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1、过程制造与检测课件1 1本讲稿第一页，共四十七页绪绪 论论0.1概述概述过程工业：是指处理流程性物料的工业，流过程工业：是指处理流程性物料的工业，流 和性物料是指在时间上和空间上和性物料是指在时间上和空间上 是连续的，一般是指气体、液体是连续的，一般是指气体、液体 和粉粒体和粉粒体0.1.1 基本概念基本概念2 2本讲稿第二页，共四十七页过程机械定义：过程机械定义：过程机器：相对运动的机械过程机器：相对运动的机械过程设备：相对静止的机械过程设备：相对静止的机械过程机械的特征：过程机械的特征：过程机器：有能量输入过程机器：有能量输入过程设备：无能量输入过程设备：无能量输入过程机械加工方法：过程机

2、械加工方法：过程机器：加工零件过程机器：加工零件装配装配机器机器过程设备：压力成型过程设备：压力成型焊接焊接设备设备3 3本讲稿第三页，共四十七页过程机械：单体设备或单个机器过程机械：单体设备或单个机器过程装备：由管路把机器械、设备连接起来过程装备：由管路把机器械、设备连接起来 的系统的系统过程装备过程装备 =装置（均指系统）装置（均指系统）4 4本讲稿第四页，共四十七页0.2 课程内容课程内容1）过程装备的检测）过程装备的检测2）过程设备制造工艺）过程设备制造工艺3）过程机械制造的质量要求）过程机械制造的质量要求4）过程机器和设备的安装修理）过程机器和设备的安装修理5 5本讲稿第五页，共四十

3、七页0.2.1 过程设备制造部分过程设备制造部分常压容器设计压力低于常压容器设计压力低于0.1MPa0.1MPa。低压容器（低压容器（L L）设计压力为）设计压力为0.10.11.6MPa1.6MPa；中压容器（中压容器（M M）设计压力为）设计压力为1.61.610MPa10MPa；高压容器（高压容器（H H）设计压力为）设计压力为1010100MPa100MPa；超高压容器（超高压容器（U U）设计压力高于）设计压力高于100MPa100MPa1）压力容器的压力等级（四级）压力容器的压力等级（四级）6 6本讲稿第六页，共四十七页2）压力容器的种类（四种）压力容器的种类（四种）（4 4）贮运

4、容器（）贮运容器（C C）：主要用来盛装生产和生活用的）：主要用来盛装生产和生活用的 原料原料 气体、液体、液化气体等气体、液体、液化气体等 其中球罐代号其中球罐代号B B（1 1）反应容器（）反应容器（R R）：主要用来完成介质的物理、）：主要用来完成介质的物理、化学反应。化学反应。（2 2）换热容器（）换热容器（E E）：主要用来完成介质的热量交换。：主要用来完成介质的热量交换。（3 3）分离容器（）分离容器（S S）：主要用来完成介质的流体压：主要用来完成介质的流体压 力平衡和气体净化分离。力平衡和气体净化分离。7 7本讲稿第七页，共四十七页3 3）按安全监察分类）按安全监察分类一类容器

5、三类容器二类容器压力介质工况PV低压中压高压介质介质毒性毒性程度程度为极为极度和度和高度高度的加的加一类一类PV大于大于0.2Mpam3的极度的极度和高度毒性低压和高度毒性低压容器容器废锅废锅加一加一类类PV大于大于0.5Mpam3的中的中度毒性低压容度毒性低压容器器8 8本讲稿第八页，共四十七页4 4）按压力制造方法分类）按压力制造方法分类单层容器：锻造法、卷焊法、电渣重熔法、单层容器：锻造法、卷焊法、电渣重熔法、全焊肉法全焊肉法多层容器：热套法、层板包扎法、绕带法、多层容器：热套法、层板包扎法、绕带法、绕板法绕板法9 9本讲稿第九页，共四十七页单层容器单层容器1010本讲稿第十页，共四十七

6、页多层容器多层容器1111本讲稿第十一页，共四十七页1212本讲稿第十二页，共四十七页0.2.2 过程机器制造部分过程机器制造部分用尺寸链原理确定加工工艺尺寸用尺寸链原理确定加工工艺尺寸装配工艺：装配尺寸链装配工艺：装配尺寸链 装配方法的选择装配方法的选择（互换、修配、调整）（互换、修配、调整）1313本讲稿第十三页，共四十七页0.3 与其它机械相比有如下特征：与其它机械相比有如下特征：0.3.1加工手段是被动的加工手段是被动的1）无运动部件）无运动部件2）无能量输入）无能量输入1414本讲稿第十四页，共四十七页0.3.2材料应用广材料应用广 高温高温耐热性好耐热性好 腐蚀腐蚀耐腐蚀耐腐蚀酸酸

7、耐酸钢耐酸钢碱碱钛合金钛合金强烈磨损强烈磨损耐磨钢耐磨钢深冷深冷耐低温耐低温抗冷脆抗冷脆热强热强抗氧化抗氧化抗热脆抗热脆其它其它1515本讲稿第十五页，共四十七页v一般压力容器-低碳钢、低合金钢v深冷-不锈钢、铜及其合金v不承压铸铁v碱性环境化钛及其合金、镍及其合金v含水氯气钛材v干氯气碳钢材v硝酸不锈钢v氢氟酸铜镍合金（蒙乃尔铜）v盐酸-镍钼合金(哈氏合金)、橡胶、塑料、玻璃、不透性石墨v称硫酸铅v浓硫酸-钢v蒸溜水-锡v大气铝、锌v磷酸橡胶、超低碳含钼不锈钢材料的黄金组合材料的黄金组合1616本讲稿第十六页，共四十七页0.3.4 防腐要求高防腐要求高0.3.3密封性能要求高密封性能要求高l

8、选材选材l合理的结构设计合理的结构设计l正确的制造和热处理正确的制造和热处理l具体的防腐方法具体的防腐方法1717本讲稿第十七页，共四十七页0.4 压力容器制造技术进展压力容器制造技术进展0.4.1压力容器向大型化发展压力容器向大型化发展合成氨合成氨800mm1000mm1200mm我国整体吊装最大设备我国整体吊装最大设备2007年完成直径年完成直径8000，高度超过高度超过100000水压机可压水压机可压600吨的钢锭吨的钢锭1818本讲稿第十八页，共四十七页0.4.2压力容器用钢的发展压力容器用钢的发展 提高钢材强度、改善抗裂性和韧性：提高钢材强度、改善抗裂性和韧性：降低碳的含量降低碳的含

9、量 加入微量合金元素加入微量合金元素 对于高温抗氢用钢，尽量减轻钢的回火脆对于高温抗氢用钢，尽量减轻钢的回火脆性和氢脆倾。性和氢脆倾。日本日本-磷磷0.0l 硫硫0.0021919本讲稿第十九页，共四十七页降低大型钢锭中的夹杂物及偏析等缺陷降低大型钢锭中的夹杂物及偏析等缺陷 出现了大线能量下焊接性良好的钢板。出现了大线能量下焊接性良好的钢板。日本日本-570t美国美国-372t 德国德国-350t2020本讲稿第二十页，共四十七页0.4.3焊接新材料、新技术的产生和应用焊接新材料、新技术的产生和应用（1）全焊肉材料。）全焊肉材料。焊肉性能完全可根据需要来决定，焊后只需焊肉性能完全可根据需要来决

10、定，焊后只需做消除应力热处理，不像锻件和电渣焊成形需做做消除应力热处理，不像锻件和电渣焊成形需做长时间热处理。长时间热处理。堆焊层之间以及焊肉一芯筒之间基本上堆焊层之间以及焊肉一芯筒之间基本上没有热影响区。过渡层处显微组织和硬度基没有热影响区。过渡层处显微组织和硬度基本上不变。这一新技术的出现，将为压力容本上不变。这一新技术的出现，将为压力容器提供新的材料来源。器提供新的材料来源。2121本讲稿第二十一页，共四十七页（2）超低氢焊条）超低氢焊条（3）窄间隙焊）窄间隙焊（4）自动焊接技术和焊接机器人）自动焊接技术和焊接机器人（5）堆焊耐蚀不锈钢）堆焊耐蚀不锈钢2222本讲稿第二十二页，共四十七页

11、(1)射线探伤射线探伤(2)超声波探伤超声波探伤 0.4.4无损检测技术的可靠性逐步提高无损检测技术的可靠性逐步提高(4)声发射声发射-用于动态检测用于动态检测(3)表面探伤：着色法、磁粉法、涡流法表面探伤：着色法、磁粉法、涡流法 光镜、光纤图像仪、光镜、光纤图像仪、电视摄像镜电视摄像镜2323本讲稿第二十三页，共四十七页第一篇第一篇 过程装备的检测过程装备的检测检测的范围：原材料、设计、制造、安装、检测的范围：原材料、设计、制造、安装、运行、维修等各个环节运行、维修等各个环节检测的分类：宏观检测、理化检测和无损检测的分类：宏观检测、理化检测和无损 检测检测2424本讲稿第二十四页，共四十七页

12、1.1定期检查定期检查目的：早期发现缺陷、消除隐患、保证装备目的：早期发现缺陷、消除隐患、保证装备 (尤其是压力容器尤其是压力容器)安全运行安全运行 1 装备制造的定期检测装备制造的定期检测检测项目分类：外部检测、检测项目分类：外部检测、内外部检测内外部检测 全面检测全面检测2525本讲稿第二十五页，共四十七页周期：一般每年不少于一次。周期：一般每年不少于一次。1.1.1外部检测外部检测条件：可以在装备运行中进行条件：可以在装备运行中进行目的：及时发现外部或操作工艺方面存在的目的：及时发现外部或操作工艺方面存在的 不安全问题不安全问题2626本讲稿第二十六页，共四十七页检测项目至少包括如下诸方

13、面。检测项目至少包括如下诸方面。容器外壁的防腐层、保温层是否完整无损。容器外壁的防腐层、保温层是否完整无损。容器上有无锈蚀、变形及其他外伤。容器上有无锈蚀、变形及其他外伤。容器上的所有焊缝、法兰及其他可拆连接处容器上的所有焊缝、法兰及其他可拆连接处和保温层有无泄漏。和保温层有无泄漏。容器是否按规定装设了安全装置，其选容器是否按规定装设了安全装置，其选用、装设是否符合要求，维护是否良好，是用、装设是否符合要求，维护是否良好，是否超过了规定的使用期限。否超过了规定的使用期限。2727本讲稿第二十七页，共四十七页容器及其连接管道的支承是否适当，有容器及其连接管道的支承是否适当，有无倾斜下沉、振动、摩

14、擦以及不能自由胀无倾斜下沉、振动、摩擦以及不能自由胀缩等不良情况。缩等不良情况。容器的操作压力、操作温度是否在设计规定容器的操作压力、操作温度是否在设计规定的范围内，工作介质是否符合设计的规定。的范围内，工作介质是否符合设计的规定。2828本讲稿第二十八页，共四十七页条件：在容器停止运行的条件下进行条件：在容器停止运行的条件下进行1.1.2内外部检测内外部检测 腐蚀速度控制使用寿命的设备，其间隔不腐蚀速度控制使用寿命的设备，其间隔不应超过容器剩余寿命的一半应超过容器剩余寿命的一半目的：尽早发现容器内、外部所存在的缺陷目的：尽早发现容器内、外部所存在的缺陷 （原始的、新生的）（原始的、新生的）周

15、期：每三年致少一次周期：每三年致少一次2929本讲稿第二十九页，共四十七页例如，剩余寿命是例如，剩余寿命是3 3年，其检验间隔不大于年，其检验间隔不大于1.51.5年年3030本讲稿第三十页，共四十七页 外部检测的全部项目。外部检测的全部项目。容器内壁的防护层容器内壁的防护层(如涂层、镀层、堆焊层、如涂层、镀层、堆焊层、衬里等衬里等)是否完好，有无损坏迹象。是否完好，有无损坏迹象。容器内壁是否存在腐蚀、磨损以及裂纹等缺容器内壁是否存在腐蚀、磨损以及裂纹等缺陷，缺陷要进行测量大小并分析其严重程度、产陷，缺陷要进行测量大小并分析其严重程度、产生原因，确定对缺陷的处理方法等。生原因，确定对缺陷的处理

16、方法等。主要检测项目：主要检测项目：3131本讲稿第三十一页，共四十七页容器在操作压力和操作温度下若工作容器在操作压力和操作温度下若工作介质对容器壁的腐蚀有可能引起金属材介质对容器壁的腐蚀有可能引起金属材料组料组容器有无宏观局部变形或整体变形，测定容器有无宏观局部变形或整体变形，测定变形程度。变形程度。3232本讲稿第三十二页，共四十七页l 消除所发现的缺陷或对有缺陷的部位进行修补，消除所发现的缺陷或对有缺陷的部位进行修补，重新检查不再发现缺陷。重新检查不再发现缺陷。l 改变容器原有的操作工艺条件，如降低使用改变容器原有的操作工艺条件，如降低使用压力，调压力，调 整使用温度整使用温度l采取特殊

17、的监护措施，如设置声发射仪器监采取特殊的监护措施，如设置声发射仪器监护等。护等。l 缩短检测周期，注明下次检验日期。缩短检测周期，注明下次检验日期。对检测出缺陷容器的处理：对检测出缺陷容器的处理：判废判废 改变工艺条件继续使用改变工艺条件继续使用3333本讲稿第三十三页，共四十七页1.1.3全面检查全面检查目的：确定其能否在设计要求的工艺条件下目的：确定其能否在设计要求的工艺条件下 继续安全运行。继续安全运行。周期：根据具体情况而定，工作介质无明显周期：根据具体情况而定，工作介质无明显 腐蚀性的容器，至少每六年进行一次。腐蚀性的容器，至少每六年进行一次。3434本讲稿第三十四页，共四十七页主要

18、项目：主要项目：内外部检测的全部项目。内外部检测的全部项目。宏观检测发现焊接质量不良的容器，对焊宏观检测发现焊接质量不良的容器，对焊缝做射线或超声波探伤抽查。缝做射线或超声波探伤抽查。高压容器主螺栓高压容器主螺栓(端盖与法兰的连接螺栓端盖与法兰的连接螺栓)全部全部进行表面探伤。进行表面探伤。对容器进行耐压试验。对容器进行耐压试验。3535本讲稿第三十五页，共四十七页12常规检测常规检测常规检测常规检测宏观检测宏观检测理化检测理化检测无损检测无损检测直观检测直观检测工具检测工具检测射线检测射线检测超声波检测超声波检测表面检测表面检测3636本讲稿第三十六页，共四十七页眼睛眼睛-腐蚀、变形、磨损、

19、渗漏等现象。腐蚀、变形、磨损、渗漏等现象。怀疑的地方怀疑的地方-可用砂布打磨干净，再用浓度可用砂布打磨干净，再用浓度为为10的硝酸酒精溶液将可疑处浸湿、擦净，的硝酸酒精溶液将可疑处浸湿、擦净，用放大镜进一步观察。用放大镜进一步观察。对容器封闭部分、内部检测对容器封闭部分、内部检测-可用灯光检可用灯光检测，如手电筒、反光镜、窥测镜等将被检测部测，如手电筒、反光镜、窥测镜等将被检测部位照明或放大。复杂结构部分也可用手触摸表位照明或放大。复杂结构部分也可用手触摸表面发现缺陷。面发现缺陷。1.2.1直观检测直观检测3737本讲稿第三十七页，共四十七页锤击检查锤击检查-是利用手锤轻轻敲击被检金属是利用手

20、锤轻轻敲击被检金属表面，根据锤击时发出的声音和小锤反弹程度表面，根据锤击时发出的声音和小锤反弹程度(凭手感凭手感)来判断该部位是否存在缺陷。来判断该部位是否存在缺陷。测厚、测深测厚、测深钻孔法测厚钻孔法测厚超声波测厚超声波测厚3838本讲稿第三十八页，共四十七页钻孔法测厚钻孔法测厚3939本讲稿第三十九页，共四十七页1.2.2 工具检测工具检测（1）直尺）直尺-平直度平直度（2）样板尺）样板尺-弧度弧度4040本讲稿第四十页，共四十七页（3）焊缝检测尺）焊缝检测尺4141本讲稿第四十一页，共四十七页4242本讲稿第四十二页，共四十七页4343本讲稿第四十三页，共四十七页4444本讲稿第四十四页，共四十七页4545本讲稿第四十五页，共四十七页1.2.3 理化检测理化检测是用物理和化学的方法分别检测装备构件的是用物理和化学的方法分别检测装备构件的母材母材及及焊焊接接头接接头的：的：力学性能力学性能金相组织金相组织化学元素含量化学元素含量拉伸拉伸压缩压缩疲劳试验疲劳试验冲击韧性冲击韧性硬度硬度4646本讲稿第四十六页，共四十七页作业n n1-24747本讲稿第四十七页，共四十七页