承压类特种设备无损检测相关知识(2013.6新考规)

1、承压类特种设备金属材料和焊接基本知识、焊接缺陷（第一、二、七章教学大纲）2013.6.1新考规 特种设备无损检测人员（级）考试大纲 P11符号说明：掌握；理解；了解；不要求C1 无损检测基本知识 P1112内容及知识点各级要求C1.1 材料基本知识C1.1.1 材料力学基本知识 应力和应力集中的概念 特种设备受压元件、受力结构应力特点 力学性能指标定义 抗拉强度、屈服强度的意义，拉伸曲线的解释 屈强比的概念 钢材的冷脆性 钢材的热脆性 氢的钢的性能的影响，氢脆发生条件，氢致损伤的种类 应力腐蚀发生条件，常见应力腐蚀种类，应力腐蚀敏感性影响因素C1.1.2 金属材料及热处理基本知识 晶体和晶界的

2、概念，金属常见晶体结构种类 铁碳合金的基本相结构及其特性 钢热处理的一般过程 钢中碳和合金元素对 C曲线的影响 钢常见金相组织和性能 特种设备常用的热处理种类、工艺条件及其应用 消除应力退火处理的目的和方法C1.1.3 特种设备的常用材料 特种设备用材料的基本要求 低碳钢、低合金钢的定义 低碳钢中碳和杂质元素对钢的性能的影响 低合金钢中合金元素对钢性能的影响 低温用钢种类、特点和基本性能 影响低温钢低温韧性的因素 低合金耐热钢种类、特点、高温下钢材性能的劣化现象 奥氏体不锈钢种类、特点、腐蚀破坏形式C1.2 焊接基本知识C1.2.1 特种设备常用的焊接方法 特种设备常用焊接方法的种类、特点和适

3、用范围C1.2.2 焊接接头 常见焊接接头形式、分类及特点 焊接接头组成 焊接接头薄弱部位C1.2.3 焊接应力与变形 焊接应力与变形的不利影响 焊接变形与应力的关系，影响焊接变形与应力的因素C1.2.4 特种设备常用钢材的焊接 钢材焊接性的含义 焊接性试验的主要作用 焊接工艺评定的作用及其过程 焊前预热和后热的作用 焊接线能量的变化对低合金结构钢、低温钢、奥氏体不锈钢焊接接头性能的影响 奥氏体不锈钢的焊接性、防止热裂纹和晶间腐蚀倾向的措施C1.3 无损检测基本知识C1.3.1 无损检测概论 无损检测定义，无损检测技术进展三个阶段 无损检测的目的，无损检测的应用特点C1.3.2 焊接缺陷种类及

4、产生原因 外观缺陷种类、形成原因及危害 气孔缺陷种类、形成原因、危害及防止措施 夹渣种类、形成原因、危害及防止措施 裂纹种类、形态发生部位、形成原因、危害及防止措施 未焊透种类、形成原因、危害及防止措施 未熔合种类、形成原因、危害及防止措施C1.3.3 其他试件中缺陷种类及产生原因 铸件中缺陷种类及产生原因 锻件中缺陷种类及产生原因 使用件中缺陷种类及产生原因级中-：24项总数47项； ：21项总数47项； ：0项总数47项关于“掌握程度”、的说明：“了解”（知道了解）不要求深究来源、依据、演绎过程，但要求知道或记忆其定义（含义）、概念和基本原理。：“理解”（分析判断）要求全面了解其细节、常用

5、表现形式并能准确地把准确地把握其含义即：运用专业基本理论、法规、标准和方法，分析解释问题的发生、发展和处理、控制、预防的机理，并对不同的处理、分析方法进行鉴别和判断。：“掌握”（综合运用）熟悉演绎或推理过程，并能在各种需要综合分析、计算的问题中正确地运用即：通过对所学专业基本理论、法规、标准和方法的综合运用，阐释深层道理并就其实际应用做出分析。第一章 金属材料及热处理基本知识11 材料力学基本知识 P112111 应力与应变 特种设备受压元件、受力结构应力特点：承压类特种设备在承压状态下运行，其元件、结构件承受较大的工作应力，结构不连续引起的附加应力，缺陷或缺口引起的峰值应力，冷作和焊接引起的

6、残余应力，有些还要同时承受高温或腐蚀性介质的作用。承受拉应力、压应力、剪切应力、弯曲应力、交变应力等，受到多种应力的共同作用。内力：材料内部各部分之间相互作用的力。 P2应变：物体在外力作用下，其形状尺寸所发生的相对改变称为应变。P3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力大小通常称为应力。P3强度：金属抵抗永久变形和断裂的能力。s、0.2 、b ， P3拉伸曲线： P3 图1-3屈强比：S/b0.8，b540Mpa严控避免高应力集中、加工硬化及减少残余应力。表面成形圆滑过渡，减少表面损伤，焊縫不允许咬边，增加无损检测，限制允许缺陷等。 P9钢材的脆化冷脆：温度降低、冲击

7、韧度陡降现象，P脆。P10热脆：温度长时间停留在400500冲击韧度陡降现象，S脆。P10氢脆：钢材中的氢使材料的力学性能脆化现象。P12 钢中氢来源：冶炼溶入，焊接过程中水分油垢，工作介质中，酸洗。氢脆断裂在100150发生，是含氢钢材内当应力大于其一临界值时，一个微观裂纹在高应力作用下的扩展过程，脆断应力可低达屈服极限的20%，钢材的强度愈高氢脆愈敏感，是一种延迟裂纹。氢腐蚀：钢在高温高压（碳钢，温度250、氢分压2Mpa）氢作用下腐蚀时，发生脱碳，渗碳体分解，沿晶界出现大量微裂纹，钢的强度、韧度丧失殆尽。氢白点：高温时氢溶解在钢内，低温时溶解度降低，氢原子聚集成氢分子，该处形成辐射状微裂

8、纹群，其断面呈白亮的现象。氢损伤：氢导致材质劣化的现象，含氢脆、氢鼓泡、氢白点、氢腐蚀。P11 无损检测不能检测和判断氢脆。氢鼓泡肉眼可观察，白点用超声波检测，氢致表面裂纹可用磁粉或渗透检测，氢腐蚀可用硬度试验和金相检测和判定。塑性：伸长率、断面收缩率，P4硬度：材料抵抗局部塑性变形或表面损伤的能力。HB、HR（HRA、HRB、HRC）P5冲击韧性：材料在外加冲击载荷作用下断裂时消耗能量大小的特性。AK P6交变应力：随时间而交替变化的应力。P7应力集中：构件横截面尺寸有突变，构件受轴向拉伸时，其横截面上的正应力不再均匀分布。受力构件横截面的尺寸（结构、缺陷）突然变化而引起的应力局部增大的现象

9、。P8应力腐蚀（脆性断裂）：拉应力及腐蚀介质，且同时存在，破坏时无变形预兆，突然发生。P12 12 金属学与热处理基本知识121 金属的晶体结构 P1213晶体：原子呈规则排列的物质称晶体，不规则排列为非晶体，所有固态金属是晶体晶体内部原子的排列方式称为晶体结构金属的晶体结构（同素异构）：纯铁、室温910 体心立方晶格、-铁 910-1390 面心立方晶格、-铁 1390-1535 体心立方晶格、-铁 金属由许多晶粒组成，称多晶体，晶粒内的原子排列是相同的，但不同晶粒原子排列的位相是不同的，原子排列有各种缺陷，如空位、间隙原子、置代原子、位错等。晶粒之间的界面称为晶界。122 铁碳合金的基本组

10、织 P1316 铁素体-符号”F”碳溶于-铁或-铁的固溶体、高塑。 奥氏体-符号”A”碳溶于-铁的固溶体、高塑。 渗碳体-符号”Fe3C”铁和碳的金属化合物 Fe3C，其含碳量为6.67%、极硬、极脆。 珠光体-符号”P”铁素体和渗碳体的机械混合物，硬度和强度较高、塑性也较好。 马氏体-符号”M”碳在-Fe中的过饱和固溶体，高硬、高脆、低塑。 魏氏组织粗大片状-Fe，（亚共析钢的过热粗晶奥氏体，在较快冷却速度下形成）冲击韧性和断面收缩率下降、钢变脆。123 热处理一般过程 P1719热处理是将固态金属及合金按预定的要求进行加热、保温和冷却，以改变其内部组织，从而获得要求性能的一种工艺过程。钢的

11、热处理一般过程：加热和冷却过程加热转变：奥氏体A形成冷却转变：连续冷却和等温冷却，奥氏体A的分解（珠光体、索氏体、屈氏体、上贝氏体、下贝氏体、马氏体）。钢中碳和合金元素对C曲线的影响： 不同温度下奥氏体转变开始和结束的时间绘制成曲线，即奥氏体等温转变曲线称为C曲线 碳和合金元素Mn、Cr、Mo、Ni、V等对C曲线的影响：使C曲线右移，提高淬透性、易淬硬；使C曲线形状变化。124 承压类特种设备用钢常见金相组织和性能 P1922125 承压类特种设备常用热处理工艺 种类、工艺条件及应用 P2227退火：将钢加热到适当温度（奥氏体）保温一定时间后缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。细化晶

12、粒正火：将钢加热到AC3 Acm 以上3050 保温一定时间后在空气中冷却的热处理工艺。细化晶粒淬火：将钢加热到临界温度以上（亚共析钢AC3 以上3050，过共析钢ACl以上3050）保温一定时间后（在水、油中）快冷（达到或超过临界冷却速度）得到马氏体组织的热处理工艺。回火：将经过淬火的钢加热到ACl 以下的适当温度，保持一定时间、然后用符合要求的方法（空冷、油冷）冷却，以获得所需组织和性能的热处理工艺。降低内应力、提高韧性、稳定尺寸、改善加工性能，回火温度越高，塑性和韧性越高、硬度越低。调质：淬火回火消除应力退火：P23承压类特种设备的消除应力退火主要是指焊后热处理（PWHT），也有在焊接过

13、程中间和冷加工后为减少内应力及冷作硬化而进行消除应力退火。（方法）一般是将工件加热到ACl以下100200，保温后缓冷，碳钢、低合金钢在500650保温后空冷。消除应力热处理目的：消除冷、热加工所产生的内应力（峰值）和冷作硬化，使焊缝中的氢扩散、提高焊缝的抗裂性能和韧性，也有改善焊缝及热影响区的组织和稳定结构形状尺寸的作用。奥氏体不锈钢固溶处理：加热10501100、碳在奥氏体中固溶 、保温每小时25mm、水冷，得到均质细小奥氏体组织；奥氏体不锈钢稳定化处理：为了防止晶间腐蚀，必须使钢中的碳全部固定 TiC 和 NbC 中，在850900、保温足够时间、快速冷却，使碳全部固定在碳化钛或碳化铌中

14、。13 承压类特种设备常用材料 P2434基本要求：P241. 保证安全性和经济性，足够的强度，即s、b；2. 良好的韧性 AK，常温冲击韧性、低温冲击韧性、时效冲击韧性；3. 良好的工艺性能，冷加工、热加工（焊接）性能；4. 良好的低倍组织和表面质量，分层、疏松、非金属夹杂物、气孔等缺陷尽可能少，不允许有裂纹和白点；5. 高温受压件材料良好的高温性能，足够的蠕变强度、持久强度、持久塑性，良好的高温组织稳定性和高温抗氧化性；6. 与腐蚀介质接触的材料应有良好的抗腐蚀性能。131 钢的分类和命名 P2526含碳量分类 低碳钢定义：含碳量0.25中碳钢定义：含碳量0.250.6高碳钢定义：含碳量0

15、.6按质量分类 普通碳素钢：含S量0.050,含P量0.045 优质碳素钢：含S量0.040,含P量0.040高级优质碳素钢：含S量0.030,含P量0.035按冶炼脱氧分类 沸腾钢、镇静钢、半沸腾钢按冶炼方法和设备分类 平炉钢、转炉钢、电炉钢碳钢牌号及表示：普通碳素结构钢 QXXX-XX优质碳素结构钢 08钢、08F钢、20钢、15Mn、20Mn专门用途碳素钢 Q245R碳素铸钢 ZG200-400碳素工具钢 T8、T8A、T12、T12A合金钢的分类和命名：按合金元素量分类：低合金钢定义：含合金总量5中合金钢定义：含合金总量510高合金钢定义：含合金总量10按用途分类：合金结构钢、合金工具

16、钢、特殊性能合金钢（耐酸钢、耐热钢） 按钢的组织分类：珠光体钢、奥氏体钢、铁素体钢、马氏体钢按主要合金元素量分类：铬钢、锰钢、硅钢、硅锰钢132 低碳钢低碳钢中碳和杂质元素对钢的性能影响： P2728C 含碳量增加，钢的强度增加、塑性和韧性下降，焊接性变差，淬硬倾向变大Mn 强化、细晶、提高韧性、脱硫,含量0.8作用不大Si 强化、降低韧性、脱氧 含量0.030.07作用不大S 热脆：硫化铁与铁形成低熔点共晶体（熔点985 ）分布在晶界上当钢材8001200加工时，沿晶界开裂。P 冷脆：硫与铁原子直径比很大、晶格畸变塑性、韧性大降。N 形成气泡和疏松，低碳钢含氮高、极不耐腐蚀，并出现时效现象（

17、热时效和应变时效）O 强度、疲劳强度、塑性下降H 氢损伤、白点133 低合金钢低合金钢中合金元素对钢的性能的影响 P2829Si和Mn（溶于铁素体）强化元素 Cr和Ni 细化组织而强化，耐大气腐蚀 Mo 溶于铁素体可达4明显固溶强化，提高高温强度V 形成极稳定的碳化物和氮化物，细化晶粒，提高常温和高温强度和韧性，降低过热敏感性，提高抗氢腐蚀能力 Ti 最强的碳化物形TiC成元素，细化晶粒，提高强度和韧性 稀土元素：净化晶界杂质，提高温强度，改变非金属夹杂物的形态，改善钢的塑性 低合金结构钢：又称“低合金高强度钢”如 Q345R、 Q370R、 18MnMoNbR、 15CrMoR、 12Cr1

18、MoVR低温用钢种类、特点和基本性能：低温钢种类；铁素体钢、低碳马氏体钢和奥氏体钢铁素体钢 16MnDR、 09MnNiDR、 2.5Ni、3.5Ni，显微组织为铁素体加少量珠光体，焊接性良好，采用小的焊接线能量和快速多层多道焊。低碳马氏体钢 9Ni钢淬火后显微组织为板条马氏体，回火后为铁素体加一定量的回转奥氏体。9Ni钢的热处理规范对低温韧性有重要影响。可采用常规焊接方法，板厚50、焊前不预热，焊后不热处理。奥氏体钢 1Cr18Ni9、15Mn26Al4具有面心立方结构，温度下降时韧性不陡降，1Cr18Ni9冷作硬化明显。低温用钢：温度界限20，冲击试验用V型缺口，3个试样的冲击功平均值应标

19、准的规定值影响低温钢低温韧性的因素：晶体结构、晶粒尺寸、冶炼的脱氧方式、热处理状态、钢板厚度、合金元素等，其中合金元素影响最显著。C 强烈影响低温韧性，碳含量增加，冷脆转变温度急剧上升。Mn和Ni 改善钢的低温韧性。硫、磷、砷、锑、锡、铅等微量元素和N、H、O等气体对低温韧性都产生不良影响。低合金耐热钢种类、特点、高温下钢材性能的劣化现象 P3233按显微组织分类：珠光体钢和贝氏体钢珠光体耐热钢 特点12CrMo、15CrMo，良好的中温强度和一定的抗氢性能。焊缝近缝区硬化和冷裂纹，焊后热处理或高温使用的再热裂纹，含碳量高或焊材不当，也会发生热裂纹。焊前预热，焊后保温及热处理。贝氏体耐热钢 特

20、点： 12Cr2Mo1，极好的持久强度和最佳的抗氢性能，典型的石油加氢裂化容器用钢，有明显的空淬倾向，焊接工艺控制更严。高温下钢材性能的劣化现象：长期高温使用后发生影响力学性能的组织结构变化，有珠光体球化、石墨化、合金化等。珠光体球化：珠光体由片状碳化物-渗碳体Fe3C和铁素体组成。片状碳化物（高温加速）转变成球状，再聚集成大颗粒状。导致高温强度大降，常温强度也下降。常用Mo延缓球化和聚集，Cr、V、W 和Ti也有Mo的作用。石墨化：渗碳体Fe3C在高温自行分解为游离碳（石墨），强度和韧性大降，引起脆性断裂。Cr、Nb、Ti能阻止石墨化。合金化元素的再分配：合金元素通过扩散，其在固溶体（贫化）

21、和碳化物（富集）中的含量发生变化，引起蠕变强度下降。V、Ti、Nb能减缓合金扩散。134 奥氏体不锈钢种类、特点、腐蚀破坏形式 P3334不锈钢种类：奥氏体不锈钢 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti、00Cr18Ni10（压力容器应用广泛）铁素体不锈钢 0Cr13、1Cr17，马氏体不锈钢 1Cr13、 2Cr13。18-8奥氏体不锈钢特点：低强度高韧性、加工硬化明显、优良的低温和高温性能。奥氏体不锈钢腐蚀破坏形式-晶间腐蚀：晶间贫铬所致，在450850长时间停留，碳向晶界扩散，并在晶界处与铬化合析出碳化铬 Cr23C6 ，其周边出现贫铬区而受到某些介质的浸蚀，（常见的破

22、坏形式）称晶界腐蚀。焊接、其他热加工、使用过程，在450850敏化温度区间导致晶间贫铬。奥氏体不锈钢焊接接头中，晶间腐蚀可发生在热影响区、熔合线或焊缝表面。晶间腐蚀沿晶界进行，使晶界产生连续性破坏。腐蚀始于金属表面，但外表与正常钢材一样，腐蚀逐步深入内部，几乎完全丧失强度，在应力作用下直接引起破裂。不锈钢腐蚀破坏形式-点腐蚀：一种局部腐蚀，介质中含Cl-、 Br- 会产生点腐蚀，增加钢中 Cr、Mo、 Ni等元素提高抗点蚀性能。奥氏体不锈钢腐蚀破坏形式-应力腐蚀：1.1.6、P13 应力腐蚀脆性断裂：拉应力及腐蚀介质，且同时存在，破坏时无变形预兆，突然发生。采用两相（奥氏体少量铁素体）有效解决

23、不锈钢应力腐蚀。NB/T 47014-2011 承压设备焊接工艺评定 2011-10-01实施根据化学成分、力学性能和焊接性能将焊制承压设备用母材分类、分组：（Fe、Al、Ti、Cu、Ni）类别 Fe-1Fe-10；组别 Fe-1-1Fe1-4 填充金属及分类： 焊条、 焊丝、 填充丝、 焊带、 焊剂、 预置填充金属、 金属粉、 板极、 熔嘴等 焊条分类：FeT-1-1FeT-1-4 等； CuT-1 CuT-7； NiT-1NiT-5 焊丝、填充丝分类：（气焊、气体保护焊、等离子弧焊接用）FeS-1-1FeS-1-4 等 埋弧焊用焊丝分类：FeMS-1-1FeMS-1-4 等埋弧焊用焊剂分类

24、：FeG-1FeG-6 等第二章 焊接基本知识 21 承压类特种设备常用的焊接方法的种类、特点和适用范围 211 焊条电弧焊： P3540 设备简单、便于操作，适用室内外、各种位置焊接、承压设备常用钢材的焊接、应运广泛，但效率低、劳动强度大、对焊工要求高。212 埋弧焊： P4042 焊丝作为电极和填充金属，电弧埋在焊剂层下机械自动完成焊接过程。连续、稳定、自动焊接效率高、劳动强度低，保护好、成型好，无飞溅损失、无焊条头，弧光被埋无弧光伤害，设备复杂昂贵，适用平焊位长直焊缝和大直径环缝。213 气体保护焊： P4244熔化极和不熔化极气体保护焊；氩弧焊、二氧化碳气体保护焊、混合气体保护焊。 特

25、点：明弧，便于机械化、自动化和全位置焊接，焊后清理少。热量集中熔敷率高、熔池小、热影响区窄，工件变形小。适用活泼金属或合金焊接，如铝、钛、锆及合金。弧光辐射强。214 等离子弧焊：P44 215 电渣焊： P4546NB/T 47014-2011 承压设备焊接工艺评定 2011-10-01实施焊接方法的类别为： 气焊、 焊条电弧焊、 埋弧焊、 钨极气体保护焊、 熔化极气体保护焊（含药芯焊丝电弧焊）、 电渣焊、 等离子弧焊、 摩擦焊、 气电立焊、 螺柱电弧焊。22 焊接接头 P4648221 焊接接头形式：对接接头（坡口形式：不开坡口，V、X、单U、双U形）搭接接头角接接头及T字接头。对接接头对

26、接焊缝T形接头对接焊缝角接接头对接焊缝锁底接头对接焊缝对接接头角焊缝搭接接头角焊缝角接接头角焊缝T形接头角焊缝RTUT RTUT RTUT 全熔化全熔化未全熔化T形接头对接焊缝222 焊接接头组成： 焊缝、熔合区、热影响区。 P48223 焊接接头的组织和性能焊接接头薄弱部位：热影响区和熔合区，金相组织23 焊接应力与变形231 概念：残余内应力与变形 P51232 引起焊接应力的原因：热（温度）应力和组织（相变）应力。P52焊接应力和变形的不利影响：内应力；纵向、横向、弯曲、角、波浪、扭曲变形；裂纹。焊接应力和变形的关系：焊接应力和变形的形成因素：1.焊件上温度的分布不均匀；2.熔敷金属收缩

27、；3.金属组织的相变；4.焊件的刚性拘束等。233 焊接应力的控制措施：合理装配与焊接顺序；焊前预热、焊后缓冷、小规范焊接工艺，结构设计合理，减应法等。 P53234 消除焊接应力的方法：热处理法、机械法和振动法。P54环境温度环境温度860温度焊接变形轴的火焰矫正：最高位置火焰快速加热 冷却同材料同尺寸2个试件尺寸缩小尺寸胀大24 承压类特种设备常用钢的焊接241 钢的焊接性： P541.含义：指被焊钢材在采用一定的焊接方法、焊接材料、焊接规范参数及焊接结构形式的条件下，获得优质焊接接头的难易程度。工艺焊接性（焊接接头出现裂纹的可能性，也称抗裂性）；使用焊接性（焊接接头在使用中的可靠性，包括

28、焊接接头的力学性能和特殊性能耐热、耐腐蚀、耐低温、抗疲劳、抗时效等）。2.焊接性的估算碳当量。 P55国际焊接学会公式：Ceq0.6 淬硬性很强Ceq WcWMn6（WCrWMoWV）5（WNiWCu）153.焊接性试验的主要作用（P55最后一行“主要内容”）（抗热裂、抗冷裂、抗脆变、使用性能：耐腐蚀、耐热性、低温韧性等）。4.焊接工艺评定的作用及其过程：在焊接性能试验的基础上，结合承压类设备结构特点、技术条件、在制造单位具体条件下进行焊接工艺验证性试验，作用：评定施焊单位制订的预焊接工艺规程（pWPS）焊接工艺指导书是否合适；施焊单位是否能焊制出符合安全法规和产品技术条件要求的焊接接头。过程

29、：预焊接工艺规程（pWPS）焊接工艺指导书；焊试件；外观检查及RT；加工试样；力学性能试验（耐腐蚀试验）；焊接工艺评定报告PQR。 P56242 控制焊接质量的工艺措施：预热、焊接能量参数、多层多道焊、紧急后热、焊材烘烤和坡口清洁（弧坑、接头、封底位置打磨）。 P5659焊前预热和后热的作用：预热的作用：降低焊接接头的冷却速度，遏制或减少淬硬组织形成；减小焊接区的温度梯度，降低接头的内应力，并使其均匀分布；扩大焊接区的温度场，使接头在较宽的区域内处于塑性状态，减弱了焊接应力的不利影响；改变焊接区应变集中部件，降低残余应力峰值；延长焊接区在100 以上的停留时间，有利于氢从焊缝金属中逸出。 P5

30、7后热的作用：减轻残余应力；改善组织，降低淬硬性；减少扩散氢。 P58焊接线能量的变化对低合金结构钢、低温钢、奥氏体不锈钢焊接接头性能的影响P5758焊接能量参数是指：焊接电流、电弧电压和焊接速度，由焊接能源输给单位长度焊缝上的热能来表征。焊接线能量的变化对低合金结构钢焊接接头性能的影响：影响接头的淬硬程度、氢的扩散速度、焊接残余应力的水平。P57焊接线能量的变化对低温钢焊接接头性能的影响：控制严格，要求小焊接线能量，否则导致焊缝和热影响区韧性下降。P57焊接线能量的变化对奥氏体不锈钢焊接接头性能的影响：过高焊接线能量会扩大近缝区的敏化温度区间并延长高温停留时间，导致热影响区耐腐蚀性降低。对含

31、铌稳定元素的铬镍不锈钢可导致热裂纹形成。 P58奥氏体不锈钢的焊接性、防止热裂纹和晶间腐蚀倾向的措施奥氏体不锈钢的焊接性：较好，工艺不当，易出现热裂纹和晶间腐蚀。P65奥氏体不锈钢的焊接防止晶间腐蚀倾向的措施：P74a.加入铬、硅、钼、铌形成铁素体，使焊缝形成双相组织；b.严格控制碳含量，采用超低碳0.020.03；c.添加钛、铌等稳定剂d.焊后热处理：奥氏体不锈钢固溶处理：加热10501100、碳在奥氏体中固溶 、水冷，得到均质细小奥氏体组织。奥氏体不锈钢稳定化退火处理：为了防止晶间腐蚀，必须使钢中的碳全部固定 TiC 和 NbC 中，在850900、保温足够时间、快速冷却，使碳全部固定在碳

32、化钛或碳化铌中。e.正确焊接工艺：小电流、大焊速、短弧、多层多道、强制冷却等。奥氏体不锈钢的焊接防止热裂纹的措施：P66a.加入铬、硅、钼、铌形成铁素体，使焊缝形成双相组织；b.严格控制碳含量，焊材和母材采用超低碳；c.严格控制焊接规范，减少熔合比，采用碱性焊条，强迫冷却等。（熔合比：是指熔焊时，被熔化的母材在焊道金属中所占的百分比。焊道金属中母材金属熔化的横截面积SB与整个焊道横截面积SA+SB之比值来计算，即：熔合比=SB/（SA+SB）。）第七章 焊接缺陷的种类及产生原因 P138132焊接缺陷：（国际焊接学会）裂纹 未熔合 未焊透 外耒物（夹渣、夹钨等）空穴（气孔）表面缺陷（咬边、焊瘤

33、、凹坑、未焊满、烧穿、成形不良、错边、塌陷、表面气孔及弧坑缩孔、变形、余高等）其他（焊缝化学成分或组织成分不合要求、过热和过烧、白点等）外观缺陷种类、形成原因及危害气孔缺陷种类、形成原因、危害及防止措施夹渣种类、形成原因、危害及防止措施裂纹种类、形态、发生部位、形成原因、危害及防止措施未焊透种类、形成原因、危害及防止措施未熔合种类、形成原因、危害及防止措施缺陷种类形成原因危害防止措施形态、发生部位外观 P124 咬边电流大、电弧长、速度小、角度不正应力集中正确焊接规范及操作焊缝边缘的母材熔化后无填充，形成缺口。P124 焊瘤焊缝液态金属流到未熔母材或根部溢出、冷却成与母材未熔合的金属瘤。伴有未

34、熔合、夹渣缺陷、改变焊缝实际尺寸、内径变小堵塞、应力集中。采用平焊位置、正确焊接规范及操作、用无偏心焊条。焊缝边缘或要部金属瘤。P125 凹坑收弧时焊条（焊丝）未作短时停留。减小焊缝有效截面积。收弧时焊条（焊丝）作短时停留，填满弧坑。焊缝表面或背面局部低于母材的部分。P125 未焊满填充金属不足，规范太弱、焊条过细、运条不当。减小焊缝有效截面积、应力集中、易产生气孔、裂纹加大焊接电流、加盖面焊。焊缝表面上连续或断续的沟槽。其他表面缺陷： 烧穿P125电流过大、焊速太慢、间隙太大、钝边太小。不允许存在缺陷、丧失联接及承载能力。正确坡口尺寸、正确焊接规范及操作，设垫板或药垫，用脉冲焊。穿孔、熔深超

35、过工件厚度熔化金属从焊缝背面流出。成形不良（含余高超高）P125焊接规范不稳定或错误、操作不当。应力集中、易产生气孔、夹渣、裂纹、降低承载能力。正确焊接规范及操作焊缝外观几何尺寸不符合要求、焊缝向母材过渡不圆滑、余高超标。错边P125装配点固焊尺寸错误降低承载能力正确点固焊二个连接工件在厚度方向错位。P126 塌陷输入热量过大不允许存在缺陷、丧失联接及承载能力。正确焊接规范及操作熔化金属向焊缝背面塌落，焊缝背面突出、正面下塌。表面气孔、弧坑缩孔各种焊接变形缺陷种类形成原因危害防止措施形态、发生部位气孔 P126127金属凝固速度大于气体逸出速度，锈、油污、焊材中的水分在焊接中增加气体的含量，熔

36、池中的气体未在凝固前逸出残存于焊缝中形成的空穴。可从外界吸入，也可以是焊接冶金过程中反应生成。减小焊缝有效截面积、降低接头的强度和塑性、引起泄漏、应力集中、氢气导致冷裂纹。清除焊材、坡口的油、锈、水分和杂物采用碱性焊材，并彻底烘干采用直流反接（正接：工件接正极）短弧施焊焊前预热，缓冷用偏强的规范施焊球状和条状、单个和群状、均布和密布，气体可有：H2、CO、CO2、N2、O2 等存在于表面和内部。夹渣 P127128坡口尺寸不合理；坡口有污物；多层焊时层间有杂物；焊接线能量小；焊缝散热太快，液态；金属凝固过快；焊条药皮、焊剂成分不合理，熔点过高，冶金反应不完全，脱渣性差；钨极气体保护焊，电源极性

37、不当，电流大钨极熔化脱落于熔池中；手工焊运条不正确。点状夹渣与气孔相当，带尖角夹渣引起应力集中、尖端导致裂纹源清除焊材、坡口的油、锈、水分和杂物；采用碱性焊材，并彻底烘干；采用直流反接（正接：工件接正极）短弧施焊；焊前预热，缓冷；用偏强的规范施焊；坡口尺寸合理。焊后熔渣残存在焊缝中，金属夹渣和非金属夹渣，单个点状、条状、链状和密集夹渣，内部。裂纹 P129130热裂纹（结晶裂纹）焊接完毕即出现，又称结晶裂纹，即温度在AC3线附近，焊缝金属凝固过程中，结晶偏析使杂质生成的低熔点共晶物富集于晶界，形成“液态薄膜”在敏感（脆性）温度区，其强度极小，焊缝金属凝固受到拉应力而开裂，液态金属一次结晶时产生

38、的裂纹。这种裂纹沿晶界开裂，裂纹面上有氧化色彩，失去金属光泽。a.合金元素C及杂质S、P扩大敏感温度区；b.冷却速度增大结晶偏析加重，结晶温度区间增大；c.在脆性温度区，结晶应力与拘束应力形成拉应力。焊接缺陷危害最大，面积型缺陷，显著减少承载面积，裂纹端部成尖锐缺口高度应力集中，裂纹很容易扩展破裂。冷裂纹危害极大，由于其延迟特性和快速脆断是灾难性。a. 降低C及杂质S、P含量；b.加入Mo、V、 Ti、Ni细化晶粒，减少柱状晶和偏析；c.采用熔深较浅的焊缝；d. 合理焊接规范，预热、后热，减小冷却速度；e.合理装配次序，减小焊接应力。金属原子的结合遭到破坏，形成新的界面而产生的缝隙称裂纹。按尺

39、寸分：宏观、微观、超显微；按延伸方向分：纵向、横向、辐射；按发生部位分：焊缝、热影响区、熔合区、焊趾、焊道下、弧坑；按发生条件分：热、冷、再热、层状撕裂。 再热裂纹P130焊后热处理等再次加热过程中，产生于热影响区的过热粗晶区，产生温度550650，晶界开裂，沉淀强化钢最易产生，与焊接残余应力有关。冷裂纹（延迟裂纹）P130131a.淬硬组织，减小交际性储备；b.焊接残余应力使焊缝受拉；c.接头内含有较多原子态氢。氢致（含氢量和拉应力）裂纹属冷裂纹，所有裂纹中冷裂纹危害性最大。采用碱性焊材，并彻底烘干；合理焊接顺序，减少焊接变形的焊接应力；合理焊接顺序，减少焊接变形的焊接应力；焊前预热，后热；

40、焊后消氢处理。产生较低温度，焊后一段时间，主要产生热影响区，可沿晶界、穿晶或两者混合开裂，典型构件脆断。未熔合P131132a.焊接电流过小；b.焊接速度过快；c焊条角度不对；d.弧偏吹；e.下坡焊，母材未熔化已经被填充金属复盖；f.母材表面有污物、氧化物。面积型缺陷，显著减少承载面积，应力应力集中严重，危害仅次于裂纹。较大焊接电流；正确施焊操作；清洁坡口和焊缝层间表面。焊缝金属与母材或焊缝金属这间未熔化结合。按部位有坡口、层间、根部三种未熔合。未焊透 P131a.焊接电流小，熔深浅；b.坡口和间隙尺寸不合理，钝边太大；c.磁偏吹；d.焊条偏芯度太大；e.层间、焊根清理不良。减小焊缝有效截面积

41、、降低接头的强度，引起应力集中严重降低焊缝的疲劳强度，可成为裂纹源。较大焊接电流；焊角焊缝用交流代替直流防止磁偏吹，合理坡口并加强清理；短弧施焊操作。母材金属未熔化焊缝金属未进入接头根部的现象。缺陷种类产生原因铸件P132133 1. 气孔2. 夹渣3. 夹砂4. 密集气孔5. 冷隔6. 缩孔和疏松7. 裂纹凝固时气体未及时逸出。熔渣未与铁水分离进入铸件。浇铸时型砂剥落进入铸件。铸件凝固时由于金属收缩而发生的气孔群。浇铸温度太低，在模中不能充分流动，两股融体相遇未熔合。凝固中由于收缩及补充不足产生的缺陷叫缩孔，沿铸件中心呈多孔性组织分布叫中心疏松。材质和铸件形状不适当，凝固时收缩应力产生裂纹，

42、高温产生叫热裂纹，低温产生叫冷裂纹。锻件P1321. 缩孔和疏管2. 疏松3.非金属夹杂物4. 夹砂5. 折叠6. 龟裂7. 锻造裂纹8.白点铸锭时，冒口切除不当、铸模设计不良，铸造条件不良，且锻造不充分遗留的缺陷。铸件中心的细密微孔性疏松，且锻造不充分且锻造不充分遗留的缺陷。熔炼不良、铸锭不良，混进硫化物和氧化物等非金属夹渣物或耐火材料所造成的缺陷。铸锭时熔渣、耐火材料或夹渣物以弥散态留存在锻件中形成的缺陷。锻压操作不当，锻件表面未结合缺陷。锻件表面较浅的龟状缺陷，原材料成份不当、表面情况不好，加热温度和加热时间不合适。缩孔残余、皮下气泡、柱状晶粗大、轴芯晶间裂纹、非金属夹杂物、锻造加热不当

43、、锻造变形不当、终锻温度过低引起的裂纹。钢中含氢量较高，锻造中残余应力，热加工后的相变应力和热应力的作用，缺陷断面呈白圆点。使用中常见缺陷1. 疲劳裂纹2.应力腐蚀裂纹3. 氢损伤4. 晶间腐蚀5.各种局部腐蚀 P134135承受交变反复载荷，局部高应变区的峰值应力超过材料的屈服强度，晶粒之间发生位移和位错，产生微裂纹并逐步扩展形成疲劳裂纹。处于特定腐蚀介质中金属在拉应力作用下产生的裂纹。在临氢工况下的设备氢进入金属后使材料性能变坏，如氢脆、氢腐蚀、氢鼓泡、氢致裂纹等。奥氏体不锈钢的晶间析出铬的碳化物导致晶间贫铬，在介质作用下晶界发生腐蚀，产生连续性破坏。包括点蚀、缝隙腐蚀、腐蚀疲劳、磨损腐蚀

44、、选择性腐蚀等TSG R0004-2009、4.5.3.3 无损检测实施时机 形状、尺寸及外观合格后NDT； 拼接封头应在成型后NDT，如成型前已经NDT，则成型后还应对圆弧过渡区到直边段再NDT； 延迟裂纹倾向的，应至少焊接完成24小时后进行NDT；有再热裂纹倾向的，应在热处理后增加一次NDT； s540Mpa，耐压试验后，还应对焊接接头表面NDT。承压设备常见的五种基本破坏形式： 韧性破坏、 脆性破坏、 疲劳破坏、 腐蚀破坏、 蠕变破坏。JB/T4730.1通用要求；JB/T4730.2射线检测； JB/T4730.3超声检测；JB/T4730.4磁粉检测；JB/T4730.5渗透检测；

45、JB/T4730.6涡流检测。JB/T 4730.2-2005 承压设备无损检测 射线检测JB/T 4730.2-2005 5.1 钢、镍、铜制承压设备熔化焊对接接头射线检测质量分级，缺陷类型按性质可分为裂纹、未熔合、未焊透、条形缺陷和圆形缺陷共五类；JB/T 4730.2-2005 5.2 铝制承压设备熔化焊对接接头射线检测质量分级 ，缺陷类型按性质可分为裂纹、未熔合、未焊透、夹铜、条形缺陷和圆形缺陷共六类；JB/T 4730.2-2005 5.3 钛及钛合金制承压设备熔化焊对接接头射线检测质量分级，缺陷类型按性质可分为裂纹、未熔合、未焊透、条形缺陷和圆形缺陷共五类；JB/T 4730.2-

46、2005 6.1 钢、镍、铜制承压设备管子及压力管道熔化焊环向对接焊接接头射线检测质量分级，缺陷类型按性质可分为裂纹、未熔合、未焊透、条形缺陷、圆形缺陷、根部内凹、根部咬边共七类。JB/T 4730.2-2005 6.2 铝及铝合金制承压设备管子及压力管道熔化焊环形对接接头射线检测质量分级，缺陷类型按性质可分为裂纹、未熔合、未焊透、夹铜、条形缺陷、圆形缺陷、根部内凹、根部咬边共八类。JB/T 10662-2006 无损检测 聚乙烯管道焊缝超声检测JB/T 4730.3-2005 承压设备无损检测 超声检测1.范围 金属材料制承压设备用原材料、零部件和焊接接头的超声检测和质量分级，也适用在用承压

47、设备的超声检测。 P15 4.1 承压设备用钢板超声检测和质量分级 P1721 4.1.1 范围：适用板厚6250 mm、碳钢和低合金钢。奥氏体钢、镍及镍合金钢、双相不锈钢参照执行 4.1.2 探头选用按P18、表1 4.1.3 标准试块 4.1.4 基准灵敏度 4.1.5 检测方法检测面、耦合方式、扫查方式 4.1.6 缺陷的测定与记录 P19 4.1.7 缺陷的评定方法 P2021、表3、单个缺陷指示长度mm,单个缺陷指示面积cm2、在任一1m1m检测面积内存在的缺陷面积百分比、单个缺陷指示面积不计cm2。 4.1.8 钢板质量分级 等级 P21 4.1.9 横波检测4.2 承压设备用钢锻

48、件超声检测和质量分级 P21264.2.1 范围：适用碳钢和低合金钢。不适用奥氏体等粗晶锻件，也不适用内外半径之比80的环形和筒形锻件的周向横波检测。 4.2.2 探头选用按 P214.2.3 试块应符合3.5规定 4.2.4 检测时机原则上在热处理之后，孔、台等结构机加工之前， 检测面粗糙度Ra6.3m 4.2.5 检测方法纵波检测，筒形环形锻件还应增加横波检测 4.2.6 灵敏度确定 P244.2.7 工件材质衰减系数的测定 P25 4.2.8 缺陷当量的确定 P25 4.2.9 缺陷记录 P25 4.2.10质量分级等级评定 P25 4.3 承压设备用铝及铝合金和钛及钛合金板超声检测和质

49、量分级 P26274.4 承压设备用复合板超声检测 P2829 4.5 承压设备用无缝钢管超声检测和质量分级 P29304.6 承压设备用钢螺栓坯件的超声检测和质量分级 P30314.7 承压设备用奥氏体锻件钢管超声检测和质量分级 P31335. 承压设备对接焊接接头超声检测和质量分级 P335.1 钢制承压设备对接焊接接头超声检测和质量分级 P33455.1.1 适用钢母材厚度8400mm全熔化焊 对接焊接接头 本条不适用：铸钢对接焊接接头；外径159 mm的钢管环向对接焊接接头；内径200 mm的管痤角焊缝；外径250 mm内外径之比80的纵向对接焊接接头。5.1.2 超声检测技术等级：A

50、（846mm）、B（846，46120，120400mm）、C（余高磨平）三个级别 P345.1.3 试块5.1.4 检测准备5.1.4.1 检测面 P38、图185.1.4.2 探头K值 P38、表185.1.4.3 检测频率 P395.1.1.4 母材检测 P395.1.5 距离波幅曲线的绘制5.1.6 检测方法 P40445.1.7 缺陷定量检测 P44455.1.8 缺陷评定 P455.1.9 质量分级 P45、表23 5.2 承压设备堆焊层超声检测和质量分级 P45485.3 铝及铝合金制承压设备对接焊接接头超声检测和质量分级 P58506. 承压设备管子、压力管道环向对接焊接接头超声检测和质量分级6.1 钢制承压设备管子、压力管道环向对接焊接接头超声检测和质量分级6.1.1 适用壁厚4mm,外径为32159mm或壁厚为46mm，外径159mm 不适用于铸钢、奥氏体不锈钢设备管子、压力管道