、大修或长期停用的锅炉，其炉膛和烟道的墙壁非常潮湿，一旦骤然接触高温烟气，将会产生裂纹、变形，甚至发生倒塌事故。为防止此种情况发生，此种锅炉在上水后，启动前要进行烘炉。(4)煮炉。对新装、迁装、大修或长期停用的锅炉，在正式启动前必须煮炉。煮炉的目的是清除蒸发受热面中的铁锈、油污和其他污物，减少受热面腐蚀，提高锅水和蒸汽品质。(5)点火升压。一般锅炉上水后即可点火升压。点火方法应燃烧方式和燃烧设备而异。层燃炉一般用木材引火，严禁用挥发性强烈的油类或易燃物引火，以免造成爆炸事故。对于自然循环锅炉来说，起升压过程与日常的压力锅升压相似，即锅内压力是由烧火加热产生的，升压过程与受热过程紧紧地联系在一起。(6)暖管与并汽。暖管，即用蒸汽慢慢加热管道、阀门、法兰等部件，使其温度缓慢上升，避免向冷态或较低温度的管道突然供入蒸汽，以防止热应力过大而损坏管道、阀门等部件；同时将管道中的冷凝水驱出，防止在供汽时发生水击。并汽，也叫并炉、并列，即新投入运行锅炉向共用的蒸汽母管供汽。并汽前应减弱燃烧，打开蒸汽管道上的所有疏水阀，充分疏水以防水击；冲洗水位表，并使水位维持在正常水位线以下；使锅炉的蒸汽压力稍低于蒸汽母管内气压，缓慢打开主汽阀及隔绝阀，使新启动锅炉与蒸汽母管连通。2)点火升压阶段的安全注意事项(1)防止炉膛爆炸。锅炉点火时需防止炉膛爆炸。锅炉点火前，锅炉炉膛中可能残存有可燃气体或其他可燃物，也可能预先送入可燃物，如不注意清除，这些可燃物与空气的混合物遇明火即可能爆炸，这就是炉膛爆炸。燃气锅炉、燃油锅炉、煤粉锅炉等点火时必须特别注意防止炉膛爆炸。防止炉膛爆炸的措施是，点火前，开动引风机给炉膛通风510 min，没有风机的可自然通风510 min，以清除炉膛及烟道中的可燃物质。气、油炉、煤粉炉点燃时，应先送风，之后投入点燃火炬，最后送入燃料。一次点火未成功需重新点燃火炬时，一定要在点火前给炉膛烟道重新通风，待充分清除可燃物之后再进行点火操作。(2)控制升温升压速度。升压过程也就是锅水饱和温度不断升高的过程。由于锅水温度的升高，锅筒和蒸发受热面的金属壁温也随之升高，金属壁面中存在不稳定的热传导，需要注意热膨胀和热应力问题。为防止产生过大的热应力，锅炉的升压过程一定要缓慢进行。点火过程中，对各热承压部件的膨胀情况应进行监督，发现有卡住现象应停止升压，待排除故障后再继续升压；发现膨胀不均匀时也应采取措施消除。(3)严密监视和调整仪表。点火升压过程中，锅炉的蒸汽参数、水位及各部件的工作状况在不断地变化，为了防止异常情况及事故的出现，必须严密监视各种指示仪表，将锅炉压力、温度和水位控制在合理的范围之内。同时，各种指示仪表本身也要经历从冷态到热态、从不承压到承压的过程，也要产生热膨胀，在某些情况下甚至会产生卡住、堵塞、转动或开关不灵等无法投入运行或工作不可靠的故障。因此点火升压过程中，保证指示仪表的准确可靠十分重要。点火一段时间，当发现蒸汽从空气阀冒出时，即可将空气阀关闭准备升压。此时，应密切监视压力表，在一定的时间内压力表上的指针应离开原点。如锅内已有压力而压力表指针不动，则须将火力减弱或停息，校验压力表并清洗压力表管道，待压力表正常后，方可继续升压。(4)保证强制流动受热面的可靠冷却。自然循环锅炉的蒸发面在锅炉点火后开始受热，即产生循环流动。由于启动过程加热比较缓慢，蒸发受热面中产生的蒸汽量较少，水循环还不正常，各水冷壁受热不均匀的情况也比较严重，但蒸发受热面一般不至于在启动过程中烧坏。由于锅炉在启动中不向用户提供蒸汽及不连续经省煤器上水，省煤器、过热器等强制流动受热面中没有连续流动的水汽介质冷却，因而可能被外部连续流过的烟气烧坏。所以，必须采取可靠措施，保证强制流动受热面在启动中不至过热损坏。对过热器的保护措施是：在升压过程中，开启过热器出口集箱疏水阀、对空排气阀，使一部分蒸汽流经过热器后被排除，从而使过热器得到足够的冷却。对省煤器的保护措施是，对钢管省煤器，在省煤器与锅筒间连接再循环管，在点火升压期间，将再循环管上的阀门打开，使省煤器中的水经锅筒、再循环管(不受热)重回省煤器，进行循环流动；但在上水时应将再循环管上的阀门关闭。3)锅炉正常运行中的监督调节(1)锅炉水位的监督调节。锅炉运行中，运行人员应不间断地通过水位表监督锅内的水位。锅炉水位应经常保持在正常水位线处，并允许在正常水位线上下50 mm之内波动。由于水位的变化与负荷、蒸发量和气压的变化密切相关，因此水位的调节常常不是孤立地进行，而是与气压、蒸发量的调节联系在一起的。为了使水位保持正常，锅炉在低负荷运行时，水位应稍高于正常水位，以防负荷增加时水位降得过低；锅炉在高负荷运行时，水位应稍低于正常水位，以免负荷降低时水位升得过高。(2)锅炉气压的监督调节。在锅炉运行中，蒸汽压力应基本上保持稳定。锅炉气压的变动通常是由负荷变动引起的，当锅炉蒸发量和负荷不相等时，气压就要变动。若负荷小于蒸发量，气压就上升；负荷大于蒸发量，气压就下降。所以，调节锅炉气压就是调节其蒸发量，而蒸发量的调节是通过燃烧调节和给水调节来实现的。运行人员根据负荷变化，相应增减锅炉的燃料量、风量、给水量来改变锅炉蒸发量，使气压保持相对稳定。对于间断上水的锅炉，为了保持气压稳定，要注意上水均匀，上水间隔的时间不宜过长，一次上水不宜过多；在燃烧减弱时不宜上水，手烧炉在投煤、扒渣时也不宜上水。(3)气温的调节。锅炉负荷、燃料及给水温度的改变，都会造成过热气温的改变。过热器本身的传热特性不同，上述因素改变时气温变化的规律也不相同。(4)燃烧的监督调节。燃烧调节的任务是使燃料燃烧供热适应负荷的要求，维持气压稳定；使燃烧完好正常，尽量减少未完全燃烧损失，减轻金属腐蚀和大气污染；对负压燃烧锅炉，维持引风和鼓风的均衡，保持炉膛一定的负压，以保证操作安全和减少排烟损失。(5)排污和吹灰。排污，锅炉运行中，为了保持受热面内部清洁，避免锅水发生汽水共腾及蒸汽品质恶化，除了对给水进行必要而有效的处理外，还必须坚持排污。吹灰，燃煤锅炉的烟气中含有许多飞灰微粒，在烟气流经蒸发受热面、过热器、省煤器及空气预热器时，一部分烟灰就积沉到受热面上，不及时吹扫清理往往越积越多。由于烟灰的导热能力很差，受热面上积灰会严重影响锅炉传热，降低锅炉效率，影响锅炉运行工况，特别是蒸汽温度，对锅炉安全也造成不利影响。4)停炉及停炉保养(1)停炉。正常停炉是预先计划内的停炉。停炉中应注意的主要问题是防止降压降温过快，以避免锅炉部件因降温收缩不均匀而产生过大的热应力。停炉操作应按规程规定的次序进行。大体上说，锅炉正常停炉的次序应该是先停燃料供应，