换热器设计传热学基础
1..1热传导（导热）
定义：指温度不同的物体各部分或温度不同的两物体间直接接触时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象。 物质的属性：可以在固体、液体、气体中发生 1.2.导热的特点 必须有温差
物体直接接触
依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量 不发生宏观的相对位移 1.3导热机理
气体：气体分子不规则热运动时相互碰撞的结果。 导电固体：自由电子运动。
非导电固体：晶格结构的振动。
液体：很复杂。
1.4热传导基本方程——傅里叶定律（Fourier ）
1.5热导率（导热系数）
—— 具有单位温度差（1K ）的单位厚度的物体(1m)，在它的单位面积上(1m2)、每单位时间(1s)的导热量(J)。单位：w/(m.K)
热导率表征物质导热能力的一个参数，为物质性质之一。热导率越大，物质的导热能力越强。热导率的大小与物质的组成、结构、状态（温度、湿度、压强）等因素有关。
1.6当λ<0.2 W/(m ℃)时，这种材料称为保温材料。高效能的保温材料多为蜂窝状多孔结构 1.7常压下气体混合物的导热系数可用下式估算：
λm ——气体混合物的导热系数，W/m?℃； λi ——气体混合物中i 组分的导热系数，W/m?℃； yi ——气体混合物中i 组分的摩尔分数；
Mi ——气体混合物中i 组分的摩尔质量，kg/kmol 。
1.8液体混合物的导热系数在实验数据缺乏的情况下，可按下法估算： 有机化合物水溶液的导热系数估算式为 有机化合物的互溶混合液的导热系数估算式为
上两式中x 和λ分别为混合液中i 组分的质量分率及与混合液相同温度下i 组分的导热系数。 1.9导热的几个基本概念
??
?????-=-
=2m W δλ
t
A Φq δλt A Φ
??=
[]
W δ
λt
A
Φ?=1/31/3i
i i
m
i
i
y M y M
λλ=
∑∑,0.9m
m i
i
x λλ=?∑
,m m i i
x λλ=
?∑
1） 传热速率Q （热流量）： 指单位时间内通过传热面的热量。整个换热器的传热速率表征了换热器的生产能力，单位为W ；
2 ）热通量q ： 指单位时间内通过单位传热面积所传递的热量。在一定的传热速率下，q 越大，所需的传热面积越小。因此，热通量是反映传热强度的指标，又称为热流强度，单位为W/m2。
3）稳定传热（又称定态传热） ：对于连续过程传热系统中不积累热量，即输入系统的热量等于输出系统的热量。
稳定传热的特点：传热速率Q 为常数，并且系统中各点的温度仅随位置变化而与时间无关。 对于间歇过程：传热系统中各点的温度不仅随位置变化且随时间变化，称为不稳定传热（又称非定态传热）。
2.0平壁导热
由傅立叶定律导过平壁的热流量：
热流密度：
2.1平壁导热
由和分比关系
2.2平壁导热
A Q
q
=
[
]
W
C A A R
)(时导热热阻
导热面积为
-=λδλ[]
W
2
12
12
1λ
λδδλλR t t A
t t t t A
dx
dt A
Φw w w w w w -=
-=
-=-=[
]
2
2
12
12
1m
W
λ
λ
δδλ
r t t t t t t A
Q q w w w w w w -=
-=
-==
[
]
W
C m
2
单位面积上导热热阻
-=λδλr 3
3
4
32
2
3
21
1
2
1λδ
λδ
λδt t t t t t q -=
-=
-=
3
3
2
2
1
1
4
1λδλδ
λδ＋
＋
t
t q -=
例3：硫酸生产中SO2气体是在沸腾炉中焙烧硫铁矿而得到的，若沸腾炉的炉壁是由23cm 厚的耐火砖（实际各区段的砖规格略有差异）、23cm 厚的保温砖（粘土轻砖）、5cm 厚的石棉板及10cm 厚的钢壳组成。操作稳定后，测得炉内壁面温度t1为900℃，外壁面温度t5为80℃。试求每平方米炉壁面由热传导所散失的热量，并求炉壁各层材料间交界面的温度为多少？由于沸腾炉直径大，可以将炉壁看作平面壁，已知：
耐火砖，
保温砖，
石棉砖,
钢壳
解：由题意根据多层平壁热流量公式，得：
求耐火砖与保温砖的交界面温度t2
=806.8℃ 求保温砖与石棉板的交界面温度t3
=317.5℃ 求石棉板与钢壳的交界面温度t4
=81.1℃
计算结果表明，各分层热阻越大则温度降越大，沸腾炉壁主要温度降在保温砖和石棉板层。
3.圆筒壁导热
1)单层圆筒壁导热
圆筒壁的导热面积随半径而变，S ＝2πrL 。 2)多层圆筒壁导
导热系数大的材料在外面，导热系数小的材料放在里层对保温更有利。
4.1热对流与对流换热
11105.1--??=K m W λ1
1
22.0--??=K
m
W λ1
1
309.0--??=K
m
W λ1
1
440--??=K
m
W λ211
1
/q
t t λ
δ=-322
2
/q
t t λ
δ=-
4333
/q t t λδ=-
定义与特征
定义：流体中（气体或液体）温度不同的各部分之间，由于发生相对的宏观运动而把热量由一处传递到另一处的现象。
流体中有温差 — 热对流必然同时伴随着热传导，自然界不存在单一的热对流
对流换热：流体与温度不同的固体壁间接触时的热量交换过程
4.2对流换热的特点
对流换热与热对流不同，既有热对流，也有导热；不是基本传热方式 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程
必须有直接接触（流体与壁面）和宏观运动；也必须有温差 5牛顿冷却公式（1701）
Φ— 热流量[W]，单位时间传递的热量 q — 热流密度[W/m2]h — 表面传热系数 A — 与流体接触的壁面面积
tw — 固体壁表面温度[℃]
t — 流体温度[℃]
6.表面传热系数（对流换热系数）
[]
W
)(∞-=t t hA Φw [
]
2
m
W
)(
f
w t
t h A
Φq -==q
[]
2
m W — 热流密度
[]
C)
(m
W 2
?
[]2m ))(( ∞-=t t A Φh w []
C)
(m W
2
?
—— 当流体与壁面温度相差1度时、每单位壁面面积上、单位时间内所传递的热量。 h 是表征对流换热过程强弱的物理量。
影响h 因素：流动原因、流动状态、流体物性（λμρ、cp)有无相变、壁面形状大小等
7.1对流传热机理
对流传热是流体流动过程中发生的热量传递. 工业过程的流动多为湍流状态，湍流流动时，流体主体中质点充分扰动与混合，所以在与流体流动方向垂直的截面上，流体主体区的温度差很小。
由于壁面的约束和流体内部的摩擦作用，在紧靠壁面处总存在滞流底层，故主要热阻及温度差都集中在滞流底层。
7.2对流传热特点
由于固体壁面对流体分子的吸附作用，使得壁面上的流体是处于不流动或不滑移的状态 在流体的黏性力作用下会使流体的速度在垂直于壁面的方向上发生改变。流体速度从壁面上的零速度值逐步变化到来流的速度值。
同时，通过固体壁面的热流也会在流体分子的作用下向流体扩散(热传导)，并不断地被流体的流动而带到下游（热对流），因而也导致紧靠壁面处的流体温度逐步从壁面温度变化到来流温度。
流体与壁面之间的温度变化可认为全部发生在厚度为δt 的一个膜层内，通常将这一存在温度梯度的区域称为传热边界层。传热边界层以外，温度是一致的、没有热阻.
8.对流换热过程的分类
对流换热：导热 + 热对流；壁面+流动
对流换热的分类：
1）流动起因：2）换热表面的几何因素：3）流动状态：4）流体有无相变：
9.对流传热系数的影响因素及其求
①流体的种类和性质；②流体的流动形态：③流体的对流状态④传热壁面的形状、排列方式和尺寸
10.对流传热过程中的准则数的物理意义
10.1
称为雷诺数，表征了给定流场的惯性力与其黏性力的对比关系，也就是反映了这两种力的相对大小。
利用雷诺数可以判别一个给定流场的稳定性，随着惯性力的增大和黏性力的相对减小，雷诺数就会增大，而大到一定程度流场就会失去稳定，而使流动从层流变为紊流。 10.2
νμρL u L u ∞∞==R e 紊流区
——过渡区
——），（层流区
——
10
Re 10 2300Re 2300Re 4
4
>∈=<=
ν
d
u m
10.3
努谢尔特（Nusselt ）准则，它反映了给定流场的换热能力与其导热能力的对比关系。这是一个在对流换热计算中必须要加以确定的准则。
11.对流传热系数的影响因素(h = f ( 物性、流动状态、温度、边界状况) 1)流体的种类和相变化的情况 2)流体的物性
导热系数 大，h 大； 粘度 大，h 小；
比热和密度 Cp 大，h 大； 体积膨胀系数 大，h 大。
3) 流体的温度 流体物性、附加自然对流 4)流体的流动状态 滞流小、湍流大
5)流体流动的原因 自然对流小、强制对流大 6)传热面的形状、位置和大小 形状：管、板、环隙、翅片等
位置：水平、垂直、管束的排列方式 大小：管径、管长、板高、进口效应
12应用准数关联式应注意的问题
a 定性温度
b 特征尺寸
c 特征流速
d 应用条件
13.特征尺寸、特征流速和定性温度的确定
特征参数是流场的代表性的数值，分别表征了流场的几何特征、流动特征和换热特征。 特征尺寸，它反映了流场的几何特征，对于不同的流场特征尺寸的选择是不同的。 流体平行流过平板：流动方向上的长度尺寸； 管内流体流动：垂直于流动方向的管内直径；
流体绕流圆柱体流动：流动方向上的圆柱体外直径。 非圆管：取当量直径＝4 流动截面积/传热周边长 特征流速，它反映了流体流场的流动特征。 流体流过平板：来流速度；
流体管内流动：管子截面上的平均流速； 流体绕流圆柱体流动：来流速度。
定性温度，无量纲准则中的物性量是温度的函数，确定物性量数值的温度称为定性温度。 外部流动：来流流体温度和固体壁面温度的算术平均值，称为膜温度； 内部流动：管内流体进出口温度的平均值（算术平均值或对数平均值）.
14.对流传热膜系数 （无相变）
1)低粘度流体在管内强制湍流传热：Dittus-Blelter
λ
hL Nu =n
p n
c du
d h Nu ???
?
?
????
?
??==λμμ
ρλ8
.08
.0023.0Pr
Re
023.0或
当液体被加热：n=0.4 液体被冷却：n=0.3 气体被加热或冷却：n=0.4 上式的适用范围
1）Re ＞104，流体呈湍流状态。
2）若Re=2300～104属于过渡区，上式计算的传热系数h 作修正
3）要求管长与管径之比，l/d>60。如果l/d ＜60，由于入口处的影响使α增加较多，可将
α×【1+（d/l)0.7】进行修正。
4）用于粘度小于2倍水的粘度的流体。
5）定性温度：液体进出口温度的算术平均值; 6) 特征尺寸: 管内径。 b 、高粘度流体
Nu=0.027Re0.8Pr0.33(μ／μw )0.14 μ:液体在主体平均温度下的粘度 μw ：液体在壁温下的粘度
其中（μ/μw ）0.14一项是考虑热流方向影响的校正项。 在工程计算时，
液体加热(μ/μw ）0.14=1.05 ， 液体被冷却时（μ/μw ）0.14=0.95
由于滞流内层的厚度粘度随热流方向的不同而不同，液体被加热时，滞流内层的温度比主体温度高，又粘度反比于温度，因此滞流内层厚度减薄，致使对流传热系数增大。液体被冷却时，情况相反，对于液体Pr>1 即 Pr0.4>Pr0.3.因此加热时n=0.4。
15.液体有相变时的对流传热系数
a. 蒸气冷凝
化工生产中多见的相变给热是液体受热沸腾和饱和水蒸气的冷凝。
滴状冷凝的给热系数比膜状冷凝的给热系数可高出数倍乃至数十倍，工业上遇到的大多是膜状冷凝，因此冷凝器的设计总是按膜状冷凝来处理，下面介绍纯净的饱和蒸气膜状冷凝的传热系数的计算方法 。
1）竖直平壁：2）倾斜平壁：3）单根水平园管：4）蒸气在水平管束外的冷凝5）蒸气在垂直管内、外或垂直平板侧的冷凝 6）影响冷凝传热的因素
⑴液膜两侧温差⑵凝液物性⑶蒸气的流向与速度⑷蒸气中不凝性气体含量的影响⑸过热蒸气⑹冷凝壁面的影响
16.液体沸腾
液体通过固体壁面被加热的对流传热过程中，若伴有液相变为气相，即在液相内部产生气泡或气膜的过程称为液体沸腾，又称沸腾传热。
8
.15
00Re
1061?-
==φφh
h 过渡
当温差较小时，加热面上的液体仅产生自然对流在液体表面蒸发，如图中AB 段曲线；当Δt 逐渐增高时，由于气泡的产生、脱离和上升对液体剧烈扰动，此段情况称为泡核沸腾，如BC 段曲线；
：
17.工业上的液体沸腾
①将加热壁面浸没在液体中，液体在壁面处受热沸腾，称为大容积沸腾； ②液体在管内流动时受热沸腾，称为管内沸腾。
18.热辐射（Thermal radiation ）
1定义
——物体通过电磁波来传递热量的方式
物体的温度越高、辐射能力越强；若物体的种 类不同、表面状况不同，其辐射能力不同
辐射换热：物体间靠热辐射进行的热量传递 2辐射换热的特点
——不需要冷热物体的直接接触；即：不需要介质的存在，在真空中就可以传递能量
——在辐射换热过程中伴随着能量形式的转换
物体热力学能 → 电磁波能 → 物体热力学能
——无论温度高低，物体都在不停地相互发射电磁波能、相互辐射能量；
高温物
图4-9 水的沸腾曲线
体辐射给低温物体的能量大于低温物体辐射给高温物体的能量;总的结果是热由高温传到低温。
19.斯蒂芬-玻尔兹曼定律（Stefan-Boltzmann law ）
黑体：能全部吸收投射到其表面辐射能的物体。 或称绝对黑体。（Black body ）
黑体的辐射能力与吸收能力最强 黑体向外发射的辐射能：
— 绝对黑体辐射力 — 黑体表面的绝对温度（热力学温度）
— 斯蒂芬-玻尔兹曼常数，
20.化工生产中的传热过程及常见换热器
实际上，传热过程往往并非以某种传热方式单独出现，而是两种甚至是三种传热方式的组合。
20.1 传热过程与热阻
传热过程：热量由热流体通过间壁传给冷流体的过程。
20.2热阻分析 类比方法
对各种转移过程的规律进行分析与比较，充分揭示出相互之间的类同之处，并相互应用各自分析的结论，是研究转移过程的一种行之有效方法。
热电类比（热阻分析）是传热学常用的研究方法：即将电学中的欧姆定律及电学中电阻的串并联理论应用于传热学热量传递现象的研究。 20.3热阻
1）热阻定义：热转移过程的阻力称为热阻。
2）热阻分类：不同的热量转移有不同的热阻，其分类较多，如：导热阻、辐射热阻、对流热阻等。 3）热阻的特点
串联热阻叠加原则：在一个串联的热量传递过程中，若通过各串联环节的热流量相同，则串联过程的总热阻等于各串联环节的分热阻之和。
20.4系统内由于温度的差异使热量从高温向低温转移的过程称之为热量传递过程，简称传热过程
化工生产对传热的要求有两类，一是要求热量的传递速率要高，目的是增大设备的传热强度、提高生产能力或减小设备尺寸、降低生产费用；另一类则是要求尽量避免热量传递，需要采用隔热等方法减小传热速率。
传热过程也分为定态传热和非定态传热两种，换热器传热面上各点温度不随时间而改变的过程称为定态传热，反之，称为不定态传热。
21.工业上传热的三种基本方式 ①直接接触式 ②间壁式③蓄热式
[
]
2
4
m
W T E b b σ= b E T
b σ)
K
(m W
10
5.674
2
-8
?[]
K
21.1 间壁式换热器中，热量自热流体传给冷流体的过程包括三个步骤：①热流体将热量传到壁面一侧；②热量通过固体壁面的热传导；③壁面的另一侧将热量传给冷流体。即给热一导热一给热的串联过程。
21.2 依传热面的结构可分为管式换热器和板式换热器。管式换热器的传热面是由管子做成的，包括套管式、列管式、蛇管式、喷淋式和翅片管式等；板式换热器的传热面是由板材做成的，包括夹套式、螺纹板式、螺旋板式等。
21.3间壁式换热器的传热总方程，适用于传热面为等温面的间壁式热交换过程。
说明定态传热总过程的推动力和阻力亦具加和性
24.传热过程的平均温度差
冷、热流体温度差沿换热器壁面的分布情况，决定了整个换热过程的温度差。（1）定态恒温传热（2）定态变温传热
在相同情况下，逆流传热的平均温度差大于并流传热的平均温度差，这意味着采用逆流传热要比并流传热相应减少传热面积或载热体使用量。
25.热负荷及热量衡算
生产工艺对换热器换热能力的要求称为换热器的工艺热负荷ΦL。
26. 传热过程的强化
传热过程的强化目的是充分利用热能，提高换热器单位面积的传热速率；力图以较小的传热面积或较小体积的换热器完成一定的传热任务。
26.1强化传热过程的主要途径有三条:
（1）增大传热面积A
（2）增大平均温度差Δtm
（3）增大传热系数K
26.2 提高h和λ、降低δ都能使K值增大。提高K值的具体办法，可以从以下几个方面考虑。
①增加湍流程度、减小对流传热的热阻、提高h值。
②尽量选择h大的流体给热状态。
③提高λ、降低δ.
压力容器焊接与无损检测
1 焊接方法的分类a熔焊b压焊c 钎焊
2.同一种焊缝形式可以连接成多个接头形式
对接接头不一定用对接焊缝连接
连接角接接头的焊缝也不一定是角焊缝
3.焊接性能、焊接工艺评定和焊接工艺规程
掌握焊接性能、焊接工艺评定和编制焊接工艺规程是焊接压力容器中的三个重要环节。
焊接性能是焊接工艺评定的基础
焊接工艺评定是焊接工艺规程的依据
焊接工艺规程是确保压力容器焊接质量的行动准则
4.焊接性能
4.1金属材料的焊接性能是指在限定的施工条件下，焊接成符合设计要求的构件，并满足预订服役要求的能力。
亦即材料对焊接加工的适应性和使用可靠性。
施工条件包括：材料牌号、结构条件、焊接设备条件、工艺条件、焊接环境。设计要求包括：焊接尺寸、形位偏差、焊缝内外缺陷要求，焊接接头的性能、焊接技术条件。
服役要求包括：焊接接头结合性能、具体工艺介质条件下焊接接头的使用性能及使用环境下结构抗断裂能力。
4.2材料的焊接性能与条件有关，在不同条件下有不同表现。
焊接性能可分为工艺焊接性能和使用焊接性能：
工艺焊接性能是指在一定焊接工艺条件下，能否获得优质、无缺陷或少缺陷的焊接接头能力。
使用焊接性能是指焊接接头或整体结构满足各种使用要求的程度。
影响焊接性能的因素为材料、焊接方法、结构类型和使用要求。
5.焊接工艺
焊接工艺是指制造焊件所有相关的加工方法和实施要求，包括焊接设备、材料选用、焊接方法选定、焊接参数、操作要求等
6.焊接工艺评定
为验证所拟定的焊件焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价称为焊接7.工艺评定。
正确认识焊接工艺评定的目的和作用，是执行焊接工艺评定标准的前提。
焊接工艺评定通过焊接试件，进行验证性试验，因此焊接工艺评定结果只对焊接接头有效，焊接工艺评定不能保证产品整体质量符合要求，更不能确保压力容器安全可靠使用。
焊接工艺评定规则只对标准规定的检验要求负责，当增加焊接工艺评定试件检验项目时，原标准规定的焊接工艺评定规则对新增加的检验项目便不再适用。
8.GB150规定：
容器施焊前的焊接工艺评定，应按JB4708进行。
焊接工艺评定报告、焊接工艺规程、施焊记录及焊工的识别标记，其保存期不少于7年。
9.焊接工艺规程
9.1按照压力容器焊接工艺评定标准，评定合格的焊接工艺只能确保焊接接头的力学性能或堆焊层化学成分或T形接头符合要求。
对于焊接接头作为压力容器的一部分还有缺陷、应力、外观要求；对于整个产品还有外形尺寸、位置偏差、使用性能及其它性能要求；对于生产管理来讲，还要求提高生产率、操作方便、安全生产等要求。
这是焊接工艺指导书不能解决的，也不是焊接工艺评定的范围，这只能由焊接工艺规程来实现。
9.2焊接工艺规程是制造焊件所有相关的加工和实践要求的细则文件，可保证由熟练焊工操作时的质量再现性。
焊接工艺规程是焊接工艺人员依据评定合格的焊接工艺，针对具体的焊接接头，根据本单位能力与条件，运用焊接实践知识和理论知识编制而成的。
焊工必须严格执行焊接工艺规程，才能确保压力容器的焊接质量。
10.压力容器常用焊接方法及特点
手工电弧焊埋弧自动焊钨极气体保护焊熔化极气体保护焊等离子弧焊电渣焊
11.焊接材料包括焊条、焊丝、焊带、焊剂、保护气体等
12. 焊接设计是压力容器设计一个重要组成部分，包括
焊接方法层间温度
焊接材料后热
焊接坡口焊后热处理
焊接接头型式检验
预热检测
13. 压力容器焊接设计原则
13.1选用焊接性能良好的母材
13.2尽量减少焊接工作量
a减少焊缝数量
b减少坡口截面积
c焊缝最好为直线或圆以利使用机械化、自动化焊接方法
13.3合理布置焊缝
a焊缝宜对称布置
b不采用十字交叉
c两焊缝之间最小距离最好不小于100mm
d不在受力截面突变处设置焊缝
13.4焊接施工及焊接检验方便，减少现场焊接工作量
13.5有利于生产组织与管理
14.选择焊接方法应符合以下要求
a能保证压力容器质量可靠、生产效率高、生产成本低。
b焊接方法一经确定，则坡口形式、焊接材料、焊工合格项目、焊接工艺、所需工艺装备（装置）等则随之确定。
c各种压力容器常用焊接方法各有不同特点和适用条件，应根据产品特点和制造厂的生产条件选用。
15焊接接头设计
15.1压力容器焊接结构设计时，为做到合理地选择焊接接头的类型，应综合考虑如下因素：
a设计要求：保证接头满足使用要求。
b焊接和无损检测的难易与焊接变形：操作容易实现，焊接应力小，变形能够控制。
c焊接成本：接头准备和施工时费用低，经济性好。
d施工条件：制造施工单位具备完成施工要求所需的技术、人员和设备条件。16压力容器焊后热处理及其目的
16.1焊后热处理
是指为改善焊接接头的组织和性能，消除焊接残余应力等影响，将焊接接头及其邻近局部在金属相变点以下均匀加热到足够高的温度，并保持一定的时间，然后缓慢冷却的过程。
16.2焊后热处理的目的
a焊后热处理可以松弛焊接残余应力，软化淬硬区，改变组织形态，减少含氢量，尤其是提高某些钢种的冲击韧性，改善力学性能。
b如果焊后热处理的温度过高或保温时间过长，反而会使焊缝金属中碳化物聚集、粗化，或脱碳层厚度增加，从而造成力学性能、蠕变强度及缺口韧性的下降。
16.3需要进行焊后热处理的条件
a容器的焊后热处理需要大型热处理装备，消耗大量能源。所以，应综合考虑容器的安全性与经济性，科学设定是否需要进行焊后热处理。
b由于影响因素较多，尚难判断将焊接应力限制在什么水平是适宜的。
c焊接应力的大小一般与材质、钢材厚度、预热温度三个因素有关
16.4影响焊接应力的大小的因素
a材质随着钢材强度级别的提高及合金含量的增加，其焊接性变差，在相同的焊接工艺条件下易产生焊接缺陷。
b钢材厚度钢材厚度越大则意味着焊缝越深，焊缝冷却后收缩的倾向越强；且刚性增大，抵抗局部收缩变形的能力越强，从而产生较大的焊接残余应力。
c预热温度焊前预热可减缓焊缝部位与其它部位的温度梯度，能减缓高峰值焊接应力的产生。
16.5GB150等标准依据各种材质、厚度以及预热温度设定压力容器需进行焊后热处理的条件
16.6但是，如果是图样上注明有应力腐蚀的容器、盛装毒性为极度或高度危害介质的容器，不论其材质、厚度和预热温度如何，都应进行焊后热处理。
16.7除图样另有规定，奥氏体不锈钢的焊接接头可不进行焊后热处理。
17焊后热处理的方法
1)炉内整体热处理2)分段炉内热处理3)局部热处理4)现场热处理
18预热、层间温度和后热
18.1层间温度相当于预热，当不要求预热时，层间温度应加以控制，尽量降低层间温度；而要求预热时，应控制层间温度不得低于预热温度。
18.2后热的目的是加快焊接接头中氢的逸出，是防止焊接冷裂纹的有效措施。18.3后热应在焊后立即进行，后热温度与钢材有关，但一般为200~350℃。温度太低，消氢效果不明显；温度过高，若超出马氏体转变终了温度则容易在焊接接头中保留残存的马氏体组织。
19焊接变形与焊接应力的产生
a焊接是一种局部加热过程。
b熔池冷却凝固成为焊缝后将继续冷却到环境温度。
c随着温度的变化，体积相应发生变化，即局部的膨胀和收缩。
d焊件局部膨胀和收缩，会引起焊件的变形。
e当上述局部体积变化受到限制，就造成焊件内的应力。
f在焊后残留于工件的变形和应力称为残余变形和残余应力。
20焊接变形的种类
a纵向（沿焊缝方向）和横向（垂直于焊缝方向）变形
b是焊接变形的最基本形式
c角变形，亦称转角变形
21.焊接变形的种类
a弯曲变形b波浪变形c.扭曲变形，亦称螺旋变
22减少焊接变形的措施
a设计方面b工艺方面c焊后矫形
23焊接残余应力产生原因
总的来说，焊接应力是焊接过程中焊件体积变化受阻而产生。在焊接过程中引起体积变化的主要原因是：由于温度降低体积收缩和低温时组织转变而引起的体积变化。
24降低焊接残余应力的措施
a设计方面b工艺措施
25焊接残余应力的消除
25.1对于有应力腐蚀和要求尺寸稳定的结构，承受交变载荷要求有较大抗疲劳强度的焊接结构，以及低温下使用的结构，为了防止低温应力脆性破坏，焊后一般都须消除焊接应力。
25.2只有当材料的塑性、韧性都很好时才可以不考虑消除焊接应力的措施。
a进行热处理b机械拉伸法
26无损检测基本概念
无损检测是在不损伤被检物（材料、工件或容器）的完整结构和使用性能的情况下，利用电磁波、声、光、热、电、磁等与物质的相互作用，探测被检物内部或表面的宏观缺陷，并对其种类、形状、尺寸、取向和位置作出判断的工艺方法。27无损检测的主要目的
a对原材料、零部件、产品各制造工序间直至最终产品的外观（包括形状、尺寸）和内在质量的检查。
b通过无损检测评价制造工艺的合理性，为制定和改进制造工艺过程提供依据。c作为评定产品质量优劣等级的依据，提高产品在规定使用条件下工作的可靠性。28射线透照检测技术
不同用途、不同使用要求的压力容器对于焊接接头有不同的质量检测要求。射线检测技术分为三级：
A级——低灵敏度技术AB级——中灵敏度技术B级——高灵敏度技术
29TOFD优越性
a一次扫查几乎能够覆盖整个焊缝区域（除上下表面盲区），可以实现非常高的检测速度；
b对于焊缝中部缺陷检出率很高；
c能够发现各种类型的缺陷，对缺陷的走向不敏感；
d可以识别向表面延伸的缺陷；
e采用B-扫描成像，缺陷判读更加直观；
f对缺陷垂直方向的定量和定位非常准确；
g和脉冲反射法相结合时检测效果更好。
30TOFD局限性
a盲区b定量的准确性
31.1设计对无损检测的特殊要求
a无损检测是压力容器产品质量与运行安全的重要保证，正确选择无损检测方法与百分率是设计者的责任。
b设计者应明确标准对无损检测的各项规定，仅是对各类产品通用的最低质量要求，它不一定能满足所有产品，尤其是安全性要求较高的特殊产品的质量要求。
31.2设计者的另一个重要职责是，根据所设计容器的运行参数（压力、温度、介质特性）、采用的材质、结构、安全性要求等来正确判断仅依靠标准关于无损检测的规定能否满足其质量要求，如不能满足，则应按照安全性与经济性综合平衡的原则，提出标准中没有或比标准更为严格的特殊要求，并在图样中注明。31.3设计者有权增加无损检测次数
31.4设计者有权增加无损检测的百分率
31.5设计者有权提高无损检测的合格等级
31.6设计者有权提出关于无损检测的其它要求
31.7根据需要还可以要求采用更先进的无损检测技术
化工原理课程设计 设计题目：列管式换热器的设计班级：09化工 设计者：陈跃 学号：20907051006 设计时间：2012年5月20 指导老师：崔秀云
目录 概述 1.1.换热器设计任务书 .................................................................... - 7 - 1.2换热器的结构形式 .................................................................. - 10 - 2.蛇管式换热器 ........................................................................... - 11 - 3.套管式换热器 ........................................................................... - 11 - 1.3换热器材质的选择 .................................................................. - 11 - 1.4管板式换热器的优点 .............................................................. - 13 - 1.5列管式换热器的结构 .............................................................. - 14 - 1.6管板式换热器的类型及工作原理............................................ - 16 - 1.7确定设计方案.......................................................................... - 17 - 2.1设计参数................................................................................. - 18 - 2.2计算总传热系数...................................................................... - 19 - 2.3工艺结构尺寸.......................................................................... - 19 - 2.4换热器核算 ............................................................................. - 21 - 2.4.1．换热器内流体的流动阻力 (21) 2.4.2.热流量核算 (22)
第六节无损检测 第七十八条 无损检测人员应当按照相关技术规范进行考核，取得资格证书，方能承担与资格证书的种类和技术等级相对应的无损检测工作。 第七十九条 压力容器的无损检测方法包括射线、超声、磁粉、渗透和涡流检测等。压力容器制造单位应当根据 JB/T4730—2005《承压设备无损检测》标准和设计图样的规定制定无损检测工艺。 第八十条 压力容器的焊接接头，应当先进行形状尺寸和外观质量的检查，合格后，才能进行无损检测。有延迟裂纹倾向的材料应当至少在焊接完成 24 小时后进行无损检测；有再热裂纹倾向的材料应当在热处理后增加一次无损检测。 第八十一条 压力容器对接焊接接头的无损检测比例，一般分为全部（100%）和局部（大于等于 20%）两种。对碳钢和低合金钢制低温容器，局部无损检测的比例应当大于等于 50%。 第八十二条 符合下列情况之一时，压力容器的对接接头，应当进行全部射线或超声检测： (一)图样和相关标准规定应当进行全部射线或超声检测的压力容器。 (二)第Ⅲ类压力容器。
(三)按分析设计标准制造的压力容器。 (四)采用气压试验的压力容器。 第八十三条 压力容器焊接接头检测方法的选择要求如下： (一)压力容器壁厚小于等于38mm时，其对接接头应当采用射线检测或可记录的超声检测。 (二)压力容器壁厚大于 38mm（或小于等于 38mm，但大于20mm并且使用材料抗拉强度规定值下限大于等于 540MPa）时，其对接接头如采用射线检测，则每条焊缝还应当附加局部超声检测；如采用超声检测，每条焊缝还应当附加局部射线检测。附加局部检测应当包括所有的丁字口焊缝，附加局部检测的比例为本规程第八十一条规定的原无损检测比例的 20%。 (三)可以采用衍射时差法超声检测（TOFD）代替射线检测。 (四)对有无损检测要求的角接接头、T形接头，确实不能进行射线或超声检测时，应当做 100%表面检测。 (五)有色金属制压力容器对接接头应当尽量采用 X射线检测。 第八十四条 不进行全部无损检测的压力容器，其对接接头应当做局部无损检测，并且应当满足第八十一、八十三条的规定。局部无损检测的部位由制造单位检验部门根据实际情况指定。但对所有的丁字口焊接接头以及将要被其他元件所覆盖的焊接接头应当进行射线检测。经过局部射线检测或超声检测的焊接接头，若在检测部位发现超标缺陷时，
《固定式压力容器安全技术监察规程》无损检测部分 2.5 钢板超声波探伤 2.5.1 检测要求 厚度大于或者等于12mm的碳素钢或低合金钢钢板（不包括多层压力容器的层板）用于制造压力容器壳体时，凡符合下列条件之一的，应逐张进行超声检测： （1）盛装介质毒性程度为极度、高度危害的； （2）在湿H2S腐蚀环境中使用的； （3）设计压力大于或者等于10MPa的； （4）本规程引用标准中要求逐张进行超声检测的。 2.5.2检测合格标准 钢板超声检测应当按照JB/T4730《承压设备无损检测》的规定执行。符合本规程2.5.1第（1）项至第（3）项的钢板；合格等级不低于Ⅱ级；符合本规程2.5.1第（4）项的钢板；合格等级应当符合本规程引用标准的规定。 4.5 无损检测 4.5.1 无损检测人员 无损检测人员应当按照照相关技术规范进行考核，取得资格证书，方能承担与资格证书的种类和技术等级相对应的无损检测工作。 4.5.2 无损检测方法 (1)压力容器的无损检测方法包括射线、超声、磁粉、渗透和涡流检测等; (2)压力容器制造单位或者无损检测机构应当根据设计图样要求和 JB/T4730的规定制定无损检测工艺。 （3）采用未列入JB/T4730或者超出其适用范围的无损检测方法时，按照照本规程1.9的规定。 4.5.3压力容器焊接接头无损检测 4.5.3.1 无损检测方法的选择 （1）压力容器的焊接接头，应当采用射线检测或者超声波检测，超声波检测包括衍射时差法超声波检测（TOFD）、可记录的脉冲反射法超声波检测和不可记录的脉冲反射法超声波检测；当采用不可记录的脉冲反射法超声波检测时，应当采用射线检测或者衍射时差法超声波检测作为附加局部检测； （2）有色金属制压力容器对接接头应当优先采用X射线检测； （3）管座角焊缝、管子管板焊接接头、异种钢焊接接头、具有再热裂纹倾向或者延迟裂纹倾向的焊接接头应当进行表面检测； （4）铁磁性材料制压力容器焊接接头的表面检测应当优先采用磁粉检
压力容器无损检测管理制度 1、总则 无损检测是压力容器关键检测项目之一。根据TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》有关规定，为提高检测工作质量，确保压力容器产品质量，特制订本制度。 2、检测人员的资格、职责 压力容器的各项无损检测工作按《锅炉压力容器无损检测人员技术等级划分和资格鉴定规则》的要求，由持有Ⅱ级以上资格证的人员担任；取得Ⅰ级资格的检测人员，一般仅做无损检测的辅助工作及射线检测评片以外的工作，若有Ⅱ级以上人员指导，也可进行设备操作，但检测结果须经指导人签字，并经Ⅱ、Ⅲ级检测人员审核签字，方可生效。各级人员的职责范围均按《锅炉压力容无损检测人员技术等级划分和资格鉴定规则》的要求执行。 3、容器的无损检测 容器的无损检测包括钢板、焊接接头、锻件及要求无损检测的工件及零部件等的无损检测，具体规定如下： 3.1容器无损检测的检测范围； 3.1.1 X射线检测 适用于厚度4-40mm的碳素钢、低合金钢、不锈钢、铝及铝合金、钛及钛合金、镍及镍合金材料制成的焊缝及钢管对接环焊缝的射线透照检测； 3.1.2 超声波检测（A型脉冲反射式超声波探伤） 适用于板材厚度6-250mm的压力容器原材料、零部件和焊缝的超声波检测； 3.1.3 磁粉检测 适用于铁磁性材料的机加工件、焊接接头、板材坡口表面和近表面缺陷的检测；3.1.4 渗透检测 适用于金属材料制成的压力容器及零部件表面开口缺陷的检测； 3.1.5 容器壁厚及钢板厚度测定 测量厚度1-200mm的碳钢、不锈钢。 3.2 各种检测方法对受检工作的要求
3.2.1 对接接头的要求 容器的表面质量应符合《规程》第65条和GB150第7.3.的要求，若用射线无损检测时，焊接接头表面不允许有焊疤、飞溅、气孔、弧坑等；若用超声检测时，应清除探头移动区的飞溅、锈蚀、油污等，探头移动区的深坑应补焊，然后打磨平滑，露出金属光泽，保持良好的声学接触；若用磁粉无损检测或渗透无损检测，被检工件表面应清洁、干燥，没有油脂、沙、氧化皮、棉纤、涂层、焊剂和焊接飞溅物。 3.2.2 对钢板的要求 应清除被无损检测钢板表面影响无损检测的氧化皮、锈蚀及油污等。 3.3 容器无损检测方法检验程序的确定 3.3.1 钢板的无损检测 一般选用超声波无损检测法 3.3.2 焊缝的检测 视图纸要求及技术要求，按《规程》选用正确的无损检测方法。 3.3.3 检验程序：分别按不同检测方法的安全操作规程进行。 3.4 容器检测申请制度 3.4.1 检测的申请 钢板、铆焊件一般由铆焊检验员及焊接试验室提出检测申请，无损检测人员即按申请的内容进行无损检测。 3.4.2 申请内容的规定 要按图纸工艺要求逐项填写好“无损检测申请单”。 3.4.3 无损检测结果的通知 一般以书面形式通知无损检测申请的单位和个人，并要有签收手续，以备查考。 3.5 焊缝无损检测部位标记，以编号形式标记或在出厂文件中用文字、简图表示。 3.5.1 X射线检测部位的标记 3.5.1.1底片编号：年月日号、定位标记、工件号、检测部位编号及返修次数。 3.5.1.2工件上检测部位标记以底片检测部位编号为准进行标记，在离焊缝15-20mm旁打上 钢印。 3.5.1.3对于不能打钢印的容器画出检测部位示意图。 3.5.2 超声波检测部位的标记 3.5.2.1焊缝的标记一般以工件接管方位为基准画检测部位示意图。
谈压力容器无损检测技术-压力容器论文-工业论文 ——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印—— 摘要：压力容器在我国工业生产领域得到了广泛应用。作为工业生产过程中的核心设备之一，压力容器运行期间承担着低温、腐蚀、易燃、高温、剧毒以及易爆等压力。若容器结构质量出现问题，会增大火灾、污染以及中毒等事故的产生几率，威胁人们的人身财产安全。本文针对无损检测的应用特点展开分析，内容包括非破坏性、全面性、全程性、直观性等，结合无损检测的应用目的，通过研究一些常见无损检测技术在压力容器质量检测中的具体应用，其目的在于提高问题发现的及时性，提升无损检测技术的应用效果。 关键词：压力容器；无损检测技术；全面性；直观性 现阶段，压力容器已经成为我国各个工业行业主要使用的一种承
压类特种设备。在工业生产中，使用压力容器需要承担一定的风险，因为一旦出现泄露等重大事故，将会直接影响人民群众的生命安全，而且还会造成很严重的环境污染，甚至会出现毒气体散布现象，后果很严重。因此为了保障人们的生命财产安全，需要对压力容器的无损检测技术进行进一步的探究。通过将无损检测技术应用到压力容器质量监测当中，对于提升压力容器运行安全有着积极地意义。 1无损检测技术的应用特点 1.1非破坏性 在传统检测方法当中，有许多的检测方法都是需要对压力容器碎片进行提取，虽然提取的碎片非常细小，但是压力容器本身应用期间受到的荷载较高，这些细小破损也会成为压力容器破损的隐患内容。在无损检测技术应用过程中，其最大的应用特点便是具备较强的非破坏性，在检测技术应用过程中，并不会对内部结构造成影响，这样也
确保了压力容器的完整性，这对于延长压力容器使用寿命也有着积极地意义。 1.2全面性 在传统检测方法当中，所选用的检测方法主要都是以抽样检测的方法进行，即只是从压力容器上选择几个采样点，对于采样点数据信息进行梳理，根据整理信息来评估压力容器目前的使用状态，但是这样采集到的数据具备一定的片面性，无法对压力容器整体应用情况进行了解。而无损检测技术在使用的过程中，如果没有什么特殊的应用情况，会对压力容器整体进行完整检测，采集到更加完整的数据信息，这样也提高了数据分析结果的使用价值。 1.3全程性
根据给定的原始条件，确定各股物料的进出口温度，计算换热器所需的传热面积，设计换热器的结构和尺寸，并要求核对换热器压强降是否符合小于30 kPa的要求。各项设计均可参照国家标准或是行业标准来完成。具体项目如下：设计要求： =0.727Χ10-3Pa.s 密度ρ=994kg/m3粘度μ 2 导热系数λ=62.6Χ10-2 W/(m.K) 比热容Cpc=4.184 kJ/(kg.K) 苯的物性如下： 进口温度：80.1℃出口温度：40℃ =1.15Χ10-3Pa.s 密度ρ=880kg/m3粘度μ 2 导热系数λ=14.8Χ10-2 W/(m.K) 比热容Cpc=1.6 kJ/(kg.K) 苯处理量：1000t/day=41667kg/h=11.57kg/s 热负荷：Q=WhCph（T2-T1）=11.57×1.6×1000×(80.1-40)=7.4×105W 冷却水用量：Wc=Q/[c pc(t2-t1)]=7.4×105/[4.184×1000×(38-30)]=22.1kg/s
4、传热面积的计算。 平均温度差 确定R和P值 查阅《化工原理》上册203页得出温度校正系数为0.8，适合单壳程换热器，平均温度差为 △tm=△t’m×0.9=27.2×0.9=24.5 由《化工原理》上册表4-1估算总传热系数K（估计）为400W/（m2·℃） 估算所需要的传热面积： S0==75m2 5、换热器结构尺寸的确定，包括： （1）传热管的直径、管长及管子根数； 由于苯属于不易结垢的流体，采用常用的管子规格Φ19mm×2mm 管内流体流速暂定为0.7m/s 所需要的管子数目：，取n为123 管长：=12.9m 按商品管长系列规格，取管长L=4.5m，选用三管程 管子的排列方式及管子与管板的连接方式: 管子的排列方式，采用正三角形排列；管子与管板的连接，采用焊接法。（2）壳体直径； e取1.5d0，即e=28.5mm D i=t(n c—1)+2e=19×(—1)+2×28.5=537.0mm，按照标准尺寸进行整圆，壳体直径为600mm。此时长径比为7.5，符合6-10的范围。
1.目的 该作业指导书是为指导检验员进行在对承压类特种设备进行无损探伤而制订，其目的是规范检验检测工作过程，提高检验工作质量，及时消除隐患，防止事故发生。 2. 适用范围 本作业指导书适用于压力容器、锅炉、压力管道等承压设备的无损检测。 3.职责 3.1检验员 a.从事压力容器定期检验工作的检验人员，必须严格按照核准的检验范围从事检验工作。 b.负责按本程序要求准备和实施现场检验，填写检验检测原始记录，出具检验报告； c.对检验检测原始记录的真实性和检验结论的准确性负主要责任。 3.2检验责任师 负责核对检验检测原始记录和审核检验报告，对检验结论的准确性负次要责任。 4.工作依据 《特种设备安全监察条例》国务院令第373号 《压力容器定期检验规则》TSGR7001-2004 《压力容器安全技术监察规程》质技监局锅发[1999]154号 GB150-2011《钢制压力容器》 GB151-1999《钢制管壳式换热器》 GB20801-2006《压力管道规范工业管道》 GB50273《工业锅炉安装工程施工及验收规范》 GB 4792《放射卫生防护基本标准》 JB4710-2005《钢制塔式容器》 JB4731-2005《钢制卧式容器》 JB4730-2005《压力容器无损检测》 5. 检测项目及质量要求 （1）锅炉无损检测： 锅炉受热面管子及其本体管道焊缝的射线探伤，应在外观检查合格后进行，并符合下列规定： 1 抽检焊接接头数量应符合下列规定： 1）蒸汽锅炉额定工作压力小于3.8MPa 的管道，其外径小于或等于159mm
时，安装工地为10%；外径大于159mm，壁厚大于或等于20mm 时，每条焊缝应进行100%探伤； 2）热水锅炉额定出水温度小于120℃，管子外径大于159mm，探伤比例应不小于焊接接头数25%。管子外径小于159mm，可不探伤；锅炉额定出水温度大于或等于焊接接头数120℃，管子外径小于或等于159mm，探伤比例不应小于焊接接头数2%；管子外径大于159mm，应为100%探伤； 3）有机热载体炉辐射段探伤接头数比例不应低于10%，对流段不应低于5%。 3 对于额定压力大于0.1MPa 的蒸汽锅炉和额定出水温度等于或大于120℃的热水锅炉，Ⅱ级焊缝为合格；对于额定蒸汽压力小于或等于0.1MPa 的蒸汽锅炉和额定出水温度低于120℃的热水锅炉，Ⅲ级焊缝为合格。 4 当射线探伤的结果不合格时，除应对不合格焊缝进行返修外，尚应对该焊工所焊的同类焊接接头，按不合格数的两倍进行复检；当复检仍有不合格时，应对该焊工焊接的同类焊接接头全部进行探伤检查。 5 焊接接头经射线探伤发现存在不应有的缺陷时，应找出原因，制订可行的返修方案，方可进行返修；同一位置上的返修不应超过三次；补焊后，补焊区仍应做外观和射线探伤检查。 （2）压力管道无损检测： 应对压力管道的焊接接头进行无损检测，检差比例不小于下表：
压力容器无损检测技术的选择与应用 摘要随着新的工业发展进度及要求，会不断有新的无损检测技术出现，这都需要我们去大力地开发探究，注重压力容器无损检测技术的发展，尽力提高压力容器的安全可靠性，保证国家经济及社会稳定 1 无损检测的特点. 1.1 无损检测主要是指在不对检测构件造成任何损伤的前提下，运用声、光、电、磁等特性，且借助先进的技术和设备器材，对检测构件的内部以及表面的结构性质状态等进行检查和测试，从而查明构建表面和内部的实际状况。 1.2 现阶段常用的无损检测方法包括射线检测法、超声波检测法、磁粉检测法、渗透检测法、涡流检测法以及声发射法等，其中射线检测法和超声波检测法是应用最为广泛的无损检测法。射线检测法主要工作原理是利用X射线或者Y 射线穿透被检测构件使胶片感光[1]，如果检测构件内存在缺陷，该部位的射线衰减情况与正常区域会有明显的差异，作用于感光胶片各处的射线能量也会相应地表现出明显的强弱差异，所以通过底片就可以直接判断被检测构件存在缺陷的具体部位。 1.3 超声波检测法主要是通过声波的反射透射以及散射作用，对被检测构件进行几何特性测量缺陷检测以及力学性能变化检测等。射线检测法可以获得缺陷的直观图像，定性准确，并且对长度宽度尺寸的定量也比较准确，射线检测结果能够进行现场记录，便于长期保存。此外，射线检测法还具有较强的重复性，对一些体积状缺陷或者一些与照射方向平行的缺陷有非常明显的检测效果[2]。 1.4 超声波检测法适用于金属非金属和复合材料等多种制件的无损检测，穿透能力强，对缺陷的定位准确，并且还可以对厚度较大的试件内部的缺陷进行检测[3]。此外，超声波检测法操作简单成本低检测速度快，对人体以及环境不会造成危害。射线检测与超声波检测的性能比较如表1所示： 2 无损检测技术检验压力容器前的准备工作[4] ①审核图纸或者检验要求来确定合适的无损检测方法；②按无损检测要求配置适合的仪器设备，并检查仪器的完好性，做好设备仪器校准工作，如x射线机必须训机；③检查检验环境是否安全，如登高作业须检查脚手架是否牢靠，安全带是否结实，射线检测须计算辐射安全距离并设置安全警戒线确保无关人员检测时不得进入；④进入受限空间检测前必须检测压力容器内部有害气体和空气含氧量是否安全，并做好通风工作；⑤确定合适的检验参数，具体参照NB/T47013-2015《承压类设备无损检测》标准设置和选择试块。 3 压力容器无损检测方法的选择.
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 在用压力容器无损检测技术的 原理和应用(新版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
在用压力容器无损检测技术的原理和应用 (新版) 压力容器在生产和生活中的使用越来越广泛，其安全性也受到人们越来越多的关注。压力容器处于高温、高压的工作条件下，一旦出现损伤将会引起严重的后果。定期实行压力容器无损检验是在保证容器正常使用的前提下，提高生产和使用安全水平的必要措施。 在用压力容器的无损检测是在被检测容器不受损伤的前提下，应用一定的技术和原理，通过科学、先进的检测设备，完成容器性能、结构以及使用状况的检验。目前无损检测技术较为成熟，常用的检测技术包括：磁粉检测、射线检测、超声波检测、渗透检测、涡流检测和磁记忆检测。 1.磁粉检测 1.1.技术原理和应用
磁粉检测是将铁磁性材料的压力容器进行磁化，如果容器内部存在缺陷，将会导致容器表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，在合适的光照下形成目视可见的磁痕，从而显示出缺陷的位置、大小、形状和严重程度。磁粉检测主要应用于检测铁磁性材料做成的容器表面或近表面，可以准确直观地发现裂纹、夹杂等缺陷。 1.2.优缺点分析 磁粉检测对表面和近表面的缺陷检测灵敏度较高，检测成本较低，操作简便。如果在用压力容器可能存在表面缺陷可以首选磁粉检测。它的缺点体现在局限于检测铁磁性材料。检测的范围较小、效率较低。另外，磁粉检测对容器表面的形状要求较高，不适合检测不规则的压力容器。 2.射线检测 2.1.技术原理和应用 射线检测技术是应用放射性元素产生的射线投射入被检测容器上，可以发现压力容器铸件材料中气孔、夹杂物以及焊接中漏焊、
在用压力容器无损检测技术的原理和应用 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
在用压力容器无损检测技术的原理和应用压力容器在生产和生活中的使用越来越广泛，其安全性也受到人们越来越多的关注。压力容器处于高温、高压的工作条件下，一旦出现损伤将会引起严重的后果。定期实行压力容器无损检验是在保证容器正常使用的前提下，提高生产和使用安全水平的必要措施。 在用压力容器的无损检测是在被检测容器不受损伤的前提下，应用一定的技术和原理，通过科学、先进的检测设备，完成容器性能、结构以及使用状况的检验。目前无损检测技术较为成熟，常用的检测技术包括：磁粉检测、射线检测、超声波检测、渗透检测、涡流检测和磁记忆检测。 1.磁粉检测 1.1.技术原理和应用 磁粉检测是将铁磁性材料的压力容器进行磁化，如果容器内部存在缺陷，将会导致容器表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，在合适的光照下形成目视可见的磁痕，从而显示出缺陷的位置、大小、形状和严重程度。磁粉检测主要应用于检
测铁磁性材料做成的容器表面或近表面，可以准确直观地发现裂纹、夹杂等缺陷。 1.2.优缺点分析 磁粉检测对表面和近表面的缺陷检测灵敏度较高，检测成本较低，操作简便。如果在用压力容器可能存在表面缺陷可以首选磁粉检测。它的缺点体现在局限于检测铁磁性材料。检测的范围较小、效率较低。另外，磁粉检测对容器表面的形状要求较高，不适合检测不规则的压力容器。 2.射线检测 2.1.技术原理和应用 射线检测技术是应用放射性元素产生的射线投射入被检测容器上，可以发现压力容器铸件材料中气孔、夹杂物以及焊接中漏焊、未熔合等缺陷。通过射线检测可以将容器材料中缺陷的尺寸准确地反馈到设备的显示屏上，形成生动直观的图像并且能够保存和记录。该技术适用于检测不能直接用人工测量的容器或外包保护层较厚的容器，射线可以准确地检测到这类压力容器是否缺陷以及缺陷的长宽尺寸。 2.2.优缺点分析
中国石油化工总公司 附录 A 搭接标记的安放位置 (补充件) 钢熔化焊对接焊缝射线透照搭接标记的安放位置如下:图(A —1 ～ 5) 附录 B 焦点尺寸的计算 (补充件) 如焦点的形状为矩形、正方形、圆形或椭圆形时,则在计算焦点至工件距离 f 时可用 下列有关公式计算焦点尺 d=a ………………………………………………(B-1) d=(a+b)/2 …………………………………………(B-2) d=φ…………………………………………………(B-3) 其中,公式(B-1)适用于 方形焦点,公式(B-2)适用于长方形焦点及椭圆形焦点,公式(B-3) 适用于圆形焦点。 椭圆形圆形正方形长方形 图 B-1 理想焦点图形 附录 C 对接焊缝透照厚度 (补充件) 透照厚度应按图 C-1 所示部位实测值确定,如实测有困难时,可按表 C-1 确定。 Ｘ射线 Ｘ射线Ｘ射线Ｘ射线 Ｘ射线 Ｘ射线Ｘ射线Ｘ射线Ｘ射线 射线源在试件外部时双壁单投影时射线源在试件内部时 双壁双投影时 图 C-1 各种焊接接头的母材厚度和透照厚度表 C-1 各种焊接接头的母材厚度 和透照厚度 mm 透照厚度透照方式母材厚度焊缝余高钛钢、铝 单层透照 T T T T 无 单面 双面 单面(有垫板)T T 十 1 T 十 2 T 十 1 十T ′ T T 十 2 T 十 4 T 十 2 十T ′双层透照 T T T T 无 单面 双面 单面(有垫板)T × 2 T × 2 十 1 T × 2 十 2 T × 2 十 1 十T ′ T × 2 T × 2 十 2 T × 2 十 4 T × 2 十 2 十T ′ 注:公称厚度取母材厚度,对接接头的母材厚度不同时,取薄的厚度值,表中T ′为垫板厚 度。 附录 D 可扩大评定区的处理办法 (补充件) D1 当评定区缺陷点数超过规定的级别,但不超过图 D—1 中规定的上限值,附近的缺陷 点数又较少时,可将评定区沿焊缝方向扩大三倍,求出缺陷的总点数,取其 1/3 进行评定。 D2 当缺陷点数超过图 D-1 中的上限值时,则不能用此方法进行评定。
安全管理编号：LX-FS-A60373 在用压力容器无损检测技术的原理 和应用 In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or activity reaches the specified standard 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
在用压力容器无损检测技术的原理 和应用 使用说明：本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 压力容器在生产和生活中的使用越来越广泛，其安全性也受到人们越来越多的关注。压力容器处于高温、高压的工作条件下，一旦出现损伤将会引起严重的后果。定期实行压力容器无损检验是在保证容器正常使用的前提下，提高生产和使用安全水平的必要措施。 在用压力容器的无损检测是在被检测容器不受损伤的前提下，应用一定的技术和原理，通过科学、先进的检测设备，完成容器性能、结构以及使用状况的检验。目前无损检测技术较为成熟，常用的检测技术
压力容器无损检测的方法 摘要：随着科学技术的发展，在不损坏试件的前提下，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件的内部及表面的结构，性质，状态进行检查和测试的方法已处于成熟。本文就射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测、声发射检测、磁记忆检测等常用的压力容器检测方法进行了探究和说明。 关键词：压力容器无损检测方法 2013年09月24日国务院安委会《关于深入开展涉氨制冷企业液氨使用专项治理的通知》（以下简称《通知》）中明确就压力容器、压力管道及其安全附件应定期检验，确保安全生产。那么如何来保证压力容器的安全呢？这就是《通知》要求的用检验来验证容器的安全性，以此防止压力容器发生失效事故，特别是预防危害最严重的破裂事故发生。所以说压力容器的检验是压力容器安全管理的重要环节，压力容器检验的实质就是失效的预测和预防。下面对目前常用的压力容器检测方法说明如下。 1.射线检测压力容器 1.1.射线检测概述。目前射线检测压力容器技术是一种成熟的检测技术，一般用于检测焊缝和铸件中存在的气孔、密集气孔、夹渣和未融合、未焊透等缺陷。另外，对于人体不能进入的压力容器以及不能采用超声检测的多层包扎压力容器和球形压力容器多采用Ir或Se等同位素进行γ射线照相。但射线检测不适用于锻件、管材、棒材的检测。 1.2.特点。射线检测方法可获得缺陷的直观图像，对长度、宽度尺寸的定量也比较准确，检测结果有直观纪录，可以长期保存。但该方法对体积型缺陷（气孔、夹渣）检出率高，对体积型缺陷（如裂纹未熔合类），如果照相角度不适当，容易漏检。另外该方法不适宜较厚的工件，且检测成本高、速度慢，同时对人体有害，需做特殊防护。 2.超声波检测压力容器 2.1.超声检测（UltrasonicTesting，UT）概述。利用超声波在介质中传播时产生衰减，遇到界面产生反射的性质来检测缺陷的无损检测方法。 2.2.适用范围。超声检测既可用于检测焊缝内部埋藏缺陷和焊缝内表面裂纹，还用于压力容器锻件和高压螺栓可能出现裂纹的检测。 2.3.特点。该方法具有灵敏度高、指向性好、穿透力强、检测速度快成本低等优点，且超声波探伤仪体积小、重量轻，便于携带和操作，对人体没有危害。但该方法无法检测表面和近表面的延伸方向平行于表面的缺陷，此外，该方法对缺陷的定性、定量表征不准确。
压力容器无损检测 1、主题内容与适用范围 本标准规定了射线检测、超声检测、磁粉检测、渗透检测和涡流检测五种无检测方法及缺陷等级评定。 本标准所述各种无损检测方法，适用于金属材料制压力容器的原材料、零部件和焊缝。 一般要求： 射线、超声、磁粉、渗透、涡流、铁磁性材料制成应使用无损检测规程。 检测程度及结果应正确、完整并有相应责任人员签名认可。检测记录、报告等保存期不得少于7年，若用户需要可转交用户保管。 凡从事压力容器及零部件检测的人员，都必须经过技术培训，并按照劳动部文件“锅炉压力容器无损检测人员资格考核规则”进行考核鉴定。 凡从事压力容器及零部件无损检测工作的人员，除具有良好的身体素质外，视力必须满足下列要求： 不得低于1.0，并一年检查一次。 射线评片人员应能辨别距离400mm远的一组高为0.5mm、间距为0.5mm的印刷字母。 无损检测责任工程师，无损检测高级或中级的资格者担任。 第二篇焊缝射线透照检测 5、一般要求 5.1 检测范围 本章规定了在焊缝透照检测过程中，为获得合格透照底片所必须遵循的程序和要求。 本章适用于碳素钢、低合金钢、铝及铝合金、钛及钛合金材料制压力容器焊缝及钢管对接环缝的射线透照检测。 5.2 防护 5.2.1 X射线和Y射线对人体有不良影响，应尽量避免射线的直接照射和散射线的影响。
5.2.2 从事射线检测的人员应备有剂量仪或其它剂量测试设备，以测定工作环境的射线照射量和个人受到的累计剂量。Y射线检测听任中，每次都应测定工作场所和Y射线源容器附近的射线剂量，以便了解射源位置，免受意外照射。 5.2.3 在现场进行射线检测时应设置安全线。安全线上应有明显警告标志，夜间应设红灯。 5.2.4 检测人员每年允许接受的最大射线照射量为5×10-2Sv，非检测人员每年允许接受的最大剂量为5×10-2Sv。 5.3 检测人员 应符合4.3条的有关规定。 5.4 射线透照等效系数 材料的射线透照等效系数见表5-1。将此系数乘以待检容器材料的厚度，即能得到相当于多少厚度钢的吸收效果。 5.5 透照方式 按射线源、工件和胶片三者间的相互位置关系，透照方式分为纵缝透照法、环缝外透法、环缝内透法、双壁单影法和双壁双影法五咱，见图5-1。 表5-1 某些金属的射线透照等效系数
第2章工艺计算 2.1设计原始数据 2.2管壳式换热器传热设计基本步骤 （1）了解换热流体的物理化学性质和腐蚀性能 （2）由热平衡计算的传热量的大小，并确定第二种换热流体的用量。 （3）确定流体进入的空间 （4）计算流体的定性温度，确定流体的物性数据 （5）计算有效平均温度差，一般先按逆流计算，然后再校核 （6）选取管径和管流速 （7）计算传热系数，包括管程和壳程的对流传热系数，由于壳程对流传热系数与壳径、管束等结构有关，因此，一般先假定一个壳程传热系数，以计算K，然后再校核 （8）初估传热面积，考虑安全因素和初估性质，常采用实际传热面积为计算传热面积值的1.15~1.25倍 l （9）选取管长 N （10）计算管数 T （11）校核管流速，确定管程数 D和壳程挡板形式及数量等 （12）画出排管图，确定壳径 i （13）校核壳程对流传热系数 （14）校核平均温度差 （15）校核传热面积 （16）计算流体流动阻力。若阻力超过允许值，则需调整设计。
2.3 确定物性数据 2.3.1定性温度 由《饱和水蒸气表》可知，蒸汽和水在p=7.22MPa、t>295℃情况下为蒸汽，所以在不考虑开工温度、压力不稳定的情况下，壳程物料应为蒸汽，故壳程不存在相变。 对于壳程不存在相变，其定性温度可取流体进出口温度的平均值。其壳程混合气体的平均温度为： t=420295 357.5 2 + =℃（2-1） 管程流体的定性温度： T=310330 320 2 + =℃ 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。 2.3.2 物性参数 管程水在320℃下的有关物性数据如下：【参考物性数据无机表1.10.1】 表2—2 壳程蒸气在357.5下的物性数据[1]：【锅炉手册饱和水蒸气表】 表2—3
压力容器的无损检测技术 发表时间：2015-12-23T11:46:08.093Z 来源：《电力设备》2015年5期供稿作者：鲁滨[导读] 江苏省特种设备安全监督检验研究院镇江分院通过相关的无损检测技术进行检测，它最大的优势就是不会损伤材料和部件甚至结构都不会受到相应的影响。 鲁滨 （江苏省特种设备安全监督检验研究院镇江分院江苏镇江 212000）摘要：压力容器因其使用环境的特殊性，需要进行必要的检测维修，避免出现安全性问题。而无损检测技术因其无损伤性、高效率、检测方面广和安全性的特点，普遍应用于压力容器的检测中。关键词：压力容器；无损检测 一、无损检测技术的特点 1无损检测特点之一就是和破坏性检测是相关联的。通过相关的无损检测技术进行检测，它最大的优势就是不会损伤材料和部件甚至结构都不会受到相应的影响。当然，无损检测技术并不是十分完美的，因为它只能进行检测但是没法进行破坏性检测，比如对液化石油的检测，除了进行常规的无损检测外还要进行一定的爆破试验的检测，这就需要无损检测技术和破坏性检测技术两者相结合，以达到检测效果的最佳。 2在进行无损检测技术的时候要选择好检测的时间。因为对压力容器进行无损检测时，首先要按照相关的检测要求进行各个环节的前提准备工作，比如检查设备的相关运行状况，进购材料的质量和制作的具体工艺特点等，然后根据这些条件来确定无损检测技术要进行的具体时间。比方说要对锻件进行一定的超声波探测，一般的时间都安排在锻造完成以及进行了一定的简单加工之后进行检测。对于钻孔和铁槽还有精磨等都应该在最后完成之前进行无损检测技术检测。3无损技术的检测，不论你用哪种方法进行都不能很好的得到想要的预期效果，因为单一地使用某一种技术都有其自身的缺陷和不足，鉴于此，能综合运用多种无损检测方法已成为压力容器进行检测的迫切要求。在无损检测当中使用多种无损检测技术不但可以弥补单一技术带来的缺憾，而且通过多种技术的相互磨合和技术上取长补短，使无损检测技术在获取信息方面的准确度大幅度提升，同时对于具体的实际情况的掌握也更加明朗，有助于问题的发现和解决。比如射线对缺陷性危害的定性较为准确，而超声波对裂纹的缺陷探测度相对射线要好，但定性方面的能力就比射线要差，所以不妨将两者结合起来，正好可以互补，以达到预期效果。 二、各种无损检测技术的原理和应用范围1射线检测技术 射线检测基本原理：射线在介质中传播时有衰减特性，将均匀强度的射线从被检测对象的一面注入时，由于缺陷与被检测对象基体材料对射线的衰减程度不同，透过被检测对象后的射线强度将会不均匀，利用荧光屏直接观测、胶片照相等方法在其对面检测透过被检测对象后的射线强度，就可以判断被检件表面和内部是否存在缺陷。优点是可以比较直观的显示出缺陷的大小、形状和位置，而且可以作为存档资料长期保存。缺点是射线有辐射作用，对人体有害，需要配备防护设备。射线检测主要应用在检查金属焊接接头内部的缺陷. 2超声波检测技术 利用超声波在介质中传播期间产生的衰减现象，在遇到界面产生的反射时，用其反射性质来检测缺陷的检测方法。优点是超声波检测设备重量轻，操作起来非常方便，而且便于携带。缺点是不能用于检测压力容器设备的表面，且不能准确的检测缺陷的定量和定性的特征。但可以检测压力容器的焊接内表面的裂纹，对于焊缝内的缺陷的安全评定是不可或缺的。超声波检测技术主要应用在有厚度的压力容器壳体制造中，和大口径的接管和壳体之间。3渗透的检测技术 在压力容器的无损检测中，渗透检测的原理是基于毛细管现象来揭示固体材料的表面开口缺陷，在应用过程中依照的方法是将渗透液从工件的表面渗入到表面的开口缺陷中去，然后在用去除液清理掉多余的渗透液，最后在用显像剂将缺陷表现出来，该方法的检测灵敏度相对较高。这种方法它适用的材料非常广泛，可以检测如黑色金属和有色金属等。另外，它还可检测出非金属材料。此种设备技术非常简单操作流程简单，成本也低。渗透检测可以较灵敏地检出泄漏和裂纹等表面缺陷. 4磁粉的检测技术 在对压力容器的无损检测中，磁粉检测技术指的是在缺陷位置漏磁场和磁粉的相互作用下从而显示出铁磁性的材料表面与近表面缺陷的一种无损检测法。这种磁粉检测的技术一般是用在近表面处的裂纹和折叠现象。在用压力容器的无损检测除以上四种常规检测以外，还有涡轮检测、磁记忆检测和红外检测等方法。5涡流检测 涡流检测的主要原理是电磁感应原理，通过揭示导电材料的表面和接近表面处的缺陷来实现的。这种检测方法不仅适用于高温状态下的探伤还适用于导电材料的缺陷检测，热处理以及磁导率等。优点适用于导电材料的试件检测，可以检查出表面和近表面的缺陷，非接触性检测，速度快。缺点复杂形状的试件不好应用，不能用于非导电的材料。 6 磁记忆检测 磁记忆检测利用的是铁磁构建的磁效应，能够有效发现构件的应力集中区域。这种无损检测方法特别适合对金属材料进行早期探伤。如某些压力容器的高应力集中部位产生应力腐蚀开裂和疲劳损伤，高温的设备中还可能出现蠕变损伤。7红外检测原理就是红外热成像技术 主要用在对在用高温压力容器的热传导进行检测，还有就是对常温压力容器的高应力集中部位进行检测。压力容器上的高应力集中部位经受大量疲劳载荷后，一般会出现疲劳损伤，进而形成热斑迹图象。通过红外检测就能对这种现象进行早期预警，为以后重点检查提供了资料。红外检测还有其它的应用实例，遥控红外成像系统用于检测核压力容器和高温压力容器的内部缺陷和外部缺陷。热弹应力分析法用于检测评价管道和压力容器的表面裂纹。 三、无损检测的应用特点 （1）无损检测要与破坏性检测相结合。
压力容器无损检测———非金属压力容器的无损检测技术 李光海,沈功田,李鹤年1) (中国特种设备检测研究中心,北京100013) 摘要:综述了非金属压力容器在制造和使用过程中可能出现的缺陷和采用的无损检测方法,包括目视检测、声2超声检测和声发射检测等以及它们的特点。 关键词:非金属;压力容器;综述;目视检测;超声波检测;声发射检测 中图分类号: TG115. 28 文献标识码:A 文章编号:100026656 (2005) 1220652203 Nondestructive Testing of Pressure Vessels : Nondestructive Testing Technique for Nonmetallic Pressure Vessels LI Guang-hai , SHEN Gong-tian , LI He-nian 1) (China Special Equipment Inspection and Research Center , Beijing 100013 , China) Abstract : Nonmetallic pressure vessels are extensively used in storage and t ransportation of chemical product s.The defect s possibly emerge in nonmetallic pressure vessels and the nondest ructive testing methods applied duringfabrication and use are reviewed , including visual testing (VT) , acousto2ult rasonic testing (AU T) and acousticemission (AE) . The characteristics of the methods are also discussed. Keywords :Nonmetal ; Pressure vessel ; Review ; Visual testing ; Ult rasonic testing ; Acoustic emission testing