导图社区 机电工程管理与实务1-3工业机电工程安装技术
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编辑于2021-06-11 16:27:101-3机电工程技术(15/95/160) 工业机电工程安装技术(9种)
1. 1H413010 机械设备安装技术 程序/地基几垫铁 实操题 3/9
1.1. 1H413011 设备基础种类及验收要求
1.1.1. 工业安装中的土建工程
工业安装工程的项目
土建工程、钢结构工程、设备工程、管道工程、电气工程、自动化仪表工程、防腐蚀工程、绝热工程、炉窑砌筑工程九项。
土建工程
设备基础、工业装置中的建、构筑物。
工业安装工程中设备基础
可根据施工质量控制和专业验收需要,按设备基础、楼层、施工段或变形缝进行划分。
1.1.2. 设备基础的种类及应用
材料组成不同
1、素混凝土基础——荷载较小、变形不大的设备基础。(没有钢筋的混凝土)
2、钢筋混凝土基础——载荷较大、变形较大的设备基础(钢筋混凝土)
3、垫层基础——允许产生沉降的基础(例如:储罐。基地上直接填沙子)
基础深度不同
浅基础
1、扩展基础
2、联合基础——由组合的混凝土结构组成,适合底面积受到限制、地基承载力较低、允许振动线位移要求严格的大型设备 (例如:轧机、铸造生产线、玻璃生产线、连续生产线设备)底部相连的独立基础。
连续的成套设备,应该选择联合基础(基础)
防水套管的震动(管道)
设备的水平(坡度,费电倒吸)
压力表的设计安装(前面先接u/o型圈)
异径管的设计安装
偏心异径管
泵的入口
液体
对离心泵进口而言: 平进或下进顶平(主要考虑不出现气囊现象) 上进底平(主要考虑不出现液袋现象) 顶平时可以保证没有积气,避免泵的汽蚀。
含固浆料
采用底平异径管 防止集料
泵的出口
出口在侧面时, 一般取偏心异径管, 斜边在上面(底平)。
同心异径管
泵出口管向上
3、独立基础
配置于上部设备之下的无筋或有筋的整体基础形式。
深基础
1、桩基础——预制桩和灌注桩,适用于 需要减少基础振幅、减弱基础振动或控制基础沉降和沉降速率的精密、大型设备的基础。 如透平压缩机、汽轮发电机组、锻压设备。(减震垫基础)
2、深井基础——用混凝土或钢筋混凝土制成的井筒式基础。 如冶炼、石油化工工程 的烟囱和火炬,发电厂的洗涤塔。
结构形式不同
1、大块基础
2、箱式基础
3、框架式基础——适用于电机、压缩机
使用功能的不同
减震基础
消除震动能力的基础
绝热层基础
在基础底部设置隔热、保温层的基础,适合特殊保温要求的基础
1.1.3. 设备基础质量验收
1. 设备基础施工质量应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》
2. 基础混凝土强度验收要求
1、设备基础质量合格证明文件,主要检查混凝土配合比、混凝土养护及混凝土强度是否符合设计要求。09年
如果对设备基础的强度有怀疑时,可请有检测资质的工程检测单位对基础的强度进行复测。
2、重要的基础要做预压强度试验,预压合格并有预压沉降详细记录。(如大型锻压设备、汽轮发电机组、大型油罐。
3. 设备基础基础位置、标高、几何尺寸的验收要求
1、安装前,按照规范允许偏差对设备基础的位置、标高、几何尺寸进行复验并记录。
2、主要检查项目: 基础的坐标位置;不同平面的标高; 平面外形尺寸;凸台上平面外形尺寸;凹槽尺寸; 平面的水平度;基础的垂直度; 预埋地脚螺栓的标高和中心距;预埋地脚螺栓孔的中心线位置、深度和孔壁垂直度; 预埋活动地脚螺栓锚板的标高、中心线位置、带槽锚板和带螺纹孔锚板的平整度等。
3、检查基础坐标、中心线位置时,应沿纵、横两个方向测量,并取其中的最大值。 2021新增
4. 设备基础外观质量检查验收
(1)基础外表面应无裂纹、空洞、掉角、露筋。
(2)基础表面和预留孔应清除干净。
(3)预留孔洞内无露筋、凹凸等缺陷。
(4)放置垫铁的基础表面应平整,中心标板和基准点埋设牢固、标记清晰、编号准确。
5. 预埋地脚螺栓验收要求
   1、活动地脚螺栓(有锚板,锚板固定死了,螺栓与锚板之间可有连接断开。) 适用于有强烈振动和冲击的重型设备,活动式地脚螺栓分为两种类型,一种是下端带有螺纹,穿过锚板与螺母连接。另一种下端为矩形头,锚板有一个矩形槽,安装时依据标记将地脚螺栓矩形头正确地嵌入锚板矩形槽内。 2、粘接地脚螺栓(粘结剂粘结锚) 近年常用的一种地脚螺栓,对紧固力无严格要求的地脚螺栓,通常选用普通扳手紧固。风动或电动扳手紧固,大锤或游锤撞击单头扳手紧固。对紧固力有测定要求的地脚螺栓用定扭矩法或液压拉伸紧固法,在设备与基础的固定方式基本主要采用地脚螺栓连接。通过调整垫铁将设备找正调平,然后灌浆将设备固定在设备基础上。 3、胀锚地脚螺栓(膨胀螺丝) 常用于固定静置的简单设备或辅助设备,胀锚式地脚螺栓亦称膨胀螺栓,YG3型胀管式胀锚螺栓常用于设备安装,安装胀锚式地脚螺栓的基础混凝土强度不得小于10MPa。胀锚螺栓应采用钻孔埋设,不得采用预留孔。基础有裂纹的部位不得使用胀锚螺栓。  4、固定地脚螺栓(螺栓与基础之间进行了填充、浇筑,螺栓不能活动和更换) 适用于没有强烈振动和冲击的设备,常用固定式地脚螺栓下部一般制成开叉形、弯钩形,还有在弯钩中加一横杠的。其目的是增地脚螺栓的抗拉拔力,固定式地脚螺栓有预埋地脚螺栓、预留孔地脚螺栓和用环氧砂浆锚固地脚螺杜三种安装方法。  地脚螺栓的安装要求: 1、固定地脚螺栓用来固定没有强烈振动和冲击的设备,如直钩螺栓、U形螺栓、弯钩螺栓、弯折螺栓、爪式螺栓、锚板螺栓等。 2、活动地脚螺栓用于固定工作时有强烈振动和冲击的重型机械设备,如T形头螺栓、拧入式螺栓、对拧式螺栓等。 3、部分静置的简单设备或辅助设备有时采用胀锚地脚螺栓的连接方式,胀锚地脚螺栓安装应满足下列要求: (1)胀锚地脚螺栓中心到基础边缘的距离不小于7倍的胀锚地脚螺栓直径。 (2)安装胀锚地脚螺栓的基础强度不得小于10MPa。 (3)钻孔处不得有裂缝,钻孔时应防止钻头与基础中的钢筋、埋管等相碰。 (4)钻孔直径和深度应与胀锚地脚螺栓相匹配。 河北万晨紧固件制造有限公司致力于螺栓螺钉紧固件生产研发,产品广泛应用于电力、钢结构、建筑、矿山、光伏、机械、交通、铁路等领域,用精细的生产工艺、严格的质量管理体系,为客户提供细节、贴心、放心的一条龙服务。
(1)直埋地脚螺栓中心距、标高及露出基础长度符合设计或规范要求,中心距应在其根部和顶部沿纵、横两个方向测量,标高应在其顶部测量。 (胀锚地脚螺栓中心到基础边缘的距离不小于7倍的胀锚地脚螺栓直径。)
(2)直埋地脚螺栓的螺母和垫圈配套,螺纹和螺母保护完好。
直埋地脚螺栓
(3)活动地脚螺栓锚板的中心位置、标高、带槽或带螺纹锚板的水平度符合设计或规范要求。
(4)T形头地脚螺栓与基础板按规格配套使用,埋设T形头地脚螺栓基础板牢固、平正,地脚螺栓光杆部分和基础板刷防锈漆。
(5)安装胀锚地脚螺栓的基础混凝土强度不得小于10MPa,基础混凝土或钢筋混凝土有裂缝的部位不得使用胀锚地脚螺栓。 (钻孔处不得有裂缝,钻孔时应防止钻头与基础中的钢筋、埋管等相碰。)
6. 设备基础常见质量通病
(1)基础上平面标高超差。 高于设计或规范要求会使二次灌浆层高度过低;低于设计或规范要求会使二次灌浆层高度过高,影响二次灌浆层的强度和质量。
(2)预埋地脚螺栓的位置、标高超差。 地脚螺栓中心线偏移过大会使设备无法正确安装,标高偏差过大会使设备无法正确固定。
(3)预留地脚螺栓孔深度超差。 过浅会使地脚螺栓无法正确埋设。
1.2. 1H413012 机械设备安装程序 结合测量/管道/地基基础案例
1.2.1. 机械设备安装的一般程序 案例,结合测量/管道
施工准备→ 开箱检查 → 基础测量放线 → 基础检查验收 → 垫铁设置 → 吊装就位 → 安装精度调整与检测 → 设备固定与灌浆 → 设备装配 → 润滑与设备加油 → 试运转 2021新增施工准备
1.2.2. 主要工序内容
1. 施工准备
1.编制施工组织设计或专项施工 方案对机械设备安装有关的设计文件、施工图纸进行自审和会审,编制施工方案并进行技术交底。大型、复杂的机械设备安装工程应编制施工组织设计或专项施工方案。
2.编制设备进场计划,劳动力、材料、机具等资源使用计划,有序组织进场
(1)《机械设备安装工程施工及验收通用规范》《(1GBS023I-z2009(《(以下简称《通用规范》)规定:“安装的机械设备、主要的或用于重要部位的材料,必须符合设计和产品标准的规定,并应有合格证明。”
材料符合规定有合格证明
(2)有的设备虽有出厂合格证,但实际进场时发现存在问题或缺陷,应视为不合格产品,不得进行安装。
有合格证但存在问题缺陷
(3)对工程中用量很大的主要材料,或者用量不大,但用于重要部位的材料,不允许有质量问题或错用。 例如,高强度螺栓质量问题、风机叶片的材质问题、高压管因材质引起的爆裂、锅炉耐热合金钢管的错用引发质量事故等,一旦出现问题将给工程造成重大损失。
重要材料不能有质量问题或错用
(4)《通用规范》第1.0.5条规定:“设备安装中采用的各种计量和检测器具、仪器、仪表和设备,应符合国家现行计量法规的规定,其精度等级,不应低于被检对象的精度等级。
计量和检测器具
3.现场设施应具备开工条件现场 设施应满足机械设备安装工程的需要。如临建设施、作业场所、运输道路、电源、水源、照明、通信、网络、消防等。
2. 开箱检查
1.箱号、箱数以及包装情况。
2.设备名称、规格和型号,重要零部件需按标准进行检查验收。
3.随机技术文件(如使用说明书、合格证明书和装箱清单等)及专用工具。
4.有无缺损件,表面有无损坏和锈蚀。
5.其他需要记录的事项。
根据装箱清单和随机技术文件, 对设备其零部件名称、型号和规格逐一清点、登记和检查, 重要的零部件还需按质量检验标准进行检验,形成检验记录文件。
3. 基础测量放线 06/10
1、设备基础测量放线是实现机械设备平面空间位置定位要求的重要环节, 设备的定位依据通常称为基准线(平面)和基准点(高程)。
2、机械设备就位前,应按工艺布置图并根据相关建筑物轴线、边缘线、标高线,划定设备安装的基准线和基准点。 基准线和基准点通常用测量仪器按测量规程设定,所有设备安装的平面位置和标高,应以确定的基准线和基准点为基准进行测量。(测量相关)
3、生产线的纵横中心线(不少于两条)以及设备的中心线应埋设永久性中心标板。主要设备旁应埋设永久性标高基准点,使安装过程和生产维修均有可靠的依据。 例如:烧结机的主轴线(纵向中心线)和头部大星轮轴线(横向中心线) 对于重要、重型、特殊设备需设置沉降观测点。 (例如:汽轮发电机组、透平压缩机组)三种
永久性中心标板 永久性标高基准点 沉降观测点
测量相关知识
4. 基础检查验收
1.根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204—2015 和《机械设备安装工程施 工及验收通用规范》GB 50231—2009的规定进行检查验收
2.有验收资料或记录。
5. 垫铁设置 16案例
垫铁的作用
1、找正调平机械设备(通过调整垫铁的厚度,可使设备安装达到设计或规范要求的标高和水平度。 2、把设备重量、工作载荷和拧紧地脚螺栓产生的预紧力通过垫铁均匀的传递到基础
垫铁的设置
按规范、设计图、设备图纸的规定设置。(每个紧固件至少两块,二次浇筑固定死。
6. 吊装就位
(1 )机械设备的吊装就位,应根据设备特点、作业条件和可利用的起重机械,选择安全可靠、经济可行的吊装方案,并按照方案配置相应的工机具和人员,将设备吊装就位。 (吊装方案选择、管理等)
(2)特殊作业场所、大型或超大型设备的吊装运输应编制专项施工方案。方案拟利用建筑结构作为起吊、搬运设备承力点时,应对建筑结构的承载能力进行核算,并经设计 单位或建设单位同意方可利用。 (专项方案/危大工程,利用已有建筑物吊装)
(3)新技术的应用。随着技术进步,计算机控制和无线遥控液压同步提升新技术在大型或超大型构件和设备安装工程中得到推广应用,例如:电视塔钢天线、大型轧机牌坊、超大型龙门 吊、石化反应塔等。
7. 安装精度调整和检查
(1)设备调整应根据设备技术文件或规范要求的精度等级, 调整设备自身和相互位置状态 ,例如:设备的中心位置、水平度、垂直度、平行度等。
(2)精度检测是检测设备、零部件之间的相对位置误差,如垂直度、平行度、同轴 度等
(3)所有位置精度项和部分形状精度项,涉及误差分析、尺寸链原理及精密测量技术。随着激光对中技术和计算机自动检测技术在安装技术上的应用,安装精度得以大幅度 提高。
调整/检测 (安装过程测量,三找)
测量相关知识
8. 设备固定与灌浆
1、除少数可移动机械设备外,绝大部分机械设备需固定在设备基础上,尤其对于 重型、高速、振动大的机械设备,如果不固定牢固,可能导致重大事故的发生 2、对于解体设备应将底座就位固定后,再进行上部设备部件的组装。 3、设备灌浆分为一次灌浆和二次灌浆。 一次灌浆是在设备粗找正之后,对地脚螺栓孔进行的灌浆。 二次灌浆是在设备精找正后对设备底座和基础间进行的灌浆
1.设备固定
(1)除少数可移动机械设备外,绝大部分机械设备需固定在设备基础上,尤其对于重型、高速、振动大的机械设备,如果不固定牢固,可能导致重大事故的发生。
(2)对于解体设备应先将底座就位固定后,再进行上部设备部件的组装。
2.设备灌浆
(1)设备灌浆分为一次灌浆和二次灌浆。 一次灌浆是设备粗找正后,对地脚螺栓预留孔进行的灌浆。 二次灌浆是设备精找正、地脚螺栓紧固、检测项目合格后对设备底座和基础间进行的灌浆。
(2)设备灌浆可使用的灌浆料很多,例如:细石混凝土、无收缩混凝土、微膨胀混凝土和其他灌浆料(如CGM高效无收缩灌浆料、RG早强微胀灌浆料)等,其配制、性能和养护应符合现行标准《混凝土外加剂应用技术规范》《GB501192013《和《普通混凝土配合比设计规程》JGJ552011的有关规定。
9. 设备的装配
1.随着建筑工业化的推进,BIM技术、模块化在机电工程已广泛应用。对于解体机械设备和超过防锈保存期的整体机械设备,应进行拆卸、清洗与装配。
2.设备装配步骤
(1)熟悉装配图、技术说明、零部件结构和配合要求,确定装配或拆卸程序和方法。
(2)按装配或拆卸程序进行装配件摆放和妥善保护,按规范要求处理装配件表面锈 蚀、油污和油脂。
(3)对装配件配合尺寸、相关精度、配合面、滑动面进行复查和清洗干净,如齿轮 啮合、滑动轴承的侧间隙、顶间隙等做好记录。
(4)清洗的零部件涂润滑油(脂)后,按标记及装配顺序进行装配,一般装配顺序 为:组合件装配一部件装配-总装配。
电器/发电机/汽轮机的装配
10. 润滑和设备加油
1.润滑与设备加油是保证机械设备正常运转的必要条件,通过润滑剂减少摩擦副的摩擦、表面破坏和降低温度(作用),使设备具有良好工作性能,延长使用寿命。
2.按润滑剂加注方式: 一般划分为分散润滑和集中润滑。
(1)分散润滑 通常由人工方式加注润滑剂,设备试运转前对各润滑点进行仔细检查清洗,保证润滑部位洁净,润滑剂选用按设计和用户要求确定,加注量适当。
(2)集中润滑 通常由润滑站、管路及附件组成润滑系统,通过管道输送定量的有压力的润滑剂到各润滑点。
11. 设备试运转
设备试运转是综合检验设备制造和设备安装质量的重要环节,涉及的专业多、人员 多,应精心组织、统一指挥。
设备试运转的四个步骤: 安装后的调试 单体试运转 无负荷联动试运转 负荷联动试运转
1.安装后的调试。(2021新增) 包括: 润滑、液压、气动、却、加热和电气及操作控制等系统单独模拟调试合格; 按生产工艺、操作程序和随机技术文件要求进行各动作单元、单机直至整机或成套生产线的工艺动作试验完成。
2.单体试运转。(2021新增) 按规定时间对单台设备进行全面考核,包括单体无负荷试运转和负荷试运转(单体试运行的内容)。 单体负荷试运转只是对于无须联动的设备和负荷联动试运转规定需要做单体负荷试验的设备才进行。(单体试运行的对象) 设备单体试运转的顺序是: 先手动,后电动; 先点动,后连续; 先低速,后中、高速。
3.无负荷联动试运转。 主要是检查整条生产线或联动机组中各设备相互配合及按工艺流程的动作程序是否正确,同时也检查联锁装置是否灵敏可靠、信号装置是否准确无误。 (设备配合、动作程序、联动装置、信号装置) 无负荷联动试运转应按设计规定的联动程序进行或模拟进行。(方式:实际、模拟)
4.负荷联动试运转。 在投料的情况下,全面考核设备安装工程的质量,考核设备的性能、生产工艺和生产能力,检验设计是否符合和满足正常生产的要求。(目的:考核、检验) 负荷联动试运转应按生产工艺流程进行,需要进行热负荷试运转的设备(如工业炉设备),则往往伴随着试生产进行。
设备的试运行
12. 工程验收 2021新增
通常按照合同中约定的工作范围和责任来界定。
1.机械设备安装工程的验收程序一般按单体试运转、无负荷联动试运转和负荷联动试运转三个步骤进行。 验收程序
2.无须联动试运转的工程,在单体试运转合格后即可办理工程验收手续; 须经联动试运转的工程,则在负荷联动试运转合格后方可办理工程验收手续。 验收手续办理时间
3.无负荷单体和联动试运转规程由施工单位负责编制,并负责试运转的组织、指挥和操作,建设单位及相关方人员参加。 负荷单体和联动试运转规程由建设单位负责编制,并负责试运转的组织、指挥和操作,施工单位及相关方可依据建设单位的委托派人参加,配合负荷试运转。 编制 组织 参加
4.无负荷单体和联动试运转符合要求后,施工单位与建设单位、监理单位、设计单位、质量监督部门办理工程及技术资料等相关交接手续。 工程和技术资料的交接(时间点、人员)
5.工程验收合格,符合合同约定、设计及验收规范要求,应即时办理工程验收。
连接:施工管理 试运行管理 验收管理
1.3. 1H413013 机械设备安装方法
1.3.1. 机械设备安装的分类
1、机械设备安装一般分为整体安装、解体安装和模块化安装。
整体式安装:体积、重量不大的设备,重点在于保证设备的定位精度和各设备间的互相位置精度。
解体式安装:大型设备运输条件限制,还要达到再造现场、装配的精度,达到制造厂的标准,保证其安装精度要求。
模块化安装:要求模块化设计,安装类似于解体式安装。
大型、复杂的设备
1.3.2. 机械设备典型零部件的安装
轮系装配及变速器安装 联轴器安装 滑动轴承和滚动轴承安装、轴和套热(冷)装配 液压元件安装、气压元件安装、 液压润滑管路安装等。
机械设备典型零部件安装质量直接关系到设备整体性能、运行安全和使用寿命。典型零部件安装是机械设备安装方法的重要组成部分,包括: 轮系装配及变速器安装、联轴器安装、滑动轴承和滚动轴承安装、轴和套热(冷)装配、液压元件安装、气压元件安装、液压润滑管路安装等。
1.螺纹连接件装配
(1)螺纹连接按其紧固要求紧固。 有规定预紧力的螺纹连接,在紧固时应按预紧力要求并作测量。 如有密封要求的容器、设备上的重要螺纹连接件等。
(2)有预紧力要求的螺纹连接常用紧固方法: 定力矩法、测量伸长法、液压拉伸法、加热伸长法。
2.过盈配合件装配
过盈配合件的装配方法: 一般采用压入装配、低温冷装配和加热装配法,而在安装现场,主要采用加热装配法。
在机械安装过程中,有许多零件间需要紧密配合,用以防止连接脱落或传递大的扭矩,于是产生了过盈技术。 过盈配合就是利用材料的弹性使孔扩大、变形而套在轴上,当孔复原时产生对轴的箍紧力,使两零件连接。在过盈配合公差带图中,孔的公差带在轴的公差带之下。
3.齿轮装配要求
间隙、垂直度: 1、齿轮基准面端面与轴肩或定位套端面应靠紧贴合,且用0.05mm塞尺检查不应塞入;基准端面与轴线的垂直度应符合传动要求。
相互啮合的圆柱齿轮副的轴向错位: 2、齿宽B≤100mm时,轴向错位应≤5%B 齿宽B>100mm时,轴向错位应≤5mm
齿轮啮nie合间隙: 3、压铅法检查齿轮啮合间隙,铅丝直径≤3倍间隙,铅丝长度≥5个齿距,沿齿宽方向应均匀放置至少2根铅丝。 (间隙的检查方法:塞尺法、压铅法、千分表法)
齿轮啮合面接触情况: 4、着色法检查传动齿轮啮合接触斑点: (1)颜色涂在小齿轮上,小齿轮带动大齿轮转3-4转。 (2)圆柱齿轮和涡轮的接触斑点应区域齿侧面中部; 圆锥齿轮的接触斑点应趋于齿侧面的中部并接近小端。 齿顶和齿端棱边不应有接触。 (3)传动齿轮啮合接触斑点的百分率计算值应符合《机械设备安装工程施工及验收 通用规范》GB 50231—2009的规定。 (4)可逆转的齿轮副,齿的两面均应检查。
圆锥齿轮
圆柱齿轮
涡轮蜗杆
4.联轴器装配要求
联轴器分类
挠性联轴器
滑块、齿式、滚子链、十字轴万向、轮胎 式、梅花形、弹性柱销、膜片、弹性套柱销、蛇形弹簧、V带轮钢砂式安全联轴器等
刚性联轴器
凸缘联轴器
夹壳联轴器 小型、低速设备
1、刚性联轴器包括:凸缘、夹壳两种。
2、联轴器装配时: 两轴心径向位移(轴心偏移) 两轴线倾斜(水平度) 端面间隙(标准表述为端面平行度)的测量方法应符合要求。
(1)两个半联轴器暂时互相连接,应在圆周上划出对准线或装配专用工具,其测量工具可采用塞尺直接测量、塞尺和专用工具测量、百分表和专用工具测量。
百分表
(2)将两个半联轴器一起转动,应每转90°,测量一次,并记录5个位置的径向位移测 量值和位于同一直径两端测点的轴向测量值。
(3)两轴心径向位移、两轴线倾斜计算值应符合《机械设备安装工程施工及验收通 用规范》GB 50231—2009的规定。
(4)测量联轴器端面间隙时,应将两轴的轴向相对施加适当的推力,消除轴向窜动的间隙后,再测量其端面间隙值。
轴承装配要求
滑动轴承装配 有轴瓦,底座轴瓦上下分离 完全靠润滑剂润滑
(1)瓦背与轴承座孔的接触要求、上下轴瓦中分面的接合情况、轴瓦内孔与轴颈的接触点数,应符合随机技术文件规定。
对于厚壁轴瓦,在未拧紧螺栓时,用0.05mm塞尺从外侧检査上下轴瓦接合面,任何部位塞入深度应不大于接合面宽度的1/3;(需要研刮,提高平整度)
对于薄壁轴瓦,在装配后,在中分面处用0.02mm塞尺检查,不应塞入。薄壁轴瓦的接触面不宜研刮。
(2)侧间隙:轴颈与轴瓦的侧间隙可用塞尺检查,单侧间隙应为顶间隙的1/2〜1/3。 顶间隙:轴颈与轴瓦的顶间隙可用压铅法检查(放入轴承,正上方放铅丝,轴瓦底座上螺栓固定式死),铅丝直径不宜大于顶间隙的3倍;顶间隙计算值应符合 《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB 50231—2009的规定。 轴径与轴瓦的侧间隙可用塞尺检查,单侧间隙应为顶间隙的1/2-1/3。 轴径与轴瓦的顶间隙可用压铅法检查,铅丝直径≤顶间隙的3倍。
滚动轴承装配 无轴瓦 (有钢珠、润滑剂润滑)
(1)装配方法有压装法和温差法两种。
采用压装法装配时,压入力应通过专用工具或在固定圈上垫以软金属棒、金属套传递,不得通过轴承的滚动体和保持架传递压入力;
采用温差法装配时,应均匀地改变轴承的温度,轴承的加热温度不宜超过120℃,冷却温度不应低于-80℃。
(2)轴承外圈与轴承座孔在对称于中心线120°。范围内、与轴承盖孔在对称于中心线 90°。范围内应均匀接触,且用0.03mm的塞尺检查时,塞尺不得塞入轴承外圈宽度的1/3。
(3)轴承装配后应转动灵活。 润滑: 采用润滑脂的轴承,应在轴承1/2空腔内加注规定的润滑脂;采用稀油润滑的轴承,不应加注润滑脂。
1.3.3. 机械设备固定方式
设备与基础的固定方式: 主要采用地脚螺栓连接通过调整垫铁将设备找正调平,然后灌浆将设备固定在设备基础上。(螺栓连接、垫铁找平、灌浆固定)
地脚螺栓
1、固定地脚螺栓(短地脚螺栓),用来固定没有强烈振动和冲击的设备。如直钩螺栓、弯钩螺栓、弯折螺栓、U形螺栓、爪式螺栓、锚板螺栓。
2、活动地脚螺栓(长地脚螺栓),可拆卸,用于固定工作时有强烈振动和冲击的重型机械设备。如T形头螺栓、拧入式螺栓、对拧式螺栓。
3、胀锚地脚螺栓。(靠膨胀摩擦力),部分静置的简单设备或辅助设备有时采用 中心到基础边缘距离≥7倍螺栓直径 基础强度≥10MPa 钻孔不得有裂纹(钻孔时应防止钻头与基础中的钢筋、埋管等相碰)钻孔直径和深度与胀锚地螺栓相匹配。
4、粘结地脚螺栓(类似于胀锚地脚螺栓,靠粘结力),简单设备。 接时应把孔内杂物吹净,并不得受潮。。
链接:预埋地脚螺栓验收要求
垫铁
垫铁安装方法:大部分机械设备釆用垫铁调整和承载的安装方法。
垫铁种类:平垫铁、斜垫铁、开孔垫铁、开口垫铁、钩头成对斜垫铁、调整垫铁等。
施工方法:坐浆法、压浆法。
压浆法
在浆层达到规定强度75%时可以进行多次调整以确定最终标高,牢固性较差。
坐浆法
是不是压降一次灌浆、坐浆二次灌浆
承载力好,可靠性好,适合大型主要设备,但对基础标高误差有一定要求
对精度的影响主要是承载面积和接触情况: 垫铁承受载荷的有效面积不够,垫铁与基础、垫铁之间、垫铁与设备之间接触不好,会引起安装偏差发生危险。 垫铁应该不超过五块。
垫铁的施工方法及要求应符合《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB502312009的规定。 设备无垫铁安装目前还只限于设计文件有要求的情况下采用,由二次灌浆层起承重作用。
1.3.4. 机械设备安装新技术应用
激光对中技术和激光测量技术
型精密机床、水泥回转窑、焦化干燥机、轧钢设备传动中间轴、大型透 平压缩机、超大型汽轮发电机组等工程中应用
计算机控制的液压同步提升技术和无线遥控液压同步技术
大型吊装设备
设备模块化集成技术
1.4. 1H413014 机械设备安装精度控制要求
1.4.1. 机械设备安装精度
位置精度
保证整套装置正确联动所需的各独立设备之间的位置精度
制造精度
单台设备通过合理的安装工艺和调整方法能够重现的制造精度;
运行精度
整台(套)设备在使用中的运行精度。
1.4.2. 影响设备安装精度的因素
1、设备基础 (强度、沉降、抗振性能)
设备的基础对安装精度的影响主要是强度、沉降和抗振性能。(桩基础减震)
设备安装调整检验合格后,基础若强度不够,沉降不均或继续沉降,会引起安装偏差发生变化。 设备运行后可能产生较大的动载荷或冲击载荷,若基础抗振性能不足,也会影响设备安装精度。
2、垫铁设置 (承载面积、接触情况)
对精度的影响主要是承载面积和接触情况: 垫铁承受载荷的有效面积不够,垫铁与基础、垫铁之间、垫铁与设备之间接触不好,会引起安装偏差发生危险。
3、设备灌浆 (强度、密实度)
灌浆对安装精度的影响主要是强度和密实度。 地脚螺栓预留孔一次灌浆、基础与设备之间和二次灌浆强度不够、不密实,会造成地脚螺栓和垫铁松动引起安装偏差发生变化。
施工方法:坐浆法、压浆法。
4、地脚螺栓 (紧固力、垂直度)
地脚螺栓对安装精度的影响主要是紧固和垂直度。 地脚螺栓紧固力不够、安装不垂直,会造成设备固定不牢引起安装偏差发生变化。
5、设备制造 (加工精度、装配精度)
设备制造对安装精度的影响主要是加工精度和装配精度。
1.设备制造质量达不到设计要求,对安装精度直接产生影响,且多数问题无法现场处理,因此设备出厂前的质量检验至关重要。
2.解体设备的装配精度将直接影响设备的运行质量,包括: 各运动部件之间的相对运动精度 配合面之间的配合精度 接触质量。
各运动部件之间的相对运动精度
直线运动精度
圆周运动精度
传动精度
配合面之间的配合精度
配合表面之间达到规定的配合间隙或过盈的接近程度,如轴承装配。
接触质量
配合表面之间的接触面积的大小和分布情况,影响相配零件之间接触变形的大小,从而影响配合性质的稳定性和寿命,如齿轮啮合。
设计基础件的安装精度 拓展基础相关
标高差、水平度、铅垂度、直线度、平行度等,将直 接影响设备各部件间的相互位置精度和相对运动精度。
6、测量误差 (仪器精度、基准精度)
选用的测量仪器和检测工具 精度等级偏低,划定的基准线、基准点实际偏差过大,测点部位选择不当,会引起安装偏 差发生变化。
测量过程包括:测量对象、计量单位、测量方法和测量精度四个要素。
1、主要形状误差、位置误差的检测方法及其误差评定。
(1 )形状误差是指被测实际要素对其理想要素的变动量。主要形状误差有直线度、 平面度、圆度、圆柱度等。
(2)位置误差是指关联实际要素的位置对基准的变动全量。主要位置误差有平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度等。
(3)检测方法及其误差评定:在确定检测方法时,关键是如何将理想要素体现出来。采用不同的测量方法比较的结果,经一定数据处理后,可得到其误差。
2、设备检测基准的选择,直接关系到整台设备安装找正找平的质量,应选择在正确 的部位,通常在加工面或轴线上检测(如设备底座、机身、壳体、机座、床身、台板、基 础板、机械轴等加工面),当设备有多个加工面和轴线时,应选择在主要工作面或主要工 作轴线上。 检测应减少中间环节,避免积累偏差。检测应注意环境的影响,例如:日照温 度、风力等因素的影响。
3、选用的测量仪器和检测工具的精度必须高于被测量装置的精度并与之要求相适应,否则达不到质量要求。
4、测量人员操作误差,如测量时的主观性或视差,以及技能水平不够、压力过大等,将直接影响安装精度。
7、环境因素 (基础温度变形、设备温度变形、恶劣环境场所)
环境因素对安装精度的影响主要是基础温度变形、设备温度变形和恶劣环境场所。
1.设备基础温度变形
例如,大型精密机床、高精度的大型连轧机组、大型透平压缩机的基础尺寸长、大、深,当气温变化时,由于基础上下温度变化不一致,上部温度变化大、下部温度变化小,使设备基础产生两种变形情况。 气温升高时,上部温度比下部温度高,设备基础中间上拱; 气温下降时,上部温度比下部温度低,设备基础中间下陷。
2.设备温度变形。
设备运行时,由于工作状态可能产生大量的热量,各零部件受热而产生热变形,影响安装精度。 例如,汽轮机转子几个支承因受热条件不同,零部件将处于不同的温度场,产生不同的热变形,导致转子中心位置改变。
3.恶劣环境场所
主要是生产与安装工程同时进行,严重影响作业人员视线、听力、注意力等,可能造成安装质量偏差。
标注
1.4.3. 安装精度的控制方法
提高控制精度的方法
1.应从人、机、料、法、环等方面着手,尽量排除和避免影响安装精度的诸因素。 尤其要强调人的作用,应选派具有相应技术水平和责任心的人员去从事相应的安装工作, 有适当、先进、可行的施工工艺, 配备完好适当的施工机械和与安装精度要求相适应的测量器具, 在适宜的环境下操作,才能提高安装质量,保证安装精度。
2.根据设备的设计精度、结构特点,选择适当、合理的装配和调整方法。 釆用可补 偿件的位置或选择装入一个或一组合适的固定补偿件的办法调整,抵消过大的安装累积误差。
3.选择合理的检测方法,包括测量器具和测量方法,其精度等级应与被检测设备的精度要求相适应。
4.必要时选用修配法,对补偿件进行补充加工,抵消过大的安装累积误差。这种方法是在调整法解决不了时才使用。
5.确定安装精度的偏差方向。 设备安装允许有一定的偏差,偏差方向的确定是一项复杂的、技术性极强的工 作,对于一种偏差方向,往往要考虑多种因素,应以主要因素来确定安装精度的偏差方向。 有些偏差有方向性,在设备技术文件中一般会有规定,当设备技术文件中无规定时, 可按下列原则进行: (1)有利于抵消设备附属件安装后重量的影响; (2 )有利于抵消设备运转时产生的作用力的影响; (3)有利于抵消零部件磨损的影响; (4)有利于抵消摩擦面间油膜的影响。
“孕妇抹油”
设备安装偏差方向的控制 (补充偏差的方法)
补偿温度变化所引起的偏差
汽轮机、干燥机在运行中输送介质或物料因素,温度比与之连接的发 电机、鼓风机、电动机高, 在对这类机组的联轴器装配定中心时,应考虑温差的影响,控 制安装偏差的方向。 调整两轴心径向位移时,运行中温度高的一端(汽轮机、干燥机)应低于温度低的一端(发电机、鼓风机、电动机), 调整两轴线倾斜时,上部间隙小于下部间隙,(同心安装,常温安装高温运行时会下落) 调整两端面间隙时选择较大值,使运行中温度变化引起的偏差得到补偿。(多留空间,运行温度膨胀间距会减小)
补偿受力所引起的偏差
机械设备安装通常仅在自重状态下进行,设备投入运行承载后,安装精度的偏差有的 会发生变化。 例如,带悬臂转动机构的设备,受力后向下和向前倾斜,安装时就应控制悬臂轴水平度的偏差方向和轴线与机组中心线垂直度的方向,使其能补偿受力引起的偏差 变化。
补偿使用过程中磨损所引起的偏差
装配中的许多配合间隙是可以在一个允许的范围内选择的, 例如,齿轮的啮合间隙、 可调轴承的间隙、轴封等密封装置的间隙、滑道与导轮的间隙、导向键与槽的间隙等。 设备运行时,这些间隙都会因磨损而增大,引起设备在运行中振动或冲击,安装时间隙选择调整适当,能补偿磨损带来的不良后果。
设备安装精度偏差的相互补偿
连续生产机组是由许多单体设备组成的,利用尺寸链原理,在安装中将各个单体设备 安装的允许偏差从整个机组考虑,控制其偏差方向,合理排列和分布,不产生偏差积累, 而是产生相互补偿的效果,对机组的运行是很有益的。 例如,控制相邻辐道轴线与机组中 心线垂直度偏差的方向相反,控制相邻设备水平度偏差的方向相反,就可以减少产品在机 组运行中的跑偏。 设备安装精度的控制即对设备安装偏差的控制。设计文件和有关设备安装验收规范对 每台(套)设备安装的检查验收项目和允许偏差作出规定。例如,联轴器两轴同轴度允许 最大偏差是指在工作状态下,由于制造误差、安装误差和工作载荷变化引起振动、冲击、 变形、温度变化等综合因素,形成的两轴相对偏移量,而联轴器安装的同轴度允许偏差值 只是其中的一部分。因此,设备安装中要控制偏差达到精度要求。
2. 1H413020 电气工程安装技术 变压器/架空线路/电缆 2/9
2.1. 1H413021 配电装置安装和调试技术
2.1.1. 配电装置的现场检查
检查内容应安装供货合同、技术标准、设计要求和制造厂的有关规定进行。
安装前检查
(1)包装及密封应良好,设备和部件的型号、规格、柜体几何尺寸应符合设计要求。备件的供应范围和数量应符合合同要求柜体应有便于起吊的吊环 保证、密封、型号/规格集合尺寸复合要求、备件、吊环
(2)柜内电器及元部件、绝缘瓷瓶齐全,无损伤和裂纹等缺陷。接地线应符合有关技术要求。齐全、无缺陷、接地
(3)柜内设备的布置应安全合理,保证开关柜检修方便。柜内设备与盘面要保持安全距离。布置合理、检修方便
(4)配电装置具有机械、电气防误操作的联锁装置。机械联锁装置不允许采用钢丝
(5)配电装置内母线应按国标要求标明相序色,并且相序排列一致。相续色、排列
(6)技术文件应齐全,所有的电器设备和元件均应有合格证,关键部件应有产品制造许可证的复印件,其证号应清晰。 所有设备合格证、关键设备制造许可证复印件、证号清晰
2.1.2. 配电装置柜体的安装要求
1、基础型钢的安装垂直度、水平度允许偏差,位置偏差及不平行度、基础型钢顶部平面应符合规定。基础型钢的接地应不少于2处。
2、装有电气的柜门应以裸铜软线与金属柜体可靠连接。
3、柜体安装垂直度允许偏差≤1.5‰,相互间接缝≤2mm,成列盘面偏差≤5mm。
4、柜体安装完毕后,每台柜体均应单独与基础型钢做接地保护连接。
5、安装完毕后,还应复测一次,并做好柜体的安装记录。
2.1.3. 配电装置试验及调整要求
要求
高压试验应由当地供电部门许可的试验单位进行。 试验标准复合国家规范、当地供电部门的规定及产品技术要求。
配电装置应分别进行模拟试验,操作、控制、联锁、信号和保护应正确无误、安全可靠。
高压试验内容
母线、避雷器、高压瓷瓶、电压互感器、电流互感器、高压开关等设备及元部件试验的内容有: 绝缘试验,主回路电阻测量和温升试验,峰值耐受电流、短时耐受电流试验,关合、关断能力,机械试验,操作振动试验,内部故障试验,SF6气体绝缘开关设备的漏气率及含水率检查,防护等级检查。
慈母避开鸭流感
配电装置的主要整定内容
1、过电流保护整定:电流元件整定、时间元件整定
2、过负荷告警整定:过负荷电流元件整定、时间元件整定
3、零序过电流保护整定:电流元件整定、时间元件整定和方向元件整定
4、过电压保护整定:过电压范围整定、过电压保护时间整定
5、三相一次重合闸整定:重合闸延时整定、重合闸同期角整定
2.1.4. 配电装置送电运行验收
1、供电部门检查合格后蒋电源送进室内。
3、空载运行24h,无异常现象,办理验收手续,交建设单位使用。同时提交施工图纸、施工资料、产品合格证说明书、试验报告单等技术资料。
(一)送电前的准备工作
1.备齐合格的验电器、绝缘靴、绝缘手套临时接地编织铜线、绝缘胶垫和灭火器材等。
2.彻底清扫全部设备及变配电室、控制室及电器仪表元件灰尘。
3.检查母线及设备上有无遗留下的工具、金属材料及其他物件。
4.成立试运行组织,明确试运行指挥者、操作者和监护人。
5.安装作业全部完成,质量部门检查全部合格。
6.试验项目全部合格,并有试验报告单。
(二)送电前的检查
1.检查开关柜内电器设备和接线是否符合图纸要求,线端是否标有编号,接线是否整齐。
2.检查所安装的电器设备接触是否良好。
3,检查机械联锁的可靠性。
4.检查抽出式组件动作是否灵活。
5.检查开关柜的接地装置是否牢固,有无明显标志。
6.检查开关柜的安装是否符合要求。
7.检查并试验所有表计及继电器动作是否正确。
(三)送电验收
1.由供电部门检查合格后将电源送进室内,经过验电、校相无误。
2.合高压进线开关,检查高压电压是否正常; 合变压器柜开关,检查变压器是否有电, 合低压柜进线开关,查看低压电压是否正常。 分别合其他柜的开关。
合高压进线开关 → 合变压器柜开关 → 合低压柜进线开关 → 分别合其他柜开关
3.空载运行24h,无异常现象,办理验收手续,交建设单位使用。 同时提交施工图纸、施工资料、产品合格证说明书、试验报告单等技术资料。
2.2. 1H413022 电机安装与调试技术
2.2.1. 变压器安装技术 第一重要
1. 开箱检查
1. 按设备清单、施工图纸及设备技术文件核对变压器规格型号应与设计相符,附件 与备件齐全无损坏。 (清单、图纸、设计文件相符,附件备件齐全无损耗)
2. 变压器无机械损伤及变形,油漆完好、无锈蚀。 外观
3. 绝缘瓷件及铸件无损伤、缺陷及裂纹。
4. 油箱密封应良好,带油运输的变压器,油枕油位应正常,油液应无渗漏。(一般为小型)
油浸变压器
5. 充氮气或充干燥空气运输的变压器,应有压力监视和补充装置,在运输过程中应保持正压,气体压力为0.01-0.03MPa。(大型变压器,较大或含油较重)
变压器
2. 变压器二次搬运
1.变压器二次搬运可采用滚杠滚动和卷扬机拖运的运输方式
2.吊装时,吊索必须合格。钢丝绳必须挂在油箱的吊钩上,变压器顶盖上部的吊环仅作吊芯检查用,严禁用此吊环吊装整台变压器。
3.变压器搬运时,应将高低压绝缘瓷瓶罩住进行保护,使其不受损伤。
4.变压器搬运过程中,不应有严重冲击或振动情况; 利用机械牵引时,牵引的着力点应在变压器重心以下,运输倾斜角不得超过15°,以防止倾斜使内部结构变形。
5.用千斤顶顶升大型变压器时,应将千斤顶放置在油箱千斤顶支架部位,升降操作应协调,各点受力均匀,并及时垫好垫块。
3. 吊芯检查
1. 检查内容: 铁芯检查;绕组检查;绝缘围屏检查;引出线绝缘检查;无励磁调压切换装置的检查;有载调压切换装置的检查;绝缘屏障检查;油循环管路与下轭绝缘接口部位检查。
2. 检查完毕必须用合格的变压器油进行冲洗,不得有遗留杂物。
4. 变压器就位
1. 可用吊车直接吊装就位
2. 就位时,应注意其方位和距墙尺寸应与设计要求相符 图纸无标注时,纵向按轨道定位,并使屋内预留吊环的垂线位于变压器中心。
3. 变压器基础的轨道应水平,轨距与轮距应配合,装有气体继电器(瓦特继电器)的变压器顶盖, 沿气体继电器的气流方向有1.0%〜1.5%的升高坡度(变压器,如图)。(坡度更好的进入继电器)
气体继电器 油浸式变压器
气体继电器又称瓦斯继电器,是利用变压器内故障时产生的热油流和热气流推动继电器动作的元件,是变压器的保护元件; 瓦斯继电器装在变压器的油枕和油箱之间的管道内; 如果充油的变压器内部发生放电故障,放电电弧使变压器油发生分解,产生甲烷、乙炔、氢气、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙烷等多种特征气体,故障越严重,气体的量越大,这些气体产生后从变压器内部上升到上部的油枕的过程中,流经瓦斯继电器;若气体量较少,则气体在瓦斯继电器内聚积,使浮子下降,使继电器的常开接点闭合,作用于轻瓦斯保护发出警告信号;若气体量很大,油气通过瓦斯继电器快速冲出,推动瓦斯继电器内挡扳动作,使另一组常开接点闭合,重瓦斯则直接启动继电保护跳闸,断开断路器,切除故障变压器
4. 变压器与封闭母线连接时,其套管中心线应与封闭母线中心线相符。
5. 装有滚轮的变压器,滚轮应转动灵活,在变压器就位后,应将滚轮用能拆卸的制动装置加以固定。
5. 变压器接线
1.变压器的一、二次接线、地线、控制导线均应符合相应的规定; 油浸变压器附件的控制导线,应采用具有耐油性能的绝缘导线。
2.变压器一、二次引线的施工,不应使变压器的套管直接承受应力。
3.变压器的低压侧中性点必须直接与接地装置引岀的接地干线连接,变压器箱体、支 架或外壳应接地(PE),且有标识。所有连接必须可靠,紧固件及防松零件齐全。
4.变压器中性点的接地回路中,靠近变压器处,宜做一个可拆卸的连接点。
中性点 (负极)
6. 变压器的交接试验 三检、三测、三试验
1、绝缘油试验或SF6气体试验
1. 绝缘油的试验类别、试验项目及试验标准应符合相关规定。
2. 应进行SF6气体含水量检验及检漏。SF6气体含水量不宜大于250ppm,变压器应无明显泄漏点。
2、测量绕组连同套管的直流电阻。
1. 变压器直流电阻与同温下产品出厂实测数值比较,相应变化不应大于2%
2. 1600kVA及以下三相变压器,个绕组之间的差别不应大于4%;无中性点引出的绕组线间各绕组之间差别不应大于2%
3. 1600kVA以上三相变压器,各绕组之间的差别不应大于2%;无中性点引出的绕组线间差别不应大于1%。
3、检查所有分接的电压比
1. 电压等级在35kV以下,电压比小于3的变压器电压比允许偏差应为±1%
2. 其他变压器额定分接下电压比允许偏差不应超过±0.5%
3. 其他分接的电压比应在变压器阻抗电压值的1/10以内,且允许偏差应为±1%
4、检查变压器的三相联接组别
可以采用直流感应法或交流电压法分别检测变压器三相绕组的机型和连接组别。
5、测量铁芯及夹件的绝缘电阻
(1)在变压器所有安装工作结束后应进行铁芯对地、有外引接地线的夹件对地及铁 芯对夹件的绝缘电阻测量。 (2)变压器上有专用铁芯接地线引出套管时,应在注油前后测量其对外壳的绝缘电阻。 (3)采用2500V兆欧表测量,持续时间应为Imin,应无闪络及击穿现象。
检定
6、测量绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比
用2500V摇表测量各相高压绕组对外壳的绝缘电阻值, 用500V摇表测量低压各相绕组 对外壳的绝缘电阻值。 测量完后,将高、低压绕组进行放电处理。
吸收比是通过计算得出的,测绝缘电阻时,摇表摇15s和60s时,阻值有差异,此时的比值就是吸收比(60s阻值/15s阻值)。 (判断设备是否受潮湿影响电阻值,应大于1.3或1.2,不达标应该进行干燥处理)
7、绕组连同套管的交流耐压试验
电力变压器新装注油后(油浸式变压器), 大容量变压器必须静置12h才能进行耐压试验。 10kV以下小容量变压器,一般静置5h以上。 交流变压器除了绕组,其他高低耐压元件都可进行。
进行耐压试验前,必须将试验元件用摇表检查绝缘状况。
8、额定电压下的冲击合闸试验
应进行5次,每次间隔时间宜为5min。 750kv变压器,第一次冲击合闸后的带电运行时间不少于30min,其后每次合闸后带电运行时间可以逐次缩短,但不应少于5min。 冲击合闸宜在变压器高压侧进行,对中性点接地的店里系统试验时变压器中性接地点应接地。
9、检查相位
与电网一致。
7. 送电前的检查 (对比配电装置送电前的检查)
1.各种交接试验单据齐全,数据符合要求。
2.变压器应清理、擦拭干净,顶盖上无遗留杂物,本体、冷却装置及所有附件应无 缺损,且不渗油。
3.变压器一、二次引线相位正确,绝缘良好。
4.接地线良好且满足设计要求。
5.通风设施安装完毕,工作正常,事故排油设施完好,消防设施齐备。
6.油浸变压器油系统油门应打开,油门指示正确,油位正常。
7.油浸变压器的电压切换装置及干式变压器的分接头位置放置正常电压档位。
8.保护装置整定值符合规定要求;操作及联动试验正常。
8. 送电试运行
1、第一次投入时,可全压冲击合闸,冲击合闸宜从高压侧投入。
2.变压器应进行5次空载全压冲击合闸,第一次受电后,持续时间不应少于10min。不应引起保护装置的误动作。
3、油浸变压器带电后,检査油系统所有焊缝和连接面不应有渗油现象。
4、变压器并联运行前,应核对好相位。
5、变压器试运行要注意冲击电流、空载电流、一二次电压、温度,并做好试运行记录
6、变压器空载运行24h,无异常情况,方可投入负荷运行。
2.2.2. 电动机安装技术
电动机安装前检查
开箱检查
(1)包装及密封应良好;电机的功率、型号、电压应符合设计要求;电机外壳有无 损伤,风罩、风叶完好;盘动转子检查转动部分应无卡阻或碰击等现象。
(2)定子和转子分箱装运的电动机,其铁芯、转子和轴颈应完整,无锈蚀现象。电 动机的附件应无损伤。
(3)空气间隙的不均匀度应符合该产品的技术规定。当无规定时,各点空气间隙和 平均空气间隙之差值与平均空气间隙之比宜为±5%。
(4)三相绕组是否断路、三组绕组的直流电阻偏差是否在允许范围内、电动机的各 相绕组与机壳之间的绝缘电阻是否符合要求。
(5)电动机的引岀线端子焊接或压接应良好,编号齐全,裸露带电部分的电气间隙 应符合产品标准的规定。
(6)绕线式电动机应检查电刷的提升装置,提升装置应有“启动” “运行”的标 志,动作顺序应是先短路集电环,再提起电刷。
抽芯检查
应做抽芯检查的: 电动机出厂期限超过制造厂保证期限;无保证期限,出厂日期超1年。 经外观检查或电气试验,质量可疑时。
电动机干燥
1. 电动机要做干燥处理的情况
电机电阻不满足下列要求必须干燥处理: 1)1kV及以下电动机使用500〜1OOOV摇表,绝缘电阻值不应低于1MΩ/kV。 2)1kV以上电动机使用2500V摇表,定子绕组绝缘电阻不应低于1MΩ/kV,转子绕组绝缘电阻不应低于0.5MΩ/kV,并做吸收比(R60/R15 )试验,吸收比不小于1.3。
吸收比试验
吸收比是指测量设备对地绝缘时60秒与15秒两个时刻绝缘阻值的比值,由于给设备加直流电压的时间长度不同,对设备的潮湿等状况的影响不同,因此比较2个时刻的比值,可以判断设备是否是因为潮湿的原因影响了绝缘电阻,绝缘受潮时吸收比最小值为1,干燥时吸收比均大于1。吸收比试验,通常用于电容量较大的电气设备。吸收比应该和设备所处的具体环境相结合来考虑。
兆欧表=摇表(手摇发电的兆欧表)
兆欧表(megger)俗称摇表,兆欧表大多采用手摇发电机供电,故又称摇表。它的刻度是以兆欧(MΩ)为单位的。
2. 干燥方法
1、外部加热干燥法 2、电流加热干燥法
3. 干燥时注意事项
1. 在干燥前应根据电动机受潮情况制定烘干方法及有关技术措施。
2. 烘干温度缓慢上升,一般每小时温升控制在5-8℃。
3. 一般铁芯和绕组的最高温度应控制在70-80℃
4. 不允许使用水银温度计测量温度,应用酒精温度计、电阻温度计或温差热电偶
5. 定时测定并记录绕组的绝缘电阻、绕组温度、干燥电源的电压和电流、环境温度。
6. 同一温度下经5h稳定不变后认定干燥完毕
电动机安装
1、安装时应在电动机与基础之间衬垫一层质地坚硬的模板或硬塑料等防振物
2、地脚螺栓上均要套用弹簧垫圈,拧紧螺母时要按对角交错次序拧紧。
3、应调整电动机的水平度,一般用水平仪进行测量。
4、电动机垫片一般不超过三块,垫片与接触面接触应严密,电机底座安装完毕后进行二次灌浆
电动机的接线
1.电动机接线方式
电动机三相定子绕组按电源电压和电动机额定电压的不同,可接成星形(丫)或三角 形(△)两种形式。
2.危险环境下电动机接线要求
(1)爆炸危险环境内电缆引入防爆电动机,可釆用柔性钢导管,其与防爆电动机接线盒之间,应按防爆要求加以配合。
(2)电缆引入装置或设备进线口的密封应符合要求。
电动机试运行
试运行前的检查
(1)应用500V兆欧表测量电动机绕组的绝缘电阻。对于380V的异步电动机应不低于0.5MΩ。 电动机接地线截面积≥4mm2
(2)检查电动机安装是否牢固,地脚螺栓是否全部拧紧。
(3)电动机的保护接地线必须连接可靠,接地线(铜芯)的截面不小于4mm,有防 松弹簧垫圈。
(4)检查电动机与传动机械的联轴器是否安装良好。
(5)检查电动机电源开关、启动设备、控制装置是否合适。熔丝选择是否合格。热继电器调整是否适当。短路脱扣器和热脱扣器整定是否正确。
(6)通电检查电动机的转向是否正确。不正确时,在电源侧或电动机接线盒侧任意对调两根电源线即可。
(7)对于绕线型电动机还应检查滑环和电刷。
试运行中的检查
1、电动机的旋转方向应符合要求,无杂声
2、换向器、滑环及电刷的工作情况正常
3、检查电动机温度,不应有过热现象
4、振动不应大于标准规定值
5、滑动轴承温升与滚动轴承温升不应超过规定值
6、电动机第一次启动一般在空载情况下进行,空载运行时间2h,并记录电动机空载电流
2.3. 1H413023 输配电线路施工技术
2.3.1. 架空线路施工程序及内容
一般程序
线路测量 → 基础施工 → 杆塔组立 → 放线架线 → 导线连接 → 线路试验 → 竣工验收检查
线路的测量
进行线路标桩的检查,按直线杆塔、位移角度杆塔、无位移角度杆塔、不等高腿杆塔等形式杆塔基础的不同要求测量定位。
1.直线杆塔顺线路和横线路方向位移,不应超过设计档距的要求。
2.转角杆塔、分支杆塔的横线路、顺线路方向的位移均应符合要求。
基础的施工要求
1.电杆基础坑深度允许偏差应符合设计要求。
2.双杆基坑根开的中心偏差不应超过30mm, 两杆坑深度偏差不应大于20mm。
3.电杆基坑采用底盘时,底盘的圆槽面应与电杆中心线垂直 ,找正后应填土夯实至底盘表面。
4.电杆基础采用卡盘时, 安装前应将其下部土壤分层夯实。安装位置、方向、深度 应符合设计要求。
杆塔组立要求
电杆的整体组立 (电线杆,低压)
电杆卡盘是抱住混凝土电杆的,用来增加周围的混凝土电杆挤压的面积,保证混凝土电杆垂直,防止混凝土电杆倾斜,是增加混凝土电杆抗倾覆力的。 卡盘的位置一般置于混凝土电杆卖深的一半处,一般混凝土电杆立起来之后,四周的分层回填需要扎实,卡盘的安装在线路上的时候,可以和线路平行,线路混凝土两侧交替埋设。 凝土电杆使用的就是混凝土制品,作为电力输电线稳定的混凝土电杆,防止倒状,一般采用的是三盘规定,拉盘,卡盘,和底盘,底盘垫在混凝土电杆之下,是为了防止下陷的,拉盘用拉线拉住混凝土电杆防止倒塌,卡盘也是埋在地下,用来防止混凝土电杆上拔和下陷。  扩展资料: 水泥三盘,俗称水泥电线杆的地下基础,其包括:水泥拉线盘、水泥卡盘和水泥底盘。 水泥拉线盘承受的是上拔力,应在平面侧布置钢筋,其规格一般分为:LP-6拉线盘、LP-8拉线盘、LP-10拉线盘、LP-12拉线盘和LP-14拉线盘。其中LP-8的水泥拉线盘比较常用,适用于常规的水泥电线杆配套使用。而一些高强度电杆则使用LP-10或者更大规格的拉线盘。 水泥卡盘承受的是倾覆力,受拉方向随风向的改变而改变,所以在任何方向都应设置钢筋。卡盘一般分为如下几类:KP-8、KP-10、KP-12、KP-14、KP-16。 水泥底盘顾名思义就是水泥三盘中最下面的部分,其承受力为水泥杆向下的压力,故对底盘也应该是在平面侧布置钢筋。其中水泥底盘规格都有:DP-6、DP-8、DP-10、DP-12、DP-14。其中底盘的中间圆形凹槽的直径为φ400-φ600不等,足以满足一般的和加强型的水泥电线杆。
混凝土杆整体组立的步骤:电杆焊接---组装横担和绝缘子---立杆准备---整体立杆。
(1)横担和绝缘子的安装 横担安装应平正,符合规定。绝缘子安装应牢固,连接可靠,防止积水。绝缘子在安 装前应逐个进行绝缘电阻测定。
(2 )整体立杆 杆立好、两侧拉线固定好后,应立即用经纬仪从正面和侧面同时进行找正,安装卡盘 和进行回填土。
铁塔组立 (高压)
(1 )铁塔组立方法
整体组立法
倒落式人字抱杆法
坐腿式人字抱杆法
分解组立法
内、外拉线抱杆分解组塔
座地式摇臂抱杆分解组立 内拉线一种
倒装组塔
根据现场地形及确定的立塔方法来确定地面组装方法。
(2)铁塔施工方法
目前的输电线路施工中,主要釆用的是分解组塔的施工方法: 有外拉线抱杆分解组塔 法、内拉线抱杆分解组塔法。 内拉线抱杆分解组塔法的特点是不受铁塔周围地形的影响, 减少了因设置锚桩所需要的工具及工作量。可以同时进行双吊,提高了施工效率。
(3)螺栓的紧固
目前的铁塔均釆用螺栓连接,螺栓的紧固程度对铁塔的组装质量影响较大。 紧固程度 不够,铁塔受力后部件会较早产生滑动,对结构受力不利。
放线架线
1.线盘架设
放线时,将轴杠两端放在线架的托架上。调整放线架,使其两端一样高,并使线盘脱 离地面。放避雷线(钢绞线)时,可把该导线套入放线盘上进行。
2.放线要求
(1)放铝线或钢芯铝线时,应在每根电杆的横担上预挂3只开口滑轮,待导线拉至每 根电杆处,用绳子将导线提起,嵌入滑轮。继续拖拉导线时,使其沿滑轮移动。
(2 )导线应…根一根地施放。线盘处应留有经验的人员看守,负责检查导线质量。
(3)放线时应有可靠的联络信号,沿途还要有人看护导线,使其不受损伤、不打 环扣。
导线连接要求
1、每根导线在每个档距内只准有一个接头,但在跨越公路、河流、铁路、重要建筑物、电力线和通信线等处,导线和避雷线均不得有接头。
2、不同材料、不同截面或不同捻回方向的导线连接,只能在杆上跳线内连接。
3、接头处的机械强度不低于导线自身强度的90%,电阻不超过同长度导线电阻的1.2倍。
4、耐张杆、分支杆等处的跳线连接,可以采用T形线架和并沟线夹连接。
5、架空线的压接方法,可分为钳压连接、液压连接和爆压连接。
线路试验
1、测量绝缘子和线路的绝缘电阻
悬式绝缘子广泛应用于高压架空输电线路和发、变电所软母线的绝缘及机械固定。在悬式绝缘子中,又可分为盘形悬式绝缘子和棒形悬式绝缘子。盘形悬式绝缘子是输电线路使用最广泛的一种绝缘子。棒形悬式绝缘子在德国等国家已大量采用。 支柱绝缘子主要用于发电厂及变电所的母线和电气设备的绝缘及机械固定。此外,支柱绝缘子常作为隔离开关和断路器等电气设备的组成部分。在支柱绝缘子中,又可分为针式支柱绝缘子和棒形支柱绝缘子。针式支柱绝缘子多用于低压配电线路和通信线路,棒形支柱绝缘子多用于高压变电所。 支柱式绝缘子是通过固定在一个平台上,达到高压端与接地端绝缘。 悬挂式绝缘子是通过悬挂在杆塔横担上,达到高压端与接地端绝缘。
(1)悬式绝缘子和支柱绝缘子的绝缘电阻测量
1)每片悬式绝缘子的绝缘电阻值,不应低于300M;
2)35kV及以下的支柱绝缘子的绝缘电阻值,不应低于500M;
3)采用2500V兆欧表测量绝缘子的绝缘电阻值,可按同批产品数量的10%抽查;
4)棒式绝缘子不进行此项试验。
(2)悬式绝缘子和支柱绝缘子的交流耐压试验
1)35kV及以下的支柱绝缘子,可在母线安装完毕后一起进行试验,试验电压应符合高压电气设备绝缘的工频耐压试验电压标准的规定。
工频耐压是指负载正常工作时承受的额定峰值电压。 直流电压是峰值电压的1.414分之一,也就是交流电压的有效值。下面详细介绍工频耐压的试验设备及试验要求。 工频耐压试验装置,是根据国家最新电力行业标准而设计的、性能先进的耐压试验设备,用于对各种电器产品、电气元件、绝缘材料等进行规定电压下的绝缘强度试验,以考核产品的绝缘水平,发现被试品的绝缘缺陷,衡量过电压的能力。
2)35kV多元件支柱绝缘子的交流耐压试验值应符合规定,测量并记录线路绝缘电阻值。
2、测量35kV以上线路的工频参数可根据继电保护、过电压等专业的要求进行。
3、检查线路各相两侧的相位应一致。
4、冲击合闸试验
在额定电压下对空载线路的冲击合闸试验,应进行3次。(变压器冲击合闸5次)
5、测量杆塔的接地电阻,应符合设计的规定。
6、导线接头测试
电压降法:正常的导线接头两端的电压降,一般不超过同样长度导线的电压降1.2倍。
电缆线的电压降 指电力在电缆线传输一段距离后产生电压比起输点降低了的现象。产生电压降的原因是电缆线具有电阻。
温度法:红外线测温仪,可距被测点一定距离外进行测温,通过导线接头温度的测量,来检验接头的连接质量。
竣工验收检查
1.杆塔直立,横担与线路中心垂直;
2.杆塔全高误差值及杆塔根基误差值符合设计要求;
3.拉线紧固,受力情况平衡;
4.拉线坑、杆塔坑符合填土要求;
5.检查孤垂、绝缘子串倾斜,跳线对各部的电气距离是否达到设计要求;
6.线路导线电阻不超过规定值;
7.线路的绝缘电阻符合标准要求;
8.额定电压下对空载线路冲击合闸3次,无问题。
2.3.2. 电缆线路的敷设 实操题
室外电缆线路敷设的要求
直埋电缆敷设要求
1、直埋电缆的埋深应不小于0.7m,穿越农田时应不小于1m。 在引入建筑物、与地下建筑物交叉及绕过地下建筑物处可浅埋但应采取保护措施。
2、直埋电缆一般使用铠装电缆。在铠装电缆的金属外皮两端要可靠接地,接地电阻不得大于10Ω
3、电缆敷设后,上面要铺100mm厚的软土或细沙,再盖上混凝土保护板,覆盖宽度应超过电缆两侧以外各50mm,或用砖代替混凝土保护板。
4、直埋电缆在直线段每隔50-100m处、电缆接头处、转弯处、进入建筑物等处,应设置明显的方位标志或标桩。
5、电缆中间接头盒外面要有铸铁或混凝土保护盒。接头下面应垫以混凝土基础 板,长度要伸出接头保护盒两端600〜700mm。
6、电缆引入建筑物、隧道时,要穿在管中,并将管口堵塞,防止渗水。
7、电缆互相交叉,与非热力管和管道交叉,穿越公路时,都要穿在保护管中,保护管长度超出交叉点1m,交叉净距不应小于250mm,保护管内径不应小于电缆外径的1.5倍。
8、严禁将电缆平行敷设于管道的上方或下方。
统一电缆坑: 平行敷设距离大于等于100mm; 交叉垂直敷设距离大于等于500mm
排管电缆敷设要求
1. 电缆排管敷设
1)电缆排管可用钢管、塑料管、陶瓷管、石棉水泥管或混凝土管,但管内必须光滑。
2)按需要的孔数将管子排成一定形式,管子接头要错开,并用混凝土浇成一个整 体,一般分为2、4、6、8、10、12、14、16孔等形式。
3)孔径一般应不小于电缆外径的1.5倍,敷设电力电缆的排管孔径应不小于100mm,控制电缆孔径应不小于75mm
4)埋入地下排管顶部至地面的距离,人行道上应不小于500mm;一般地区应不小于700mm。(直埋电缆≥0.7m,农田≥1m,排管人行道≥0.5m,一般地区0.7m)
5)在直线距离超过100m、排管转弯和分支处都要设置排管电缆井; 排管通向井坑应有不小于0.1 %的坡度,以便管内的水流入井坑内。
6)敷设在排管内的电缆,应采用铠装电缆。
2. 电缆保护管排管敷设
1 )在电缆进入建筑物、隧道、穿过楼板及墙壁处,从地面引至电杆、设备、墙外表 面或行人容易接近处,距地面高度2m以下的一段,其他可能受到机械损伤的地方应有一 定机械强度的保护管或加装保护罩。
2)保护管埋入非混凝土地面的深度不应小于100mm,伸出建筑物散水坡的长度不应小于250mm。
电缆沟或隧道内 电缆敷设要求
1、电力电缆和控制电缆不应配置在同一层支架上。
2、控制电缆在普通支架上,不宜超过1层;桥架上不宜超过3层。
3、高低压电力电缆、强电与弱电控制电缆应按顺序分层配置,一般情况宜由上而下配置。(电缆架,由上而下)
4、交流三芯电力电缆,在普通支吊架上不宜超过1层,桥架上不宜超过2层。
5、交流单芯电力电缆,应布置在同侧支架上,当按紧贴的正三角形排列时,应每隔Im用绑带扎牢。
6、电缆敷设完毕后,应及时清除杂物,盖好盖板。必要时还应将盖板缝隙密封。
电缆(本体)敷设要求
电缆敷设前的检查
1、电缆通道畅通,无堵塞,排水良好。隧道内照明通风符合要求。
2、电缆型号、规格、电压应符合设计要求。电缆外观应无损伤、绝缘良好。
3、充油电缆的油压不宜低于0.15MPa,所有接头应无渗透油,油样应试验合格。
4、敷设前应按设计和实际路径计算每根电缆的长度,合理安排每盘电缆,减少电缆接头。
5、电缆放线架应放置稳妥,钢轴的强度和长度应与电缆盘重量和宽度相匹配。
6、在带电区域内敷设电缆,应有可靠的安全措施。
7、电缆封端应严密,并根据要求做绝缘试验。6kV以上的电缆,应做交流耐压和直流泄漏试验;1kV以下的电缆用兆欧表测试绝缘电阻,并做好记录。
电缆施放要求
1. 人工施放时必须每隔1.5〜2m放置滑轮一个,电缆端头从线盘上取下放在滑轮 上,再用绳子扣住向前拖拽,不得把电缆放在地上拖拉。
2. 用机械敷设电缆时,一般速度不超过15m/min,牵引头必须必须加装钢丝套。长度在300m以内的大截面电缆,可直接绑住电缆芯牵引。敷设时不得损坏保 护层。
3. 用机械敷设电缆时的最大牵引强度应符合相关规定。充油电缆总拉力不应超过27kN。
4. 穿入管中的电缆应符合设计要求,交流单芯电缆不得单独穿入钢管内。
单芯电缆穿钢管: 在电流运动时,电缆自身会产生磁场(电场),会使钢管变为铁芯,形成阻抗。 消耗电缆所载流的电能。 交变的磁场本身,会阻碍电流的通过,严重时,会发热、起火,影响电缆的安全运行。
电力电缆接头的布置
1、并联敷设的电缆,其长度、型号、规格应相同,接头的位置宜相互错开。
2、电缆明敷时的接头,应用托板托置固定。
3、直埋电缆接线盒外面应有防止机械损伤的保护盒。(环氧树脂接头盒除外)
标志牌的装设
1、电缆终端头、电缆接头、拐弯处、夹层内、隧道及竖井的两端、人井内等地方,电缆上应装设标志牌。
2、标志牌上应注明线路编号,标志牌的字迹应清晰不易脱落,应写明电缆型号、规格及起讫地点。并联使用的电缆应有顺序号。
3、标志牌规格宜统一,标志牌应能防腐,挂装应牢固。
电缆线路绝缘电阻测量 和耐压试验
绝缘电阻的测量
1、1kV及以上的电缆可用2500V的兆欧表测量其绝缘电阻。
2、电缆线路绝缘电阻测量前,用导线将电缆对地短路放电。用导线将电缆对地短路放电。 当接地线路较长或绝缘性能良好时,放电时间不得少于1min。
3、测试完毕或需要再测量时,应将电缆再次接地放电。
(测量前后放电)
4、每次测量都需记录环境温度、湿度、绝缘电阻表电压等级及其他可能影响测量结果的因素。对测量结果进行分析、比较,正确判断电缆绝缘性能的优劣。
耐压试验
1、耐压试验用直流电压进行试验,试验电压标准应符合要求。
2、在进行直流耐压试验的同时,用接在高压侧的微安表测量泄漏电流。 三相泄漏电流最大不对称系数一般不大于2。 对于10kV及以上的电缆,若泄漏电流小于20μA,其三相泄漏电流最大不对称系数不作规定。
三相不平衡系数=(最大测量值-最小测量值)/三相测量值的平均值×100%
1A=1000mA 1mA=1000μA 1μA=1/1000000A
2.4. 1H413024 防雷与接地装置的安装要求
2.4.1. 防雷措施
输电线路的防雷措施
1、架设接闪线
2、增加绝缘子串的片数加强绝缘
3、减低杆塔的接地电阻
4、装设管型接闪器或放电间隙
5、装设自动重合闸
6、采用消弧圈接地方式
消弧线圈顾名思意就是灭弧的 ,是一种带铁芯的电感线圈。它接于变压器(或发电机)的中性点与大地之间,构成消弧线圈接地系统。电力系统输电线路经消弧线圈接地,为小电流接地系统的一种。正常运行时,消弧线圈中无电流通过。而当电网受到雷击或发生单相电弧性接地时,中性点电位将上升到相电压,这时流经消弧线圈的电感性电流与单相接地的电容性故障电流相互抵消,使故障电流得到补偿,补偿后的残余电流变得很小,不足以维持电弧,从而自行熄灭。这样,就可使接地故障迅速消除而不致引起过电压。
7、不同电压等级输电线路接闪器设置
500kV及以上送电线路,应全线架设双接闪线,且输电线路越高,保护角越小。
220-330kV线路,应全线架设双接闪线,杆塔上接闪线对导线的保护角为20-30°。
110kV线路沿线全线装设接闪线,在雷电特别强烈地区采用双接闪线。在少雷区可不沿线架设接闪线,但杆塔仍应随基础接地。
发电厂和变电站的防雷措施
1、采用接闪针和接闪线预防直击雷。
2、利用接闪器来限制入侵雷电波的电压幅值。变电站通常采用阀型接闪器。发电站采用金属氧化物接闪器。(变法发金)
3、在靠近变电站的进线,必须架设1-2km的接闪线保护,用于限制流经接闪器的雷电流和限制入侵波的陡度。
工业建筑物和构筑物防直击雷的要求
1.装设独立的接闪针或接闪线,保护建筑物和构筑物及突出屋面的物体。
2.有爆炸危险气体、蒸汽或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等,管顶上或其附近的 接闪针针尖应高出管顶3m以上。
3.装设均压环,可利用电气设备的接地干线,与建筑物和构筑物内的金属结构和金属设备相连。
2.4.2. 防雷装置安装要求
接闪器安装要求
1. 接闪器安装前,应进行检查。接闪器组装时,各节位置符合出厂标志的编号。
2. 排气式接闪器的安装,应避免其排出的气体引起相间或对地闪络,不能喷及其他电气设备。
3. 氧化锌接闪器的接地线应用截面积不小于16mm2的软铜线。安装时要注意接闪器上端带电部分与电器柜体外口或柜内其他设备的安全距离。
4. 管型接闪器与被保护设备的连接线长度不得大于4m。
接闪器的试验
1、测量接闪器的绝缘电阻。
2、测量接闪器的泄漏电流、磁吹接闪器的交流电导电流、金属氧化物接闪器的持续电流。
3、测量金属氧化物接闪器的工频参考电压或直流参考电压,测量FS型阀式接闪器的工频放电电压。
2.4.3. 接地装置的安装要求
接地极的安装要求
金属接地极的安装
(1)金属接地极采用镀锌角钢、镀锌钢管、铜棒或铜排等金属材料。按照一定的技 术要求,通过现场加工制作而成。 (2)接地极分垂直接地极和水平接地极两种。制作安装时应符合设计的要求。 (3)挖接地线沟时应根据设计要求进行。挖接地线沟时,沟的中心线与建筑物的基础或构筑物的基础距离不小于2m,独立避雷针的接地装置与重复接地直接距离不小于3m。
埋入大地以便与大地连接的导体或几个导体的组合称为接地极。接地极是与土壤直接接触的金属导体或导体群,分为人工接地极与自然接地极。 接地极作为与大地土壤密切接触并提供与大地之间电气连接的导体,安全散流雷能量使其泄入大地。
接地模块的安装
(1)接地模块是导电能力优越的非金属材料,经复合加工而成。 (2)接地模块的安装除满足有关规范的规定外,还应参阅制造厂商提供的有关技 术说明。通常接地模块顶面埋深不应小于0.6m。接地模块间距不应小于模块长度的3-5倍。
接地模块是一种以碳素材料为主体的接地体,它由导电性、稳定性较好的非金属矿物质组成。TK系列接地模块分为LJA-01三孔三棱型、三孔六棱型、实心六棱型。
接地线的敷设要求
室外接地线的安装
(1)室外接地干线与支线一般安装在沟内。安装前应按设计规定的位置先挖沟,沟 的深度不得小于0.6m,宽度不得小于0.5m,然后将接地线埋入。 (2)接地干线与接地极的连接、接地支线与接地干线的连接应采用焊接。接地干线 与支线末端应露出地面0.5m以上。
室内接地线的安装
明线安装的接地线大多是纵横敷设在墙壁上,或敷设在母线或电缆桥架的支架上。设 备连接支线需经过地面时应埋设在混凝土内。
2.4.4. 爆炸和火灾危险环境的接地要求
在爆炸性气体的环境中电器设备接地的要求
1、在有爆炸危险的环境中,电气设备的金属外壳应可靠接地。 2、在有爆炸性气体环境1区内的所有电气设备以及2区内除照明灯具外的其他电气设备,应采用专门的接地线。 3、接地干线应在爆炸危险区域内不同的地方不少于两处与接地体连接。 4、电气设备的接地装置与独立的避雷针的接地装置应分开设置;与建筑物上的避雷 针接地装置可合并设置。
气体环境划分
第2.2.1条爆炸性气体环境应根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间,按下列规定进行分区: 一、0区:连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境;二、1区:在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境三、2区:在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境,或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。 注:正常运行是指正常的开车、运转、停车,易燃物质产品的装卸,密闭容器盖的开闭,安全阀、排放阀以及所有工厂设备都在其设计参数范围内工作的状态。
在爆炸性粉尘的环境中电器设备接地的要求
1.有爆炸性粉尘环境内电气设备的金属外壳应可靠接地。 (1 )爆炸性粉尘环境10区内的所有电气设备,应有专门的接地线。 (2)爆炸性粉尘环境11区内的所有电气设备,可利用有可靠电气连接的金属管线或 金属构件作为接地线(PE线),但不得利用输送爆炸危险物质的管道。 2.为了提高接地的可靠性,接地干线宜在爆炸危险区域不同方向且不少于两处与接地体相连接。
粉尘环境分区
中国标准:爆炸性粉尘环境应根据爆炸性粉尘混合物出现的频繁程度和持续时间,按照下列规定进行分区: 一、10区:连续出现或长期出现爆炸性粉尘环境; 二、11区:有时会将积留下的粉尘扬起而偶然出现爆炸性粉尘混合物的环境。 国际电工委员会标准(IEC1241):按释放源出现爆炸性粉尘云的可能性大小(即释放源等级和粉尘状态),确定危险区域的原则分区: 一、20区:正常操作时大量、经常或频繁出现可燃性粉尘; 二、21区:正常操作时可能产生足以爆炸的足够量的可燃性粉尘云; 三、22区:可燃性粉尘可能不经常地产生,持续时间较短,可能出现可燃性粉尘层,并与空气混合形成危险。
在有火灾危险的环境中电器设备接地的要求
1、电气设备的金属外壳应可靠接地。 2、接地干线应有不少于两处与接地体相连。
2.4.5. 防静电接地装置的要求
1、防静电的接地装置可与防感应雷和电气设备的接地装置公用设置。
2、设备、机组、储罐、管道等的防静电接地线,应单独与接地体或接地干线相连,除并列管道外不得互相串联接地。
3、防静电接地线的安装,应与设备、机组、储罐等固定接地端子或螺栓连接,连接螺栓不应小于M10,并有防松装置和涂以电力复合脂。
4、容量为50m3及以上的储罐,其接地点不应少于2处,且接地点的间距不应大于30m,并应在罐体底部周围对称与接地体相连,接地体连接成环形的闭合回路。
3. 1H413030 管道工程施工技术 压力实验/阀门/实操题 1/9
3.1. 管道系统的组成 补充
3.1.1. 连接货转配管道元件 18单
管道、管件、法兰、垫片、紧固件、阀门、膨胀接头、挠型接头、耐压软管、疏水器、过滤器、节流装置、分离器
管道
过墙/楼板
长度
保护(保护管、防震)
连接管件:法兰、活接、管箍、夹箍、卡套、喉箍
法兰
螺纹连接(丝扣连接)法兰、焊接法兰和卡夹(卡盘,仅用于民用管道)法兰,与管道的连接方式。
活接
活接由可锻铸铁制成,也称油任,管件的一种,外形为立体多边形设计,内层刻有立体螺纹,连接形式是一个固定接头和一个活母接头配套使用,两端与相应管螺纹相接,中间用PVC垫或橡胶垫密封。
管箍
用来连接两根管子的一段短管。 也叫外接头
夹箍
卡套
拷贝林,挠性接头、对夹式活接等;接头处采用平口型设计,利用接头键肩与管道的配合间隙达到揉性的要求,在保证强度的前提下,接头不完全卡紧管道,允许有部分的轴向和径向位移。
喉箍
喉箍(胶管卡子)
改变方向/补偿管件:弯头、弯管、软管
软管
不锈钢
电线、电缆、光纤、自动化仪表信号线的保护管
金属软管
电线、电缆、仪表信号软管,吸油胶管、蒸气胶管、喷砂胶管、输吸酸碱胶管、食品胶管、吹氧胶管及各种异型胶管等
橡胶软管
胶管由内胶层,一层钢丝编织层和外胶层组成。适用于输送液压流体,如醇,燃油,润滑油,乳化液等等。
带法兰
塑料软管
弯头
膨胀节
弯管式膨胀节
耐压、耐用,但是占用口空间大
波纹软管膨胀节
柔性耐压管件安装于液体输送系统中,用以补偿管道或机器、设备连接端的相互位移,吸收振动能量,能够起到减振、消音等作用,具有柔性好、质量轻、耐腐蚀、抗疲劳、耐高低温等多项特点。还可穿线使用。
套筒式膨胀节
有滑动,容易漏液
改变管径:变径管(接头)、异径弯头、支管台、补强管、
变径管
变径弯头
异径管的安装
支管台
支管台又叫支管座、鞍座、鞍型管接头。主要用于支管连接的补强型管件,代替使用异径三通、补强板、加强管段等支管连接型式。
补强管
增加管路分支管件:三通、四通等
管路密封的观景:垫片、生料带、线麻、法兰盲板、管堵、官帽、盲板、封头、焊接堵头
盲板
法兰盲板
其功能之一是封堵住管道的末端,其二是有可以在检修时方便清除管道中的杂物的作用。
堵头
封头、堵头、盖头、管子盖、闷头,焊接在管端或装在管端外螺纹上以盖堵管子的管件。用来封闭管路,作用与管堵相同。
3.1.2. 支撑件
吊杆、支撑杆、锚固件、支架(固定支架、滑动支架、导向支架)等安装件和吊夹、紧固件等附着件。卡环、脱钩、吊环、吊耳、支架、托架、管卡等
吊杆
垂直
弹性吊杆
热位移管道的安装
支架
固定指定
滑动支架
滚动支架
弹簧支架
导向支架
托架
3.2. 1H413031 管道分类与施工程序
3.2.1. 工业管道的分类
按照设计压力、设计温度、介质物毒性程度、腐蚀性和火灾危险性划分为GC1、GC2、GC3三个等级。例如,GC1管道有氰化物化合物的气、液介质管道,液氧管道等。
见注释
附件A 工业管道级别及其介质毒性程度、腐蚀性和火灾危险性划分 A1 工业管道GC级别划分 A1.1、GC1级符合下列条件之一的工业管道,为GC1级: (1)输送毒性程度为极度危害介质,高度危害气体介质和工作温度高于其标准沸点的高度危害的液体介质的管道; (2)输送火灾危险性为甲、乙类可燃气体或者甲类可燃液体(包括液化烃)的管道,并且设计压力大于或者等于4.0MPa的管道; (3)输送除前两项介质的流体介质并且设计压力大于或者等于10.0MPa 或者设计压力大于或者等于4.0MPa,并且设计温度高于或者等于400℃的管道。 A1.2、GC2级除本附件A1.3规定的GC3级管道外,介质毒性程度、火灾危险性(可燃性)、设计压力和设计温度低于A1.1规定的GC1级的管道。 A1.3、GC3级输送无毒、非可燃流体介质,设计压力小于或者等于1.0MPa,并且设计温度高于-20℃但是不高于185℃的管道。 6.1 长输管道为GA 类,级别划分为: 6.1.1 符合下列条件之一的长输管道为GA1 级: a) 输送有毒、可燃、易爆气体介质,设计压力P>1.6MPa 的管道; b) 输送有毒、可燃、易爆液体介质,输送距离(注1)≥200Km 且管道公称直径DN≥300mm的管道; c) 输送浆体介质,输送距离≥50Km且管道公称直径DN≥150mm 的管道。 6.1.2 符合下列条件之一的长输管道为GA2 级: a) 输送有毒、可燃、易爆气体介质,设计压力P≤1.6Mpa的管道; b) GA1 b)范围以外的长输管道; c) GA1 c) 范围以外的长输管道。 6.2 公用管道为GB 类,级别划分为: GB1、燃气管道; GB2、热力管道。 A2 介质毒性程度、腐蚀性和火灾危险性划分 A2.1、一般规定 (1)压力管道中介质毒性程度、腐蚀性和火灾危险性的划分应当以介质的“化学品安全技术证明书”(CSDS)为依据,按照本附件的划分原则确定; (2)介质同时具有毒性火灾危险性时,应当按照毒性危害程度和火灾危险性的划分原则分别确定; (3)介质为混合物时,应当按照有毒化学品的组成比例及其急性指标(LD50、LC50),采用加权平均法,获得混合物的急性毒性(LD50、LC50),然后按照毒性危害级别最高者,确定混合物的毒性危害级别。 A2.2毒性危害程度 (1)压力管道中介质毒性程度的分级应当符合GB 5044—1985《职业性接触毒物危害程度分级》的规定,以急性毒性、急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果、致癌性和最高容许浓度等六项指标为基础的定级标准,见表A-1所示;  (2) 压力管道中介质的毒性危害程度包括极度危害、高度危害以及中度危害三个级别; (3) 介质毒性危害程度的级别应当不低于以急性毒性和最高容许浓度两项指标分别确定的最高危害程度级别; (4) 如果以急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果和致癌性四项指标确定的介质毒性危害程度明显高于按照A2.2(3)条确定的危害程度级别时,应当根据压力管道具体工况,综合分析,全面权衡,适当提高介质的毒性危害程度级别。 A2.3 腐蚀性 压力管道中的腐蚀性流体系指:与皮肤接触,在4h内出现可见坏死现象,或55℃时,对20钢的腐蚀率大于6.25mm/y(年)的流体。 A2.4 火灾危险必 (1) 压力管道中介质的火灾危险性包括GB 50160-2008《石油化工企业设计防火规范》及GB 50016-2006《建筑设计防火规范》中规定的甲、乙类可燃气体、 液化烃和甲、乙类可燃液体,工作温度超过其闪点的丙类可燃液体,应当视为乙类可燃液体; (2) 国家安全生产监督管理总局颁布的《危险化学品名录》中的第1类爆炸品、第2类第2项易燃气体、第4类易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品以及第5类氧化剂和有机过氧化物,应当根据其爆炸或者燃烧危险性、闪点和介质的状态(气体、液体)视为甲、乙类可燃气体、液化烃或者甲、乙类可燃液体; (3) 甲类可燃气体指可燃气体与空气混合物的爆炸下限小于10%(体积);乙类可燃气体指可燃气体与空气混合物的爆炸下限大于或者等于10%(体积),液化烃指15℃时的蒸气压力大于0.1MPa的烃类液体和类似液体,甲类可燃液体指闪点小于28℃的可燃液体,乙类可燃液体指闪点高于或者等于28℃,但小于60℃的可燃液体,工作温度超过闪点的丙类可燃液体(闪点高于或者等于60℃),应当视为乙类可燃液体。
按管道设计压力
真空、低压、中压、高压、超高压
按输送介质温度
低温、常温、中温、高温
3.2.2. 工业管道的施工程序 13选择题19案例题
工业金属管道安装前施工条件
对施工队伍的要求 4个,资/管/系/人
资质及范围: 施工单位施工资质符合许可范围; 质量告知、安全管理、监督: 必须向工厂所在地的设区市的质量监督管理部门办理书面告知,主动接受特征设备安全检查管理部门的监督管理,并接受监督检查单位的监督检验; 保证体系: 建立压力管道质量保证体系; 人员资格: 相关施工人员应具备相应的资格。(施工管理人员、施工作业人员)
(1)承担工业金属管道施工的施工单位应取得相应的施工资质,并应在资质许可范围内从事管道施工。例如,工业锅炉中压蒸汽管道的施工单位应取得相应的施工资质,包括工程建设施工资质、压力管道安装许可资质等专业施工资质 (2)施工单位在压力管道工程施工前,必须向工程所在地的设区的市级质量技术监督部门办理书面告知,在施工过程中要主动接受特种设备安全监督管理部门的监督管理并接受监督检验单位的监督检验 (3)施工单位应建立压力管道质量保证体系,并应有健全的质量管理制度和相应的施工技术标准。 (4)参加工业金属管道施工的施工管理人员、施工作业人员、施工质量检查、检验的人员应具备相应的资格。
现场条件 5个,施/备/检/清/序
土建、基础设施: 与管道有关的土建工程经检查合格,满足安装要求并办理了交接手续。临时供 水、供电、供气等设施已满足安装施工要求。 连接的设备: 与管道连接的设备已找正合格、固定完毕,标高、中心线、管口方位符合设计要求。 管道质量检验: 管道组成件及管道支承件等已检验合格。 清理: 管子、管件、阀门等内部已清理干净,无杂物,其质量应符合设计文件的规定。 安装前的工序: 在管道安装前完成有关工序。例如,管道脱脂、内部防腐与衬里等已施工完毕。
施工前应具备的开工条件 6个,技/案/人/开/器/急
1、技术文件、交底、会审: 工程图纸及其他技术文件完整齐全,已按程序进行了工程交底和图纸会审。
2、施工方案: 施工组织设计和施工方案已批准,并已进行了技术和安全交底。
3、人员: 施工人员已按有关规定考核合格。
4、开工手续: 已办理工程开工手续
5、设备、工器具: 用于管道施工的机械、工器具应安全可靠,计量器具应鉴定合格并在有效期内。
6、应急预案: 已制定相应的职业健康安全及环境保护应急预案。
工业管道安装的施工程序
管道安装工程一般施工程序:施工准备 → 测量定位 → 支架制作安装 → 管道预制安装 → 仪表安装 → 试压清洗 → 防腐保温 → 测试及试运行 → 交工验收 (准备-定位-支架-管道-仪表-压洗-腐温-测试-交验,四个阶段,试压清洗后防腐保温)
工程交接验收条件
办理工程交接验收手续的条件
(1 )施工范围和内容符合合同、设计文件的规定。 (2)工程质量符合设计文件和规范的规定。
工程交接验收的技术资料 文件/检查记录/报告
1、技术文件。(元件/安装/焊接工艺信息,元安息) 1)管道元件的产品合格证、质量证明文件和复检、试验报告。(到货检查) 2)管道安装竣工图、设计修改文件及材料代用单。 3)无损检测和焊后热处理的管道,在管道轴测图上准确标明焊接工艺信息。 例如,焊缝位置、焊缝编号、焊工代号、/无损检测方法、无损检测焊缝位置、/焊缝补焊位置、热处理和硬度检验的焊缝位置。
2、施工检查记录 管道元件检查记录,阀门试验记录,管道弯管加工记录,管道焊接检査记录,焊缝返 修检查记录,管道安装记录,管道隐蔽工程(封闭)记录,管道补偿装置安装记录,管道 支吊架安装记录,管道静电接地测试记录,安全保护装置安装检查记录,管道系统压力试 验和泄漏性试验记录,管道系统吹扫与清洗记录,管道防腐、绝热施工检查记录等。(施工过程中)
3、试验报告 安全阀校验报告,磁粉检测报告,渗透检测报告,射线检测报告,超声检测报告,管 道热处理报告,硬度检测报告、光谱分析及其他理化试验报告等。
3.3. 1H413032 管道施工技术要求 第二重要 安装技术要求(要点)
3.3.1. 工业管道安装技术要求 案例/实操题
工业管道的基本识别色、识别符号、安全标识
基本识别色
水—艳绿色; 水蒸气—大红色; 空气—淡灰色; 气体—中黄色; 酸碱—紫色; 可燃液体—棕色; 其他液体黑色; 氧—淡蓝色
识别符号
物质名称、流向和主要工艺参数等组成
危险标识
在管道基本标识色的标识上或附近涂150mm宽黄色,在黄色两侧各涂25mm宽黑色的色环或色带。消防专用管道标识“消防专用”识别标识。
工业金属管道安装前的检验
管道元件及材料的检验 文件/核查/复标/低冲/抽检/毒压
1、管道元件及材料应有取得制造许可的制造厂的产品质量证明文件;
(1)产品质量证明文件应符合国家现行材料标准、管道元件标准、专业施工规范和设 计文件的规定。 2)管子、管件的产品质量证明文件包括的内容应符合要求。 产品质量证明文件包括 产品合格证和质量证明书。 质量证明文件应盖有制造单位质量检验章。实行监督检验的管道元件,还应提供特种设备检验检测机构出具的监督检验证书。 产品合格证一般包括的内 容:产品名称、编号、规格型号、执行标准等;质量证明书除包括产品合格证的内容外还 应包括以下内容:材料化学成分、材料以及焊接接头力学性能、热处理状态、无损检测结 果、耐压试验结果、型式检验结果、产品标准或合同规定的其他检验项目、外协的半成品 或成品的质量证明。 3)当对管道元件或材料的性能数据或检验结果有异议时,在异议未解决之前,该批 管道元件或材料不得使用。例如,质量证明文件的性能数据不符合相应产品标准和订货技 术条件;对质量证明文件的性能数据有异议;实物标识与质量证明文件标识不符;要求复 检的材料未经复检或复检不合格等。
(1)产品质量证明文件应符合国家现行材料标准、管道元件标准、专业施工规范和设 计文件的规定。
(2)管子、管件的产品质量证明文件包括的内容应符合要求。包含下面两种内容。 质量证明文件应盖有制造单位质量检验章。 监督检验的,特种设备检验检测机构出具的监督检验证书:材料化学成分、材料以及焊接接头力学性能、热处理状态、无损检测结 果、耐压试验结果、型式检验结果、产品标准或合同规定的其他检验项目、外协的半成品 或成品的质量证明。 产品合格证一般包括的内容:产品名称、编号、规格型号、执行标准
(3)当对管道元件或材料的性能数据或检验结果有异议时,在异议未解决之前,该批 管道元件或材料不得使用。
2、使用前核对管道元件及材料的材质、规格、型号、数量和标识,进行外观质量和几何尺寸的检查验收。
3、铬钼合金钢、镍及镍合金钢、不锈钢、钛及钛合金材料的管道组成件,应采用光谱分析或其他方法对材质进行复查,并做好标识。
光谱分析,合金元素及元素含量。
4、低温冲击韧性试验的管道元件和材料,应提供低温冲击韧性、晶间腐蚀性试验结果的文件,其试验结果不得低于设计文件的规定。
5、GC1级管道的管子、管件在使用前采用外表面磁粉或渗透无损检测抽样检验,要求检验批应是同批号、同型号规格、同时到货。
6、输送毒性程度为极度危害介质或设计压力大于或等于10MPa管道的管子、管 件,对人民生命财产安全和人身健康影响很大,所以规定其管子及管件在使用前釆用外表面磁粉或渗透无损检测抽样检验,经磁粉或渗透检测发现的表面缺陷应进行修磨,修磨后 的实际壁厚不得小于管子名义壁厚的90%,且不得小于设计壁厚。
阀门的检验
1、阀门外观检查。 阀门应完好,开启机构灵活,阀门应无歪斜、变形、卡涩现象,标牌应齐全。
2、阀门应进行 壳体压力试验和密封试验
1、介质: 阀门壳体压力试验和密封试验应以洁净水为介质,不锈钢阀门试验时,水中的氯离子含量不得超过25ppm。
2、压力、温度、时间: 阀门的壳体压力试验压力为阀门在20℃时最大允许工作压力的1.5倍, 密封试验为阀门在20℃时最大允许工作压力的1.1倍, 试验持续时间不得少于5min,无特殊规定时,试验温度为5-40℃,低于5℃时,应采取升温措施。
3、安全阀的校验::机构、记录、铅封、报告: 安全阀的校验应进行整定压力调整和密封试验,委托有资质的检验机构完成,安全阀校验应做好记录、铅封,并出具检验报告。 安全阀的整定压力一般不大于压力容器或管道的设计压力。除了工艺有特殊要求外,为正常工作压力的1.10倍,最低为1.05倍。
安全阀的整定压力一般不大于压力容器或管道的设计压力。除了工艺有特殊要求外,为正常工作压力的1.10倍,最低为1.05倍。
管道安装技术要点
管道敷设与连接 定位/连接/法连/螺纹/ 埋地/设备/储罐/ 伴夹/ 内衬/ 非金属
(1)管道的坡度、坡向及管道组成件的安装方向符合设计规定。
(3)管道连接时,不得强力对口,端面的间隙、偏差、错口或不同心等缺陷不得采 用加热管子、加偏垫等方法消除。
(4)管道釆用法兰连接时:面/同心/螺栓(试运行热冷紧固:温度、时间、压力、安全) 法兰密封面及密封垫片不得有划痕、斑点等缺陷; 法兰 连接应与钢制管道同心,螺栓应能自由穿入,法兰接头的歪斜不得用强紧螺栓的方法消 除; 法兰连接应使用同一规格螺栓,安装方向应一致,螺栓应对称紧固。 管道试运行时, 热态紧固或冷态紧固应符合下列规定: 1)钢制管道热态紧固、冷态紧固温度应符合规范要求: 如工作温度大于350°C时,一 次热态紧固温度为350℃,二次热态紧固温度为工作温度; 如工作温度低于-70℃时,一 次冷态紧固温度为-70℃,二次冷态紧固温度为工作温度。 2)热态紧固或冷态紧固(二次)应在达到工作温度2h后进行。 3)紧固螺栓时,钢制管道最大内压应根据设计压力确定。 当设计压力小于或等于 6.0MPa时,热态紧固最大内压应为0.3MPa; 当设计压力大于6.0MPa时,热态紧固最大内压应为0.5MPa。 冷态紧固应在卸压后进行。 4)紧固时,应有保护操作人员安全的技术措施。
管径>=300mm,不能使用螺纹连接,工业管道必须使用焊接 法兰,建筑管道使用焊接、法兰、卡箍连接
(5)螺纹管道安装前,螺纹部分应清洗干净,并进行外观检查,不得有缺陷。 密封 面及密封垫的光洁度应符合要求,不得有影响密封性能的划痕、锈蚀斑点等缺陷; 用于螺纹的保护剂或润滑剂应适用于工况条件,并对输送的流体或管道材料均不应产生不良 影响。
(2)埋地管道安装应在支承地基或基础检验合格后进行,埋地管道防腐层的施工应 在管道安装前进行。
(6)管道与大型设备或动设备连接(比如空压机、制氧机、汽轮机等),应在设备安装定位并紧固地脚螺栓后进行。无论是焊接还是法兰连接,连接时都不应使动设备承受附加外力。 例如: 管道与机械设备连接前,应在自由状态下检验法兰的平行度和同轴度,偏差应符合规定要求。 管道与机械设备最终连接时,应在联轴节上架设百分表监视机械设备位移。 管道试压,吹扫合格后,应对管道与机器的接口进行复位检验。 管道安装合格后,不得承受设计以外的附加载荷。
(7)大型储罐的管道与泵或其他有独立基础的设备连接,应在储罐液压(充水)试验合格后安装,或在储罐液压(充水)试验及基础初沉降后,在进行储罐接口处法兰的连接。
(8 )伴热管及夹套管安装应符合下列规定: 1)伴热管与主管平行安装,并应能自行排液。当一根主管需多根伴热管伴热时,伴热管之间的相对位置应固定(支架固定)。 2)不得将伴热管直接点焊在主管上; 对不允许与主管直接接触的伴热管,在伴热管与主管间应设置隔离垫; 伴热管经过主管法兰、阀门时,应设置可拆卸的连接件。 3)夹套管外管经剖切后安装时,纵向焊缝应设置于易检修部位。 4)夹套管支承块的材质应与主管内管的材质相同,支承块不得妨碍管内介质流动。
伴热管
夹套管
(9)防腐蚀衬里管道安装应采用软质或半硬质垫片,安装时,不得施焊、加热、碰撞或敲打。 搬运和堆放衬里管段及管件时,应避免强烈振动或碰撞。 对于有衬里的管道组成件,存放环境要适宜。 例如,采用橡胶、塑料、纤维增强塑料、涂料等衬里的管道组成件,应存放在温度为 5〜40℃的室内,并应避免阳光和热源的辐射。
(10)对于非金属管道的连接,在编制连接作业工艺文件前应咨询生产厂家。由于不 同厂家生产的管子和管件的性能可能存在差异,因此在编制连接作业工艺文件前应对生产 厂家进行咨询。由于施工环境对非金属管道的连接质量有较大影响,因此应尽量避免在温 度过高或过低、大风等恶劣环境下施工,并避免强烈阳光直射。 例如: 电熔连接和热熔连接时,连接机具的工作环境温度应为-10~40°C 缠绕连接 时,环境温度不宜低于5℃, 密封圈承插连接时不得使用冻硬的橡胶圈。
管道保护套管安装的规定
穿越道路、墙体、楼板或构筑物时,应加套管或砌筑涵洞进行保护,除了符合设 计文件和现行标准的规定外,还应符合下列规定:
1、管道焊缝不应设置在套管内。
2、穿越墙体的套管长度不得小于墙体厚度;
3、穿越楼板的套管应高出楼面50mm;
4、穿越屋面的套管应设置防水肩或防水帽;
5、管道与套管之间应填塞对管道无害的不燃材料。
阀门的安装
1、阀门安装前,应按设计文件核对其型号,并应按介质流向确定其安装方向;检查阀门填料,其压盖螺栓应有调节裕量。
2、当阀门与金属管道以法兰或螺纹方式连接时,阀门应在关闭状态安装; 以焊接方式连接时,阀门应在开启状态安装,焊缝底层宜采用氩弧焊; 当非金属管道采用电熔连接或热熔连接时,阀门应在开启状态。
3、安全阀应垂直安装; 安全阀的出口管道应接向安全地点; 在安全阀的进、出管道上设置截止阀时,应加铅封,且应锁定在全开启状态。(维修,通畅)
阀门
安全阀,常闭,超压打开泄压。
截止阀,切断、调节和节流
止回阀,单项流动
支、吊架安装
(1)支、吊架安装位置应准确,安装应平整牢固,与管子接触应紧密。 管道安装时,应及时固定和调整支、吊架。 固定支架应按设计文件要求或标准图安装,并应在补偿器预拉伸之前固定。
支架
水平/垂直/角
固定、滑动、导向、滚动、弹簧等
吊架
刚性
弹性
(2)无热位移的管道,其吊杆应垂直安装。 有热位移的管道,吊点应设在位移的相反方向,按位移值的1/2偏位安装。 两根有热位移的管道不得使用同一吊杆。 在热负荷运行时,应及时对支、吊架进行检查与调整。
(3)位移管道: 导向支架或滑动支架的滑动面应洁净平整,不得有歪斜和卡涩现象。 其安装位置应从支承面中心向位移反方向偏移,偏移量应为位移值的1/2或符合设计文件规定,绝热层不得妨碍其位移。
导向支架是用来保证管线按一定方向位移,限制其他方向位移。导向支架按照使用功能,还分为只允许管线沿一个方向(轴向)运动的直线导向支架和允许管线在一个平面内移动和转动的平面导向支架。与滑动支架有区别。 滑动支架是指有滑动支承面的支架,一般用于管道安装工程。
(4)弹簧支、吊架的弹簧高度,应按设计文件规定安装,弹簧应调整至冷态值,并做记录。 弹簧的临时固定件,如定位销(块),应待系统安装、试压、绝热完毕后方可拆除。
冷态值:静态下弹簧的长度值
静电接地安装
(1)有静电接地要求的管道,各段管子间应导电。例如,每对法兰或螺纹接头间电阻值超过0.03Ω时,应设导线跨接。管道系统的接地电阻值、接地位置及连接方式按设计 文件的规定进行,静电接地引线宜釆用焊接形式。
(2)有静电接地要求的不锈钢和有色金属管道,导线跨接或接地引线不得与管道直接连接,应釆用同材质连接板过渡。
(3)静电接地安装完毕后,必须进行测试,电阻值超过规定时,应进行检査与调整。
防雷
热力管道安装要求
架空敷设或地沟敷设 (热力管道)
坡度:室内管道的坡度为2‰,室外管道的坡度为3‰。 坡度方向:蒸汽管道的坡度应与介质流向相同,避免噪声。 排水、放气、疏水:每段管道最低点要设排水装置,最高点应设放气装置; 与其他管道共架敷设的热力管道,如果常年或季节性连续供气的可不设坡度,但应加设疏水装置。疏水器应安装在以下位置:管道的最低点可能集结冷凝水的地方,流量孔板的前侧及其他容易积水的地方。
补偿器安装要求
各种类型的补偿装置安装应符合设计文件、产品技术文件和有关标准的要求: 波纹管膨胀节在安装时应按照设计文件进行预拉伸或预压缩; 填料式补偿器应按照设计 文件规定的安装长度及温度变化,经有关计算确定剩余收缩量;等等。
波纹膨胀节
填料式补偿器
补偿器竖直安装时: 介质为热水:补偿器的最高点安装放气阀,在最低点安装放水阀。 介质是蒸汽,应在补偿器的最低点安装疏水器或 放水阀。
固定支架:两个补偿器之间(一般为20-40m)以及每个补偿器两侧(指远的一端)应设置固定支架。(受力较大,必须固定牢固) 导向支架:两个固定支架之间设导向支架。 滑动支架:补偿器两侧的第一个支架应为活动支架,补偿器弯头弯曲起点0.5〜1m处。
固定支架
滑动支架:水平方向
可约束管道垂直向下方向的位移,不限制管道热胀或冷缩时的水平位移,承受包括自重在内的垂直方向的荷载。与导向支架有区别
导向支架:一个水平方向
保证管线按一定方向位移,限制其他方向位移。导向支架按照使用功能,还分为只允许管线沿一个方向(轴向)运动的直线导向支架和允许管线在一个平面内移动和转动的平面导向支架。与滑动支架有区别。
滚动支架:滚柱或滚珠滚动,代替滑动
管道滑脱与支架之间加入滚柱或滚珠,使管道与支架之间的相对运动为滚动,从而使滑动摩擦力变为滚动摩擦力的支架。
弹簧支架:上下位移
支架托架的安装
(1)管道的底部应用点焊的形式装上高滑动托架,托架高度稍大于保温层的厚度; 安装托架两侧的导向支架时,要使滑槽与托架之间有3〜5mm的间隙。
(2)安装导向支架和活动支架的托架时,应考虑支架中心与托架中心一致,不能使 活动支架热胀后偏移; 靠近补偿器两侧的几个支架安装时应装偏心,其偏心的长度应是该点距固定点的管道热伸量的一半。偏心的方向都应以补偿器的中心为基准。
(3)弹簧支架一般装在有垂直膨胀伸缩而无横向膨胀伸缩之处,安装时必须保证弹簧能自由伸缩。 弹簧吊架一般安装在垂直膨胀的横向、纵向均有伸缩处。吊架安装时,应偏向膨胀方向相反的一边。
3.3.2. 管道工厂化预制技术
应用和优点
管道工厂化预制的应用
适用于民用、工业建设项目,特别适合中、大型建筑机电管道安装工程,尤其是超大、超高层民用建筑。
管道工厂化预制的优点
缩短施工工期、提高工程安全、提高安装质量、降低工程成本。
条件和流程
1.管道工厂化预制的条件 工厂预制的条件: 有固定的生产场所、设备、人员、规章制度等,在其工厂内进行预制工作,应具有设备齐全、人员精干、高效运转的特点。从原材料到成品或半成品是工厂化预制技术的终极目标,所有预制均在工厂内完成,实现配送制,满足现场装配安装的
2.管道工厂化预制的流程 管道工厂化预制,将一个或数个管道预制组合件(管段)在项目所在地或异地建起的工厂或预制场内经过管段下料、坡口加工、焊接、热处理、检验、标记、清理、油漆和防护等工序,制造出管道产品,将预制好的管段送往现场各个单元或装置区进行现场组装、焊接,形成一个整体
管道工厂化预制的主要技术内容
1.确定预制内容,深化设计图纸 (1)确定预制内容管道安装涉及的预制,主要是根据管道用途、技术要求的不同以及连接方式和安装工艺,确定预制的对象和可预制的程度,结合工程现状进行实测,通过图纸深化设计手段进行加工图设计,绘制施工图、管段分类编号、装配图,满足不同阶段(预制、仓储输配送、现场装配)的需求,供预制工厂(场)依图加工。 (2)深化设计图纸绘制准确的管道预制加工图是管道预制的一个关键工作。预制加丁图是管道预制的依据,应包括管道轴测图和设计说明等。工业管道工程项目可采用BM技术,用三维模型进行相关各专业的管线综合设计,导出的管段单线图为管道工厂化预制提供加工依据。 对加工图设计的要求有 1)简要性:应严格按照施工深化图、单线图以及现场实测尺寸出具加工图。 2)准确性:图纸要清晰、技术要求标准明确,分段合理(由主到次、由大到小、由系统到局部依次拆分)。 3)一目了然:加工管段的管段编号、配件编号、口径标注、尺寸标注要逐一对应不得混乱不清。材料明细表应与加工图一一对应。 4)可追溯性:加工图审定后,应存档,以便今后复核审查、对有修改的部分,应重新出具加工图,并再次存档备查 2.制定预制工艺 (1)制定流水预制操作工艺。根据管道不同的连接方式,确定预制工艺。从管道下料(机楲切断、火焰切割等)、管道加工(套丝、滚槽、坡口等)、连接(螺纹、焊接粘结等)、检验(尺寸复测、试压等)、涂装、标识编号、仓储等工序工况考虑。 (2)选用预制工艺设备。根据确定的预制工艺,按照实用、高效的原则,选用预制需用的工艺设备 3.规划预制场地 (1)预制场地的确定。根据工程规模、预制工艺流程、选定的设备情况,进行预制场地的选址、需用面积的确定,并合理布置设备。 2〕预制模块的布置。根据连接方式的不同,选择相应规模的预制场地进行预制模块的布置,如:原料存储复检模块、下料切割模块、螺纹加工连接模块、焊接组对连接模块、质量检测模块、试压试验模块、标识认知模块、成品仓储模块等。 (3)预制设备的定位布置。根据各功能模块的需求,进行预制设备的定位布置,确定操作工位,形成流水生产线 4.实施预制及质量检查 (1)依据设计文件的规定,购置相应的管道预制材料,其质量不得低于国家现行标准和设计文件的规定。 (2)原材料经过下料、煨弯、坡口加工、组对、焊接、热处理、化学清洗和缺陷处置等操作,制造出符合设计文件的管道组成件或管段 (3)依据规定对管道组成件或管段进行各项检验和试验。 5.防护和包装 对预制成品內外表面采用适当的方法清理后,进行必要的标记,然后施以油漆与防护,并对预制成品管段进行适当的包装,防止储存和运输中互相碰撞和变形。
1、确定预制内容,深化设计图纸。
对加工图设计的要求:1、简要性;2、准确性;3、一目了然;4、可追溯性
2、制定预制工艺
3、规划预制场地
4、实施预制及质量检查
5、防护和包装
3.3.3. 长输管道施工程序
施工前准备工作
技术准备。
进行图纸会审、设计交底及技术交底工作。进行施工组织设计、施工方案及质量、健康、安全、环境措施的编审工作。
人力资源准备
组建施工项目部,配置满足需要的施工管理人员和施工作业人员。组织主要工种的人员培训、考试取证
机具设备准备
完成施工机具设备配置。完成施工机具设备的检修维护。完成具体工程的专用施工机具制作
物资准备
施工主要材料的储存应能满足连续作业要求。做好物资采购、验证运输、保管工作。
现场准备
办理施工相关手续。施工用地应满足作业要求。完成现场水、路电、通信、场地平整及施工临时设施的准备工作。
施工程序
线路交桩一测量放线一施工作业带清理及施工便道修筑一管道运输-管沟开挖--布管-清理管口--组装焊接一焊接质量检查与返修-补口检漏补伤一吊管下沟-管沟回填-三桩埋设一阴极保护-通球试压测径一管线吹扫、干燥—连头(碰死口)-地貌恢 复—水工保护一竣工验收。
三桩埋设: 阴极保护测试桩(兼做里程碑桩)、转角桩和标志桩。 管道每公里设阴极保护测试桩,兼做里程碑桩; 管道走向出现转角时设转角桩; 管道与公路、铁路、河流、地下构筑物的交叉处两侧设置标志桩,管道易于遭车辆、机具碰撞和人为施工作业,挂坑取土等可能造成管道破坏的地方,设置警示牌。
阴极保护
通球试验
安装结束后,需用直径不小于管径2/3的橡胶球、铁球或木球进行管道通球试验。 作用: 通球试验是为了管道的防堵塞能力。 注意 如果通球受阻,可拉出通球,测量线的放出长度,则可判断受阻部位,然后进行疏通处理,反复 作通球 试验,直至管道通畅为止,如果出户管弯头后的横向管段较长,通球不易滚出,可灌些水帮助 通球流出 。通球试验必须100%合格后,排水管才可投入使用。
连头(碰死口)
连头--就是将两个接管道头连起来。
碰死口--对坡口形式为非机械加工标准坡口、焊缝不能自由收缩的焊口进行的焊接。
留头--就是管道暂时做到这个部位,留个管口待下次施工,防止出现不够用的情况。
补口--就是对连接起来的管道头进行修补,密封。
3.4. 1H413033 管道试压技术要求 最重要 三个实验
3.4.1. 管道系统试验的主要类型及 试验前应具备的条件
主要类型
根据管道系统不同的使用要求,主要有压力试验、泄漏性试验、真空度试验
压力实验
液体或气体介质,逐步加压到试验压力。 试验压力: 设计规定,无的规定的,气体1.15倍、气包1.25倍、液体1.5倍工作压力。
气包
泄露性实验
气体介质,设计压力下,采用发泡剂、显色剂、气体分子感测仪或其他手段
真空度实验
抽真空,关闭系统后24小时系统增压率不大于5%
管道系统试验前应具备的条件
1、试验范围内的管道安装质量合格;
2、试验方案已经过批准,并已进行安全技术交底。在压力试验前,相关资料已经建设单位和有关部门复查。例如,管道元件的质量证明文件、管道组成件的检验或试验记录、管道安装和加工记录、焊接检查记录、检验报告和热处理记录、管道轴测图、设计变更及材料代用文件。
3、管道上的膨胀节的处理。管道上的膨胀节已设置了临时约束装置。
4、试验用压力表在检定周期内并已校验合格 精度不得低于1.6级(±6%) 满刻度值应为被测最大压力的1.5-2倍 压力表不得少于两块。
压力表等级划分
压力表的精度等级,是以允许误差占压力表量程的百分率来表示的,一般分为0.5、1、1.6、2、2.5、3、4七个等级(锅炉上不用3级和4级),数值越小,其精度越高。 例如,表盘量程0~2.5 MPa精度2.5级的压力表,它的指针所示压力值与被测介质的实际压力值之间的允许误差,不得超过上2.5MPa×2.5%=±0.0625 MPa;当压力表指示压力为0.8MPa时,实际气压在0.7375~0.8625MPa之间。
5、加固、回路隔离、元件隔离: 管道已按试验方案进行了加固。待试管道与无关系统已用盲板或其他隔离措施隔开。 当设计未考虑充水负荷或生产不允许痕迹水存在时,经建设单位批准后,方得以按规定的气压试验代替液压试验。 未考虑充水负荷或生产不允许痕迹水存在时,经建设单位批准后,方得以按规定的气压试验代替液压。(建设单位批准,按规定代替) 待试官道上的安全阀、爆破片及仪表元件等已拆下或加以隔离。
安全阀
3.4.2. 管道压力试验的规定及实施要点
管道压力试验的一般规定
1、试验介质的规定 压力试验宜以液体为试验介质(不一定是洁净水),当管道的设计压力≤0.6MPa时,可采用气体为试验介质,但应采取可靠、有效的安全措施。
2、试验压力的规定 管道安装完毕,热处理和无损检测合格后,才能进行压力试验。划定禁区,无关人员不得进入。
3、脆性材料试验规定 脆性材料严禁使用气体进行试验,压力试验温度严禁接近金属材料的脆性转变温度。
4、试验过程发现泄漏的处理规定 试验过程中发现泄漏时,不得带压处理(泄压处理)。消除缺陷后应重新进行试验。 19案例
5、试验完毕后的相关规定 试验结束后及时拆除盲板、膨胀节临时约束装置。 试验介质的排放应符合环保要求。 压力试验完毕,不得在管道上进行修补或增添物件。如确有需要的,应重新进行压力试验。(经设计或建设单位同意,对采取了预防措施并能保证结构完好的小修和增添物件,可不重新进行压力试验。) 压力试验合格后,应填写“管道系统压力试验和泄漏性试验记录”。
管道压力实验的替代形式几规定
1.气压试验代替液压试验 当管道的设计压力大于0.6MPa时,设计和建设单位认为液压试验不切实际时,可按规定的气压试验代替液压试验。
2.液压试验代替气压试验的规定 用液压试验代替气压试验时,应经过设计和建设单位同意并符合规定。
3.代替现场压力试验的方法 现场条件不允许进行液压和气压试验时, 当水压试验会损害衬里或内部保温,会使生过程污染、造成腐蚀, 当设计未考虑充水负荷或生产不允许痕迹水存在时, 受潮无法操作,环境温度低招致脆裂,且由于低温又不能进行气压试验时,经过设计和建设单位同意,可同时采用下列方法代替现场压力试验: (1 )所有环向、纵向对接焊缝和螺旋缝焊缝应进行100%射线检测和100%超声 检测。 (2)除环向、纵向对接焊缝和螺旋缝焊缝以外的所有焊缝(包括管道支承件与管道 组成件连接的焊缝)应进行100%渗透检测或100%磁粉检测。 (3 )由设计单位进行管道系统的柔性分析。 (4)管道系统采用敏感气体或浸入液体的方法进行泄漏试验,试验要求应在设计文件中明确规定。 (5)未经液压和气压试验的管道焊缝和法兰密封部位,可在生产车间配备相应的预保压密封夹具进行车间试压。
管道压力试验的实施要点 (介质、过程、合格标准)
管道液压试验的实施要点 液压试验/管道强度
1、液压试验应使用洁净水,对不锈钢管道、镍及镍合金管道,水中氯离子含量不得超过25ppm。
2、试验前,注入液体时应排尽空气。
3、试验时环境温度不宜低于5℃,低于5℃时应采取防冻措施。
4、管道的试验压力应符合设计规定。 设计无规定时,应符合施工所采用的标准的规定:一般的常温介质管道常用的试验压力可按照: 承受内压的地上钢管道及有色金属管,试验压力应为设计压力的1.5倍。 埋地钢管道的试验压力应为设计压力的1.5倍,且不得低于0.4MPa。
5、管道与设备作为一个系统进行试验时: 当管道的试验压力等于或小于设备的试验压力时,应按管道的试验压力进行试验; 当管道试验压力大于设备的试验压力,并无法将管道与设备隔开,以及设备的试验压力大于管道试验压力的77%时,经设计或建设单位同意,可按设备的试验压力进行试验。(设备压力位管道压力77%-100%的时候)
6、试验应缓慢升压,待达到试验压力后,稳压10min, 再将试验压力降至设计压力,稳压30min,检查压力表有无压降、管道所有部位有无泄漏和变形。 例如: 1)某高炉工艺管道安装工程管道安装完毕后,按设计规定对管道系统进行强度试验,以检査管道系统各连接部位的工程质量。管道强度试验采用液压试验。液压试验用洁净水进行,系统注水时,应将空气排尽。 2)当液压试验环境温度低于5℃时,应采取防冻措施。 对位差较大的管道,应计入试验介质的静压力,液体管道的试验压力以最高点的压力为准,但最低点的压力不得超过管道组成件的承受能力。
管道气压试验的实施要点 气压试验/泄露
1、气压试验试验介质为干燥洁净的空气、氮气或其他不易燃和无毒的气体。
2、承受内压钢管及有色金属管道试验压力为设计压力的1.15倍,(气包1.25倍) 真空管道的试验压力应为0.2MPa。
4、试验时应装有压力泄放装置,其设定压力不得高于试验压力的1.1倍。 (设计压力*1.15*1.1)
3、试验前,应用压缩空气进行预试验,试验压力宜为0.2MPa
5、试验时,应缓慢升压: 当压力升至试验压力的50%时,观察有没有一场和泄露,如未发现异常或泄漏, 继续按试验压力的10%逐级升压,每级稳压3min,直至试验压力。 应在试验压力下稳压10min, 再将压力降至设计压力,采用发泡剂检验无泄漏为合格。
管道泄漏性试验的实施要点
1、泄漏性试验以气体为试验介质,在设计压力下,采用发泡剂、显色剂、气体分子感测仪检查泄漏点的试验。
2、输送极度和高度危害介质的以及可燃介质的管道,必须进行泄漏性试验。
3、泄漏性试验应在压力试验合格后进行,试验介质宜采用空气。
4、泄漏性试验压力为设计压力。
5、泄漏性试验可结合试车一并进行。
6、泄漏性试验应逐级缓慢升压,当达到试验压力,并且稳压10min后,采用涂刷中性发泡剂等方法巡回检查阀门填料函、法兰或螺纹连接处、放空阀、放气阀、排水阀等所有密封点无泄漏为合格。(法空罗汉牌汽水)
管道真空度试验实施要点
试验是对管道系统抽真空,使管道系统内部形成负压,以管道系统在规定时间内的增压率符合规定为合格,
1、真空度试验在压力试验合格后进行,还应按设计文件规定进行24h的真空度试验。
2、对管道进行抽真空,达到设计规定的真空度后,关闭系统,24h系统增压率不应大于5%。
3.5. 1H413034 管道吹洗技术要求
3.5.1. 管道吹洗的规定及实施要点
管道吹洗的规定
吹扫与清洗方案的编制
(1 )吹洗程序、吹洗方法、吹洗介质、吹洗设备的布置;
(2)吹洗介质的压力、流量、流速的操作控制方法;
(3)检查方法、合格标准;
(4)安全技术措施及其他注意事项。
管道的方案包括:焊接方案、试压方案、吹扫方案、无损检测方案
管道吹扫与清洗方法
1、管道吹扫与清洗方法应根据对管道的使用要求、工作介质、系统回路、现场条件及管道内表面的脏污程度确定。
2、公称直径≥600mm的液体或气体管道,宜采用人工清理;
3、公称直径<600mm的液体管道,宜采用水冲洗;
4、公称直径<600mm的气体管道,宜采用压缩空气吹扫;
5、蒸汽管道应采用蒸汽吹扫;
6、非热力管道不得采用蒸汽吹扫。
吹洗的顺序及清洗排放要求
(1 )检查、加固、隔离: 管道吹洗前应仔细检验管道支、吊架的牢固程度,对有异议的部位应进行加 固,对不允许吹洗的设备及管道应进行隔离。
(2)吹洗的顺序: 应按主管、支管、疏排管依次进行。(同安装顺序)
(3)清洗排放的脏液: 不得污染环境,严禁随地排放。吹洗出的脏物,不得进入已吹洗合格的管道。 管道吹洗合格并复位后,不得再进行影响管内清洁的其他作业。
(4)人和物的安全: 吹扫时应设置安全警戒区域,吹扫口处严禁站人。蒸汽吹扫时,管道上及其附 近不得放置易燃物。
管道吹洗合格后的检查确认
管道吹洗合格后,应由施工单位会同建设单位或监理单位共同检查确认,并应填写‘管道系统吹扫与清洗检査记录”及“管道隐蔽工程(封闭)记录’
实施要点 (记忆:1.5 * 20 = 30)
水冲洗实施要点
1、水冲洗应使用洁净水。冲洗不锈钢管、镍及線合金钢管道,水中氯离子含量不 得超过25ppm (25X10-6)。
2、水冲洗流速≥1.5m/s,冲洗压力不得超过管道的设计压力;
3、水冲洗排放管的截面积不应小于被冲洗管截面积的60%,排水时不得形成负压;(负压容易吸扁。)
4、水冲洗应连续进行,以排出口的水色和透明度与入口水目测一致为合格。冲洗合格后应将管道内积水排净并及时吹干。
空气吹扫实施要点
1、宜利用生产装置的大型空压机或大型储气罐,进行间断性吹扫。吹扫压力不得大于系统容器和管道的设计压力,吹扫速度≥20m/s。
2、吹扫忌油管道时,气体中不得含油。 吹扫过程中,当目测排气无烟尘时,应在排气口设置贴有白布或涂刷白色涂料的木质靶板检验,吹扫5min后靶板上无铁锈、尘土、水分及其他杂物为合格。
蒸汽吹扫实施要点
1、蒸汽管道吹扫前,管道系统的绝热工程已完成。
2、蒸汽管道应以大流量蒸汽进行吹扫,流速≥30m/s 吹扫前先行暖管、及时疏水,检查管道热位移。
3、蒸汽吹扫应按加热 → 冷却 → 再加热的顺序循环进行,并采取每次吹扫一根,轮流吹扫的方式。
油清洗实施要点
1、机械设备润滑、密封、控制系统的的油管道,应在设备及管道酸洗合格后,系统试运转前进行油冲洗。 不锈钢管油系统管道,宜采用蒸汽吹净后进行油清洗。
2、油清洗采用循环的方式进行。管道清洗后用滤网检验。油清洗合格后的管道,采取封闭或充氮保护措施。
(1 )油清洗应采用循环的方式进行。每8h应在40-70℃内反复升降油温2〜3次,并及时更换或清洗滤芯。
(2)当设计文件或产品技术文件无规定时,管道油清洗后采用滤网检验。
(3)油清洗合格后的管道,采取封闭或充氮保护措施。
化学冲洗实施要点
1、当进行管道化学冲洗时,应与无关设备及管道进行隔离;
2、化学清洗液的配方应经试验鉴定后再采用
3、管道酸洗钝化应该按脱脂去油→酸洗→水洗→钝化→水洗→无油压缩空气吹干的顺序。 采用循环方式进行酸洗时,管道系统应预先进行空气试漏或液压试漏检验合格。
4、对不能及时投入运行的化学清洗合格的管道,应采取封闭或充氮保护措施。
3.5.2. 大管道闭式循环冲洗技术 600mm可以采用人工冲洗
工艺和适用范围
冲洗原理
所谓闭式循环冲洗,就是利用水在管内流动的动力和紊流的涡旋及水对杂物的浮力迫使管内杂质在流体中悬浮、移动,从而使杂质由流体带出管外或沉积于除污短管内。
冲洗工艺
先将贮水池或贮水箱及管网内全部装满水,开启冲洗循环水泵(或管网加压水泵),从水池中抽水,水注入管内,排到水池,经过过滤,再抽入管内,脏水反复循环 换清水后反复循环,再进行反复净水循环,直至经化验合格,最后放水清理除污短管内杂物。
适用范围
闭式循环冲洗技术应用过程省水、省电、省时、节能环保,适用范围广,经济效益显著。适用于城市供热管网、供水管网,适用于各种以水为冲洗介质的工业、民用的管网
冲洗实施要点
冲洗系统的设计
根据管段系统的设计图纸,将主干线、支线做系统的水力学计算,求出: 连通管直 径、冲洗速度、冲洗长度、系统沿程和局部阻力总损失、泵扬程和流量、贮水水池(或水 箱)的最小容积、贮水池中的过水断面及过滤网截面面积、除污器的直径和容积等
冲洗工艺的确定
1、确定最大的冲洗长度,合理划分冲洗nlnl端和选择冲洗设备。
2、确定闭式循环水的冲洗速度。
3、设计确定除污管段位置。
4、计算各清洗段的能量损失。
5、最终确定最大冲洗长度、冲洗速度和冲洗水泵以及其他设备。
系统选择原则
(1)冲洗水池和水泵应设在管网的起点或中间段,便于系统的选择和分配。
(2)根据干管和支管的长度,分干管系统和支管系统;干管过长,可以分两个系统,但中间部件加连通管,安装连通阀门;也可以分干管和支管为一个系统。
冲洗位置的原则
(1)水泵尽可能用正式水泵,若不能使用正式水泵则需重新安装冲洗水泵时,临时 水泵应安装在场地宽敞和平整处,便于操作,安装变配电装置及其他设施。
(2)尽量靠近电源和水源地,减少临时用水、用电设施的费用。
(3)尽量用永久性设施及总供水泵站,可以大量节约资金。
冲洗系统的安装
(1)水泵安装。 按工艺要求,如需要安装冲洗泵,应做临时泵基础后再安装冲洗水泵,方法按正式工程要求装。
(2)管道安装。 主要是临时管道安装,将水泵人口接到水箱或临时水池里,水泵出口接到主干管供水管上,系统排水接到回水管端,如果系统循环时,水在管内继续循环, 如果循环达到要求,就将管内水排掉,即排到污水管或雨水管井里面。在冲洗过程中,将其他阀门都关掉。
(3)阀门及除污器安装。 在主管和支管末端供回水管上开三通安装连通管,连通供 水管和回水管,并在连通管上安装一个阀门将供水、回水管隔断。冲洗时打开,运行时 隔断。
管网冲洗
将供水管道、回水管道的最终端连通 并安装连通阀门,先冲远端,后冲近处,先冲支管,再冲干管。 先脏水循环冲洗,再换清水循环冲洗,最后换净水循环冲洗。 (尾端连通并装连通阀门,先远后近,先支管后干管。脏水、清水、洁净水依次循环冲洗。)
4. 1H413040 静置设备及金属结构安装技术 圆柱形容器吊装安装的问题 圆柱形容器的焊接/工艺评定 球罐的焊接 钢结构的螺丝和安装 案例偶尔考 8/9
4.1. 1H413041 塔器设备安装技术
一、 安装准备工作
随机资料和技术文件
设备随机资料
设计文件;产品质量证明文件;特性数据符合设计文件及相应制造技术标准的要求;有复验要求的材料应有复验报告;具有《特种设备制造监督检验证书》。
施工技术文件
设计交底和图纸会审记录;标准规范;专项施工方案;办理《特种设备安装维修改造告知单》。
开箱验收
核对装箱清单 (1 )塔体、内件和安全附件应符合设计文件和订货合同的要求。 (2)开箱检验应在有关人员参加下按照装箱单清点并检查:箱号、箱数及包装;产 品名称、型号及规格;产品质量证明文件;塔内件及安全附件的规格、型号、数量。
塔体外观质量检查 (1)外观检查。 无表面损伤、变形及锈蚀; 塔体釆用不锈钢或复合钢板材料的腐蚀介质接触面、低温设备表面不应有刻痕和各类钢印标记; 奥氏体不锈钢、钛、锆、铝材料 的塔体表面,应无铁离子污染; 塔体方位线标记、重心标记及吊挂点等标记清晰。 (2)分段到货验收。 塔体分段处的圆度、外圆周长偏差、端口不平度、坡口质量符 合相关规定; 筒体直线度、筒体长度以及筒体上接管中心方位和标高的偏差符合相关规 定; 组装标记清晰; 裙座底板上的地脚螺栓孔中心圆直径允许偏差、相邻两孔弦长允许偏 差和任意两孔弦长允许偏差均为2mm。
基础验收
1.基础。 复测基础并对其表面处理,应符合要求。基础混凝土强度不得低于设计强度的75%,有沉降观测要求的,应设有沉降观测点。
2.地脚螺栓。 (1)地脚螺栓的螺纹应无损坏、无锈蚀,且应有保护措施,地脚螺栓的螺母和垫圈齐全。 (2)预埋地脚螺栓中心圆直径允许偏差、相邻螺栓中心距允许偏差应符合规定。
3.安装基准。 确认基础上设备安装标高基准线和纵、横中心线,且应在基准方位线上做岀观测标识。
到货设备保护
1.封闭。设备入孔、管口和开口应临时封闭,氮气保护的设备应定期检查氮气压力。
2.隔离。不锈钢、钛、镍、错、铝制设备应采取与碳钢隔离措施,铝设备、钛设 备、低温设备不得有表面擦伤。
二、 塔器安装技术
整体安装程序
塔器现场检查验收---基准线标识---运放至吊装要求位置---基础验收、设置垫铁---整体 吊装、找正、紧固地脚螺栓、垫铁点固---二次灌浆。
现场分段焊接
卧式组焊
(1 )组焊程序: 到货开箱检查验收—在现场组装场地搭设临时道木支墩或设置滚轮 架(托辗)等组装胎具-,各段塔体组对焊接(可按上段筒体一中段筒体-下段筒体一底段 筒体含裙座的顺序)成整体-对现场施焊的环焊缝进行无损检测-热处理(根据设计文件 要求)—耐压试验、气密性试验。
(2)塔体组焊完成后,按整体到货塔器的相同程序安装就位,并进行内固定件和其 他配件安装焊接。
立式组焊
(1)组焊顺序:采用正装法,即在基础上先安装下段,由下至上逐段组对焊接的立 式安装程序。
(2)一般常见塔器安装组焊顺序: 分段筒体、部件检查验收-基础验收、安放垫铁 T塔体的最下段(带裙座段)吊装就位、找正一吊装第二段(由下至上排序)、找正-组 焊段间环焊缝、无损检测一> 重复上述过程:逐段吊装直至吊装最上段(带顶封头段)、找 正、组焊段间环焊缝、无损检测一整体找正、紧固地脚螺栓、垫铁点固及二次灌浆-内固 定件和其他配件安装焊接-> 耐压试验、气密性试验。
(3 )现场施焊的环焊缝的无损检测也可在塔器各段全部组焊完毕后进行。
产品焊接试板 多块试板 2021修改
(1)塔器现场组焊必须制备产品焊接试板(以下称试板)
(2)试板材料应与塔器用材具有相同标准、相同牌号、相同厚度和相同热处理状态
(3)试板的试验项目至少包括拉伸试验、弯曲试验、冲击试验,不合格项目应进复验。
2020教材
试板制备的要求
1、由施焊塔器的焊工,在与施焊相同的条件下采用与施焊塔器相同的焊接工艺施焊试板。
2、试板材料应与塔器用材具有相同标准、相同牌号、相同厚度和相同热处理状态。
3、试板焊接后及时打上焊工钢印代号,经检验员外观检查合格后,打上检验员钢印号。
4、塔器焊后需热处理时,试件应随焊缝一起进行热处理。
试板的检验与评定
试板的焊接接头经外观检查和无损检测,合格标准与设备焊接接头的合格标准相同, 焊接试板上截取试样的评定按照标准执行。
试板的试验
试样的拉伸试验,试件的弯曲试验,试件的冲击试验,焊接产品试件的复验。
即试板需做的试验:外观检查、无损检测、力学性能测试(拉伸、弯曲、冲击)
三、 耐压试验与气密性试验
耐压试验
耐压试验前应确认的条件
(1)设备本体及与本体相焊的内件、附件焊接和检验工作全部完成。
(2)开孔补强圈用0.4〜0.5MPa的压缩空气检查焊接接头质量合格。
(3)需要焊后热处理的设备,热处理工作已经完成。
(4)在基础上进行耐压试验的设备,基础二次灌浆达到强度要求。
(5)试验方案已经批准,施工质量资料完整。
开孔
开孔后出现的问题: 应力集中(变相削弱强度)
补强
补强圈:不能完全贴合,导致热应力和疲劳失效 常温、中低压、壳体名义厚度不大于38mm 高温、高压、载荷反复波动大容器不能采用
厚壁接管补强
整体锻件补强
水压试验
1、洁净水。奥氏体不锈钢制塔器氯离子含量不超过25ppm。
2、在塔器最高和最低点便于观察的位置,各设置一块压力表。两块压力表的量程应相同,且校验合格并在校验有效期内。压力表量程1.5-3倍试验压力(管道为1.5-2倍)。
3、试验前应放空阀门。充液后缓慢升至设计压力,确认无泄漏后继续升压至试验压力,保压不少于30min,然后将压力降至试验压力的80%,对所有焊接接头和连接部位进行检查。
4、合格标准:无渗漏;无可见变形;试验过程中无异常响声。 对标准抗拉强度≥540MPa的钢制塔器,放水后进行表面无损检测抽查未发现裂纹。
气压试验
(1)釆用气压试验代替液压试验的规定:
1)压力容器气压试验前对塔筒体的对接焊缝进行100%射线或超声检测,以符合原设 计文件规定的合格标准为合格; 常压设备气压试验前对设备的对接焊缝进行25%射线或超声检测,射线检测Ⅲ合格,超声检测Ⅱ合格。
塔器无损检测
2)本单位技术总负责人批准的安全技术措施。
3)试压系统的安全泄放装置应进行压力整定。
(2)试验区应设置警戒线,试验单位的专职安全管理人员进行现场监督。
(3)介质宜为干燥洁净的空气,也可用氮气或惰性气体。脱脂后的容器气压试验时,必须采用不含油气体。
(4)程序要求:
1)缓慢升至试验压力的10%,且不超过0.05MPa,保压时间5min,对所有焊接接头和 连接部位进行初次泄漏检查。
2)初次泄漏检查合格后,继续升压至试验压力的50%,观察有无异常现象。
3)如无异常现象,继续按规定试验压力的10%逐级升压,直到试验压力,保压10min 后将压力降至规定试验压力的87%,对所有焊接接头和连接部位进行全面检查。
4)检查期间保持压力不变,并不得采用继续加压的方式维持压力不变。
(5)合格标准: 试验过程中无异常的响声,经过肥皂液或者其他检漏液检验无漏 气,无可见变形。 对标准抗拉强度下限值大于或等于540MPa的塔器,泄压后进行表面无损检测抽查未发现裂纹。
气密性试验
1.试验条件: (1)气密性试验前将安全附件装配齐全。 (2 )经耐压试验合格后进行。对做气压试验的塔器,气密性试验可在气压试验压力降到气密性试验压力后一并进行。
2.合格标准:无泄漏。
重新试验
耐压试验过程中,如发现渗漏、异常响声等不正常现象,应停止试验并卸压,查明原因经处理后方可恢复试验。
四、 施工质量验收工程划分 2021新增
1.子单位工程
工业安装某一单位工程按工艺系统可以划分为若干个子单位工程。例如:空分制氧安装工程按照《空分制氧设备安装工程施工与质量验收规范》GB50677-2011可划分为5个子单位工程,见表1H413041
2.子分部工程
工业安装某一分部工程按工艺系统可以划分为若干个子分部工程。例如:空分制氧安装工程的子单位工程空气预处理系统安装工程包含的分部工程,可划分为2个子分部工程,见表1H413041
3.分项工程
设备安装分部工程可以按设备名称、数量划分为若干个分项工程,例如:空气分离系统设备安装分部工程中塔器设备分项工程,可划分成上塔、下塔、冷凝蒸发器、粗氢塔、精氢塔、过冷器、板式换热器安装分项工程。
4.2. 1H413042 金属储罐制作与安装技术 最重要(成本低使用最多)
一、 金属储罐
分类
按顶部结构
固定拱顶储罐:液体易氧化
浮顶储罐
外浮顶:浮顶周边液体易氧化
内浮顶:食用油、航空煤油
储罐本体结构
单层:油储罐
双层:LNG储罐
储罐内筒:一般釆用Ni9合金钢,也可为全铝、不锈钢薄膜或预应力混凝土;
外壁:为碳钢或预应力混凝土;
壁顶:的悬挂式绝热支撑平台为铝制,罐顶则由碳钢或混凝土制成。
罐内绝热材料:主要为膨胀珍珠岩、弹性玻璃纤维毡及泡沫玻璃砖等
目前国 内已建成投用的最大容量为20万立方米。全容混凝土储罐,圆筒形混凝土外罐直径86.4m,高 44.2m,国产Ni9钢内罐直径84.2m,罐顶为圆拱形钢制结构,顶部中心距罐底板56m。
按材质
非合金钢储罐
合金钢储罐
不锈钢储罐
安装方法
正装法 由下往上 考试区别
外搭脚手架正装法 大型、特大型储罐
1 )脚手架随罐壁板升高而逐层搭设。 2)当纵向焊缝釆用气电立焊 环向焊缝采用自动焊(埋弧焊)时,脚手架不得影响焊接操作。 3)采用在壁板内侧挂设移动小车进行内侧施工。 4)采用吊车吊装壁板。这种架设正装法(包括以下内挂脚手架正装法)适合于大型 和特大型储罐,便于自动焊作业。
内挂脚手架正装法
1)每组对一圈壁板,就在壁板内侧沿圆周挂上一圈三脚架,在三脚架上铺设跳板, 组成环形脚手架,作业人员即可在跳板上组对安装上一层壁板。 2)在已安装的最上一层内侧沿圆周按规定间距在同一水平标高处挂上一圈三脚架, 铺满跳板,跳板搭头处捆绑牢固,安装护栏。 3)搭设楼梯间或斜梯连接各圈脚手架,形成上、下通道。 4)一台储罐施工宜用2层至3层脚手架,1个或2个楼梯间,脚手架从下至上交替使用。 5)在罐壁外侧挂设移动小车进行罐壁外侧施工。 6)采用吊车吊装壁板。
架设正装法(包括外搭、内挂脚手架正装法)适合于大型和特大型储罐,便于自动焊作业。
水浮正装法 大型储罐
一般用于浮顶罐的施工。其程序和要求如下: 1)罐底板、底圈壁板、第二圈罐壁板施工完毕,底圈壁板与底板的大角缝组焊完毕 并检验合格后,利用这部分罐体作为水槽。在罐体内组焊浮船,浮船施工完毕并检验合 格,利用浮船作为内操作平台。 2)设置罐壁移动小车或弧形吊篮,进行罐壁外侧作业。 3)采用吊车吊装或在浮船上设置吊杆吊装壁板。 4)设置浮船导向装置。 5)向罐内充水,使浮船浮升到需要高度,逐圈组装第三圈及以上各圈壁板。 6)壁板组装前、组装过程中、组装后按设计规定进行沉降观测。
倒装法 由上往下
倒装方法包括:
在罐底板铺设焊接后,先组装焊接顶层壁板及包边角钢、组装焊接罐 顶。然后自上而下依次组装焊接每层壁板,直至底层壁板。包括:中心柱组装法、边柱倒 装法(有液压顶升、葫芦提升等)、充气顶升法和水浮顶升法等。
中心柱组装法
边柱倒装法: 边柱液压倒装法和边柱葫芦提升倒装法
利用均布在罐壁内侧带有提(顶)升机构的边柱提升与罐壁板下 部临时胀紧固定的胀圈,使上节壁板随胀圈一起上升到预定高度,组焊第二圈罐壁板。然 后松开胀圈,降至第二圈罐壁板5部胀紧、固定后再次起升。如此往复,直至组焊完。边 柱倒装法有边柱液压提升倒装法与边柱葫芦提升倒装法。
充气顶升法
水浮顶升法等。
金属储罐的焊接工艺
金属储罐焊接顺序
以倒装法拱顶储罐的焊接顺序为例:中幅板焊接 → 罐底边缘板对接焊缝靠边缘300mm部位 → 顶层壁板纵焊缝 → 包边角钢与顶层壁板角焊缝 → 罐顶板焊缝 → 罐顶板与包边角钢角焊缝 → 其他各圈壁板的纵焊缝和环焊缝 → 罐底与罐壁板连接的大角焊缝(在底圈壁板纵焊缝焊完后施焊) → 边缘板剩余对接焊缝 → 边缘板和中幅板之间的收缩缝。
罐底焊接工艺 17年案例
(1)焊接工艺原则:采用收缩变形最小的焊接工艺及焊接顺序。
(2)焊接顺序。(先焊短,后焊长) 中幅板焊缝---罐底边缘板对接焊缝靠边缘的300mm部位---罐底与罐壁板连接的角焊缝(在底圈壁板纵焊缝焊完后施焊)---边缘板剩余对接焊缝---边缘板与中幅板之间的收缩缝。
罐壁焊接工艺
焊接工艺原则:先焊纵焊缝,后焊环向焊缝
(2 )焊接顺序(先焊纵,后焊环)
1 )罐壁采用焊条电弧焊时的焊接顺序 罐壁纵向焊缝,组对第一圈和第二圈环缝t组对纵向焊缝焊接活口-第一圈与第二圈 环缝-纵向焊缝活口焊缝一下一圈壁板纵向焊缝。依次类推。
2)自动焊接工艺要求 纵焊缝釆用气电立焊时,应自下向上焊接; 对接环焊缝采用埋弧自动焊时,焊机应均匀分布,并沿同一方向施焊。
罐顶焊接工艺
焊接工艺原则:先短后长,先内后外。
焊接顺序
径向的长焊缝采用隔缝对称施焊方法,由中心向外分段跳焊。
顶板与包边抗拉环、抗压环焊接时,焊工应对称分布,并沿同一方向分段跳焊。
二、 金属气柜
气柜,gas holder,gas tank。用于贮存各种工业气体,同时也用于平衡气体需用量的不均匀性的一种容器设备。可以分为低压气柜和高压气柜两大类。前者又有湿式与干式两种结构。材质多样。
分类
湿式气柜
低压湿式气柜是设置水槽,用水密封的气柜,包括直升式气柜(导 轨为带外导架的直导轨)和螺旋式气柜(导轨为螺旋形)。亦可按照活动塔节分为单节气 柜和多节气柜。
干式气柜
其密封形式 为非水密封,为具有活塞密封结构的储气设备。目前国内主要有多边稀油密封干式气柜、 圆筒形稀油密封干式气柜和橡胶膜密封干式气柜几类。
组装方法
(1 )低压湿式气柜柜体:组装方法和程序与金属储罐类似,其钟罩、中节和水槽组装也分正装法和倒装法施工。
(2)正装法施工程序:为由组装水槽壁开始逐节向里安装,最后组装钟罩。 倒装法施工程序:为由钟罩开始逐节向外安装,最后组装水槽壁。 干式气柜组装也可采用正装法和倒 装法施工。
三、 预防焊接变形技术措施
组装技术措施
1、储罐排版要符合规范要求,焊缝要分散、对称布置。
《立式圆筒形钢制焊接储罐施工规范》GB 50128—2014
2、底板边缘板对接接头采用不等间隙,间隙要外小内大;采用反变形措施,在边缘板下安装楔铁,补偿焊缝的角向收缩。
3、壁板卷制中要用弧形样板检查边缘的弧度,避免壁板纵缝组队时形成尖角。可用弧形护板定位控制纵缝的角变形。
焊接技术措施
在储罐焊接前应根据焊接工艺评定报告,编制合理的焊接作业指导书,采取对称焊、分段焊、跳焊等方法减少焊接变形。
底板控制焊接变形措施
1、边缘板采用隔缝焊接,边缘板先焊接外侧300mm左右的焊缝,内侧待边缘板与壁板的的角焊缝焊接后再施焊。
2、中幅板焊接先焊短焊缝、后焊长焊缝,焊前要将长焊缝的定位焊点全部铲开,用定位板固定。遵循由罐中心向四周并隔缝对称焊接的原则,分段退焊或跳焊。
3、罐底与罐壁连接的角焊缝:先焊内侧环形角缝,再焊外侧环形角缝。由数对焊工对称均匀分布,同一方向进行分段焊接。初层焊道采用分段退焊或跳焊法。
退焊:中间向两边
壁板控制焊接变形的措施
1、壁板焊接要先纵缝、后环缝,环缝焊工要对称分布,沿同一方向施焊。
2、打底焊时,焊工要分段跳焊或分段退焊。
3、在焊接薄板时,应采用φ3.2的焊条,采用小电流、快速焊的焊接参数施焊,用小焊接热输入,减少焊缝的热输入量,降低焊接应力,减少焊接变形。
矫正焊接变形
焊接变形超出规范要求时,可通过机械矫正、火焰加热矫正两种方法矫正。
1.机械矫正 (1)可采用龙门架、千斤顶对局部变形处加压,产生与焊接变形相反方向的塑性变 形,矫正焊后残余变形。 (2)也可采用锤击法使材料延伸以补偿焊接收缩产生的变形。但要注意用垫板对罐 体进行保护,不能留有锤痕。 2.火焰加热矫正 焊接变形也可以釆取火焰加热急冷的方法消除,在高温处,材料的热膨胀受到本身的 刚性制约,产生局部压缩塑性变形,冷却收缩后,抵消了在该部位的伸长变形,达到矫正 的目的。火焰加热矫正壁板时,可采用梅花点状加热,增强矫正效果。
四、 检验与试验
焊缝质量检验
焊缝外观质量检验
1、焊缝表面及热影响区不得有裂纹、气孔、夹渣、弧坑和未焊满等缺陷。
2、浮顶与内浮顶储罐壁内侧焊缝余高≤1mm。
3、对接焊缝的咬边深度≤0.5mm,连续长度≤100mm,两侧咬边总长度不应超过该焊缝总长度的10%
焊缝无损检验
(1 )罐壁钢板最低标准屈服强度>390MPa时,焊接完毕后应至少经过24h后再进行 无损检测。
(2)罐底厚度≥10mm的罐底边缘板,每条对接焊缝外端300mm应进行射线探伤,质 量等级应符合规范要求。
(3)罐壁焊缝的无损检测应符合设计文件要求,设计无要求时,按照《立式圆筒形 钢制焊接储罐施工规范》GB 50128—2014的规定执行。
(4)当板厚>12mm时,可釆用衍射时差法超声检测。
试验
抽真空试验
罐底焊缝应采用真空箱法进行严密性试验,试验负压值≥53kPa,无渗漏为合格。
充水试验
基本要求
1)充水试验前,所有附件及其他与罐体焊接的构件全部完工并检验合格。
2)一般情况下,充水试验采用洁净淡水。试验水温不低于5℃。 对于不锈钢罐,试验用水中氯离子含量不得超过25ppm。
3)充水试验中应进行基础沉降观测。 在罐壁下部圆周每隔10m左右,设一个观测 点,点数宜为4的倍数,且不得少于4点。在充水试验中,当沉降观测值在圆周任何10m范 围内不均匀沉降超过13mm(地基强度不均匀)或整体均匀沉降超过50mm时(地基整体强度有问题),应立即停止充水进行评估,在采 取有效处理措施后方可继续进行试验。
4)充水和放水过程中,应打开透光孔,且不得使基础浸水。
充水试验项目、方法 及合格标准 合格标准删除
1)罐底严密性试验: 方法:充水进行试验,观察基础周边。 合格标准:无渗漏。 2)罐壁强度及严密性试验: 方法:充水至最高设计液面试验,保持48h。 合格标准:罐壁无 渗漏、无异常变形。 3)固定顶强度及严密性试验: 方法:罐内充水到最高设计液位下1m,将所有开孔封闭,缓慢充水升压,升到试验压力时,暂停充水,在罐顶涂以肥皂水检査。试验后立即将罐顶孔 开启,使储罐内部与大气相通,恢复到常压。 合格标准:罐顶无异常变形,焊接接头无 渗漏。 4)固定顶的稳定性试验: 方法:充水到设计最高液位,将所有开孔封闭,用放水方法进行 试验,缓慢降压,达到试验负压值时,停止放水,观察罐顶。试验后立即将罐顶孔开启, 使储罐内部与大气相通,恢复到常压。 合格标准:罐顶无异常变形。 5)浮顶、内浮顶罐升降试验: 方法:充水、放水时检査浮顶升降、导向机构、密封装置及 自动通气阀支柱,检查浮顶、内浮顶与液面接触部分。 合格标准:浮顶升降平稳,扶梯转 动灵活; 密封装置、导向机构及自动通气阀支柱无卡涩现象; 浮顶与液面接触部分无渗 漏; 浮顶、内浮顶及其附件与罐体上的其他附件无干扰。
1、罐底严密性试验: 充水进行试验,观察基础周边。 合格标准:无渗漏。
2、罐壁强度及严密性试验: 充水至最高设计液面试验,保持48h。 合格标准:罐壁无渗漏,无异常变形。
3、固定顶强度及严密性试验: 方法:罐内充水到最高设计液位下1m,将所有开孔封闭,缓慢充水升压,升到试验压力时,暂停充水,在罐顶涂以肥皂水检査。试验后立即将罐顶孔 开启,使储罐内部与大气相通,恢复到常压。 合格标准:罐顶无异常变形,焊接接头无 渗漏。
4、固定顶的稳定性试验: 充水到最高设计液面,开口封闭,缓慢放水到设计负压。 合格标准:灌顶无变形。
5、浮顶、内浮顶罐升降试验
4.3. 1H413043 球形罐安装技术 第二重要
一、 球形罐的构造及形式
球形罐由球罐本体、支座(或支柱)及附件组成。
球形罐本体:为由球壳板拼焊而成的圆球形容器,为球形罐的承压部分。
球形罐的支座:常为由多根钢管制成的柱式支座,以赤道正切柱式最普遍。
球形罐的附件:有外部扶梯、阀门、仪表,部分大型球形罐罐内还有内部转梯。
按壳板的分片结构形式分类
1.桔瓣式球形罐。 组成球壳体的球壳板板片由经线和纬线分割而成,形状如同桔瓣。分为3〜7带,依次分别为:赤道带;上、下温带;上、下寒带;上、下极。
2.足球式球形罐。 球壳体按足球分瓣的方法分成多块形状、尺寸相同的球壳板拼焊而成。
3.混合式球形罐。 为桔瓣式与足球式的结合。分为3〜7带,赤道带和上、下温 (寒)带采用桔瓣式;上、下极采用足球式,极板又分极中板、极侧板和极边板。
二、 球壳和零部件的检查验收
质量证明文件检查
1.球形罐质量证明书
制造竣工图样;压力容器产品合格证;产品质量证明文件;特种设备制造监督检验证书。
2.产品过程技术资料
质量计划或检验计划;主要受压元件材质证明书及复验报告;材料清单;材料代用审批证明;结构尺寸检查报告;焊接记录;热处理报告及自动记录曲线;无损检测报告;产品焊接试件检验报告;产品铭牌的拓印件或者复印件。
球壳板检查
1、球壳板的形式与尺寸应符合图样要求,不得拼接且表面不允许存在裂纹、气泡、 结疤、折叠和夹杂等缺陷,球壳板不得有分层。
2、球壳板应进行超声波测厚抽查,抽查数量不得少于球壳板总数的20%,且每带不少于2块,上下极不少于1块,每张球壳板检测不少于5点,其中4个点分布在距离边缘100mm左右的位置并包括各顶角附近,1个点位于球壳板的中心附近。 实测厚度应不小于设计厚 度,若有不合格,应加倍抽查,若仍有不合格应对球壳板进行100%超声波测厚检查。
3、球壳板周边100mm范围应进行超声波检查抽查,被抽查数量不得少于球壳板总数的20%,且每带不少于2块,上下极不少于1块。 其结果应符合规范规定,若发现超标缺 陷,应加倍抽查,若仍有超标缺陷,则100%检验。
产品试板检查
1.外形尺寸和数量。 制造单位提供每台球罐6块焊接试板,其尺寸为600mm*180mm试板的各项检测按《承压设备产品焊接试件的力学性能检验》NB/T 47016—2011 的规定执行。
2.标识和材质证明书。 试板材料与球罐材料应具有相同标准、相同牌号、相同厚度 和相同热处理状态。试板的坡口形式与球壳板相同。
三、 球罐组装与焊接
组装方法
球形罐散装法(常用) (又称分片法)
1.球形罐施工宜采用散装法。 散装法是以单块球壳板(或几块球壳板)为最小组装单元的组装方法。组装釆用工卡具调整球壳板组对间隙和错边量,不得进行强力组装。
2.组装总体程序 (1)以5带球形罐为例: 支柱和赤道板组对---赤道带板组装---中心柱安装---下温带板组装---上温带板组装---中心柱拆除---下极板组装---上极板组装内外脚手架搭设---调整及组装质量总体检查。 (2)当前现场较多地采用了无中心柱组装施工工艺,在温(寒)带或极带组装中不需使用中心柱固定。因而上述有关中心柱的步骤可予以取消。
球形罐分带组装法 (又称环带法)
1.分带组装法是在现场的一个平台或一个大平面上,按照赤道带、上下温带、上下 极板等分别组对并焊接成环带,然后把各环带组装成球形罐的方法。
2.组装焊接原则程序 平台上组装赤道带--赤道带纵缝焊接---平台上组装上、下温带----上、下温带纵缝焊接---平台上组装焊接上、下极板一上、下极板与上、下温带组焊---下温带(包括极板)吊到基础中心---安装支柱---吊装赤道带、就位后找水平度---下温带与赤道带安装---上温带与赤道带安装---内外脚手架搭设---组装后整体检查---赤道带与上、下温带环缝焊接及支柱与赤道带焊接---焊后总体检查。
对接口可能对不齐
半球组装法
地面焊接两个半球,前后吊装对接焊接。
球形罐焊接
一般原则
(1)应取得相应项目的资格后,方可在有效期间内担任合格项目范围内的焊接工作
(2)应使用经过评定合格的焊接工艺规程或根据焊接工艺评定报告编制的焊接作业指导书。详见1H42032有关内容
(3)每台球形储罐应按施焊位置做横焊、立焊和平焊加仰焊位置的产品焊接试件各一块。
焊接顺序
焊接程序原则:先焊纵焊缝,后焊环焊缝;先焊短焊缝,后焊长焊缝;先焊坡口深度大的一侧,后焊坡口深度小的一侧。
焊条电弧焊时,焊工应对称分布、同步焊接,在同等时间内超前或滞后的长度不宜大于50m。 焊条电弧焊的第一层焊道应采用分段退焊法。多层多焊道时,每层焊道引弧点宜依次错开25-50mm
四、 球罐焊后热处理
球形罐根据设计图样要求、盛装介质、厚度、使用材料等确定是否进行焊后整体热处理。球形罐焊后热处理应在压力试验前进行。
整体热处理前的条件
1、热处理施工方案已经批准
2、整体热处理前,与球形罐受压件连接的焊接工作全部完成各项无损检测工作全部完成并合格。
3、加热系统已调试合格
4、工序交接验收前面工序已经完成,已经办理工序交接手续。
热处理工艺实施
球形罐热处理方法
国内一般采用内燃法,保温材料宜采用岩棉或超细玻璃棉。
热处理工艺要求
1、热处理过程应控制的参数: 热处理温度、升降温速度和温差
2、测温点要求。在球壳外表面均匀布置,相邻测温点间距小于4.5m。测温点总数应符合规定。 在距上、下人孔与球壳板环焊缝边缘200mm范围内各设1个测温点; 每个产 品焊接试件应设1个测温点。
3、热处理过程中应监测柱脚实际位移值及支柱垂直度,及时调整支柱使其处于垂直状态。热处理后应测量调整支柱的垂直度和拉杆挠度。
(3)产品焊接试件应与球形罐一起进行热处理,并应放置在球形储罐热处理过程中高温区的外侧。
(4)整体热处理时应松开拉杄及地脚螺栓,检查支柱底部与预先在基础上设置的滑板之间的润滑及位移测量装置。 热处理过程中应监测柱脚实际位移值及支柱垂直度,及时调整支柱使其处于垂直状态。热处理后应测量并调整支柱的垂直度和拉杆挠度。
整体热处理后质量检验
1.效果评定球形罐焊后热处理的效果评定,主要依据热处理工艺报告和产品试板力学性能试验报告
2.产品焊接试件检验
(1)当产品焊接试件的拉伸、弯曲性能、冲击试验不合格时,可允许复验。
(2)当产品焊接试件的力学性能试验的复验结果仍不合格时,则该球形储罐的产品焊接试件应判为不合格。当产品试件判为不合格时,应分析原因,可将试件及其所代表的球形储罐重新按照修正的热处理工艺进行热处理。
五、 球罐耐压和泄漏性试验
1.耐压试验
(1)耐压试验有液压试验、气压试验及气液混合压力试验。
(2)试验过程中,球形罐无渗漏,无可见的变形和异常声响为耐压试验合格。
2.泄漏性试验
(1)球形罐需经耐压试验合格后方可进行泄漏性试验。
(2)泄漏性试验分为气密性试验、氨检漏试验、卤素检漏试验和氦检漏试验。
(3)气密性试验所用气体为干燥的洁净空气、氮气或其他惰性气体,试验压力为球形罐的设计压力,无泄漏为试验合格。
4.4. 1H413044 金属结构制作与安装技术
一、 金属结构组成
组成
由钢构件制成的工程结构。构件通常由型钢、钢板、钢管等制成的梁、柱、桁架、板等组成,构件之间用焊缝、螺栓或铆钉连接。
应用范围
(1)重型工业厂房的承重骨架与吊车梁。
(2)大跨度建筑的屋盖结构、平板网架。
(3)大跨度桥梁
(4)多层或高层建筑的骨架,包括工业机电工程的多层框架、管架等以及塔桅结构、轻型钢结构等
二、 金属结构制作
金属结构的制作内容
零部件加工
例如,各种杆件、节点板、筋板、支座、焊接球、螺栓球等。
金属机构预制
例如,H型钢、钢柱、钢梁(吊车梁)、钢桁架、墙架、檩条、支撑、钢平台板、钢梯、金属压型板等。
程序和要求
程序
钢结构构件一般在预制厂(场)制作,采用工厂化的制造方式。 原材料(钢材、焊材、连接用紧固件等)检验---排料、拼接---放样与号料---切割、下 料-制孔F正和成型---构件装配f接-除锈、涂装(油漆)---构件编号、验收、出厂。
制作工艺要求
(1)零件、部件釆用样板、样杆号料时,号料样板、样杆制作后应进行校准,并经检验人员复验确认后使用。
(2)钢材切割面应无裂纹、夹渣、分层等缺陷和大于1mm的缺棱,并应全数检查。
(3)碳素结构钢在环境温度低于- 16℃、低合金结构钢在环境温度低于-12℃时, 不应进行冷矫正和冷弯曲。 碳素结构钢和低合金结构钢在加热矫正时,加热温度应为 700〜800℃,最高温度严禁超过900℃,最低温度不得低于600℃。低合金结构钢在加热矫正后应自然冷却。
(4)矫正后的钢材表面,不应有明显的凹面或损伤,划痕深度不得大于0.5mm,且不应大于该钢材厚度允许负偏差的1/2。
(5)金属结构制作焊接,应根据工艺评定编制焊接工艺文件。 对于有较大收缩或角 变形的接头,正式焊接前应釆用预留焊接收缩裕量或反变形方法控制收缩和变形; 长焊缝釆用分段退焊、跳焊法或多人对称焊接法焊接; 多组件构成的组合构件应釆取分部组装焊接,矫正变形后再进行总装焊接。
三、 钢结构 安装工艺技术与要求
金属结构安装一般程序
主要环节
1、基础验收与处理
2、钢构件复查
3、钢结构安装
4、涂装(防腐涂装、防火涂装)
基础验收及处理
金属结构基础验收
1 )钢结构安装前建设(监理)单位组织基础施工单位和钢结构施工单位进行基础交接验收,验收合格后方可交付安装。 若基础施工与钢结构安装是同一个施工单位,则应进行工序间的自检、互检、专检。
2)基础混凝土强度达到设计要求; 基础周围回填夯实完毕; 基础的轴线标识和标高基准点准确齐全。
基础保护和处理
对基础表面进行麻面处理; 对钢结构预埋螺栓进行保护。
金属结构的安装程序
不尽相同: 钢柱安装一支撑安装一梁 安装->平台板(层板、屋面板)、钢梯、防护栏安装-其他构件安装。
框架和管廊安装
概念
框架:指钢构件通过焊接或螺栓连接组成的用于支撑设备或作为操作平台的稳定空间钢 结构体系。 管廊:指钢构件通过焊接或螺栓连接组成的支撑管道的稳定空间钢结构体系。 二者是重要、典型的工业钢结构。
分部件散装
(1 )首节钢柱: 安装后要及时进行垂直度、标高和轴线位置校正。
(2)钢梁安装: 要采用两点起吊,单根钢梁长度大于21m,需计算确定3〜4个吊点或釆用平衡梁吊装。
(3 )支撑安装: 要从下到上的顺序组合吊装。
(4)钢结构起重吊装作业要注意:
1)钢结构吊装作业必须在起重设备的额定起重量范围内进行;
2)用于吊装的钢丝绳、吊装带、卸扣、吊钩等吊具应经检验合格,并应在其规定允许载荷范围内使用。
分段(片)安装
(1 )框架的安装可采用地面拼装和组合吊装的方法施工,已安装的结构应具有稳定 性和空间刚度。 管廊可在地面拼装成片,检查合格后成片吊装。 (2)铣(铣xi床)平面应接触均匀,接触面积不应小于75%。 (3)框架的节点采用焊缝连接时,宜设置安装定位螺栓。每个节点定位螺栓数量不得少于2个。 (4)地面拼装的框架和管廊结构焊缝需进行无损检测或返修时,无损检测和返修应在地面完成,合格后方可吊装。 (5)在安装的框架和管廊上施加临时载荷时,应经验算。
四、 高强度螺栓连接
安装准备
1、钢结构制作和安装单位应按规定分别进行高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数试验和复验; 现场处理的构件摩擦面应单独进行抗滑移系数试验。 合格后防可以安装。
2、高强度螺栓连接处的摩擦面处理工艺: (可根据设计抗滑移系数的要求选择处理工艺) 采用手工砂轮打磨时,打磨方向应与受力方向垂直。
3、高强度大六角头螺栓连接副施拧可采用扭矩法或转角法。 施工用的扭矩扳手使用前应进行校正,其扭矩相对误差不得大于±5%。
4、高强度螺栓安装时,穿入方向应一致。高强度螺栓现场安装应能自由穿入螺栓孔,不得强行穿入。 螺栓不能自由穿入时可采用铰刀或锉刀修整螺栓孔,不得采用气割扩孔。扩孔数量应征得设计单位同意。
扭矩控制
1、高强度螺栓连接副施拧分为初拧和终拧。大型节点在初拧和终拧之间增加复拧。 初拧扭矩值可取终拧扭矩的50%,复拧扭矩应等于初拧扭矩。初拧(复拧)后应对螺母涂刷颜色标记。 高强度螺栓的拧紧应在24h内完成。
2、高强度螺栓应按照一定顺序施拧,宜由螺栓群中央顺序向外拧紧。
3、扭剪型高强度螺栓连接副应采用专业电动扳手施拧。初拧(复拧)后应对螺母涂刷颜色标记。终拧以拧断螺栓尾部梅花头为合格。
4、高强度大六角头螺栓连接副终拧后,应用0.3kg重小锤敲击螺母对高强度螺栓进行逐个检查,不得有漏拧。
五、 质量检验要求
高强度螺栓 8.8级别以上的螺栓
1、高强度大六角头螺栓连接副终拧扭矩检查:宜在螺栓终拧1h后、24h之前完成检查。检查方法采用扭矩法或转角法,但原则上应与施工方法相同。检查数量为节点数的10%,但不应少于10个节点,每个被抽查节点按螺栓数抽查10%,且不少于2个。
2、扭剪型高强度螺栓终拧后,未在终拧中拧断梅花卡头的螺纹数不应大于该节点螺栓数的5%,并用扭矩法或转角法进行终拧并作标记。检查数量为节点的10%,但不少于10个节点。
3、高强度螺栓连接副终拧后,螺栓丝扣外露应为2-3扣,其中允许有10%的螺栓丝扣外露1扣或4扣。
其他检验
1、多节柱安装时,每节柱的定位轴线应从地面控制轴线直接引上,不得从下层柱的轴线引上,避免造成过大的累积误差。
2、吊车梁和吊车桁架组装、焊接完成后不允许下挠。
3、钢网架结构总拼完成后及屋面工程完成后应测量其挠度值,且所测的挠度值不应超过相应设计值的1.15倍。
4、涂料、涂装遍数、涂层厚度均应符合设计要求。 当设计对涂层厚度无要求时, 涂层干漆膜总厚度:室外应为150p,m,室内应为125μm,其允许偏差为-25μm。每遍涂层干漆膜厚度的允许偏差为-5μm。
5、薄涂型防火涂料的涂层厚度应符合有关耐火极限的设计要求。 厚涂型防火涂料涂层的厚度,80%及以上面积应符合有关耐火极限的设计要求,且最薄处厚度不应低于设 计要求的85%。
5. 1H413050 发电设备安装技术 汽轮机的安装/下缸转子吊装 风力发电 4/9
5.1. 发电厂的生产流程 补充
5.1.1. 火力发电厂
流程图
流程介绍
5.1.2. 核能发电厂
流程图
流程介绍
5.1.3. 风力发电厂
原理图
原理介绍
5.1.4. 光伏发电厂
5.2. 1H413051 发电锅炉设备安装技术
5.2.1. 电厂锅炉设备的组成
本体设备
锅炉钢架、锅筒或汽水分离器、水冷壁、过热器、再热器、省煤器、燃烧器、空气预热 器、烟道等主要部件, 其中超临界和超超临界直流锅炉本体设备只有汽水分离器,不含锅筒;
锅炉辅助设备
送引风设备、给煤制粉设备、吹灰设备、除灰排渣设备等。
分离
卧式锅炉
立式锅炉
第一章工程技术/常用材料和工程设备/专用设备/发电设备
5.2.2. 电站锅炉主要设备的安装技术要点
特点: 电站锅炉容量大、蒸汽参数高。锅炉设备体积和重量庞大,其锅炉本体要在现场组合安装。 本体设备包括:锅炉钢架、本体受热面、燃烧设备及其本体附属设备的安装。 安装前具备的条件: 电站锅炉安装的 施工单位应具备相应的施工资质; 施工现场应有经审批的施工组织设计、施工方案等技术 文件; 并在开工前告知当地(市级)特种设备安全监督管理部门。
电厂锅炉安装的一般程序
设备清点、检查和验收---基础验收---基础放线---设备搬运及起重吊装---钢架及梯子平台的安装---汽水分离器(或锅筒)安装---锅炉前炉膛受热面的安装---尾部竖井受热面的安 装---燃烧设备的安装---附属设备安装---热工仪表保护装置安装---单机试运转--报警及联锁试验--水压试验---锅炉风压试验---锅炉酸洗--- 锅炉吹管--- 锅炉热态调试与试运转
锅炉钢架安装的技术要点
组成和连接方式
作用:是炉体的支撑构架,全钢结构,承载着受热面、炉墙及炉体其他附件的重量,并决定着炉体的外形。 组成:其主要由立柱、横梁、水平支 撑、垂直支撑和斜支撑、平台、扶梯、顶板梁等组成。 其钢结构的连接方式:焊接和高强度螺栓连接。
安装程序
基础检査划线---柱底板安装、找正---立柱、垂直支撑、水平 梁、水平支撑安装---整体找正---高强度螺栓终紧---台、扶梯、栏杆安装---顶板梁安装等。
安装工艺和方法
(1)锅炉钢架组合安装,保证锅炉安装的整体稳定性(大型锅炉钢架安装趋于组合散装)
1)根据土建移交的中心线进行基础划线,钢架按从下到上,分层、分区域进行吊装。
2)每层安装先组成一个刚度单元再进行扩展安装,每层钢架安装时除必须保证立柱 的垂直度和柱间间距外,立柱上、下段接头之间间隙也必须符合规范要求。
3)吊装时,各层平台、扶梯、栏杆安排同步进行,以保证主通道的畅通、安全行走。
4)采取部分构件缓装或部分构件交叉安装方式。为了便于钢架大板梁、受热面大件及空气预热器等安装,可釆取部分构件缓装或部分构件交叉安装方式,这样既保证了锅炉 大件设备的顺利安装,又将炉架构件缓装区域降低到最低限度,从而保证了锅炉安装的整 体稳定性。
(2)钢结构组件吊装,力求吊装一次到位
1)钢结构组件吊装主要考虑方形、长圆柱体和三角形等物体。
2)起吊节点的选定。即根据组件的结构、强度、刚度,机具起吊高度,起重索具安全要求等选定。
3)组件绑扎,确保吊装的安全。为了防止组件在吊装时产生滑动、防止梁边锐角对绳 索的切割、避免吊绳夹角过大等,对组件所进行的垫衬和捆绑等,以确保吊装的安全性。
4)试吊。对重大或重要组件在正式起吊前,先将组件稍稍吊空,然后对机具、索 具、夹具和组件有无变形、损坏等异常情况进行全面检查;最后是吊装就位,应力求吊装 一次到位。
(3)钢架安装找正的方法
用弹簧秤配合钢卷尺检查中心位置和大梁间的对角线误差;
用经纬仪检查立柱垂直度;
用水准仪检查大梁水平度和挠度, 板梁挠度在板梁承重前、锅炉水压前、锅炉水压试验上水后及放水后、锅炉整套启动前进行测量。 挠度是在受力或非均匀温度变化时,杆件轴线在垂直于轴线方向的线位移或板壳中面在垂直于中面方向的线位移。
用水平仪测查炉顶水平度。
例如,某660MW机组锅炉钢架的柱脚纵横中心线与基础面板纵横中心线允许误差不大于±5mm, 立柱全高的垂直度允许误差为柱长度的1/100,最大不大于15mm, 各立柱中心距偏差不大于间距的1/1000,最大不大于10mm,对角线差不大于1.5/1000对角线长度且不大于15mm。
锅炉受热面组合安装施工要求 水冷壁
受热面施工程序
设备及其部件清点检查 → 合金设备(部件)光谱复查 → 通球试验与清理 → 联箱找正划线 → 管子就位对口焊接 → 组件地面验收 → 组件吊装 → 组件高空对口焊接 → 组件整体找正等
电光球找对面,吊高踢
受热面施工要求
施工场地的确定
根据设备组合后体积、重量以及现场施工条件来决定的。 锅炉现场安装:体积偏大、重量超过现场起吊能力、炉内空间受限等; 给定的组合场组合:其余受热面组合后,运往现场吊装。
施工形式的选择
根据设备的结构特征及现场的施工条件来决定的。组件的组合形式包括直立式和横卧式。
1 )直立式组合:按设备的安装状态来组合支架,将联箱放置(或悬吊)在支架上 部,管屏在联箱下面组装。其优点在于组合场占用面积少,便于组件的吊装;缺点在于钢材耗用量大,安全状况较差。
2)横卧式组合:将管排横卧摆放在组合支架上与联箱进行组合,然后将组合件竖 立后进行吊装。其优点是钢材耗用量小,安全状况好;其不足在于占用组合场面积多,且 在设备竖立时,若操作处理不当则可能造成设备变形或损伤。
3)螺旋水冷壁设备采取地面整体预拼装,拼缝留有适当的预收缩量;螺旋水冷壁安装时分层吊装定位,吊带(垂直搭接板)的基准线定位准确。螺旋水冷壁安装螺旋角偏差控制在0.5°之内
组件吊装原则和顺序
吊装原则
先上后下,先两侧后中间; 先中心再逐渐向炉前、炉后、炉左、炉右进 行。 同一层杆件的吊装顺序为立柱、垂直支撑(斜撑)、横梁、小梁、水平支撑、平台、 爬梯、栏杆等。 锅炉顶板施工验收合格后进行。
大件吊装的一般顺序
水冷壁上部组件及管排吊装---水冷壁中部组件及管排吊装---炉膛上部过热器组件及管排吊装---炉膛出口水平段过热器或再热器组件及管排吊装---尾部包墙过热器组件及管排吊 装---尾部低温再热器、低温过热器、省煤器吊装等。
电站锅炉安装质量控制要点
1、锅炉钢结构安装质量控制 安装前应确认高强度螺栓连接点安装方法,临时螺栓、定位销数量符合规程要求。 每层构架安装结束后检查柱垂直度、大梁标高并作记录,对高强度螺栓连接质量按规程全面检查确认合格。 钢结构安装后按规程复测柱垂直度、大梁标高等是否合格并做好验收记 录,检查所有高强度螺栓连接点终紧质量。 确认除制造厂代表同意而缓装的构架之外所有钢结构已安装完毕,并经必要的加强后才允许大件吊装。
2、锅炉受热面安装质量控制 安装前 编制专项施工方案,确认符合制造要求。 安装时 受热面安装公差符合《电力 建设施工技术规范第2部分:锅炉机组》DL 5190.2—2012的要求,并有安装公差的完整记录; 管屏吊装时应有专用起吊工具加固结构,并保证安装尺寸符合图纸要求,保证各受热面之间热膨胀间隙,符合图纸要求并做岀记录; 水冷壁焊成整体,必须对炉膛尺寸 对角线进行测量,并记录符合要求,水冷壁燃烧器喷口及吹灰孔应符合设计要求。 水冷壁、包墙管与刚性梁间必须固定牢固,刚性梁校平装置安装时必须将刚性梁腹板找正呈水平。
3、燃烧器安装质量控制 燃烧器就位再次检查内外部结构,调平喷口并用压缩空气作冷态调整。 安装煤粉管道 和热风道时不准将其他载荷传递到燃烧器上。 燃油、蒸汽、空气管道安装前,清理管道和阀门并检查合格;安装完毕后,按规定进行水压试验并冲洗干净,冲洗前做好阀门保护工 作,冲洗后吹扫干净,签证验收。
4、锅炉密封质量控制 锅炉密封工作结束后,对炉膛进行气密性试验,并处理缺陷至合格,风压试验压力按设备技术文件规定来选择; 如无规定时,试验压力可按炉膛工作压力加0.5kPa进行正压试 验,一般负压锅炉的风压试验值选0.5kPa。
5、锅炉整体水压试验质量控制 锅炉水压试验前保证设备、原材资料及锅炉安装、焊接、热处理记录报告等验收资料 齐全。 并确认所有焊接件及固定在受热元件上的临时结构件全部清除,确认受压元件的焊 接工作全部完成,且无损探伤、外观检查合格,焊接应力清除完毕。确认水压试验方案及 现场条件符合要求。
6、回转式空气预热器安装质量控制 严格按照回转式空气预热器安装说明书、图纸及说明规定施工,并认真填写该说明书中规定的项目,施工中对影响预热器漏风系数的径向密封间隙、轴向密封间隙、圆周密封 间隙进行严格控制; 回转式空气预热器安装后,必须进行冷态调整。
5.2.3. 锅炉热态调试与试运行
锅炉机组在整套启动以前: 必须完成锅炉设备,包括锅炉辅助机械和各附属系统的分部试运行; 锅炉的烘炉、化学清洗; 锅炉及其主蒸汽、再热蒸汽管道系统的吹洗; 锅炉的热工测量、控制和保护系统的调整试验工作。
1、严密性水压试验
(1)锅炉首次点火前: 汽包锅炉应进行一次汽包工作压力下的严密性水压试验: 直流锅炉宜进行一次过热器出口工作压力的严密性水压试验。
(2)阀门及未参加水压试验的管道和部件应加强检查; 锅炉点火前,上水水质应为合格的除盐水,上水温度及上水速度可参照相应锅炉运行规程或设备技术文件的规定。
(3)水压试验后利用锅炉内水的压力冲洗取样管、排污管、疏水管和仪表管路。
2、锅炉的化学清洗
(1)电站锅炉、蒸发受热面及炉前系统在启动前必须进行化学清洗,应按现行行业 标准《锅炉化学清洗规则》TSG G5003-2008和《火力发电厂锅炉化学清洗导则》DL/T 794-2012的要求,由有清洗资质的单位,依照已批准的化学清洗方案及措施进行清洗。
(2 )化学清洗方案中应规定相应的安全保护措施和符合环保要求的废液排放措施。 化学清洗结束至锅炉启动时间不应超过20d;如超过20d应按现行行业标准《电力基本建设 热力设备化学监督导则》DL/T 889-2015的规定采取停炉保养保护措施。
3、锅炉蒸汽管路的冲洗与吹洗
1、锅炉吹管的临时管道系统应由具有设计资质的单位进行设计。
2、在排气口处加装消声器。
3、锅炉吹管范围:包括减温水管系统和锅炉过热器、再热器及过热蒸汽管道吹洗。
再见果珍
4、吹洗过程中,至少有一次停炉冷却(时间12h以上),以提高吹洗效果。
4、锅炉试运行
(1)锅炉机组在安装完毕并完成分部试运行后,必须通过整套启动试运行,试运行时间和程序按现行行业标准《火力发电建设工程启动试运及验收规程》DL/T 5437—2009 的有关规定执行。(分部、整套试运行,及其时间和程序)
(2)对施工、设计和设备质量进行考核,检查设备是否达到额定能力,是否符合设计要求。(质量、额定功率、设计要求考核)
(3)在试运行时使锅炉升压:(升压及检查) 在锅炉启动时升压应缓慢,升压速度应控制,尽量减少壁温差以保证分离器储水箱(锅筒)的安全工作,同时仔细对人孔、焊口、法兰等部件认真检查。
(4)发现泄漏时应及时处理,同时要仔细观察各联箱、分离器储水箱(锅筒)钢支架等的热膨胀及其位移是否正常。(泄露处理及检查)
(5)对于300MW级及以上的机组,锅炉应连续完成168h满负荷试运行。(试运行时间)
5、试运行完毕后,按规定办理移交签证手续
5.3. 1H413052 汽轮发电机安装技术
5.3.1. 汽轮发电机系统设备的分类及组成
汽轮机分类
1、按工作原理划分:冲动式和反动式、冲动反动联合;
2、按热力特性划分:凝汽式、背压式、抽气式、抽气背压式和多压式;
3、按主蒸汽压力划分:低压、中压、高压、超高压、亚临界、超临界、超超临界;
电站汽轮机设备组成
主要由汽轮机本体设备
静止部分
汽缸
高压
中压
低压
喷嘴组(静叶片)
隔板
隔板套
汽封
轴承
在工业汽轮机上常用的径向轴承有圆瓦轴承、椭圆瓦轴承、多油楔固定轴承和可倾瓦轴承,并且以可倾瓦轴承使用最多。可倾瓦轴承与上述轴承相比其优点是每一块瓦均能自由摆动,在任何情况下都能形成最佳油楔,高速稳定性好,不易发生油膜振荡,应用广泛。 DN>300mm,采用滑动,其他可以采用滚动
及紧固件等
滑销系统
横销
纵销
立销等
转动部分
动叶栅
叶轮
主轴
联轴器
联轴器又称靠背轮,它的作用是连接汽轮机的各转子及发电机转子,并传递转子上的扭矩。按照结构和特性,联轴器可分为刚性联轴器、半挠性联轴器和挠性联轴器三种形式。
盘车器
止推盘
消除残余轴向力,防止轴承串出。
机械危急保安器等
(1) 危急保安器
(2) 危急断路滑阀
(3) 轴向位移保护
(4) 低油压保护
蒸汽系统设备
汽包
过热器
高中低压缸进气管道
凝结水系统设备
凝汽器等
给水系统设备
其他辅助设备组成。
(给您他真笨)
发电机分类及组成
分类
按冷却方式:外冷式、内冷式
冷却介质分:气冷、气液冷和液冷
按结构形式:旋转磁极式和旋转电枢式 大型发电机属于旋转磁极式
第一章工程技术/常用材料和工程设备/专用设备/发电设备
发电机设备组成 旋转励磁式
定子主要由机座、定子铁芯、定子绕组、端盖等部分组成。
转子主要由转子锻件、励磁绕组(代替永磁体)、护环、中心环、风扇等组成。
集电环也叫导电环、滑环、集流环、汇流环等。它可以用在任何要求连续旋转的同时,又需要从固定位置到旋转位置传输电源和信号的机电系统中。滑环能够提高系统性能,简化系统结构,避免导线在旋转过程中造成扭伤。
5.3.2. 汽轮机主要设备的安装技术要求
安装程序
1.大型发电厂的汽轮机低压缸由于体积过大,运输中受涵洞、桥梁、隧道等因素限 制,一般散件到货。 2.散装到货的汽轮机,在安装时要在现场进行汽轮机本体的安装,其设备安装程 : 基础和设备的验收---底座安装---汽缸和轴承座安装---轴承安装---转子安装--- 导叶持环 或隔板的安装---汽封及通流间隙的检查与调整---上、下汽缸闭合联轴器安装---二次灌浆 ---汽缸保温---变速齿轮箱和盘车装置安装---调节系统安装---调节系统和保安系统的整定与调试
安装技术要点
基础及设备的验收
1 )基础的验收: 应包括汽轮机基础的标高检查和各基础相对位置、沉降观测点的检查及建设单位提供基础预压记录。
(2)设备验收: 除了进行一般性的设备出厂合格证明书、外观、规格型号,以 及数量等复检外; 还要对汽缸、隔板、转子、轴承、主汽阀,以及其他零部件进行检查。 尤其要仔细检查汽缸的接合面、轴颈的表面光洁度,不应有划痕。
气缸及轴承座的安装
低压缸组合安装
1、低压外下缸组合包括: 低压外下缸后端(电机侧)与低压外下缸前段(汽侧)先分别就位、调整水平、标高、找中心后试组合,符合要求后, 将前、后段分开一段距离,再次清理检查垂直结合面,确认清理无异物后再进行正式组合。 组合时气缸找中心的基准可以用激光、拉钢丝、假轴、转子等。
2、低压外上缸组合包括: 先试组合,以检查水平、垂直结合面间隙,符合要求后正式组合。
3、低压内缸组合包括: 当低压内缸就位找正、隔板调整完成后,低压转子吊入气缸中并定位后,再进行通流间隙调整。
4、:组合好的汽缸 垂直结合面的螺母应在汽缸就位前确认锁紧并点焊,结合面密封焊接时应做好防焊接变形措施。 汽缸与轴承座的纵横中心线和中分面标高应符合设计要 求,其中汽缸和轴承座中分面的标高允许偏差为5mm,与轴承座的横向水平允许偏差为 0.20mm/m。
整体到货的高、中压缸安装
汽轮机轴通过辅装在缸体端部的运输环对转子和汽缸的轴向、径向定位, 气缸就位前要测量运输环轴向和径向的定位尺寸,并以制造厂家的装配记录校核,以检查缸内的转子在运输过程中是否有移动,确保通流间隙不变。
转子的安装
转子安装
1、转子安装:转子吊装、转子测量和转子、气缸找中心;
2、转子吊装应使用由制造厂提供并具备出厂试验证书的专用横梁和吊索;
3、转子测量应包括:轴颈椭圆度、不柱度的测量,推力盘晃度、瓢偏度测量,转曲度测量。 2021修改
4、对转子叶片应按制造厂要求进行叶片静频率测试。
5、转子如有中心孔,应有场内的探伤检查报告,并应提供质量合格证明。
隔板的安装
隔板安装找中心方法一般有假轴找中心、拉钢丝找中心、激光准直仪找中心。
采用钢丝找中心时: 钢丝的固定装置对钢丝紧力和位置应能微调; 所用钢丝直径不宜超过0.40mm 钢丝的拉力应为破坏应力的3/4 测量时应对钢丝垂弧进行修正,制造厂有明确要求时,应按其要求执行。
气封及通流间隙的检查与调整
(1)汽封径向及轴向间隙应符合制造厂要求,现场安装不得随意改动制造厂提供的 有关数据。
(2)当径向汽封间隙过大时,可以修刮汽封块在洼窝中承力的接触部位, 间隙过小 时可修刮或加工汽封片边缘使其尖薄平滑。
(3)当通流部分间隙及汽封轴向间隙不合格时,应由制造厂确定处理方案。
上下气缸闭合 汽轮机扣大盖
连续进行,不得中断
扣盖区域应封闭管理; 扣盖工作从向下汽缸吊入第一个部件开始至上汽缸就位且紧固连接螺栓为止,全程工作应连续进 行,不得中断。
试扣
冷紧时,应先采用50%-60%的规定力矩对气缸螺栓左右对称进行预紧,然后再用100%的规定力矩进行紧固。 热紧时,加热使用专用工具,螺栓应均匀受热,蝶、纹部位避免直接受到烘烤,热紧螺栓应按冷紧时相同的顺序进行,加热后热紧工作一次完成,如一次达不到规定值应待螺栓完全冷却后,再重新加热。 汽轮机正式扣盖之前,应将内部零部件全部装齐后进行试扣,以便对汽缸内零部件的 配合情况全面检査。 试扣前应用压缩空气吹扫汽缸内各部件及其空隙,确保汽缸内部清洁 无杂物、结合面光洁,并保证各孔洞通道部分畅通,需堵塞隔绝部分应堵死。
螺栓的紧固
冷紧:低压缸螺栓大都釆用冷紧。 汽缸螺栓冷紧时,应先采用 50%〜60%的规定力矩对汽缸螺栓左右对称进行预紧, 然后再用100%的规定力矩进行紧固。
热紧:高压缸螺栓采用热紧。 加热应使用专用工具,螺栓应均匀受热,蝶、纹 部位避免直接受到烘烤, 热紧螺栓应按冷紧时相同的顺序进行,加热后热紧工作一次完 成,如一次性达不到规定值应待螺栓完全冷却后,再重新加热。
凝汽器安装
凝汽器的就位和连接
结构尺寸相当庞大,其支承方式多采取通过弹簧支座坐落在凝汽器基础上 的支承形式。
凝汽器与低压缸排气口之间的连接,采用具有伸缩性能的中间连接段。连接的全过程中,不得改变汽轮机的定位尺寸,并不得给汽缸附加额外应力。
凝气器内部设备。部件的安装
凝汽器组装完毕后,汽侧应进行灌水试验。灌水高度应充满整个冷却管的汽侧空间并高出顶部冷却管100mm,维持24h应无渗漏。 已就位在弹簧支座上的凝汽器,灌水试验前应加临时支撑。
轴系对轮中心的找正
轴系对轮中心的找正
1、轴系对轮中心找正主要是对高中压对轮中心、中低压对轮中心、低压对轮中心和低压转子—发电机转子对轮中心的找正。
2、在轴系对轮中心找正时,首先要以低压转子为基准; 其次,对轮找中心通常都以全实缸、凝汽器灌水至模拟运行状态进行调试; 再次,各对轮找中心时的开口和高低差要有预留值; 最后,一般在各不同阶段要进行多次对轮中心的复查和找正。
3、轴系初找;凝汽器灌水至运行重量后的复找;气缸扣盖前的复找;基础二次灌浆前的复找;基础二次灌浆后的复找;轴系连接时的复找。
5.3.3. 发电机设备的安装技术要求
设备安装程序
定子就位 → 定子及转子水压试验 → 发电机穿转子 → 氢冷器安装 → 端盖、轴承、密封瓦调整安装 → 励磁机安装 → 对轮复找中心并连接 → 气密性试验等
旧水船请盖茨夫妻
定子安装技术要求
卸车要求
300MW型发电机定子重180〜210t, 一般由平板车运输进厂,行车经改造后抬吊卸车。 600MW型发电机定子重约300t, 1000MW型发电机定子重量可达 400t以上,卸车方式主要采用液压提升装置卸车或液压顶升平移方法卸车。
吊装技术要求
发电机定子吊装通常有采用液压提升装置吊装、专用吊装架吊装和行车改装系统吊装三种方案。
例如,某电厂1000MW机组的发电机,型号为THDF125/67,定子外形尺寸约10.094mX 5.116mX4.350m,定子总重量为443t。 发电机定子起吊位置轴向紧靠发电机基座,并使纵向中心线与安装纵向中心线重合,横向中心线与安装横向中心线平行。 吊装釆用定子吊装 架及4套GCY-200型液压提升装置。液压提升装置将定子起吊至最下缘越过17m的汽轮机 运转层平台。用卷扬机滑轮组牵引吊装架及定子沿滑道滑移至就位位置正上方,液压提升 装置放下定子,使其就位。
转子安装技术要求
安装前的气密性实验
1、发电机转子穿装前进行单独气密性试验。 重点检查集中环下导电螺钉、中心孔堵板的密封状况,消除泄漏后再经漏气量试验,试验压力和允许漏气量应符合制造厂规定。
转子穿装工作要求
1、必须在完成机务(如支架、千斤顶、吊索等服务准备工作)、电气与热工仪表的各项工作后,会同有关人员对定子和转子进行最后清扫检查,确信其内部清洁,无任何杂物并经签证后方可进行。
2、转子安装要求在定子找正完、轴瓦检查结束后进行(同时完成水压试验、气密性试验及漏气量试验)。转子穿装工作要求连续完成,用于转子穿装的专用工具由制造厂发电机转子穿装。常用的穿转子方法有滑道式方法、接轴式方法、用后轴承座作平衡重量的方法、用两台跑车的方法等。
例如,某1000MW发电机转子总重88t,全长13575mm,最大直径处为1310mm,定子 内径为1410mm。 发电机转子的穿装采用汽机房两台130/30t行车,以及厂家提供的一套专 用滑移工具。 转子起吊时,护环、轴颈、风扇、集电环等不得作为着力点,用软性材料缠 裹钢丝绳。在转子悬挂处于水平状态时,利用水平仪调整滑架并扳紧连接螺栓。根据联轴 器找好汽机转子与发电机转子同心度。找正中心后,应用塞尺或手锤轻敲的办法,检查底板下垫铁接触情况,最后拧紧地脚螺栓。
5.4. 1H413053 风力发电设备安装技术
5.4.1. 风力发电设备的组成
主要包括:塔筒、机舱、发电机、轮毂、叶片、电气设备等。
第一章工程技术/常用材料和工程设备/专用设备/发电设备
分类
直驱式
双馈式
5.4.2. 风力发电设备安装程序
施工准备 → 基础环平台及变频器、电器柜 → 塔筒安装 → 机舱安装 → 发电机安装 → 叶片与轮毂组合 → 叶轮安装 → 其他部件安装 → 电气设备安装 → 调试试运行 → 验收。
5.4.3. 风力发电设备安装技术要求
安装前: 应制定风力发电风机的专项施工方案,明确根据现场条件和风力发电风机设备的特点选择恰当的吊装机械,制定吊装方案,吊车机械要制定防倾倒措施,要有在吊装过程中防止风机设备损伤的针对性措施。
1、基础环、基础平台、变频器、塔基柜的安装要求 (1)检查清理基础表面,在基础(减震基础,桩基础)上安装基础环,用力矩扳子紧固固定螺栓达到厂家资料的要求。 (2)检查基础预埋的安装支脚,安装塔底平台后,依次进行变流器、塔底控制柜和水冷柜的吊装就位。
2、塔筒安装要求 (1)塔筒分多段供货,现场根据塔筒重量、尺寸以及安装高度选择吊车的吊装工况。 (2)按照由下至上的吊装顺序进行塔筒的安装。 1)塔筒结合面法兰清理打磨干净,第一节安装前在第一节塔筒下法兰外缘和内缘各涂一圈密封胶以避免湿气进入塔筒内部。 2)塔筒就位紧固后塔筒法兰内侧的间隙应小于0.5mm,否则要使用不锈钢片填充, 之后依次安装上部塔筒。 3)塔筒螺栓分包使用电动扳手和2次液压扳手按相应的拧紧力矩分三次进行紧固。
3.机舱安装要求 (1 )检查洗油机舱主轴法兰(用于连接轮毂)和机舱紧固件质量,在螺栓表面涂 MoS2润滑脂。 (2)检查液压站、锁紧定位销子。安装风速仪包括安装风速风向仪支架、航空灯、 额头及空冷风机罩。 (3)吊装机舱就位后封闭使用力矩扳手、电动扳手和2次液压扳手按要求的拧紧力矩分四次拧紧螺栓。
二硫化钼是重要的固体润滑剂,特别适用于高温高压下。它也被誉为“高级固体润滑油王”。 产品具有分散性好,不粘结的优点,可添加在各种油脂里,形成绝不粘结的胶体状态,能增加油脂的润滑性和极压性。也适用于高温、高压、高转速高负荷的机械工作状态,延长设备寿命。 二硫化钼用于摩擦材料主要功能是低温时减摩,高温时增摩,烧失量小,在摩擦材料中易挥发。 减摩:由超音速气流粉碎加工而成的二硫化钼粒度达到325-2500目,微颗粒硬度1-1.5,摩擦系数0.05-0.1,所以它用于摩擦材料中可起到减摩作用; 增摩:二硫化钼不导电,存在二硫化钼、三硫化钼和三氧化钼的共聚物。当摩擦材料因摩擦而温度急剧升高时, 共聚物中的三氧化钼颗粒随着升温而膨胀,起到了增摩作用; 防氧化:二硫化钼是经过化学提纯综合反应而得,其PH值为7-8,略显碱性。它覆盖在摩擦材料的表面,能保护其它材料,防止它们被氧化,尤其是使其他材料不易脱落,贴附力增强;
4.叶轮安装要求 (1)轮毂、叶片外观没有损伤,轮毂固定在组合支架上与三个叶片进行组合。 (2)吊装组合后的叶轮要保持叶片位置和角度的正确,吊装中对叶片与吊绳间进行防护。 (3)叶轮与机舱的螺栓紧固须使用力矩扳手、电动扳手和2次液压扳手按要求的拧紧力矩分四次拧紧螺栓。
例如,某工程安装25台风力发电设备,风机型号为GW121/2000型,风力发电设备由 塔筒、机舱、发电机、轮毂、叶片等组成,风机叶轮直径121m,轮毂高度85m。 现场组立 ZSTL151000轮胎塔式起重机作为主吊机械(95m工况);1台70t、1台100t汽车吊作为辅助 吊装机械。 使用水平仪控制设备的水平度,使用经纬仪控制塔筒的垂直度; 使用400N・m 的力矩扳手、1000N - m的电动扳手和液压扳手逐次紧固螺栓,用塞尺检测塔筒法兰的间隙。
5.5. 1H413054 光伏发电设备安装技术
一、 光伏发电设备安装技术
1. 光伏发电设备的组成
光伏发电设备主要由光伏支架、光伏组件、汇流箱、逆变器、电气设备等组成。 光伏支架包括跟踪式支架、固定支架和手动可调支架。
第一章工程技术/常用材料和工程设备/专用设备/发电设备
2. 光伏发电设备的安装程序
施工准备 → 基础检查验收 → 设备检查 → 光伏支架安装 → 光伏组件安装 → 汇流箱安装 → 逆变器安装 → 电气设备安装 → 调试 → 验收
3. 安装技术要求
安装前应制定光伏发电设备的专项施工方案,明确根据现场条件和光伏 发电设备的特点制定具有针对性的施工技术方案,方案中应包括在运输和安装中防止光伏组件损伤的针对性措施。
1.支架安装要求 (1)固定支架和手动可调支架采用型钢结构的,其支架安装和紧固的紧固度应符合设计要求及《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205—2001的相关要求。 (2)支架倾斜度角度符合设计要求: 手动可调支架调整动作灵活,高度角调整范围满足设计要求; 跟踪式支架与基础固定牢固,跟踪电机运转平稳。
2.光伏组件安装要求 (1)检查光伏组件及各部件设备应完好,光伏组件采用螺栓进行固定,力矩符合产 品或设计的要求。 (2)光伏组件之间的接线在组串后应进行光伏组件串的开路电压和短路电流的测试,施工时严禁接触组串的金属带电部分。
3.汇流箱安装要求 汇流箱部件应完好且接线不松动,所有开关和熔断器处于断开状态,汇流箱安装位置符合设计要求,垂直度偏差应小于1.5mm
4.逆变器安装要求 逆变器基础型钢其顶部应高出抹平地面10mm并有可靠的接地,逆变器安装方向应符合设计要求,逆变器本体的预留孔及电缆管孔进行防火封堵。
5、设备及系统调试 光伏设备及系统调试主要包括光伏组件串测试、跟踪系统调试、逆变器调试、二次系统调试、其他电气设备调试。
二、 光热发电设备安装技术
(一)光热发电设备的组成
光热发电设备由集热器设备、热交换器、汽轮发电机等设备组成。
1.槽式光热发电的集热器由 集热器支架(驱动塔架、支架)、 集热器(驱动轴、悬臂、反射镜、集热管、集热管支架、管道攴架等) 及集热器附件等组成。
2.塔式光热发电的集热设备由 定日镜、 吸热器钢架 和吸热器设备等组成
第一章工程技术/常用材料和工程设备/专用设备/发电设备
(二)光热发电设备的安装程序
1.塔式光热发电设备安装程序
施工准备→基础检査验收→设备检查→定目镜安装→吸热器钢结构安装→吸热器及系统管道安装→换热器及系统管道安裝→汽轮发电机设备安装→电气设备安装→调试
2.槽式光热发电设备安装程序
施工准备→基础检查验收→设备检查→集热器支架安装→集热器及附件安装→换热及管道系统安装→汽轮发电机设备安装→电气设备安装→调试→验收。
(三)光热发电设备安装技术要求
安装前
应制定光热发电设备的专项施工方案、明确根据现场条件和光热设备的特点 选择恰当的吊装机械、制定吊装方案。 汽轮发电机设备按照1H413052汽轮发电机安装技术有关内容执行, 换热设备及系统管道的安装按照1H413030管道工程施工技术的内容执行。 光热发电设备的集热器应按照槽式设备和塔式设备各自制定针对性的安装要求。
1.槽式光热发电设备集热器安装技术要求
(1)中心架(管)组件的中心轴整体直线度偏差不大于±3mm, 相邻集热器安装偏差不大于±0.5mrad, 所有集热器整体安装偏差不大于±1.5mrad。
毫弧度,英文缩写mrad,角度单位,一般用作空间分辨率(IFOV)单位,1mrad=0.001弧度=0.0573 °。
(2)驱动装置旋转角度宜为±120°,偏差应小于士5°。
(3)集热器应从驱动端到末端进行安装,随动轴与轴承座的间隙应满足厂家技术文件要求。
(4)集热器到0°的位置,使用测斜仪的检测设备检查抛物线放到水平位置的误差值应小于5mm
(5)每个单元集热器安装后应进行旋转试验,试验转动角度应在-180°~180°,偏差差在±10°。
2.塔式光热发电集热设备安装技术要求
(1)定日镜与支架固定牢固,安装位置、镜面调整角度符合图纸设计要求
(2)塔式吸热器的钢结构安装应符合《钢结构工程施工质量验收标准》GB5005-2020的相关要求
(3)塔式吸热器管屏设备内部应清洁,无杂物、无堵塞;安装时应对称进行,单面安装应不多于2组。
6. 1H413060 自动化仪表工程安装技术 取源部件 5/9
6.1. 1H413061 自动化仪表设备安装要求
6.1.1. 自动化仪表工程的划分
分项工程应按仪表类别和安装试验工序划分。
仪表工程按仪表类别和安装工作内容可划分为:取源部件安装、仪表盘柜箱安装、仪表设备安装、仪表单台试验、仪表线路安装、仪表管道安装、脱脂、接地、防护 主控制室的仪表分部工程:可划分为盘柜安装、电源设备安装、仪表线路安装、 接地、系统硬件和软件试验等分项工程。
6.1.2. 自动化仪表工程施工程序
施工准备阶段工作
(1 )参加施工图设计文件会审,编制施工预算。 (2)技术准备。自动化仪表工程安装施工组织设计或自动化仪表工程施工方案已批准。 (3)进行技术交底。明确所承担施工任务的特点、技术质量要求、系统的划分、施 工工艺、施工要点和注意事项,强调工程技术的具体要求、安全措施、施工程序等。 (4)施工机具、标准仪器、仪表设备及材料的准备。 监视和测量设备应按规定的时间间隔或在使用前进行校准和(或)验证。 对爆炸和火灾危险区域内的仪表必须全部检 验。 对规定禁油和脱脂的仪表应按要求进行检验。
施工阶段工作
(1)仪表专业与相关专业之间应进行施工工序交接检验。施工阶段要注意配合土建 工程及其他专业工程。 (2)仪表工程施工应根据相应的工程技术标准,对施工过程进行质量控制,并按工 序和质量控制点进行检验。 (3)各控制室布置,应与整体的装饰工程同步,弱电系统设备的定位、安装、接线 端连接,应在装饰工程基本结束时开始。
调试工作
1、仪表试验。 包括:单台仪表的校准和试验、仪表电源设备的试验、综合控制系统的试验、回路试验和系统试验。
2、仪表回路试验和系统试验必须全部检验。
3、调试程序。 先单体设备或部件调试,后局部、区域调试和回路调试,最后整体系统联调。
验收工作
1、工程验收分为分项工程验收、分部工程验收和单位工程验收三个步骤。
2、自动化仪表工程施工中的电缆导管预埋、直埋电缆、接地极等都属于隐蔽工程,这些工程在下道工序施工前,应由建设单位代表(或监理人员)进行隐蔽工程检测验收,并认真做好隐蔽工程记录和办理验收手续,纳入技术档案。
3、交接验收前,仪表工程应连续开通投入运行48h,并运行正常。
6.2. 1H413062 自动化仪表线路及管路安装要求
6.2.1. 自动化仪表线路安装要求
1.仪表线路安装的一般规定
(1)电缆电线: 敷设前,应进行外观检查和导通检査,并应用兆欧表测量绝缘电阻, 其绝缘电阻值不应小于5MΩ;当设计文件有特殊规定时,应符合设计文件的规定。 (2)当线路周围环境温度超过65℃时应釆取隔热措施;当线路附近有火源时,应釆 取防火措施。 (3)线路不得敷设在易受机械损伤、腐蚀性物质排放、潮湿、强磁场和强静电场干扰的位置。 (4)线路不得敷设在影响操作和妨碍设备、管道检修的位置,应避开运输、人行通 道和吊装孔。 (5)线路不宜敷设在高温设备和管道上方,也不宜敷设在具有腐蚀性液体的设备和 管道的下方; 线路与绝热的设备及管道绝热层之间的距离应大于或等于200mm,与其他设备和管道之间的距离应大于或等于150mm。 (6 )线路的终端接线处及经过建筑物的伸缩缝和沉降缝处应留有余度。 (7)电缆不应有中间接头,当需要中间接头时,应在接线箱或接线盒内接线,接头宜采用压接; 当采用焊接时,应采用无腐蚀性焊药。 补偿导线应釆用压接。同轴电缆和高频电缆应釆用专用接头。 (8)线路敷设完毕,应进行校线和标号,并要求测量电缆电线的绝缘电阻。 在线路终端处,应加标志牌。地下埋设的线路,应设置明显标识。
1、电缆敷设前,应进行外观检查和导通检查,并应用兆欧表测量绝缘电阻,其绝缘电阻值不应小于5MΩ;
2、当线路周围环境超过65℃时应采取隔热措施;当线路附近有火源时,应采取防火措施。
3、线路不宜敷设在高温设备和管道上方,也不宜敷设在具有腐蚀性液体的设备和管道的下方;线路与绝热的设备及管道绝热层之间的距离应≥200mm,与其他设备和管道之间的距离应≥150mm。
4、线路的终端接线处与经过建筑物的伸缩缝和沉降缝处应留有余量。
5、电缆不应有中间接头,当需要中间接头时,应在接线箱或接线盒内接线,接头宜采用压接;当采用焊接时,应采用无腐蚀性焊药。补偿导线应采用压接。同轴电缆和高频电缆应采用专用接头。
2.支架制作与安装
(1)制作支架时,应将材料矫正、平直,切口处不得有卷边和毛刺。制作完成的支 架应牢固、平正。
(2 )安装支架应符合下列要求:
1)在不允许焊接支架的管道上,宜采用U形螺栓或卡子固定。
2)当设备、管道与支架不是同一种材质或需要增加强度时,应预先焊接一块与设 备、管道材质相同的加强板。
3)支架不得与高温或低温管道直接接触。
4)支架安装在有坡度的电缆沟内或建筑结构上时,其安装坡度应与电缆沟或建筑结构的坡度相同。有弧度的设备或结构上安装支架时,支架孤度应与设备或结构的弧度相同。
(3)直接敷设电缆的支架间距,当水平敷设时宜为0.80m,当垂直敷设时宜为 1.00m。
3.电缆桥架安装
(1)当金属电缆桥架釆用断开连接时,应保持桥架接地的连续性。
(2)电缆桥架垂直段大于2m时,应在垂直段上、下端桥架内增设固定电缆用的支架; 当垂直段大于4m时,还应在其中部增设支架。
(3)电缆桥架的开孔应采用机械加工方法;电缆桥架成排拐弯时弧度应一致。
(4)当铝合金电缆桥架在钢制支吊架上固定时,应采取防电化腐蚀的措施。
4.电缆导管安装
(1)电缆导管不得有变形或裂缝,其内部应清洁、无毛刺,管口应光滑、无锐边。
(2)在有粉尘、液体、蒸汽、腐蚀性或潮湿气体进入管内的位置敷设电缆导管时, 其两端管口应密封。
(3)电缆导管与检测元件或现场仪表之间,宜用金属挠性管连接,并应设有防水弯。与现场仪表箱、接线箱、接线盒等连接时应密封,并应固定牢固。
5.电缆、电线及光缆敷设
(1 )敷设塑料绝缘电缆时环境温度要求不低于0℃,敷设橡皮绝缘电缆时环境温度要 求不低于-15摄氏度。
2、补偿导线应穿电缆导管或在电缆桥架内敷设,不得直接埋地敷设。当补偿导线与测量仪表之间不采用切换开关或冷端温度补偿器时,宜将补偿导线和仪表直接连接。 
(3)同轴电缆和高频电缆的连接应釆用专用接头。
(4)在光纤连接前和光纤连接后均应对光纤进行测试; 光缆的弯曲半径不应小于光缆外径的15倍;(对比P202 最小动态弯曲半径应大于光缆外径的20倍。) 光缆敷设完毕,光缆端头应做密封防潮处理,不得浸水。
(5)在电缆桥架内,交流电源线路和仪表信号线路应用金属隔板隔开敷设。
(6 )明敷设的仪表信号线路与具有强磁场和强静电场的电气设备之间的净距离宜大于1.50m; 当釆用屏蔽电缆或穿金属电缆导管以及金属槽式电缆桥架内敷设时,宜大于 0.80m。
(7)仪表信号线路、仪表供电线路、安全联锁线路、补偿导线及本质安全型仪表线路和其他特殊仪表线路,应分别釆用各自的电缆导管。
本质安全型仪表:本安型仪表: 叫安全火花型仪表,是指仪表在正常状态下和故障状态下,电路、系统产生的火花和达到的温度都不会引燃爆炸性混合物。
安全连锁线路:安全仪表: 主要为工厂控制系统中报警和联锁部分,对控制系统中检测的结果实施报警动作或调节或停机控制,是工厂企业自动控制中的重要组成部分。
(8)信号回路的接地点,应在显示仪表侧, 当采用接地型热电偶和检测元件已接地的仪表时,在显示仪表侧不应再接地。
6.仪表线路配线
(1)仪表盘、柜、箱内的线路宜敷设在汇线槽内,在小型接线箱内可明线敷设。 当明线敷设时,电缆电线束应采用由绝缘材料制成的扎带扎牢,扎带间距宜为100〜200mm。
(2)仪表接线前应校线,线端应有标号。 多股芯线端头宜釆用接线端子,电线与接线端子的连接应压接。 网线钳、铜鼻子钳等
(3)仪表盘、柜、箱接线端子两端的线路,均应按设计图纸标号。标号应正确、字迹清晰且不易褪色。
(4)接线端子板的安装应牢固。 当端子板在仪表盘、柜、箱底部时,距离基础面的高度不宜小于250mm。 当端子板在顶部或侧面时,与盘、柜、箱边缘的距离不宜小于 100mm。 多组接线端子板并排安装时,其间隔净距离不宜小于200mm。
(5)剥去外部护套的橡皮绝缘芯线及屏蔽线,应加设绝缘护套。
7.爆炸和火灾危险环境的仪表线路及仪表装置施工
(1 )防爆设备必须有铭牌和防爆标识,并应在铭牌上标明国家授权的机构颁发的防爆合格证编号。
(2)防爆仪表和电气设备引入电缆时,应釆用防爆密封圈密封或用密封填料进行封 固,外壳上多余的孔应做防爆密封,弹性密封圈的一个孔应密封一根电缆。
(3)电缆桥架或电缆沟道通过不同等级的爆炸危险区域的分隔间壁时,在分隔间壁 处必须做充填密封。
(4)爆炸危险区域的电缆导管安装要求
1 )电缆导管之间及电缆导管与接线箱(盒)、穿线盒之间,应采用螺纹连接,螺纹有效啮合部分不应少于5扣,螺纹处应涂电力复合脂,不得使用麻、绝缘胶带、涂料等, 并应用锁紧螺母锁紧,连接处应保证良好的电气连续性。
2)当电缆导管穿过不同等级爆炸危险区域的分隔间壁时,分界处电缆导管和电缆之间、电缆导管和分隔间壁之间应做充填密封。
3)当电缆导管与仪表、检测元件、电气设备、接线箱连接时,或进入仪表盘、柜、 箱时,应安装防爆密封管件,并应充填密封。
(5)本质安全型仪表安装和线路敷设要求
1)本质安全电路和非本质安全电路不得共用一根电缆或穿同一根电缆导管。
2)釆用芯线无分别屏蔽的电缆或无屏蔽的导线时,两个及其以上不同回路的本质安全电路,不得共用同一根电缆或穿同一根电缆导管。
3)本质安全电路与非本质安全电路在同一电缆桥架或同一电缆沟道内敷设时,应釆用接地的金属隔板或绝缘板隔离,或分开排列敷设,其间距应大于50mm,并应分别固定牢固。
4)本质安全电路与非本质安全电路共用一个接线箱时,本质安全电路与非本质安全电路接线端子之间应釆用接地的金属板隔开。
5)仪表盘、柜、箱内的本质安全电路与关联电路或其他电路的接线端子之间的间距,不得小于50mm; 当间距不符合要求时,应采用高于端子的绝缘板隔离。
6)仪表盘、柜、箱内的本质安全电路敷设配线时,应与非本质安全电路分开,应采 用有盖汇线槽或绑扎固定,线束固定点应靠近接线端。
(6)对爆炸危险区域的线路进行连接时,必须在设计文件规定采用的防爆接线箱内接线。 接线必须牢固可靠、接地良好,并应有防松和防拔脱装置。
补充
补偿导线 (减少测量误差)
补偿型
延伸型
补偿器
防爆锁紧螺母
导电复合脂
导电膏,是一种电接触性能良好的中性导电敷料。它适用于高低压电器母线搭接处接触面及各种电气接头处,可使接触电阻明显下降,从而获得良好的节电经济效益。
本质安全型仪表
主要为工厂控制系统中报警和联锁部分,对控制系统中检测的结果实施报警动作或调节或停机控制,是工厂企业自动控制中的重要组成部分。
6.2.2. 仪表管路安装要求
管路安装的一般规定
(1)仪表管道安装前应将内部清扫干净,管端应临时封闭。需要脱脂的管道应经过脱脂合格后再安装。(清扫、封闭、脱脂)
(2)仪表管道埋地敷设时,必须经试压合格和防腐处理后再埋入。直接埋地的管道连接时必须采用焊接,并应在穿过道路、沟道及进出地面处设置保护套管。(埋地敷设)
(3)仪表管道在穿墙和过楼板处,应加装保护套管或保护罩,管道接头不应在保护套管或保护罩内。当管道穿过不同等级的爆炸危险区域、火灾危险区域和有毒场所的分隔间壁时,保护套管或保护罩应密封。(穿越墙、楼板、危险区域)
(4)仪表管道引入安装在有爆炸和火灾危险、有毒及有腐蚀性物质环境的盘、柜、 箱时,其引入孔处应密封。(引入危险环境的盘柜箱)
(5)仪表管道应采用管卡固定在支架上。当管子与支架间有经常性的相对运动时, 应在管道与支架间加木块或软垫。(固定)
(6)不锈钢管固定时,不应与碳钢材料直接接触。不锈钢管与支架、固定卡子之间 宜加设隔离垫板。(不锈钢、有色金属防止电化学腐蚀)
(7)仪表管道支架间距:(支架间距) 钢管水平安装时宜为1.00〜1.50m;垂直安装时宜为 1.50〜2.00m; 铜管、铝管、塑料管及管缆水平安装时宜为0.50〜0.70m;垂直安装时宜为 0.70 〜1.00m。
(8)高压钢管的弯曲半径宜大于管子外径的5倍; 塑料管的弯曲半径宜大于管子外径的4.5倍; 其他金属管的弯曲半径宜大于管子外径的3.5倍。 弯曲半径:(高压钢管5倍、塑料管3.5倍、其他金属管4.5倍)
(9)高压管道分支时应采用三通连接,三通的材质应与管道材质相同。(高压管道分支)
(10)直径小于13mm的铜管和不锈钢管,宜采用卡套式接头连接,也可采用承插法或套管法焊接连接。承插法焊接时,其插入方向应顺着流体流向。
卡套式接头 三通终端接头
承插式接头
套管法焊接
(11)仪表管道与仪表设备连接时,应连接严密,且不得使仪表设备承受机械应力。
测量管道安装 (与测量仪表连接的管道)
(1 )测量管道水平敷设时,应根据不同的物料及测量要求,有1 : 10~1 : 100的坡 度,其倾斜方向应保证能排除气体或冷凝液,当不能满足时,应在管道的集气处安装排气装置,在集液处安装排液装置。
(2)测量管道与高温设备、管道连接时以及低温管道敷设时,应采取热膨胀补偿措施。
(3 )测量差压的正压管和负压管应安装在环境温度相同的位置。
(4)当测量管道与玻璃管微压计连接时,应采用软管。管道与软管的连接处,应高出仪表接头150〜200mm。
(5)测量管道与设备、工.艺管道或建筑物表面之间的距离不得小于50mm。 测量油类和 易燃、易爆物质的测量管道与热表面的距离不宜小于150mm,且不应平行敷设在其上方。
(6)低温管道敷设应采取膨胀补偿措施。
(7)低温管及合金管下料切断后,必须移植原有标识。 薄壁管、低温管或钛管,严禁使用钢印作标识。(影响性能)
气动信号管道安装
(1 )气动信号管道应釆用紫铜管、不锈钢管或聚乙烯、尼龙管。(材料)
(2)气动信号管道安装无法避免中间接头时,应采用卡套式接头连接;气动信号管道终端应配装可拆卸的活动连接件。(接头)
气源管道安装
(1 )气源管道采用镀锌钢管时,应用螺纹连接,拐弯处应采用弯头,连接处应密封,缠绕密封带或涂抹密封胶时,不得使其进入管内; 釆用无缝钢管时,应焊接连接,焊接时焊渣不得落入管内。(连接方式)
(2)气源管道末端和集液处应有排污阀,排污管口应远离仪表、电气设备和线路。 水平干管上的支管引出口应在干管的上方。(排污阀、排出口、引出口)
(3)气源系统安装完毕后应进行吹扫,吹扫气应使用合格的仪表空气,先吹总管, 再吹干管、支管及接至各仪表的管道。(吹扫)
(4)气源装置使用前,应按设计文件规定整定气源压力值。(压力整定)
液压管道安装
(1 )油压管道不应平行敷设在高温设备和管道上方,与热表面绝热层的距离应大于 150mm。 (于热辐射管道旁敷设)
(2)供液系统用的过滤器安装前,应清洗干净。 进口与出口方向不得装错,排污阀与地面间应留有便于操作的空间。 (过滤器清理及进出口方向、排污阀)
(3)供液系统内的止回阀或闭锁阀,在安装前应进行清洗、检查和试验。 (工业系统的止回阀、闭锁阀)
(4)液压泵自然流动回流管的坡度不应小于1 : 10,当回液落差较大时,应在集液箱之前安装一个水平段或U形弯管。(自然流动回落管)
(5)当回液管道的各分支管与总管连接时,支管应顺回液流动方向与总管成锐角连接。 支管与总管的连接
回流管
(6)液压控制器与供液管和回流管连接时,应采用耐压挠性管。 (供液管、回流罐材质)
盘柜箱内仪表管道
(1)当仪表管道引入安装在有爆炸和火灾危险、有毒、有害及有腐蚀性物质环境的仪表盘、柜、箱时,其管道引入孔处应密封。(特殊环境,引入口密封)
(2 )仪表管道应敷设在不妨碍操作和维修的位置,仪表管道与仪表线路应分开敷设。 (仪表管路、线路位置)
仪表管道管路试验
2、气压试验的压力应为设计压力的1.15倍,试验时应逐步缓慢升压,达到试验压力后,应稳压10min,再将试验压力降至设计压力,应稳压5min,采用发泡剂检验应无渗漏。
(1 )水压试验介质应使用洁净水,奥氏体不锈钢管道进行试验时,水中氯离子含量 不得超过25mg/L(25ppm)。在环境温度5摄氏度以下进行试验时,应采取防冻措施。 (水压试验介质、温度)
锅炉整体水压试验链接
(2 )液压试验的压力应为设计压力的1.5倍。当达到试验压力后,应稳压10min,再 将试验压力降至设计压力,稳压10min,应无压降,并应无渗漏。 (管道试验压力10min,设计压力30min) (液压试验压力)
管道液压试验链接
仪表管路液压试验
(3 )气压试验介质应使用空气或氮气,试验温度严禁接近管道材料的脆性转变温度。 (气压试验介质、温度)
脆性转变温度
(4)气压试验的压力应为设计压力的1.15倍,试验时应逐步缓慢升压,达到试验压力 后,应稳压10min,再将试验压力降至设计压力,应稳压5min,釆用发泡剂检验应无泄漏。 管道试验压力,50%试验压力,10%逐级升压每级稳压3min至试验压力,试验压力稳定10分钟,降压至设计压力,发泡剂检验无泄漏为合格。 (气压试验压力)
管道气压试验时,应缓慢升压: 当压力升至试验压力的50%时,观察有没有一场和泄露,如未发现异常或泄漏, 继续按试验压力的10%逐级升压,每级稳压3min,直至试验压力。 应在试验压力下稳压10min, 再将压力降至设计压力,采用发泡剂检验无泄漏为合格。
管道气压试验链接
仪表管路气压试验
(5 )真空管道压力试验应采用0.2MPa气压试验压力。达到试验压力后,稳压15min, 釆用发泡剂检验应无泄漏。 (真空管道压力试验压力)
真空管道压力试验 管道真空度试验
仪表真空管道压力试验链接
(6)测量和输送易燃易爆、有毒、有害介质的仪表管道,必须进行管道压力试验和泄漏性试验。(危险介质仪表管道,压力、泄露试验)
(7)当工艺系统规定要求进行真空度或泄漏性试验时,其内的仪表管道系统(不是仪表)应与工艺系统一起进行试验。 (系统要求真空度、泄露试验,一并进行)
仪表管道真空度和泄露性试验 (与系统一并进行)
管道泄露性试验链接
管道真空度试验链接
(8)仪表气源管道、气动信号管道或设计压力小于或等于0.6MPa的仪表管道,宜采用气体作为试验介质 (仪表气源、气动信号或≤0.6mpa仪表管道,压力试验采用气体介质)
压力试验
6.2.3. 取源部件安装要求 (熟读、理解)
取源部件安装包括:温度取源部件、压力取源部件、流量取源部件、物位取源部件、分析取源部件。
在被测对象上为安装连接检测元件所设置的专用管件、引出口和连接阀门等元件
一般是指直接安装在检测点的部件,比如测温的热电偶、热电阻,有时会称为一次部件。 通俗地说,就是为测量管道、设备的温度、压力等而安装的检测元件(即现场一次仪表)与管道、设备之间的连接管道、管件、阀门等。 常用的有:仪表管咀、仪表接头、温度计套管、压力表弯、阀门等。 安装取源部件的开孔与焊接必须在工艺管道或设备的防腐、衬里、吹扫和压力试验前进行。应避开焊缝及其边缘。 在砌体和混凝土浇筑体上安装的取源部件应在砌筑或浇筑的同时埋入,当无法做到时,应预留安装孔。 温度取源部件要选在介质温度变化灵敏和具有代表性的地方,不宜选在阀门等阻力部件的附近和介质流束呈现死角处以及振动较大的地方。
取源部件安装的一般规定
(1)取源部件的结构尺寸、材质和安装位置应符合设计文件的规定。 (三符合)
(2)设备上的取源部件应在设备制造时同时安装。 管道上的取源部件应在管道预制、安装时同时安装。 (安装时间)
(3)在设备或管道上安装取源部件的开孔和焊接,必须在设备或管道的防腐、衬里 和压力试验前进行。 在高压、合金钢、有色金属设备和管道上开孔时,应采用机械加工的 方法。 (开孔和焊接)
(4)在砌体和混凝土浇筑体上安装的取源部件,应在砌筑或浇筑的同时埋入,埋设深度、露出长度应符合设计和工艺要求; 当无法同时安装时,应预留安装孔。安装孔周围应按设计文件规定的材料填充密实,封堵严密。 (砌块、混凝土浇注体的取源部件的安装)
(5)安装取源部件时,不应在焊缝及其边缘上开孔及焊接。取源阀门与设备或管道的连接不宜釆用卡套式接头。当设备及管道有绝热层时,安装的取源部件应露岀绝热层外。 (安装位置、连接方式、漏出绝热层)
连接方式:螺纹和焊接
(6)取源部件安装完毕后,应与设备和管道同时进行压力试验。 (压力试验)
温度取源部件安装
(1)温度取源部件与管道垂直安装时,取源部件轴线与管道轴线相垂直;与管道呈倾斜角度安装时,宜逆着物料流向,取源部件轴线应与管道轴线相交;在管道的拐弯处安装时,宜你这物料流向,取源部件轴线应与管道轴线相重合。
(2)取源部件安装在扩大管上时,扩大管的安装方式应符合设计文件的规定。
压力取源部件安装
(1)压力取源部件的安装位置应选在被测物料流束稳定的位置,其端部不应超过设备或管道的内壁。
(2)压力取源部件与温度取源部件在同一管段上时,应安装在温度取源部件的上游侧。
(3)当检测带有灰尘、固体颗粒或沉淀物等混浊物料的压力时: 在垂直和倾斜的设备和管道上,取源部件应倾斜向上安装, 在水平管道上宜顺物料流束成锐角安装。
(4)在水平和倾斜的管道上安装压力取源部件时,取压点的方位应符合下列要求: 测量气体压力时,应在管道的上半部; 测量液体压力时,应在管道的下半部与管道水平中心线成0°-45°夹角范围内。 测量蒸汽压力时,应在管道的上半部,以及下半部与管道水平中心线成0°-45°夹角范围内。(画图容易理解)
流量取源部件安装
(1)流量取源部件上、下游直管段的最小长度应符合设计文件的规定,在规定的直管段最小长度范围内,不得设置其他取源部件或检测元件,直管段内表面应清洁,无凹坑 或凸岀物。 (孔板两端流体管道直管长度及要求)
(2)在节流件的上游安装温度计时,温度计与节流件间的直管段距离应符合下列 规定: 1)当温度计插套或套管直径≤0.03D(D为管道内径时),不应小于5D。 2)当温度计插套或套管直径0.03D-0.13D时,不应小于20D (上游温度计的安装)
节流件就是孔板等装置
(3)在节流件的下游安装温度计时,温度计与节流件间的直管管段距离: 不应小于管道内径的5倍。 (下游温度计的安装)
(4 )在水平和倾斜的管道上安装节流装置时,取压口的方位应符合下列要求: 1)测量气体流量时,应在管道的上半部; 2)测量液体流量时,应在管道的下半部与管道水平中心线成0。〜45。夹角范围内; 3)测量蒸汽流量时,应在管道的上半部与管道水平中心线成0。〜45°夹角范围内。 (就是压力取源部件) (取压口方位)
(5)孔板或喷嘴采用单独钻孔的角接取压时,应符合下列要求: 1)上、下游侧取压孔轴线,分别与孔板或喷嘴上、下游侧端面间的距离,应等于取压孔直径的1/2; 2)取压孔的直径宜为4〜10mm,上、下游侧取压孔直径应相等; 3)取压孔轴线应与管道轴线垂直相交。 (单独钻孔角取压)
(6)孔板采用法兰取压时,应符合下列规定: 1)上、下游侧取压孔的轴线分别与上、下游侧端面间的距离,应符合规范规定; 2)取压孔的轴线,应与管道的轴线垂直相交,上、下游侧取压孔的直径应相等。 (法兰取压)
(7)采用均压环取压时: 取压孔应在同一截面上均匀设置,且上、下游取压孔的数量应相等。 (均压环取压)
取压口方位及三种取压方式
(8)皮托管、均速管等流量检测元件的取源部件的轴线,应与管道轴线垂直相交。 (其它流量检测元件)
物位取源部件的安装 (物体位置测量)
(1 )物位取源部件的安装位置,应选在物位变化灵敏,且检测元件不应受到冲击的部位;
(2)内浮筒液位计和浮球液位计采用导向管或其他导向装置时,导向管或导向装置应垂直安装,导向管内液流应畅通;
(3 )双室平衡容器安装前应复核制造尺寸,安装应垂直,中心点应与正常液位相重合;
(4)单室平衡容器宜垂直安装,安装标高应符合设计文件的规定;
(5)补偿式平衡容器安装固定时,应设置防止因被测容器的热膨胀而被损坏的措施;
(6 )安装浮球式液位仪表的法兰短管应使浮球能在全量程范围内自由活动;
(7)电接点水位计的测量筒应垂直安装,筒体零水位电极的中轴线与被测容器正常工作时的零水位线应处于同一高度;
(8 )静压液位计取源部件的安装位置应远离液体进、出口 ;
(9)重锤料位计取源部件的安装位置应在容器中心与侧壁之间,应垂直安装;
(10)雷达、超声波等的取源部件应使检测元件与被测对象区域内无遮挡物,并应远离物料进出口。
实例
液位仪
浮筒液位仪
浮球液位仪
平衡容器
单室平衡容器
双室平衡容器
补偿式平衡容器
电接点水位计
静压液位仪
差压液位仪
重锤料位仪
雷达、超声波物位仪
射频导纳物位计
导纳的含义为电学中阻抗的倒数,它由电阻性成分、电容性成分、感性成分综合而成,而射频即高频无线电波谱,所以射频导纳可以理解为用高频无线电波测量导纳。
分析取源部件安装 (分析化学成分)
1、应安装在压力稳定、能灵敏反映真实成分变化和取得具有代表性的分析样品的位置。
2、在水平和倾斜的管道上安装分析取源部件时,安装方位与安装压力取源部件的要求相同。
(1 )分析取源部件应安装在压力稳定、能灵敏反映真实成分变化和取得具有代表性 的分析样品的位置。取样点周围不应有层流、涡流、空气渗入、死角、物料堵塞或非生产过程的化学反应。
(2)被分析的气体内含有固体或液体杂质时,取源部件的轴线与水平线之间的仰角 应大于15。
(3)在水平和倾斜的管道上安装分析取源部件时,安装方位与安装压力取源部件的 要求相同。
6.2.4. 仪表设备安装要求
一般安装的规定
(1 )仪表中心距操作地面的高度宜为1.2〜1.5m;显示仪表应安装在便于观察示值的 位置。
(2)安装过程中不应敲击、振动仪表。仪表安装后应牢固、平正。仪表与设备、管 道或构件的连接及固定部位应受力均匀,不应承受非正常的外力。
(3)设计文件规定需要脱脂的仪表,应经脱脂检查合格后安装。
(4)直接安装在管道上的仪表,宜在管道吹扫后安装; 当必须与管道同时安装时, 在管道吹扫前应将仪表拆下。
(5 )直接安装在设备或管道上的仪表在安装完毕应进行压力试验。
(6 )仪表接线箱(盒)应采取密封措施,引人口不宜朝上。
(7)对仪表和仪表电源设备进行绝缘电阻测量时,应有防止弱电设备及电子元件被 损坏的措施。
(8)现场总线仪表线路连接应为并联方式,且每条现场总线上的仪表数量、总线的 最大距离应符合设计文件规定。
(9)核辐射式仪表安装前应编制具体的安装方案,安装中的安全防护措施应符 合国家现行有关放射性同位素工作卫生防护标准的规定。在安装现场应有明显的警戒 标识。
仪表盘柜箱的安装
(1 )仪表盘、柜、箱的型钢底座应在地面施工完成前安装找正,其上表而宜高出地面。
(2)仪表盘、柜、操作台之间及仪表盘、柜、操作台内各设备构件之间的连接应牢 固,安装用的紧固件应为防锈材料。安装固定不应采用焊接方式。 (便于维修更换)
温度检测仪表安装
(1)测温元件安装在易受被测物料强烈冲击的位置,应按设计文件规定釆取防弯曲措施。
(2 )压力式温度计的温包必须全部浸入被测对象中。
(3)在多粉尘的部位安装测温元件,应采取防止磨损的措施。
(4)表面温度计的感温面与被测对象表面应紧密接触,并应固定牢固。 例如,以汽机轴瓦温度计安装为例,要求如下: 1)领料:根据施工图纸及设备图纸领回所需设备材料,清点、核实数量。 2)温度计安装:待机务专业吊起轴瓦放置妥当后,清理污油与温度计测孔,将温度 计拧进测孔,注意温度计要顶紧,不要留有间隙。 3)钻孔攻丝:如轴瓦盘上没有预留温度计线固定孔,则需用手枪电钻钻眼,攻丝: 注意钻眼位置应选择合适地方,不得有碍扣瓦工作或不便下步穿线检修等。 4)引线固定:根据设计将温度计延长线套入黄腊管或其他保护套管,用白布带扎紧,固定在预留或自己制作的固定点处;固定好后要用万用表测量温度计,温度计应完好无损。 5)引出轴承座密封,待机务专业固定好轴瓦后将温度计线穿出轴座引出孔,上好密封套,用胶密封,万用表测量温度计完好无损。 6)完善及接线:待机务最终扣完轴承上盖后,再次测量温度计是否完好。 例如,以汽机高中压缸温度计安装为例,要求如下: 1)根据设备图纸、清单领取材料,做光谱分析,设备材料材质应与汽机本体材料相 符或与设计要求相一致。 2)测孔清理,核对各测点测孔,用干净的白布沾汽油清洗污物,如污染严重或必要 时可再用丝锥攻一遍。 3)温度计试装:根据设备图纸将各测点设备、材料配齐进行一一试装,发现问题及 时解决。
压力检测仪表安装
(1 )测量低压的压力表或变送器的安装高度,宜与取压点的高度一致。 (高度一致,保障精确度)
(2)测量高压的压力表安装在操作岗位附近时,宜距操作面1.8m以上,或在仪表正面加保护罩。 (距离、防护罩,保障安全)
(3)现场安装的压力表,不应固定在有强烈振动的设备或管道上。
流量检测仪表的安装
(1 )节流件安装应符合以下规定: 1)节流件安装前应进行清洗,清洗时不应损伤节流件。 2)节流件必须在管道吹洗后确定节流件安装方向,必须使流体从节流件的上游端面流向节流件的下游端面,孔板的锐边或喷嘴的曲面侧迎着被测流体的流向。 3)在水平和倾斜的管道上安装的孔板或喷嘴: 当排泄孔流体为液体时,排泄孔的位 置应在管道的正上方; 流体为气体或蒸汽时,排泄孔的位置应在管道的正下方。 4)节流件的端面应垂直于管道轴线,其允许偏差应为1°,节流件应与管件或夹持件同轴,其轴线与上、下游管道轴线之间的误差应符合规范规定。(垂直、同轴)
(2 )流量计安装应符合以下规定: 1)涡轮流量计和涡街流量计的信号线应使用屏蔽线,其上、下游直管段的长度应符合设计文件的规定。 2)质量流量计应安装于被测流体完全充满的水平管道上。测量气体时,箱体管应置于管道上方;测量液体时,箱体管应置于管道下方。 3)电磁流量计安装流量计外壳、被测流体和管道连接法兰之间应等电位接地连接; 在垂直的管道上安装时,被测流体的流向应自下而上; 在水平的管道上安装时,两个测量电极不应在管道的正上方和正下方位置; 流量计上游直管段长度和安装支撑方式应符 合设计文件规定。 4)超声波流量计上、下游直管段长度应符合设计文件规定;对于水平管道,换能器的位置应在与水平直线成45。夹角的范围内;被测管道内壁不应有影响测量精度的结垢层 或涂层。
涡轮流量计 流体带动涡轮旋转
涡街流量计 旋涡发生体制造旋涡,通过旋涡计算流量
热敏电阻法(灵敏度高): 在三角柱体的迎流面上对称的嵌入两个热敏电阻,热敏电阻中通入恒定的电流,使之温度在流体静止的情况下比流体高出10℃左右。未起漩时,流体的温度相同,交替旋转时,发生漩涡的一侧,能量损失,因此流速降低,此侧对电阻的冷却作用下降,可以产生一个脉冲。 电磁检测法: 旋涡发生体后设置一个信号电极,并使电极处于一个磁感应强度为B的永久磁场中,流体旋涡的振动使电极同频率振动,切割磁力线产生感应电动势特点:不怕管道振动,刚刚兴起的涡街频率检测方法,如图5
热敏电阻
电磁
概要
质量流量计
如孔板流量计、层流质量流量计、涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、转子流量计、超声波流量计和椭圆齿轮流量计等的流量测量值是流体的体积流量。
超声波流量计
物位检测仪表的安装
(1)浮筒液位计的安装: 应使浮筒呈垂直状态,垂直度允许偏差为2mm,浮筒中心应处于正常操作液位或分界液位的高度。
(2)超声波物位计的安装: 不应安装在进料口的上方;传感器宜垂直于物料表面; 在信号波束角内不应有遮挡物;物料的最高物位不应进入仪表的盲区。
(3 )雷达物位计: 不应安装在进料口的上方,传感器应垂直于物料表面。
(4)射频导纳物位计: 不应安装在进料口的上方,传感器的中心探杆和屏蔽层与容器壁(或安装管)不应接触,应绝缘良好;安装螺纹或法兰与容器应连接牢固、电气接触良好。
(5)用差压计或差压变送器测量液位时: 仪表安装高度不应高于下部取压口。
机械量检测仪表的安装
(1)电阻应变式称重仪表的安装应符合下列要求: 1 )负荷传感器的安装和承载应在称重容器及其所有部件和连接件的安装完成后进行。 2)负荷传感器应安装为垂直状态,传感器的主轴线应与加荷轴线相重合,各个传感器的受力应均匀。 3)当有冲击负荷时,应按设计文件规定采取缓冲措施。 4)称重容器与外部的连接应为软连接; 水平限制器的安装应符合设计文件规定; 传 感器的支撑面及底面均应平滑,不得有锈蚀、擦伤及杂物。
(2)机械量仪表的涡流传感器探头与前置放大器之间应用专用同轴电缆连接,电缆阻抗应与探头和前置放大器相匹配。
成分分析和物性检测仪表的安装
(1)被分析样品的排放管应直接与排放总管连接,总管应引至室外安全场所,其集液处应有排液装置。
(2 )可燃气体检测器和有毒气体检测器的安装位置应根据所检测气体的密度确定: 其密度大于空气时,检测器应安装在距地面200〜300mm处, 其密度小于空气时,检测器应安装在泄漏区域的上方。
执行器安装
(1)执行机构的型号、规格应符合设计要求,一般安装在调节机构的附近,不得有碍于通行和调节检修,并应便于操作和维护。
(2)执行机构的机械动作应灵活、无松动及卡涩现象。执行机构的连杆长度应能调节,并应使调节机构在全开到全关的范围内动作灵活、平稳。
(3)执行机构安装应使操作手轮顺时针方向转动为关小,逆时针方向转动为开大, 否则应在执行机构上标明手轮开关的操作方向。
6.2.5. 控制仪表和综合控制系统安装
1.在控制室内安装的各类控制、显示、记录仪表和辅助单元以及综合控制系统,在开箱和搬运中应防止剧烈振动和避免灰尘、潮气进入设备。
2.综合控制系统设备安装前应具备下列条件: (1)基础底座安装完毕;地板、顶棚、内墙、门窗施工完毕。 (2)空调系统已投入运行;供电系统及室内照明施工完毕并已投入运行。 (3)接地系统施工完毕,接地电阻符合设计文件规定。
3.综合控制系统设备安装就位后应保证产品要求的供电条件、温度和湿度,保持室内清洁。
6.2.6. 仪表管路脱脂技术
脱脂施工的一般规定
(1)设计文件未规定脱脂溶剂时,可按下列要求选用脱脂溶剂: 1)金属件的脱脂应选用工业用二氯乙烷、四氯乙烯; 2)黑色金属和有色金属的脱脂应选用工业用三氯乙烯; 3)铝制品的脱脂应选用10%的氢氧化钠溶液; 4)工作物料为浓硝酸的仪表、控制阀、管子和其他管道组成件的脱脂应选用65%的 浓硝酸。
(2)当采用二氯乙烷、四氯乙烯和三氯乙烯脱脂时,脱脂件应干燥、无水分。
(3 )接触脱脂件的工具、量具及仪器应经脱脂合格后再使用。
(4)脱脂合格的仪表、控制阀、管子和其他管道组成件应封闭保存,并应加设标识;安装时严禁被油污染。
脱脂方法
(1)有明显锈蚀的管道部位,应先除锈再脱脂。
(2)采用擦洗法脱脂时,应使用不易脱落纤维的布或丝绸,不得使用棉纱。脱脂后,脱脂件上严禁附着纤维。
(3)符合下列规定之一的情况应视为检验合格: 1)当用清洁干燥的白滤纸擦洗脱脂件表面时,纸上应无油迹; 2)当用紫外线灯照射脱脂表面时,应无紫蓝荧光; 3)当用蒸汽吹洗脱脂件时,应将颗粒度小于1mm的数粒纯樟脑放入蒸汽冷凝液内, 樟脑在冷凝液表面应不停旋转; 4)当用浓硝酸脱脂时,浓硝酸中所含有机物的总量不应超过0.03%。
6.2.7. 仪表管路接地施工技术
通用要求
1、供电电压高于36V的现场仪表的外壳,仪表盘、柜、箱、支架、底座等正常不带电的金属部分,均应做保护措施;
2、仪表及控制系统应做工作接地,工作接地应包括回路接地和屏蔽接地,以及特殊要求的本质安全电路接地,接地系统的连接方式和接地电阻值应符合设计文件的规定。
7、仪表及控制系统的的工作接地、保护接地应公用接地装置。
8、仪表保护接地系统应接到电气工程低压电气设备的保护接地网上,连接应牢固,不应串联接地。
3、各仪表回路应只有一个信号回路接地点。信号回路的接地点应在显示仪表侧。当采用接地型热电偶和检测元件已接地的仪表时,在显示仪表侧不应再接地。
4、铠装电缆的铠装两端应进行保护接地。
5、在中间接线箱内,主电缆分屏蔽层应用端子将对应的二次电缆屏蔽层进行连接,不同的屏蔽层应分别连接,不应混接,并应绝缘。
6、仪表盘、柜、箱内各回路的各类接地,应分别由各自的接地支线引至接地汇流排或接地端子板,由接地汇流排或接地端子板引出接地干线,再与接地总干线和接地极相连。各接地支线、汇流排或端子板之间在非连接处应绝缘。
9、接地系统的连接线应采用铜芯绝缘电线或电缆,并应采用镀锌螺栓紧固。仪表盘、柜、箱内的接地汇流排应采用铜材,并应采用绝缘支架固定。接地中干线与接地体之间应采用焊接。
10、当控制室、机柜室内的接地干线采用扁钢时,应进行绝缘,并应绝缘到接地装置连接点。
盘、台、柜接地要求
1、DCS系统的接地有三部分:系统电源地、信号屏蔽地、机柜安全地。在DCS机柜内安装有三块接地铜牌,分别与三个地对应。三根铜牌在DCS系统内互相绝缘。每根铜排要求各自独立连接到电气全厂接地网上,中间无其他系统的地线接入。
2、单独接地,不与其他系统共用接地点或接地点。
3、接地点到防雷接地或高压电气设备接地点的距离需大于10m。
4、每个机柜的系统电源地,信号屏蔽地、机柜安全地分别汇总接至电源柜三根铜牌上,分别引至总接地点,走线尽量短而直,总接地电阻小于3Ω。
5、DCS机柜要求浮空,底座与机柜间铺设绝缘材料,盘柜与底座连接螺栓应带绝缘垫片。
6、DCS远程控制站和智能采集前端就近接入电气全厂接地网。
7、其他盘柜如无特殊要求,一般底座应就近接入电气全厂接地网。
6.3. 1H413063 自动化仪表的调试要求
6.3.1. 自动化仪表调试的一般要求
1、仪表试验的电源电压应稳定。交流电源及60V以上的直流电源电压波动不应超过±10%,60V以下的直流电源电压波动不超过±5%。
2、仪表试验的气源应清洁、干燥,露点比最低环境温度低10℃以上。气源压力应稳定。
3、仪表校准和试验用的标准仪器仪表应具备有效的计量检定合格证明,其基本误差的绝对值不宜超过被校准仪表基本误差绝对值的1/3 。
4、仪表工程在系统投用前应进行回路试验;
5、对于施工现场不具备校准条件的仪表,可对检定合格证明的有效性进行验证。
6、单台仪表的校准点应在仪表全量程范围内均匀选取,一般不应少于5点; 回路试验时,仪表校准点不应少于3点。
6.3.2. 单台仪表的校准和试验要求
1.指针式显示仪表: (1)面板清洁,刻度和字迹清晰。 (2)指针在全标度范围内移动应平稳、灵活,其示值误差、回程误差应符合仪表准确度的规定。误差平方的和开平方根。 (3)在规定的工作条件下倾斜或轻敲表壳后,指针位移应符合仪表准确度的规定。
2、指针式记录仪表
3、数字式显示仪表 示值应清晰、稳定,在测量范围内其示值误差应符合仪表准确 度的规定。误差平方的和开平方根。
4、浮筒式液位计 可采用干校法或湿校法校准。 干校挂重质量的确定,以及湿校试验介质密度的换算,均应符合产品设计使用状态的要求。 储罐液位计、料面计可在安装完成 后直接模拟物位进行校准。
5、称重仪表及其传感器 安装完成后直接均匀加载标准重量进行校准。
6、测量位移、振动、转速等机械量的仪表 使用专用试验设备进行校准和试验
7、控制阀和执行机构的试验 (1 )阀体压力试验和阀座密封试验等项目,可对制造厂出具的产品合格证明和试验 报告进行验证,对事故切断阀应进行阀座密封试验。 (2)应进行膜头、缸体泄漏性试验以及行程试验。 (3)事故切断阀和设计规定了全行程时间的阀门,应进行全行程时间试验。 (4 )执行机构在试验时应调整到设计文件规定的工作状态。
8、分析仪表的显示仪表部分 按照本节对显示仪表的要求进行校准
9、单元组合仪表、组装式仪表 对各单元分别进行试验和校准,其性能要求和准确度应符合产品技术文件的规定。
10、现场总线仪表 应用总线通信器检查设备内部参数。
11、单台仪表校准和试验应填写校准和试验记录; 仪表上应有试验状态标识和位号标识; 仪表需加封印和漆封的部位应加封印和漆封。
12、变送器、转换器应进行输入输出特性试验和校准。其准确精度应符合设计文件的规定,输入输出信号范围和类型应与名牌标识、设计文件规定一致,并应与显示仪表配 套,还应按设计文件和使用要求进行零点、量程调整和零点迁移调整。
6.3.3. 仪表电源设备试验
1、电源设备的带电部分与金属外壳之间的绝缘电阻,当采用500V兆欧表测量时,不应小于5MΩ。
2、电源设备应进行输出特性检查。
3、不间断电源应进行自动切换性能试验。
6.3.4. 综合控制系统实验
1.综合控制系统应在回路试验和系统试验前在控制室内对系统本身进行试验。
2.综合控制系统的试验应在本系统安装完毕,供电、照明、空调等有关设施均已投入运行的条件下进行。
3.可编程序控制器应进行下列试验:
(1)模拟输人条件,检验逻辑控制输出。
(2)有模拟量控制的系统,应进行模拟量输入和输出试验,同时应进行运算、控制功能试验。
4.分散控制系统应进行下列试验
(1)系统通信功能试验;
(2)系统操作画面功能试验
(3)应模拟输人进行运算功能、控制功能、报警联锁功能试验,在操作站应查看对应功能显示,同时应测量相应控制输出值
(4)系统冗余功能、断电恢复功能试验;
(5)系统报表打印、拷贝、历史数据查询等功能试验;
(6)工程师站操作、维护、修改功能检查试验
5.现场总线控制系统除分散控制系统试验内容外,还应进行下列试验
(1)系统通信线路检查、总线地址分配检查试验;
(2)总线系统供电检查试验。
6.3.5. 回路试验和系统试验
检测回路的试验
1、在检测回路的信号输入端输入模拟被测变量的标准信号,回路的显示仪表部分的示值误差,不应超过回路内各单台仪表允许基本误差平方和的平方根。
2、温度检测回路可在检测元件的输出端向回路输入电阻值或毫伏值模拟信号。
3、当现场不具备模拟被测变量信号的回路时,应在其可模拟输入信号的最前端输入信号进行回路测试。
控制回路试验
(1 )控制器和执行器的作用方向应符合设计文件规定。
(2)通过控制器或操作站的输岀向执行器发送控制信号,检查执行器的全行程动作 方向和位置应正确。执行器带有定位器时应同时试验。
(3)当控制器或操作站上有执行器的开度和起点、终点信号显示时,应同时进行检 查和试验。
报警系统
(1)系统中有报警信号的仪表设备,包括各种检测报警开关、仪表的报警输出部件 和接点,应根据设计文件规定的设定值进行整定。
(2)在报警回路的信号发生端模拟输入信号,检查报警灯光、音响和屏幕显示应正 确。报警点整定后宜在调整器件上加封记。
(3)报警的消声、复位和记录功能应正确。
程序控制系统和联锁系统
(1 )程序控制系统和联锁系统有关装置的硬件和软件功能试验已经完成,系统相关的回路试验已经完成。
(2)系统中的各有关仪表和部件的动作设定值,应根据设计文件规定进行整定。
(3)联锁点多、程序复杂的系统,可先分项、分段进行试验,再进行整体检查试验。
(4)程序控制系统的试验应按程序设计的步骤逐步检査试验,其条件判定、逻辑关系、动作时间和输出状态等均应符合设计文件规定。
(5)在进行系统功能试验时,可采用已试验整定合格的仪表和检测报警开关的报警 输出接点直接发出模拟条件信号。
(6)系统试验中应与相关的专业配合,共同确认程序运行和联锁保护条件及功能的 正确性,并对试验过程中相关设备和装置的运行状态和安全防护采取必要措施。
7. 1H413070 防腐蚀工程施工技术 除锈/涂层 6/9
7.1. 1H413071 设备及管道防腐蚀工程 施工方法
7.1.1. 腐蚀类型及防腐蚀措施
腐蚀类型
按金属腐蚀机理
化学腐蚀
电化学腐蚀
。例如:2021新增 不锈钢与非合金钢、低合金钢接触存在铁离子、铬离子电位差而形成微电池,产生电化学腐蚀; 氯离子对不锈钢发生化学腐蚀溶解其表面钝化膜而产生点蚀(孔蚀),这些小蚀坑便是孔蚀核,在自然条件下,含氯离子的介质中含有氧或阳离子氧或阳离子氧化剂时,电化学腐蚀能促使蚀核长大成蚀孔。
腐蚀环境
大气腐蚀、土壤腐蚀、海水腐蚀、淡水腐蚀、化学介质腐 蚀、高温腐蚀等
破坏形态
全面腐蚀、局部腐蚀。
防腐蚀措施
设备及管道本体材料应符合设计文件规定,并采取下列技术措施:介质处理、覆盖层、电化学保护、添加缓蚀剂。
介质处理
去除介质中促进腐蚀的有害成分,调节介质的PH值及改变介质的湿度等。 锅炉给水的除氧;在管道输送原油前,必须脱出原油中水及其他腐蚀性成分。
火力发电厂水的除氧
覆盖层
金属表面覆盖层是指在金属表面喷、衬、渗、镀、涂上一层耐蚀性较好的金属或非金属物质,使被保护金属表面与介质隔离,降低金属腐蚀的速度。 设备及管道覆盖层主要有:
涂料涂层
非金属涂层,环氧树脂类、聚氨酯类等
金属涂层
是利用某种热源,如电弧、等离子弧、燃烧火焰等将粉末状或丝状的金属涂层材料加 热到熔融或半熔融状态, 然后借助焰流本身的动力或外加的高速气流雾化并以一定的速度 喷射到经过预处理的基体材料表面,与基体材料结合而形成具有各种功能的表面金属覆盖层。 金属涂层常用于设备或储罐的外壁防腐。
衬里
在金属设备及管道内衬金属或非金属材料,将其金属表面与工艺介质隔开,防止金属的腐蚀。 常用的衬里方法: 非金属:块材衬里、纤维增强塑料衬里、橡胶衬里、塑料衬里、玻璃鳞片衬 里、铅衬里、喷涂聚脈衬里、氯丁胶乳水泥砂浆衬里等。 金属:对于温度、压力较高的场合,可衬耐蚀金属,如不锈钢、钛、铜、铝等。
管道防腐层
用于土壤、淡水、海水等腐蚀性较强环境中的钢质管道。 常用类型有:三层聚乙烯防腐层、环氧粉末防腐层、环氧煤沥青防腐层。
电化学保护层
阴极保护 其原理是向被腐蚀金属结构物表面施加一个外加电流,被保护结构物成为阴极,从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制,避免或减弱腐蚀的发生。 埋地钢质管道、钢网以及储罐常采用阴极保护技术。
阳极保护: 被保护金属为阳极,进行阳极氧化而是金属钝化的保护方法。 硫酸设备等化工设备和设施可采用阳极保护技术;
钝化:金属经强氧化剂或电化学方法氧化处理,使表面变为不活泼态即钝化的过程,是使金属表面转化为不易被氧化的状态,而延缓金属的腐蚀速度的方法。 金属由于介质的作用生成的腐蚀产物如果具有致密的结构,形成了一层薄膜(往往是看不见的),紧密覆盖在金属的表面,则改变了金属的表面状态,使金属的电极电位大大向正方向跃变,而成为耐蚀的钝态。如Fe→Fe2+时标准电位为-0.44V,钝化后跃变到+0.5~1V,而显示出耐腐蚀的贵金属性能,这层薄膜就叫钝化膜。
阴极、阳极 正极、负极
电子从负极流向正极,电流从正极流向负极。 失去电子的电极棒是负极,得到电子的电极棒是正极。 阴极:失去电子的电极棒发生了氧化反应充当还原剂; 阳极:得到电子的电极棒发生了还原反应充当氧化剂。 [还原剂可以形象理解为归还、还给他、把电子还给别人,还原剂被氧化发生氧化反应]
添加缓蚀剂
加入乌洛托品等缓蚀剂可减轻炼油装置的腐蚀。
7.1.2. 涂料涂层施工方法
刷涂法
手工涂装方法。 优点:漆膜渗透性强, 可以深入到细孔、缝隙中;工具简单,投资少,操作容易,适应性强;对工件形状要求不严,节省涂料等。 缺点:该施工方法劳动强度大,生产效率低,涂膜易产生刷痕,外观欠佳。因此,刷涂法常用于小面积涂装。
滚涂法
滚涂法适用于较大面积工件的涂装,较刷涂法效率高。
空气喷涂法
可获得厚薄均匀、光滑平整的涂层。 缺点是空气喷涂法涂料利用率较低, 对空气的污染也较严重。
高压无气喷涂法
(1 )高压无气喷涂是使涂料通过加压泵加压后经喷嘴小孔喷出,涂料高速离开喷嘴 扩散成极细的颗粒而涂敷于工件表面。
(2)高压无气喷涂优点: 克服了一般空气喷涂时,发生涂料回弹和大量漆雾飞扬的现象,不仅节省了漆料,而且减少了污染,改善了劳动条件; 工作效率较一般空气喷涂提 高了数倍至十几倍; 涂膜质量较好。 适宜于大面积的物体涂装。
7.1.3. 金属涂层施工方法
设备及管道表面金属涂层主要采用热喷涂法施工。
金属热喷涂类型
根据热源的不同,一般将金属热喷涂分成燃烧法和电加热法两大类。
金属热喷涂工艺
金属热喷涂工艺包括基体表面预处理、热喷涂、后处理、精加工等过程。(即顺序)
金属热喷涂用材
锌、锌铝合金、铝和铝镁合金,分为金属丝和金属粉末两种形式
金属热喷涂设备
虽然因热喷涂的方法不同其设备也各有差异,但其设备都主要由喷枪、热源、涂层材料供给装置、控制系统、冷却系统组成。
7.1.4. 衬里施工方法
块材衬里
块材衬里施工采用胶泥衬砌法。耐腐蚀砖板等块状材料; 常用胶泥主要有水玻璃胶泥和树脂胶泥。
纤维增强塑料衬里
纤维增强塑料衬里是指以树脂为粘结剂,以纤维及其织物为增强材料铺贴或喷射而形成的设备、管道衬里层。
铺贴法
用手工糊制贴衬纤维增强塑料,可连续施工或间断施工。 其中,纤维增强酚醛树脂衬里应采用间断法施工纤维增强材料的涂胶可以采用刷涂法,也可采用浸揉法处理。
喷射法
首先在处理后的基体表面均匀喷涂封底胶料,再将增强纤维无捻粗纱切成小段,与树脂一起喷到基体表面,喷射后采用辊子将沉积物压实。
橡胶衬里
橡胶衬里使用采用粘贴法,接口以搭边方式粘合;橡胶衬里包括加热硫化橡胶衬里、自然硫化橡胶衬里和预硫化橡胶衬里。
塑料衬里
塑料板材或管材,以焊接、粘贴等方法衬砌在设备或管道的内表面。 常用塑料衬里工程包括软聚氯乙烯板衬里设备、氟塑料衬里设备和塑料衬里管道。
铅衬里
铅衬里的方法分为衬铅和搪铅两种。 铅衬里适用于常压或压力不高、温度较低和静载荷作用下工作的设备; 真空操作的设备、受振动和有冲击的设备不宜采用。 例如,铅衬里常用在制作输送硫酸的泵、管道和阀等设施的衬里上。
金属铅是一种耐蚀的重有色金属材料,铅具有熔点低、耐蚀性高、X射线和γ射线等不易穿透、塑性好等优点,常被加工成板材和管材,广泛用于化工、电缆、蓄电池和放射性防护等工业部门。 耐腐蚀机理:铅在空气中表面生成致密的氧化铅膜,在潮湿并含有二氧化碳的空气中生成碳酸铅膜,在硫酸中生成硫酸铅膜,这些生成膜起到良好的保护作用。 压力加工性能极好(压铅法),不产生加工硬化。铅和铅合金的强度、硬度,特别是疲劳强度和蠕变强度较低,易遭疲劳和蠕变破坏,在设计和用作构件时应予以注意。
7.1.5. 阴极保护施工方法
强制电流阴极保护
强制电流阴极保护组成:直流电源、辅助阳极、被保护管道与附属设施。
辅助阳极材料: 有高硅铸铁阳极、石墨阳极、钢铁阳极、导电聚合物阳极和金属氧化物阳极等。
施工方法
电源设备的机壳应接地,安装环境应与使用环境相匹配。 电源设备所用外部电源应设置独立的配电箱。
辅助阳极地床根据埋设深度不同可分为: 浅埋阳极地床和深井阳级地床。阳极四周宜填充焦炭、石墨等填充料。首末端应设置永久性地床标识桩。 浅埋阳极地床:可采用水平式或立式。 在非永冻土地区,辅助阳极应安装在冻土层 以下,埋深不宜小于Im; 在永冻土地区,辅助阳极应安装在岛状冻土之间的非永冻土层或冻融地层内。 深井阳极地床:应安装非金属耐氯材料制造的排气管,缓解阳极与导电填料间产生的气阻。
被保护的设备、管道与电缆的连接宜采用铝热焊或铜焊。
应在地面安装测试桩以检测阴极保护技术参数。
牺牲阳极阴极保护
牺牲阳极阴极保护组成:牺牲阳极、被保护管道与附属设施。
常用的牺牲阳极材料包括:镁及镁合金阳极、锌及锌合金阳极、铝合金阳极以及镁锌复合式阳极, 其中铝合金阳极主要用于海洋环境中管道或设备的牺牲阳极保护。
(2 )施工方法
1 )为了降低牺牲阳极的消耗率,提高阳极的电流效率,需在牺牲阳极周围填充填包料。 牺牲阳极的填包料:由石膏粉、膨润土、工业硫酸钠组成,其质量百分比为75 : 20 : 5。填包料可以在工厂预组装或现场配制。
2)牺牲阳极的电缆应通过测试装置与被保护对象实现电连接。
3)棒状牺牲阳极:可釆用单支埋设或多支成组埋设两种方式,按轴向和径向分为立式和水平式两种。
4)带状牺牲阳极:应根据用途和需要与被保护对象同沟敷设或缠绕敷设。
7.2. 1H413072 设备及管道防腐蚀工程 施工技术要求
一、 基本要求
1.技术条件
(1)设计及其相关技术文件齐全,施工图纸已经会审。
(2)施工组织设计或施工方案已批准,技术和安全交底已完成。
2.安全生产条件
(1)施工人员已进行安全教育和技术培训,且经考核合格。
(2)防护设施安全可靠,施工用水、电、气、汽能满足连续施工的需要。
(3)已制定相应的应急处置方案。
3.资源条件
(1)材料、机具、检测仪器、施工设施及场地已齐备。
(2)防腐蚀工程施工的材料,应具有产品质量证明文件,且应包括下列内容:
1)产品质量合格证
2)质量技术指标及检测方法;
3)材料检测报告或技术鉴定文件;
4)需要现场配置使用的材料,应经试验确定,不得随意改变确定的配合比。
4.现场条件
(1)设备及管道外壁附件的焊接,应在防腐蚀工程施工前完成。
(2)对不可拆卸的密闭设备必须开启全部人孔
(3)作业环境要求
1)当相对湿度大于85%时,应停止表面处理作业;
2)当进行喷射或抛射处理时,基体表面温度应高于露点温度3℃。
5.基体表面条件
(1)不得有划痕、气孔、夹渣、重叠皮、严重腐蚀斑点等;加工表面应平整,表面局部凹凸不得超过2mm。
(2)表面应光滑平整,打磨棱角、毛边以及铸造残留物,并圆滑过渡。
(3)铆接设备的铆接缝应为平缝,铆钉应采用埋头铆钉,设备内部应无铆钉突出。
(4)在需要进行防腐蚀衬里施工的设备及管道上,必要时应设置检漏孔,并应在适当位置设置排气孔。
(5)焊缝的表面要求
1、对接焊缝表面应平整,并应无气孔、焊瘤和夹渣。焊缝高度应≤2mm,并平滑过渡。(18年案例)
2、角焊缝的圆角部位,焊角高度、突出角的焊接圆弧半径以及内角的焊接圆弧半 径应满足要求。
3、设备转角和接管部位的焊缝应饱满、圆滑,不得有毛刺,应将棱角打磨成钝角并形成圆弧过渡。
4、切除组装卡具时,不得损伤基体母材。
二、 防腐工程施工
表面处理方法
工具除锈法
手动工具包括钢丝刷、粗砂纸、 铲刀、刮刀或类似手工工具。 动力工具包括旋转钢丝刷、电动砂轮或除锈机等。
应注意的问题: 动力工具不能达到的地方,应用手动工具做补充清理。用工具除锈时不应造成钢材表面损伤,表面粗糙度应符合规定,不得将钢材表面磨的过光或过于粗糙。
喷射除锈法
喷射除锈指用压缩空气将磨料髙速喷射到金属表面,依靠磨料的冲击和研磨作用,将金属表面的铁锈和其他污物清除。
常以石英砂作为喷射除锈用磨料,称为喷砂除锈。
喷射除锈广泛用于施工现场设备及管道涂覆前的表面处理。
抛射除锈法
1)抛射除锈法是利用高速旋转的叶轮,将进入叶轮腔体内的磨料在离心力作用下由开口处以45°~50°的角度定向抛出,射向被除锈的金属表面。
2)常以铸钢丸作为抛射除锈用磨料,称为抛丸除锈
3)抛射除锈主要用于涂覆车间工件的金属表面处理
表面处理等级
手工或电动工具除锈质量等级
手工或动力工具除锈金属表面处理等级分为St2级、St3级两级。 1) St2级:彻底的手工和动力工具除锈。钢材表面无可见的油脂和污垢且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。(有附着牢固的) 2)St3级:非常彻底的手工和动力工具除锈。钢材表面无可见的油脂和污垢且没有附 着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物,除锈应比St2级更为彻底,基体显露部分的 表面应具有金属光泽
喷射或抛射除锈质量等级
喷射或抛射除锈金属表面处理质量等级分为Sa1级、Sa2级、Sa2.5级、Sa3级四级。
Sa1级:轻度的喷射或抛射除锈。钢材表面无可见的油脂和污垢,没有附着不牢的氧化皮、铁锈和尤其涂层等附着物;(有附着牢固的) Sa2级:彻底的喷射或抛射除锈。氧化皮、铁锈 和油漆涂层等附着物已基本清除,其残留物应是牢固附着的。 Sa2.5级:非常彻底的喷射或抛射除锈。任何残留仅是点状或条纹状的轻微色斑; Sa3级:使金属表观洁净的喷射或抛射除锈。无任何附着物,表面呈现均匀的金属光泽。
表面处理要求 案例,补充
清洁程度要求
处理等级要求: Sa3级:金属热喷涂层 Sa2.5级:橡胶衬里、搪铅、纤维增强塑料衬里、树脂胶泥衬砌砖板衬里、涂料涂层、塑料板粘结衬里、玻璃鳞片衬里、喷涂聚脲衬里(除氯丁和水玻璃的所有衬里+搪铅和涂料涂层) Sa2级或St3级:水玻璃胶泥衬砌板衬里、涂料涂层、氯丁胶泥水泥砂浆衬里 Sa1级或St2级:衬铅、塑料板非粘结衬里
2、处理后的基体表面不宜含有氯离子等附着物。
3、处理合格的工件,在运输保管期间应保持干燥和洁净。
4、基体表面处理后,应在规定的时间间隔内(4h)及时涂覆。
5、再度污染或锈蚀时,基体表面应重新进行处理。
粗糙度要求
1、喷射或抛射除锈后的基体表面应呈均匀的粗糙面,除基体原始锈蚀或机械损伤造成的凹坑外,不应产生肉眼明显可见的凹坑和飞刺。
2、对螺纹、密封面及光洁面应妥善保护,不得误喷。
作业环境要求
1、当相对湿度大于85%时,应停止表面处理作业。
2、当进行喷射或抛射处理时,基体表面温度应高于露点温度3℃。
三、 防腐蚀层施工工艺
涂料涂层
(1)施工环境温度宜为10-30℃,相对湿度不宜大于85%,或被涂覆基体表面温度应比露点温度高3℃。
(2)防腐蚀涂层全部涂装结束后,应按照规定的时间养护后方可交付使用。
(3)基体表面处理等级符合要求。基体表面的凹凸不平、焊接波纹和非圆弧拐角处,应采用耐腐蚀树脂配制的腻子进行修补,腻子干透后,应打磨平整,并应擦拭干净,再进行底涂层施工。
(4)涂料应在储存期内使用,采用双组份涂料,应按质量比配制,并应搅拌均匀。
(5)涂层应均匀,不得漏涂或误涂,涂覆厚度、层数以及前一层涂膜与后一层涂膜间隔时间应按照不同涂料的涂覆工艺要求确定。
(6)氟涂料、富锌涂料宜采用喷涂法施工。
金属热喷层
1. 施工前,应对热喷涂设备进行检查和试验。
2. 基体表面处理等级及粗糙度符合规定。工艺参数应经喷涂试验和涂层的检验优 化确定。
3. 设计厚度≥0.1mm的涂层应分层喷涂。分层喷涂时,喷涂的每一层均应平行搭接,搭接尺寸符合要求;同层涂层的喷涂方向宜一致;上下两层的喷涂方向应纵横交叉。
4. 难以施工的部位应先喷涂。喷涂操作时,宜降低热源功率,提高喷枪的移动速度,并应预留涂层的阶梯状接头。
5. 施工过程中应进行涂层外观、厚度和结合性的中间质量检查。
6. 应在涂层检查合格后及时进行涂料封闭。当涂层受潮时,不得进行封闭。不作涂料封闭的喷涂层,应采用细铜丝刷进行刷光处理。
衬里
(1 )块材衬里
1)设备接管内部衬管的施工,应在设备本体衬砌前进行。衬后应对衬管进行固定, 直至胶泥固化,衬管不得出现偏心或位移。
2)当采用树脂胶泥衬砌块材时,应先在设备、管道表面均匀涂刷树脂封底料一遍。
3)块材衬砌前,宜先试排。衬砌时,顺序应由低到高。阴角处立面块材应压住平面块材,阳角处平面块材应压住立面块材。
4)当在立面衬砌块材时,一次衬砌的高度应以不变形为限,待凝固后再继续施工。 当在平面衬砌块材时,应采取防止滑动的措施。
(2)纤维增强塑料衬里
1 )手工糊制: 封底层和修补层自然固化时间不宜少于24h。
2)间断法: 上一层固化24h后,应修整表面,再铺衬以下各层。
3)连续法: 平面和立面1次连续铺衬的层数或厚度,层数不宜超过3层;(层数) 厚度以不产 生滑移,固化后不起壳或脱层进行确定。(厚度)
4)喷射法: 将玻璃纤维无捻粗纱切成25〜30mm长度,与树脂一起喷射到金属表面, 喷射厚度及纤维含量应符合规定。
(3 )橡胶衬里
1 )加热硫化橡胶衬里: 加热工艺、硫化温度及硫化时间符合要求。
2)自然硫化橡胶衬里: 胶板衬砌时应用专用压滚或刮板,依次压合,排净粘结面间的空气,不得漏压。压滚或刮板的用力程度应以胶板压合面见到压(刮)痕为限,前后两次滚压应有一定尺寸的重叠。
3)预硫化橡胶衬里: 胶板下料尺寸应合理、准确,应减少贴衬应力。形状复杂的工 件应制作样板,并应按样板下料。
(4)塑料衬里
1)从事塑料衬里焊接作业的焊工,应经培训考试合格持证上岗。
2)软聚氯乙烯板釆用粘贴法施工,当粘结剂不能满足耐腐蚀和强度要求时,应在接缝处采用焊条封焊。
3)氟塑料板焊接成型可釆用热风焊、挤出焊或热压焊。
4)塑料衬里管道的施工宜采用松衬法,翻边处应进行加热,并应压平。
(5 )铅衬里
1)衬铅法施工:塔、罐与槽等设备的人孔、进出料口的焊接、铅板搭接方向应与介 质流向一致。铅板与设备内壁应紧密贴合,不得凹凸不平。
2)搪铅法施工:搪铅设备基体表面处理后应露出金属光泽;(至少Sa2.5级) 直接搪铅法搪铅不应少 于2层。 间接搪铅法应先在被搪铅表面采用加热涂锡法进行挂锡,挂锡厚度符合要求。搪 铅时,每层应进行中间检查。厚度应均匀一致,不应有夹渣、裂纹、鼓泡、气孔、焊瘤等 缺陷。
(6)内衬水泥砂浆防腐钢管
内衬水泥砂浆防腐指的是在钢管的管体内部进行水泥砂浆的防腐耐磨处理。输水钢管 通过离心机或管道喷涂机在钢管内壁形成水泥涂层,主要是延长给水管道的使用寿命,保 护水质,提高管道输水能力。应符合《给水排水管道工程施工及验收规范》GB 50268— 2008的相关规定
8. 1H413080 绝热工程施工技术 绝热的方法 9/9 未考过案例题
8.1. 1H413081 设备及管道 绝热工程施工方法
8.1.1. 设备及管道 绝热结构组成
防腐层+保冷结构:保冷层、防潮层、保护层
保冷材料: 柔性泡沫橡塑制品、硬质聚氨酯泡沫塑料制品、泡沫玻璃制品、聚异氰尿酸酯等。
防腐层+保温结构:保温层 、保护层
保温材料: 硅酸钙制品、复合硅酸盐制品、岩棉制品、矿渣棉制品、玻璃棉制品、硅酸铝棉及其制品、硅酸镁纤维毯。;
8.1.2. 绝热层施工方法
嵌装层铺法
将绝热层嵌装穿挂于保温销钉上,外层敷设一层铁丝网形成一个整体, 常用于大平面或平壁设备绝热层施工。绝热材料宜采用软质或半硬质制品。
捆扎法
1、适用于软质毡、板、管壳,硬质、半硬质板等各类绝缘材料制品的施工。用于大型筒体设备及管道时,需依托固定件和支承件来捆扎、定位。
2、对泡沫玻璃、聚氨酯、酚醛泡沫塑料等脆性材料不宜采用镀锌铁丝、不锈钢丝捆扎,宜采用感压丝带捆扎,分层施工的内层可采用粘胶带捆扎。
3、不得使用螺旋缠绕式捆扎。
拼砌法
用块状绝热制品紧靠设备及管道外壁砌筑的施工方法,分为干砌和湿砌。
干砌是将绝热块沿钢结构与构件排列,缝隙可用散棉填实。
湿砌则将绝热块涂抹绝热灰浆,并整齐砌筑,拼缝与缺损处应采取措施加强整体强度。
对某些硬质绝热制品湿砌法保温不但严密性好,结构强度也好。 拼砌法常用于保温结构施工,特别是高温炉墙的保温层砌筑。
缠绕法
(1 )缠绕法是采用矿物纤维绳、带类制品缠绕在设备及管道需要保温的部位。
(2)该方法仅适用于设计允许的小口径管道和施工困难的管道与管束,施工简单, 检修方便,使用辅助材料少,并且适用于不规则的管道。
填充法
用粒状或棉絮状绝热材料填充到设备及管道壁外的空腔内的施工方法。(不能在震动环境中使用)
粘贴法
直接粘贴在设备及管道表面的施工方法
1、适用于各种轻质绝热材料制品,如泡沫塑料类、泡沫玻璃,半硬质或软质毡、板等。
2、当选用粘贴法进行绝热层施工时需要保证粘结剂的性能,即粘结剂的使用温度必须符合被绝热的介质温度要求,对所用绝热材料和被绝热材料表面没有腐蚀,而且有相当强的粘结性。
浇注法
1、浇注法是将配制好的液态原料或湿料倒入设备及管道外壁设置的模具内,使其发泡定性或养护成型的一种绝热施工方法。
2、液态原料目前多采用聚氨酯溶剂,湿料是轻质粒料与胶结料和水的拌合物。 该法较适合异型管件的绝热以及室外地面或地下管道绝热。
喷涂法
喷涂法和浇注法同属现场配料、现场成型的施工方法。
涂抹法
涂抹法可在被绝热对象处于运行状态下进行施工。
可拆卸绝缘层
设备或管道上的观察孔、监测点、维修处的保温,应采用可拆卸式结构。即将保温材料预制成金属盒等可拆卸的结构,采用螺栓等方式固定。
金属反射绝热
利用高反射、低辐射的金属材料(如铝箔、抛光不锈钢、电镀板等)组成的绝热结构称为金属反射绝热结构。主要采用焊接和铆接方式施工。
8.1.3. 防潮层施工方法
涂抹法
捆扎法
8.1.4. 保护层的施工方法
1.金属保护层安装方法 采用金属保护层如镀锌薄钢板或铝合金薄板紧贴在保温层或防潮层上的方法。
2.非金属保护层安装方法 采用非金属保护层如复合制品板紧贴在保温层或防潮层上的方法。
8.2. 1H413082 设备及管道 绝热工程施工技术要点
8.2.1. 施工准备和要求
施工依据
(1 )《业设备及管道绝热工程施工规范》GB 50126—2008,适用于新建、扩建和 改建的外表面温度为-196〜+ 860℃的工业设备及管道绝热工程的施工。
(2 )《设备及管道绝热技术通则》GB/T 4272—2008o
具备条件
(1)宜在设备及管道压力强度试验、严密性试验及防腐工程合格后,开始绝热工程 施工。
(2)在有防腐、衬里的设备及管道上焊接绝热层的固定件时,焊接及焊后热处理必须在防腐、衬里和试压之前进行。
(3)对需要绝热的设备、管道及其附件必须检查、评定,确认合格后才能进行保温施工。
附件安装
(1 )用于绝热结构的固定件和支承件的材质和品种必须与设备及管道的材质相匹配。
(2)不锈钢设备(管道)上焊接的固定件或垫板应采用相同材质牌号的不锈钢。
绝热材料
(1)当需要修改设计、材料代用或采用新材料时,必须经过原设计单位同意。
(2)对于到达施工现场的绝热材料及其制品,必须检查其出厂合格证书或化验、物性试验记录,凡不符合设计性能要求的不予使用。有疑义时必须做抽样复核。 例如:现行行业标准《城镇供热管网工程施工及验收规范》CJJ 28-2014要求,城镇供热管保温材料检验应符合下列规定: 1)保温材料进场前应对品种、规格、外观等进行检查验收,并应从进场的每批材料 中,任选1〜2组试样进行导热系数、保温层密度、厚度和吸水(质量含水、憎水)率等 测定。 2)应对预制直埋保温管、保温层和保护层进行复检,并应提供复检合格证明; 预制直埋保温管的复检项目应包括: 保温管:抗剪切强度、保温层的厚度、密度、压缩强度、吸水率、闭孔率、导热系数;外护管:密度、壁厚、断裂伸长率、拉伸强度、热稳定性。
3)按工程要求可进行现场抽检。
8.2.2. 绝热层施工技术要求
一般规定
分层施工: 当采用一种绝热制品,保温层厚度≥100mm或保冷层厚度≥80mm时,应分为两层或多层逐层施工,各层厚度宜接近。
拼缝宽度: 硬质或半硬质绝热制品用作保温层时,拼缝宽度≤5mm;用作保冷层时,拼缝宽度≤2mm。
搭接长度: 绝热层施工时,每层和层间接缝应错开,其搭接长度宜≥100mm。
拼缝位置: 1)水平管道的纵向接缝位置,不得布置在管道下部垂直中心线45°范围内。 2)当釆用大管径的多块硬质成型绝热制品时,绝热层的纵向接缝位置可不受此限制,但应偏离管道垂直中心线位置。
附件要求: 1)保冷设备及管道上的裙座、支座、吊耳、仪表管座、支吊架等附件,必须进行保冷。 2)保冷层长度不得小于保冷层厚度的4倍或敷设至垫块处,保冷层厚度应为临近保冷层厚度的1/2,但不得小于40mm。设备裙座内、外壁均应进行保冷。
嵌装层铺法施工要求
(1)销钉应用自锁紧板将绝热层和铁丝网紧固,并应将绝热层压下4〜5mm。自锁紧板应紧锁于销钉上,销钉露出部分应折弯成90°埋头。
(2)当绝热层外采用活络铁丝网时,活络铁丝网应张紧并紧贴绝热层,接口处应连接牢固并压平,活络铁丝网下料尺寸应小于实际安装尺寸。
(3)当双层或多层绝热层采用嵌装层铺法敷设时,尚应对软质及半硬质绝热制品的缝隙处进行挤缝,下料后的尺寸应大于施工部位尺寸,并应层层挤压敷设。
捆扎法施工要求
捆扎间距
硬质绝热制品捆扎间距≤400mm; 半硬质绝热制品捆扎间距≤300mm; 软质绝热制品捆扎间距≤200mm。
捆扎方式
1、不得采用螺旋式缠绕捆扎。
2、每块绝热制品上的捆扎件不得少于两道,对有振动的部位应加强捆扎。
3、双层或多层绝热层的绝热制品,应逐层捆扎。
4、不允许穿孔的硬质绝热制品,钩钉位置应布置在制品的拼缝处; 钻孔穿挂的硬质绝热制品,其孔缝应采用矿物棉填塞。
拼砌法施工要求
(1)绝热灰浆应涂抹均匀、饱满,避免干燥后形成明显的干缩裂缝。
(2)当用绝热灰浆拼砌硬质保温制品时,拼缝不严及砌块的破损处应用绝热砂浆填补。拼砌时,可采用橡胶带或铁丝临时捆扎。
缠绕法施工要求
(1)当用绝热绳缠绕施工时,各层缠绳应拉紧,第二层应与第一层反向缠绕并应压 缝。绳的两端应用镀锌铁丝捆扎于管道上。
(2)当用绝热带缠绕时,绝热带应采用规格制品。当现场加工时,其带宽应小于150mm,可制带成卷,敷设时应螺旋缠绕,其搭接尺寸应为带宽的1/2。
填充法施工要求
(1)对于不通行地沟中的管道釆用粒状绝热材料施工时,宜将粒状绝热材料用沥青或憎水剂浸渍并经烘干,趁微热时填充。
(2)在立式设备上进行填充法施工时,应分层填充,层间应均匀、对称,每层高度宜为400~600mm。
粘贴法施工要求
(1)粘结剂在使用前,应进行实地试粘。施工中粘结剂取用后应及时密封。粘结剂的涂抹厚度应符合要求,并应涂满、挤紧和粘牢。
(2)粘贴操作时,连续粘贴的层高,应根据粘结剂固化时间确定。绝热制品可随粘随用卡具或橡胶带临时固定,应待粘结剂干固后拆除。
(3)粘贴在管道上的绝热制品的内径,应略大于管道外径。 保冷制品的缺棱掉角部分,应事先修补完整后粘贴。 保温制品可在粘贴时填补。
(4)球形容器的保冷层宜采用预制成型的弧形板,粘贴前粘结剂应点状涂抹在预制 板上,并应与壁面贴紧。
(5)当采用泡沫玻璃制品进行粘贴施工时,尚应在制品端、侧、结合面涂粘结剂相 互粘合。
(6)大型异型设备和管道的绝热层,采用半硬质、软质绝热制品粘贴时,应采用层铺法施工,各层绝热制品应逐层错缝、压缝粘贴。
浇注法施工要求
(1)浇注法所采用的模具在安装过程中,应设置临时固定设施。模板应平整、拼缝 严密、尺寸准确、支点稳定,并应在模具内涂刷隔离剂。 浇注发泡型材料时,可在模具内带铺衬一层聚乙烯薄膜。
(2)聚氨酯、酚醛等泡沫塑料浇注。 1)浇注料温度、环境温度必须符合产品使用规定。 2)大面积浇注时,应设对称多点浇口,分段分片进行,浇注应均匀,并迅速封口。 3)浇注不得有发泡不良、脱落、发酥发脆、发软、开裂、孔径过大等缺陷;当出 以上缺陷时必须查清原因,重新浇注。
(3 )预制管中管绝热结构及其安装补口。补口:修补预留裸管、损坏和缺失。(对死口,焊接固定) 1)凡外护层釆用非金属结构的预制绝热管道,其运输、吊装、布管和焊接等施工过 程均应采取相应的防护措施。如运输时应设置橡皮板或其他软质材料衬垫,吊装时应使用柔性吊管带等。 2)预留裸管段的绝热层和外护层在补口前,应按照规定进行表面处理与防腐。 3)施工完毕后,补口处绝热层必须整体严密。
4、轻质粒料保温混凝土及浇注料浇注时: 应一次浇注成型,当间断浇注时,施工缝应留在伸缩缝的位置上。
5、试块的浇注应在浇注绝缘层的同时进行。
喷涂法施工要求
(1)工艺调节 喷涂施工时,应根据设备、材料性能及环境条件调节喷射压力和喷射距离。喷涂物料 混合后的雾化程度及喷涂层成分的均匀性应符合工艺要求。
(2 )过程控制 1)喷涂时应均匀连续喷射,喷涂面上不应出现干料或流淌。喷涂方向应垂直于受喷面,喷枪应不断地进行螺旋式移动。 2)可在伸缩缝嵌条上划岀标志或用硬质绝热制品拼砌边框等方法控制喷涂层厚度。 3)喷涂时应由下而上,分层进行。大面积喷涂时,应分段分层进行。接槎处必须结合良好,喷涂层应均匀。
(3 )环境条件 在风力大于三级、酷暑、雾天或雨天环境下,不宜进行室外喷涂施工。
涂抹法施工要求
(1 )绝热层涂抹时,应分层涂敷。待上层干燥后再涂敷下层,每层的厚度不宜过厚。
(2)绝热涂料分层涂敷施工时,可根据具体情况加设铁丝网。
可拆卸绝热层的施工要求
(1)与人孔等盖式可拆卸式结构相邻位置上的绝热结构,当绝热层厚度影响部件的拆卸时,绝热结构应做成45°斜坡,并应留出部件拆卸时的螺栓间距。
(2 )可拆卸式结构保冷层的厚度应与设备或管道保冷层的厚度相同。
(3)可拆卸式的绝热结构,宜分为两部分的金属绝热盒组合形式,其尺寸应与实物相适应,两部分应采用搭扣进行连接。
(4)保冷的设备或管道,其可拆卸式结构与固定结构之间必须密封。
金属反射绝热结构的施工要求
(1)金属反射绝热结构的部件: 内板、外板、反射板、端面支承、外包带和间隔垫组成。 端面支承与内、外板的固定,可采用焊接或铆接。
(2)设备及管道表面与金属反射绝热结构内板之间的空气层间隙应按设计文件的要 求确定。间隙的留设应釆用间隔垫。
(3)应在外板的接缝处加一条比外板稍厚一点的外包带;当使用外板延伸时,其搭接不应小于50mm,外板应顺水流方向搭接。
(4)当金属反射绝热结构为不需拆除的固定板时,可用铆钉或螺钉把外包带固定连接在外板上;当其为需经常拆卸的可拆卸板时,可在其外包带和外板上安装皮带扣式的固定卡后,再组装固定。
8.2.3. 伸缩缝及膨胀间隙的预留
伸缩缝的留设规定
(1)设备或管道釆用硬质绝热制品时,应留设伸缩缝。 (2 )两固定管架间水平管道的绝热层应至少留设一道伸缩缝。 (3)立式设备及垂直管道,应在支承件、法兰下面留设伸缩缝。 (4)弯头两端的直管段上,可各留一道伸缩缝;当两弯头之间的间距较小时,其直管段上的伸缩缝可根据介质温度确定仅留一道或不留设。 (5)当方形设备壳体上有加强筋板时,其绝热层可不留设伸缩缝。 (6)球形容器的伸缩缝,必须按设计规定留设。当设计对伸缩缝的做法无规定时,浇注或喷涂的绝热层可用嵌条留设。 (7)多层绝热层伸缩缝的留设: 1)中、低温保温层的各层伸缩缝,可不错开。 2)保冷层及高温保温层的各层伸缩缝,必须错开,错开距离应大于100mm。
伸缩缝的预留宽度
伸缩缝留设的宽度,设备宜为25mm,管道宜为20mm。
伸缩缝的填充
(1 )填充前应将伸缩缝或膨胀间隙内杂质清除干净。
(2)保温层的伸缩缝,应釆用矿物纤维毡条、绳等填塞严密,并应捆扎固定。 高温设备及管道保温层的伸缩缝外,应再进行保温。
(3)保冷层的伸缩缝,应釆用软质绝热制品填塞严密或挤入发泡型粘结剂,外面应用50mm宽的不干性胶带粘贴密封,保冷层的伸缩缝外应再进行保冷。
膨胀间隙的留设
必须在膨胀移动方向的另一侧留设膨胀间隙的环境: 1、填料式补偿器和波形补偿器; 2、当滑动支座高度小于绝热层高度时; 3、相邻管道的绝热结构之间; 4、固定构件和管道所通过的孔洞之间。
8.2.4. 防潮层施工要求
1.玻璃纤维布复合胶泥涂抹施工 (1 )胶泥应涂抹至规定厚度,其表面应均匀平整。 (2)立式设备和垂直管道的环向接缝,应为上搭下。卧式设备和水平管道的纵向接缝位置,应在两侧搭接,并应缝口朝下。 (3)玻璃纤维布应随第一层胶泥层边涂边贴,其环向、纵向缝的搭接宽度250mm, 搭接处应粘贴密实,不得出现气泡或空鼓。 (4)粘贴的方式,可釆用螺旋形缠绕法或平铺法。 (5)待第一层胶泥干燥后,应在玻璃纤维布表面再涂抹第二层胶泥。
2.聚氨酯或聚氯乙烯卷材施工 (1)卷材的环向、纵向接缝搭接宽度应满足要求。搭接处粘结剂应饱满密实。 (2)粘贴可根据卷材的幅宽、粘贴件的大小和现场施工的具体情况,采用螺旋形缠绕法或平铺法。
8.2.5. 保护层施工要求
1.金属保护层 (1)当固定保冷结构的金属保护层时,严禁损坏防潮层。 (2)当有下列情况之一时,金属保护层必须按照规定嵌填密封剂或在接缝处包缠密 封带。 1 )露天、潮湿环境中保温设备、管道和室内外的保冷设备、管道与其附件的金属保 护层。 2)保冷管道的直管段与其附件的金属保护层接缝部位,以及管道支吊架穿出金属保护壳的部位。
2.非金属保护层 (1)当采用箔、毡、布类包缠型保护层时: 1)保护层包缠施工前,应对所釆用的粘结剂按使用说明书做试样检验。 2)当在绝热层上直接包缠时,应清除绝热层表面的灰尘、泥污并修饰平整。当在抹 面层上包缠时,应在抹面层表面干燥后进行。 3)包缠施工应层层压缝,压缝宽度符合要求,且必须在其起点和终端有捆紧等固定 措施。 (2)当采用阻燃型防水卷材及涂膜弹性体做保护层时: 1)接缝处应嵌平、光滑,并不得高出绝热层表面。 2)卷材包扎的环向、纵向接缝的搭接尺寸应符合要求。接缝处可采用专用涂料粘贴 封口。 (3)当采用玻璃钢保护层时: 1)现场制作玻璃钢,铺衬的基布应紧密贴合,并应顺次排净气泡,胶料涂刷饱满, 达到设计要求的层数和厚度。 2)对已安装的玻璃钢保护层,除不应被利器碰撞外,严禁踩踏和堆放物品。
9. 1H413090 炉窑砌筑工程施工技术 烘炉/冬季施工 7/9
9.1. 1H413091 炉窑及砌筑 材料的分类与性能
9.1.1. 炉窑的分类
动态炉窑
能够旋转的:比如回转窑
静态炉窑
连焦炉、玻璃熔窑
9.1.2. 耐火材料的分类及性能
按化学性质分类
1、酸性耐火材料。如硅砖、锆英砂砖等。(硅、石英砂类)
2、碱性耐火材料。如镁砖、镁铝砖、白云石砖等。(含镁材料)
3、中性耐火材料。如刚玉砖、高铝砖、碳砖等。
按耐火度分类
1.普通耐火材料,其耐火度为1580〜1770℃;
2.高级耐火材料,其耐火度为1770-2000℃;
3.特级耐火材料,其耐火度为2000℃以上
按结构性能分类 2021新增
(1)致密耐火材料
气孔率低于45%的耐火材料。具有体积密度高、透气度低、耐磨性及抗渣性好、耐火度高等特性。常用于直接接触熔料的耐火材料。
(2)隔热耐火材料,
气孔率大于45%的耐火材料。具有质量较轻,体积密度低,隔热性能好等特性,常用于砌筑工程的隔热层。
按耐火材的形状
1、定型耐火材料
耐火砖
2、不定型耐火材料
耐火浇注料、耐火泥浆、喷涂料、可塑料、捣打料、耐火压 浆料和耐火涂抹料等
3、新型耐火材料
耐火陶瓷纤维
锚固件的分类及性能
1.金属锚件: 如把钉、托砖板等,其性能是强度高、易操作,适宜于工作温度低于 1100℃以下的炉体内使用。
2.耐火材料锚固件: 如锚固砖,其特性是砖型几何尺寸要求比较严格,可耐1100℃以上的高温。
其他耐火材料的种类及应用
耐火陶瓷纤维及制品
耐火纤维又称陶瓷纤维 氧化铝、二氧化硅的二元化合物
1、耐高温: 普通硅酸铝耐火纤维:使用温度为1200℃; 特种耐火纤维如氧化铝纤维:的使用温度高达1600~2000℃; 一般纤维材料如石棉、岩棉的:耐火度仅为600℃ 左右。
2、隔热保温性能好,隔热效率高
3、化学稳定性好 除强碱、氢氟酸外,几乎不受任何化学药品、蒸汽、油类的 侵蚀
4、抗热振性强 性能柔软,有弹性,故抗热冲击、耐急热急冷性好。
5、绝缘性及隔声性能好
30〜300Hz的声波,其隔声性能优于常用的隔声材料
耐火纤维制品 散装耐火纤维原料加工的二次产 硬制品、软制品
耐火纤维毡(干毡、湿毡)
耐火纤维毯
预制块
耐火纤维纺织品
膨胀缝填充材料
伸缩性能好,如耐火陶瓷纤维、PVC板、发泡苯乙烯等。
耐高温涂料
自粘性能好,可以涂层的形式涂刷或喷涂在炉墙高温的侧面
保护性材料
如防氧化材料、表面固化材料、砖缝封固材料等
9.2. 1H413092 炉窑砌筑 施工技术要求
9.2.1. 炉窑砌筑前工序交接的规定 13年案例
前提炉窑的砌筑工程应于炉窑基础施工完毕、骨架结构和有关设备安装完毕,经检查合格并签订交接证明书后,才可进行施工。
工序交接证明书应包括的内容
1、炉子中心线和控制标高的测量记录及必要的沉降观测点的测量记录;
2、隐蔽工程的验收合格证明;
3、炉体冷却装置,管道和炉壳的试压记录及焊接严密性试验合格证明;
4、钢结构和炉内管道等安装位置的主要尺寸复测记录。
5、动态炉窑或炉子的可动部分试运转合格证明;
6、炉内托砖板和锚固件等的位置、尺寸及焊接质量的检查合格证明;
7、上道工序成果的保护要求。
主要包括: 测量记录(中心线、标高、沉降观测点、主要尺寸) 合格证明(隐蔽工程、试压记录,焊接严密性,试运转,位置、尺寸及焊接质量)
工序交接的技术要求
在工序交接时,对上一工序及时进行质量检查验收并办理工序交接手续。
炉窑砌筑一般是工业炉窑系统工程中最后一道工序,做好炉子基础、炉体骨架结构和有关设备安装的检查交接工作是加强系统工程质量管理的重要组成部分。
9.2.2. 耐火砖砌筑的施工程序
动态炉窑的施工程序
1、动态炉窑砌筑必须在炉窑单机无负荷试运转合格并验收后方可进行。
2、砌筑的基本顺序:起始点选择(从热端向冷端或从低端向高端)→ 分段作业划线 → 选转 →配砖 → 分段砌筑 → 分段进行修砖及锁砖 → 膨胀缝的预留及填充
回转窑砌筑: 自热端向冷端分若干段依次分别进行环向砌筑,每段长度湿 砌每段不大于Im,干砌每段不大于2m。 若釆用砌砖机砌筑,则不必进行窑筒体旋转,每环砖可一次完成; 若釆用顶杆压砖砌筑,则每环砖由底部开始向两侧同时砌筑到半圆时, 用顶杆压紧已砌好的耐火砖,然后旋转窑筒体90。后继续砌筑,再用顶杆压紧后,再次旋 转筒体90°后继续砌筑,直至本环锁砖完成,本段砌筑结束。
静态炉窑的施工程序
静态炉窑的施工程序与动态炉窑基本相同,不同之处在于: 1、不必进行无负荷试运转即可进行砌筑; 2、砌筑顺序必须自下而上进行;(自内而外,自下而上) 3、无论采用哪种砌筑方式,每环转均可一次完成; 4、起拱部位应从两侧向中间砌筑,并需采用拱胎压紧固定,锁砖完成后,拆除拱胎。
9.2.3. 一般工业炉窑的施工技术要求
砌体砖缝厚度施工技术要求
按mm计算: 1.底和墙不大于3; 2.高温或有炉渣作用的底和墙不大于2; 3.拱和拱顶(干砌)不大于1.5; 4.拱和拱顶(湿砌)不大于2; 5.带齿挂砖(干砌)不大于2; 6.带齿挂砖(湿砌)不大于3; 7.隔热耐火砖(黏土砖、高铝砖、硅砖)工作层不大于2,非工作层不大于3; 8.硅藻土砖不大于5; 9.普通黏土砖内衬不大于5,外部不大于10; 10.空气、煤气管道不大于3; 11.烧嘴砖不大于2。
砖缝处理
1.湿砌砌体的所有砖缝中泥浆应饱满,其表面应勾缝;
2.干砌立墙的砖缝,应以干耐火粉填满;
3.干砌旋转型炉窑(如回转窑等)、静态炉窑的顶部、拱部等部位的砖缝应以钢板(片)塞满、塞牢固;
9.2.4. 耐火砖砌筑施工技术要求
底和墙砌筑技术要求
1.砌筑炉底前,应预先找平基础。必要时,应在最下一层用砖加工找平。砌筑反拱底前,应用样板找准砌筑弧形拱的几面;斜坡炉底应放线砌筑。
2.一砌筑可动炬底式炬子时,其可动炉底的砌体与有关部位之间的间隙,应按规定的尺寸仔细留设。
3.水平砖层砌筑的斜坡炉底,其工作层可退台或错台砌筑,所形成的三角部分,可用相应材质的不定形耐火材料找齐。
4.反拱底应从中心向两侧对称砌筑。
5.非弧形炉底、通道底的最上层砖的长边,应与炉料、金属、渣或气体的流动方向垂直,或成一交角。
6.圆形护墙应按中心线砌筑。当炉壳的中心线垂直误差和半径误差符合炉内形要求时,可以炉壳为导面进行砌筑。
7.弧形墙应按样板放线砌筑。砌筑时,应经常用样板检查。
8.具有拉钩或挂钩的炉墙,除砖槽的受拉面与挂件靠近外,砖槽的其余各面与挂件 间应留有活动余地,不得卡死。
9.圆形炉墙不得有三层重缝或三环通缝,上下两层重缝与相邻两环的通缝不得在同 一地点。圆形炉墙的合门砖应均匀分布。
10.砌筑时应用木槌或橡胶锤找正,不应使用铁锤。砌砖中断或返工拆砖时,应做成阶梯型的斜槎。
拱和拱顶砌筑技术要求
1.拱脚表面应平整,角度应正确;不得用加厚砖缝的方法找平拱脚;拱脚砖应紧靠拱脚梁砌筑。
2.当拱脚砖后面有砌体时,应在该砌体砌完后,才可砌筑拱或拱顶。不得在拱脚 砖后面砌筑隔热耐火砖或硅藻土砖(隔热耐火砖拱顶的拱脚砖后面,可用与隔热同材质 的砖)。
3.除有专门规定外,拱和拱顶应错缝砌筑,并应沿纵向缝拉线砌筑,保持砖面平 直。拱或拱顶上部找平层的加工砖,可用相应材质的耐火浇注料代替。
4.跨度不同的拱和拱顶宜环砌,且环砌拱和拱顶的砖环应保持平整垂直。拱和拱顶 必须从两侧拱脚同时向中心对称砌筑。砌筑时,严禁将拱砖的大小头倒置。拱和拱顶的放 射缝,应与半径方向相吻合。拱和拱顶的内表面应平整,个别砖的错牙不应超过3mm。
5.锁砖应按拱和拱顶的中心线对称均匀分布。打入锁砖块数,按规定跨度计。锁砖 砌入拱和拱顶内的深度宜为砖长的2/3〜3/4,拱和拱顶内锁砖砌入深度应一致。打锁砖 时,两侧对称的锁砖应同时均匀地打入。锁砖应使用木槌,使用铁锤时,应垫以木块。不 得使用砍掉厚度1/3以上的或砍凿长侧面使大面成楔形的锁砖,且不得在砌体上砍凿砖。
6.吊挂砖应预砌筑。吊挂平顶的吊挂砖,应从中间向两侧砌筑。其边砖同炉墙接触 处应留设斜坡;炉顶应从下面的转折处开始向两端砌筑。吊挂砖的主要受力处不得有裂 纹。砌完黏土质(或高铝质)炉顶吊挂砖后,应按规定的部位铺砌隔热制品。
7.吊挂拱顶应环砌,并应与炉顶纵向中心线保持垂直。在镁质吊挂拱顶的砖环中, 砖与砖之间应插入销钉和夹入钢垫片,不得遗漏或多夹。吊挂拱顶应分环锁紧,各环锁紧 度应一致。锁砖锁紧后,应立即把吊挂长销穿好。
8.跨度大于5m的拱胎在拆除前,应设置测量拱顶下沉的标志;拱胎拆除后,应做好 下沉记录。拆除拱顶的拱胎,必须在锁砖全部打紧、拱脚处的凹沟砌筑完毕,以及骨架拉 杆的螺母最终拧紧之后进行。
9.2.5. 耐火浇注料施工技术要求
施工程序
材料检查验收---施工面清理---锚固钉焊接---模板制作安装---防水剂涂刷---浇注料搅拌 并制作试块---浇注并振捣---拆除模板---膨胀缝预留及填充---成品养护。
施工技术要求
1、搅拌耐火浇注料的用水应采用洁净水。
2.浇注用的模板应有足够的刚度和强度,支模尺寸应准确,并应防止在施工过程中 变形。 模板接缝应严密,不漏浆。对模板应采取防粘措施。与浇注料接触的隔热砌体表面,应采取防水措施。
3.浇注料应采用强制式搅拌机搅拌。搅拌时间及液体加入量应按施工说明执行。变 更用料牌号时,搅拌机、料斗、称量容器等均应冲洗干净。
4.搅拌好的耐火浇注料,应在30min内浇注完成。或根据施工说明要求在规定的时间 内浇注完。已初凝的浇注料不得使用。
5.整体浇注耐火内衬膨胀缝的设置,应按设计规定。若无规定时,每米长的内衬膨 胀缝的平均数值,可采用下列数据:黏土耐火浇注料为4〜6mm;高铝水泥耐火浇注料为 6〜8mm;磷酸盐耐火浇注料为6〜8mm;水玻璃耐火浇注料为4〜6mm;硅酸盐水泥耐火 浇注料为5~8mm。
6.耐火浇注料的浇注,应连续进行。在前层浇注料初凝前,应将次层浇注料浇注完 毕;间歇超过初凝时间,应按施工缝要求进行处理。施工缝宜留在同一排锚固砖的中心线上。
7.耐火浇注料在施工后,应按设计规定的方法养护。养护期间,不得受外力及振动。
8.拆模。 不承重模板,应在浇注料强度能保证其表面及棱角不因拆模而受损坏或变 形时,才可拆模。 承重模板应在浇注料达到设计强度70%之后,才可拆模。 热硬性浇注料 应烘烤到指定温度之后,才可拆模。
9.浇注衬体表面不应有剥落、裂缝、孔洞等缺陷。可允许有轻微的网状裂纹。
10.耐火浇注料的预制件,不宜在露天堆放。露天堆放时,应釆取防雨防潮措施。
9.2.6. 耐火喷涂料施工技术要求
1、喷涂料应采用半干法喷涂,喷涂料加入喷涂机之前,应适当加水润湿,并搅拌均匀。
2、喷涂时,料和水应均匀连续喷射,喷涂面上不允许出现干料或流淌。
2、喷涂方向应垂直于受喷面,喷嘴与喷涂面的距离宜为1-1.5m,喷嘴应不断的进行螺旋式移动,使粗细颗粒分布均匀。
3、喷涂应分段连续进行,一次喷到设计厚度,内衬较厚需分层喷涂时,应在前层喷涂料凝结前喷完次层。
4、施工中断时,宜将接槎处做成直槎,继续喷涂前应用水湿润。
5、喷涂完毕后,应及时开设膨胀缝线,可用1-3mm的楔形板压入30-50mm形成。
9.2.7. 耐火陶瓷纤维施工技术要求
(1 )制品的技术指标和结构形式符合设计要求;
(2)制品不得受潮和挤压;
(3)切割制品时,其切口应整齐;
(4 )粘结剂使用时应搅拌均匀;
(5)粘贴面应清洁、干燥、平整,粘切面应均匀涂刷粘结剂;
(6)制品表面涂刷耐火涂料时,涂料应均匀、满布,多层涂刷时,前后层应交错;
(7)在耐火陶瓷纤维内衬上施工不定形耐火材料时,其表面应做防水处理。
2.耐火陶瓷纤维若做层铺式内衬、叠砌式内衬及折叠式模块施工时,除遵照上述一般 规定外,还应严格按《工业炉砌筑工程施工与验收规范》GB 50211—2014的相关规定执行。
9.2.8. 冬季施工的技术要求 18年案例
机电工程砌筑在冬季施工期
指当室外日均气温连续五日稳定低于5 ℃时,即可进 入冬期施工。
技术要求
遵守《工业炉砌筑工程施工与验收规范》GB 50211—2014的 规定外
(1 )砌筑应在供暖环境中进行。工作地点和砌体周围温度均不应低于5°C。 砌筑完毕后,若不能随即烘炉投产时,应采取烘干措施。否则砌体周围温度不应低于5℃。 耐火砖和预制块在砌筑前应预热至0℃以上。
(2)耐火泥浆、耐火浇注料的搅拌应在暖棚内进行。 耐火泥浆、耐火可塑料、耐火喷涂料和水泥耐火浇注料等在施工时的温度均不应低于5℃。 但黏土结合耐火浇注料、水 玻璃耐火浇注料、磷酸盐耐火浇注料施工时的温度不宜低于10℃。
(3)调制耐火浇注料的水可以加热,加热温度为: 硅酸盐水泥耐火浇注料的水温不应超过60℃; 高铝水泥耐火浇注料的水温不应超过30℃。 水泥不得直接加温。耐火浇注料施工过程中,不得另加促凝剂。
(4 )冬期施工耐火浇注料的养护: 1)水泥耐火浇注料可釆用蓄热法和加热法养护。 加热硅酸盐水泥耐火浇注料的温度 不得超过80℃ ; 加热高铝水泥耐火浇注料的温度不得超过30℃。 2)黏土、水玻璃、磷酸盐水泥浇注料的养护应采用干热法。 水玻璃耐火浇注料的温 度不得超过60℃
蓄热法: 是以保温材料覆盖减少砼温度损失,利用砼热量和水泥水化热,使砼强度增长达到受冻临界强度的养护方法。
加热的方法 自然养护达不到预期要求,需要利用外部热源对新浇注的混凝土进行养护,分为间接加热和直接加热两种。 间接加热:利用加热器先加入空气或水,然后由热空气或蒸汽来加热养护混凝土,如暖棚、蒸汽加热法等。 直接加热法即由加热器直接加热混凝土进行养护。
干热养护: 是混凝土在养护升温阶段不增加湿度或少增湿甚至以水分蒸发过程为主的养护方法。可以克服湿热养护时湿热膨胀对混凝土结构的破坏作用,改善混凝土性能,缩短制品养护周期,是加速混凝土硬化的重要方法。
电加热法: 是将电能转换为热能来养护混凝土的一种冬期施工方法。即将电极放入混凝土内,或将电热器贴在混凝土表面,接通电源使电能转变成热能。
(5)冬期施工时,应做专门的施工记录,并符合下列规定: 1)室外空气温度,工作地点和砌体周围的温度,加热材料在暖棚内的温度,不定形 耐火材料在搅拌、施工和养护时的温度,应每隔4h测量一次。 2)全部测量点应编号,并绘制测温点布置图。 3)测量不定形耐火材料的温度时,测温表放置在料体的时间不应少于3min
9.2.9. 烘炉的技术要求 13年案例
烘炉阶段的主要工作
制定工业炉的烘炉计划; 准备烘炉用的工机具和材料; 确认烘炉曲线; 编制烘炉期间作业计划及应急处理预案; 确定和实施烘炉过程中的监控重点。
烘炉的技术要点
1、工业炉在投入生产前必须烘干烘透。烘炉前应先烘烟囱和烟道。
2、耐火浇注料内衬应该按规定养护后,才可进行烘炉。
3、烘炉应在其生产流程有关的机电设备联合试运转及调整合格后进行。
4.烘炉过程中,应根据炉窑的结构和用途、耐火材料的性能、建筑季节等制定烘炉曲线和操作规程。 其主要内容包括:烘炉期限、升温速度、恒温时间、最高温度、更换加 热系统的温度、烘炉措施、操作规程及应急预案等。烘炉后需降温的炉窑,在烘炉曲线中应注明降温速度。
5.烘炉必须按烘炉曲线进行。烘炉过程中,应测定和测绘实际烘炉曲线。
6.烘炉时应做详细记录,对所发生的一切不正常现象,应釆取相应的应急措施,并注明其原因。
7.烘炉期间,应仔细观察护炉铁件和内衬的膨胀情况以及拱顶的变化情况,必要时可调节拉杆螺母以控制拱顶的上升数值。在大跨度拱顶的上面应安装标志,以便检查拱顶的变化情况。
8.在烘炉过程中,如主要设施发生故障而影响其正常升温时,应立即进行保温和停炉。故障消除后,才可按烘炉曲线继续升温烘炉。烘炉过程中所出现的缺陷经处理后,才 可投料生产。
金属材质
分类
颜色
黑色金属
主要铁和以铁为基的合金;它们都是以铁和碳为主 要元素组成的合金。广义包含铁锰铬
钢
碳素钢
碳素结构钢
优质碳素结构钢
碳素工具钢
铸造碳钢
合金钢
合金结构钢
合金工具钢
特殊性能钢
铸铁
白口铸铁
灰口铸铁
灰铸铁
可锻铸铁
球磨铸铁
蠕墨铸铁
麻口铸铁
合金元素及其作用
铬(Cr)
铬能增加钢的淬透性并有二次硬化作用。可提高高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆;含里超过12%时。使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀的作用。还增加钢的热强性,铬为不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。
拓展
1、铬(Cr) 铬能增加钢的淬透性并有二次硬化作用。可提高高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆;含里超过12%时。使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀的作用。还增加钢的热强性,铬为不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。 铬能提高碳素钢轧制状态的强度和硬度。降低伸长率和断面收缩率。当铬含里超过15%时,强度和硬度将下降,伸长率和断面收缩率相应地有所提高。含铬钢的零件经研磨容易获得较高的表面加工质。 铬在调质结构钢中的主要作用是提高淬透性。使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能,在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物,从而提高材料表面的耐磨性。含铬的弹簧钢在热处理时不易脱碳。铬能提高工具钢的耐磨性、硬度和红硬性。有良好的回火稳定性。 在电热合金中,铬能提高合金的抗氧化性、电阻和强度。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、铬与铁形成连续固溶体,缩小奥氏体相区城。铬与形成多种碳化物,与碳的亲和力大于铁和锰而低于钨、钼等铬与铁可形成金属间化合物相α相(FeCr) B、铬使珠光体中碳的浓度及奥氏体中磁的极限溶解度减少 C、减缓奥氏体的分解速度,显著提高钢的淬透性但亦增加钢的回火脆性倾向。 (2)对钢的力学性能的作用 A、提高钢的强度和硬度时加入其他合金元素时,效果较显著 B、显著提高钢的脆性转变温度 C、在含铬量高的Fe-Cr合金中,若有相析出冲击韧性急剧下降 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、提高钢的耐磨性,经研磨,易获得较高的表面光洁度 B、降低钢的电导率,降低电阻温度系数 C、提高钢的矫顽力和剩余磁感广泛用于制造永磁钢。 D、铬促使钢的表面形成钝化膜,当有一定含里的铭时,显著提高钢的耐腐蚀性能(特别是硝酸)。若有铬的碳化物析出时,使钢的耐腐蚀性能下降。 E、提高钢的抗氧化性能 F、铬钢中易形成树枝状偏析,降低钢的塑性 G、由于铬使钢的热导率下降,热加工时要缓慢升温,锻、轧后要缓冷 (4)在钢中的应用 A、合金结构钢中主要利用铬提高淬透性,并可在参碳表面形成含铬碳化物以提高耐磨性。 B、弹簧钢中利用铬和共他合金元素一起提供的综合性能。 C、轴承钢中主要利用铬的特殊碳化物对耐磨性的贡献及研磨后表面光度高的优点。 D、工具钢和高速钢中主要利用铬提高耐磨性的作用,并具有一定的回火稳定性和韧性。 E、不锈钢、热钢中铬常与锰、氮、镍等联合便用,当需形成奥氏体钢时,稳定铁素体的铬与稳定奥氏体的锰、镍之间须有一定比例,如Cr18Ni9等。 F、我国铬资源较少应尽里节省铬的使用。
镍(Ni)
镍在钢中强化铁素体并细化珠光体,总的效果是提高强度,对塑性的影响不显著。
拓展
2、镍(Ni) 镍在钢中强化铁素体并细化珠光体,总的效果是提高强度,对塑性的影响不显著。 一般地讲,对不需调质处理而在轧制、正火或退火状态使用的低碳钢,一定的含镍里能提高钢的强度而不显著降低其韧性。据统计,每增加1%的镍约可提高强度29.41Pa。随着镍含里的增加,钢的屈服强度比抗拉强度提高得快,因此含镍钢的屈服比可较普通碳素钢高。镍在提高钢强度的同时,对钢的韧性、塑性以及其他工艺性能的损害较其他合金元素的影响小。 对于中碳钢,由于镍降低珠光体转变温度使珠光体变细,又由于镍降低共析点的含碳量,因而和相同碳含里的碳素钢比,其珠光体数里多,使含镍的珠光体铁素体钢的强度较相同碳含里的碳素钢高反之,若使钢的强度相同,含镍钢的碳含里可以适当降低,因而能使钢的韧性和塑性有所提高。 镍可以提高钢对疲劳的抗力和减小钢对缺口的敏感性镍降低钢的低温脆性转变温度,这对低温用钢有极重要的意义。含镍3.5%的钢可在100℃时使用,含镍9%的则可在-196℃时工作。镍不增加钢对蠕变的抗力,因此一般不作为热强钢的强化元素。 镍含量高的铁镍合金,其线胀系数随镍含里增减有显著的变化。利用这一特性,可以设计和生产具有极低或一定线胀系数的精密合金、双金属材料等。 此外镍加入钢中不仅能耐酸,而且也能抗碱,对大气及盐都有抗蚀能力。镍是不锈耐酸钢中的重要元素之一。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、镍和铁能无限固溶,镍扩大铁的奥氏体区即升高A4点,降低A3点,是形成和稳定奥氏体的主要合金元素 B、镍和碳不形成碳化物 C、降低临界转变温度,降低钢中各元素的扩散速率,提高淬透性 D降低共析珠光体的碳含里其作用仅于氮而强于锰。,在降低马氏体转变温度方面的作用为锰的一半 (2对钢的力学性能的作用 A、强化铁素体并细化和增多珠光体,提高钢的强度,不显著影的塑性 B、含镍钢的碳含量可适当降低,因而可使韧性和塑性有所改善 D、由于对提高钢的淬透性和回火稳定性的作用并不十分强,镍对调质钢的意义不大C、提高钢的疲劳抗力,减小钢对缺口的敏感性、、E、降低钢的低温脆化转变温度,含Ni3.5%的钢可在-100℃时使用,含Ni9%的钢可在-196℃时使用 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A强降低钢的热导率和电导率 B、Ni<30%的奥氏体钢呈现顺磁性,即无磁钢Ni30%的FeN合金是重要的精密软磁材料 C、含镍超过15%-20%的钢对硫酸和盐酸有很高的抗蚀性能,但不能抗硝酸的腐蚀。总的来说,含镍钢对酸、碱、盐以及大气都有一定的抗蚀能力·含镍的低 合金钢还有较高的腐蚀疲劳抗力。含镍钢在含硫和一氧化碳的气氛中加热时易发生热脆和侵蚀性气孔 D、含镍较高的钢在焊接时应采用奥氏体焊条,以防止裂 E、含镍钢中易出现带状组织和白点缺陷,应在生产工艺中加以防止 (4)在钢中的应用 A、单纯的镍钢只在要求有特别高的冲击韧性或很低的工作温度时才使用 B、机械制造中使用的镍铬或镍铬钼钢,在热处理后能获得强度和韧性配合良好的综合力学性能含镍钢特别适用于需要表面渗碳的部件 C、在高合金奥氏体不锈耐热钢中镍是奥氏体化元素能提供良好的综合性能,主要为Nir系钢、Crn、 CrAlSi FeAl钢,在一些用途上可取代CrNi系钢 D、由于镍的稀缺,又是重要的战略物资。非在用其他合金元家不可能达到性能要求则,应尽最少用和不用镍作为钢的合金元素
钼(Mo)
钼在钢中能提高淬透性和热强性。防止回火脆性,增加剩和矫顽力以及在某些介质中的抗蚀性。
拓展
3、钼(Mo) 钼在钢中能提高淬透性和热强性。防止回火脆性,增加剩和矫顽力以及在某些介质中的抗蚀性。 在调质钢中,钼能使较大断面的零件淬深、淬透,提高钢的抗回火性或回火稳定性,使零件可以在较高温度下回火,从而更有效地消除(或降低)残余应力,提高塑性。 在渗碳钢中钼除具有上述作用外,还能在参碳层中降低碳化物在晶界上形成连续网状的倾向,减少渗碳层中残留奥氏体,相对地增加了表面层的耐磨性。 在锻模钢中,钼还能保持钢有比较稳定的硬度,增加对变形、开裂和磨损等的抗力。 在不锈耐酸钢中,钼能进一步提高对有抗酸(如蚁酸、醋酸、草酸等)以及过氧化氢、硫酸,亚硫酸、硫酸盐、酸性染料、漂白粉液等的抗蚀性特别是由于钼的加入,防止了氯离子存在所产生的点腐蚀倾向。 含1%左右钼的12Cr4V4Mo高速钢具有高的耐磨性、回火硬度和红硬性等。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、钼在钢中可固溶于铁素体、奥氏体和碳化物中,它是缩小奥氏体相区的元素 B、当钢含较低时,与铁、碳形成复合的渗碳体;含里较高时可形成钢的特殊碳化物 C、钼提高钢的淬透性,其作用较铬强。而稍逊于锰 D、钼提高钢的回火稳定性,作为单一合金元素存在时增加钢的回火脆性;与铬、锰等并存时,钼又降低或抑止因其他元素所导致的回火脆性 (2)对钢的力学性能的作用 A、钼对铁素体有固溶强化作用同时也提高碳化物的稳定性从而提高钢的强度 B、钼对改善钢的延展性和韧性以及耐磨性起到有利作用 C、由于钼使形变强化后的软化和恢复温度以及再结晶温度提高,并强烈提高铁素体的蠕变抗力,有效抑制渗碳体在450-600℃下的聚集促进特殊碳化物的析 出,因而成为提高钢的热强性的最有效的合金元素 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、在含碳1.5%的磁钢中,2%-3%的钢提高剩余磁感和矫顽力 B、在还原性酸及强氧化性盐溶夜中都能使钢表面钝化,因此钼可以普遍提高钢的抗蚀性能防止钢在氯化物溶液中的点蚀。 C、钼含较高(>3%)时使钢的抗氧化性恶化 D、含钼不超过8%的钢仍可以锻、轧,但含量较高时钢对热加工的变形抗力增高 (4)在钢中的应用 A、在调质和渗碳结构钢、弹簧钢、轴承钢、工具钢、不锈耐酸钢、耐热钢、磁钢中都得到了广泛应用 B、铬钢在许多情况下可代替铬镍钢来制造重要的部件 C、我国富产钼,但在世界范围内的储里并不丰富含铺在我国应适当发展,但钼是重要战略物资,应注意合理和节约使用
钨(W)
钨在钢中除形成碳化物外,部分地溶入铁中形成固溶体。其作用与钼相似,按质量分数计算,一般效果不如显著。钨在钢中的主要用途是增加回火稳定性、红硬性、热强性以及由于形成碳化物而增加的耐磨性。因此它主要用于工具钢,如高速钢、热锻模具钢等。
拓展
4、钨(W) 钨在钢中除形成碳化物外,部分地溶入铁中形成固溶体。其作用与钼相似,按质量分数计算,一般效果不如显著。钨在钢中的主要用途是增加回火稳定性、红硬性、热强性以及由于形成碳化物而增加的耐磨性。因此它主要用于工具钢,如高速钢、热锻模具钢等。 钨在优质弹簧钢中形成难熔碳化物,在较高温度回火时,能延缓碳化物的聚集过程,保持较高的高温强度。钨还可以降低钢的过热敏感性、增加透性和提高硬度65Si2MnWA弹簧钢热轧后空冷就具有较高的硬度50mm2截面的弹簧在油中即能淬透。可作承受大负荷、耐热(不大于350℃)受中击的重要弹簧。30W4Cr2VA高强度耐热优质弹簧钢,具有大的淬透性:1050-1100℃淬火550-650℃回火后抗拉强度达147-1666P它主要用于制造在高温(不大于500℃)条件下使用的弹簧。 由于钨的加入,能显著提高钢的耐磨性和切削性所以,钨是合金工具钢的主要元素。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A钨是熔点最高(3387℃)的难熔金属,在元素周期表中与Cr、Mo同族。在钢中的行为亦与Mo类似,即缩小奥氏体相区,并是强碳化物形成元素,部分地固溶于铁中。 B、钨对钢的淬透性的作用不如Mo和Cr。当以钨的特殊碳化物存在时,贝降低钢的淬透性和淬硬性 C、钨的特殊碳化物阻止钢晶粒的长大,降低钢的过热敏感性 D、钨显著提高钢的回火稳定性 (2)对钢的力学性能的作用 A、由于钨提高了回火稳定性,其碳化物于分坚硬,因而提高了钢的耐磨性,还使钢具有一定的红硬性 B、提高钢在高温时的蠕变抗力,其作用不如钼强 (3)对钢的物理、化学及艺性能的作用 A、钨显著提高钢的密度,强降低钢的热导率 B、显署提高钢的矫顽力和剩余磁感 C、钨对钢的抗蚀性和高温抗氧化性无有利作用,含钨钢在高温时的不起皮性显著下降。但钨能提高钢的抗氢作用的稳定性 D、含钨的高速钢塑性低,变形抗力高,热加工性能较差 E、高合金钨钢在铸态中存在易熔相的偏析,锻造温度不能高,并应防止高碳钨钢中由干碳的石墨化造成黑色断口缺陷 (4)在钢中的应用 A、主要用于工具钢,如高速钢和热锻模具钢等 B、在有特殊需要时应用于渗碳和调质结构钢、耐热钢、不锈钢、磁钢等,常与Si、MnA、Mo、、Cr、N等同时加入
钒(V)
钒和碳、氮、氧有极强的亲合力,与之形成相应的稳定化合物。钒在钢中主要以碳化物的形态存在其主要作用是细化钢的组织和晶粒降低钢的过热敏感性,提高钢的强度和韧性。当在高温溶入固溶体时,增加淬透性;反之,如以碳化物形态存在时,降低淬透性。钒增加淬火钢的回火稳定性,并产生二次硬化效应。钢中的含钒里,除高速工具钢外,一般均不大于0.5%。
拓展
5、钒(V) 钒和碳、氮、氧有极强的亲合力,与之形成相应的稳定化合物。钒在钢中主要以碳化物的形态存在其主要作用是细化钢的组织和晶粒降低钢的过热敏感性,提高钢的强度和韧性。当在高温溶入固溶体时,增加淬透性;反之,如以碳化物形态存在时,降低淬透性。钒增加淬火钢的回火稳定性,并产生二次硬化效应。钢中的含钒里,除高速工具钢外,一般均不大于0.5%。 钒在普通低合金钢中能细化晶粒,提高正火后的强度和屈服比及低温韧性,改善钢的焊接性能。 钒在合金结构钢中,由于在一般热处理条件下会降低淬透性,故在结构钢中常和锰、铬、钼以及钨等元素联合使用。钒在调质钢中主要是提高钢的强度和屈服比,细化晶粒,降低过热敏感性。在渗碳钢中,因钒能细化晶粒,可使钢在渗碳后直接淬火,不需二次淬火。 钒在弹簧钢和轴承钢中,能提高强度和屈服比。特别是提高比例极限和弹性极限,降低热处理时脱碳敏感性,从而提高了表面质里。无铬含钒的轴承钢,碳化物弥散度高,使用性能良好。 钒在工具钢中细化晶粒,降低过热敏感性,增加回火稳定性和耐磨性,从而延长了工具的使用寿命 (1)对钢的显做组织及热处理的作用Bai文库 A、钒和铁形成连续的固溶体,强烈地缩小奥氏体相区 B、钒和碳、氮、氧都有极强的亲和力,在钢中主要以碳化物或氮化物、氧化物的态存在 C、通过控制奥氏体化温度来改变钒在奥氏体中的含里和未溶碳化物的数量以及钢的实际晶粒度,可以调节钢的淬透性D、由于钒形成稳定难熔的碳化物,使钢在较高温度时仍保持细晶组织,大大减低钢的过热敏感性。 (2)对钢的力学性能的作用 A、少量的钒使钢晶粒细化,韧性增大,对低温钢尤为有利 B、钒里较高导致聚集的碳化物出现时,会降低强度;碳化物在晶内析出会降低室温韧性 C、经适当的热处理使碳化物弥散析出时,钒可提高钢的高温持久强度和蠕变抗力 D、钒的碳化物是金属碳化物中最硬和最耐磨的,弥散分布的钒碳化物提高工具钢的硬度和耐磨性 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、在高铁镍合金中加入钒,经适当热处理后可提高磁导率。在永磁钢中,能提高磁矫顽力 B、加入足够量的钒(的5.7倍以上)将碳固定于钒碳化物中时,可大大增加钢在高温高压下对氢的稳定性,其强烈作用与Nb、Ti、Zr相似。不锈而酸钢中,钒可改善抗晶间腐蚀的性能,但作用不及Ti、Nb显著 C、出现钒的氧化物时,对钢的高温抗氧化性不利 D、含钒钢在加工温度较低时显著增加变形抗力 E、钒改善钢的焊接性能 (4)在钢中的应用 A、在普通低合金钢、合金结构钢、弹簧钢、轴承钢,合金工具钢、高速工具钢、耐热钢、抗氢钢低温用钢等系列中得到广泛应用 B、钒是我国富有的元素之一,其价铬虽较Si、Mn,、Ti、Mo略贵。但在钢中的用量,一般不大于0.5%(除高速工具钢外),故应大力推广使用。目前钒已成为发展新钢种的常用元素之一
钛(Ti)
钛和氮、氧、碳都有极强的亲合力,与硫的亲合力比铁强。因此,它是一种良好的脱氧去气剂和固定氮和碳的有效元素。钛虽然是强碳化物形成元素,但不和其他金属元素联合形成复合化合物。碳化钛结合力强,稳定、不易分解,在钢中只有加热到1000℃以上才缓慢地溶入固溶体中。在未溶入之前碳化钛微粒有阻止晶粒长大的作用。由于钛和碳之间的亲合力远大于铬和碳之间的亲合力。在不锈钢中常用钛来固定其中的碳以消铬在晶界处的贫化,从而消除或减轻钢的晶间腐蚀。
拓展
6、钛(Ti) 钛和氮、氧、碳都有极强的亲合力,与硫的亲合力比铁强。因此,它是一种良好的脱氧去气剂和固定氮和碳的有效元素。钛虽然是强碳化物形成元素,但不和其他金属元素联合形成复合化合物。碳化钛结合力强,稳定、不易分解,在钢中只有加热到1000℃以上才缓慢地溶入固溶体中。在未溶入之前碳化钛微粒有阻止晶粒长大的作用。由于钛和碳之间的亲合力远大于铬和碳之间的亲合力。在不锈钢中常用钛来固定其中的碳以消铬在晶界处的贫化,从而消除或减轻钢的晶间腐蚀。 钛也是强铁素体形成元素之一,强烈地提高钢的A1和A3温度。钛在普通低合金钢中能提高塑性和韧性。由于钛固定了氮和硫并形成碳化钛,提高了钢的强度。经正火使晶粒细化,析出形成碳化物可使钢的塑性和中击韧性得到显著改善。含钛的合金结构钢,有良好的力学性能和工艺性能,主要缺点是淬透性稍差。 在高铬不锈钢中,通常须加入约5倍碳含量的钛,不但能提高钢的抗蚀性(主要抗晶间腐蚀)和韧性还能阻止钢在高温时的晶粒长大倾向和改善钢的焊接性能。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、钛和氮、氧、碳都有极强的亲和力,是一种良好的脱氧去气剂和固定氮和碳的有效元素 B、钛和碳的化合物(TiC)结合力极强,稳定性高,只有加热到1000℃以上才会缓慢溶入铁的固溶体中。Ti微粒有阻止钢晶粒长大粗化的作用,使粗化温度提高至1000℃以上 C、钛是强铁素体形成元素之一,使奥氏体相区缩小,强烈提高A1、A3温度。固溶态的钛提高钢的透性,而以TiC微粒存在时则降低钢的淬透性 D、当钛含量达一定值时,由于TiFe2的你散析出可产生沉淀硬化作用 (2)对钢的力学性能的作用 A、当钛以固溶态存在于铁素体之中时,其强化作用高于A1、M、Ni、Mo等,次于Be、P、Cu、si B、铁对钢力学性能的影响取决它的存在形态和Ti/C含量比以及热处理制度、微量的钛(0.0-0.1)使屈服点有所提高,但当Ti/C比超过4时,其强度和韧性急剧下降。过高的加热温度(1100℃)进行正火或淬火,虽可使强度提高50%,但剧烈降低塑性及韧性 C、钛对钢的韧性,特别是低温冲击韧性少有改善作用 D、钛能改善碳素钢和合金钢的热强性,提高它们的持久强度和蠕变抗力 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A提高钢在高温高压氧气中的稳定性 B、钛提高不锈耐酸钢的抗蚀性,特别是对晶间腐蚀的抗力,原因是防止了铬碳化物在晶界析出而导致的贫铬 c、低碳钢中,当Ti/C比达到4.5以上时,由于氧、氮、碳全部被固定,具有很好的应力腐蚀和脆抗力 D、在含铬4%-6%的钢中加入钛,能提高在高温时的抗氧化性 E、钢中加入钛可促进氮化层的形成和较迅速获得所需的表面硬度,成为“快速氮化钢” F、改善低碳锰钢和高合金不锈钢的焊接工艺性能 (4)在钢中的应用 A、钛含量超过0.025%时,可作为合金元素考虑 B、钛作为合金元素在普通低合金钢。合金结构钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈耐酸钢、耐热不起皮钢、永磁、永磁合金以及铸钢中均已得到应用 C、钛越来越多地被应用于各种先进材料,成为重要的战略物资,例如航空航天器动力机械等
铌/钶(Nb/Cb)
铌与钶常和钽共生,它们在钢中的作用相近。铌在建筑用普通低合金钢中能提高屈服强度和冲击韧性,降低脆性转变温度,有益焊接性能。在渗碳及调质合金结构钢中,增加透性同时提高钢的韧性和低温性能。能降低低碳马氏体耐热不锈钢的空令硬化性,避免回火脆性,提高蠕变强度。
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7、铌/钶(Nb/Cb) 铌与钶常和钽共生,它们在钢中的作用相近。铌和钽部分溶入固溶体,起固溶强化作用。溶入奥氏体时显著提高钢的淬透性。但以碳化物和氧化物微粒形态存在时,细化晶粒并降低钢的淬透性。它能增加啊回火稳定性,有二次硬化作用。微里铌,可以在不影响钢的塑性或韧性的情况下提高钢的强度。由于有细化晶粒作用,能提高钢的中击韧性并降低其脆性转变温度。当含里大于碳含里的8倍时,几乎可以固定钢中所有的碳,使钢具有很好的抗氢性能。在奥氏体钢中可以防止氧化介质对钢的晶间腐蚀。由于固定碳和沉淀硬化作用能提高热强钢的高温性能,如变强度等。 铌在建筑用普通低合金钢中能提高屈服强度和冲击韧性,降低脆性转变温度,有益焊接性能。在渗碳及调质合金结构钢中,增加透性同时提高钢的韧性和低温性能。能降低低碳马氏体耐热不锈钢的空令硬化性,避免回火脆性,提高蠕变强度。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、铌、钽均为难熔的稀有金属元素(N:2467℃;T:2980),在元素周期表中与钒同族,它们在钢中的作用与V、Ti、Zr类似,和碳、氮、氧都有很强的亲和力,形成极为稳定的化合物 B、铌、钽在钢中的主要作用是细化晶粒,提高晶粒粗化温度 C、、钽以固溶态存在时,提高钢的淬透性和淬火后的回火稳定性以碳化物存在时贝降低淬透性 (2)对钢的力学性能的作用 A、钢中加入0.005%0.05%铌能提高其屁度和中击韧性,降低其脆性转变温度 B、在含铬低于16%的低碳马氏体耐热不锈钢中加入,也可降低其空冷硬化性,避免回火脆性,高蠕变强度,降低蠕变速率 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A改善奥氏体型不锈钢抗晶间腐蚀的性能在高铬铁素体钢中,改善高温不起皮性和抗浓硝酸侵蚀的性能ozhshfang19 在奥氏体型无磁钢中,加入和采用沉淀强化热处理,可有效提高其屈服强度而不损害其磁学性能C、在低碳普通低合金钢和高铬马氏体钢中加入铌可改善焊接性能;在Cr18Ni8型钢中加入锯后,其冷作硬化率较大冷变形比较困难,焊接性也较差 (4)在钢中的应用 A、炼钢用的铁合金中铌、钽共存。其中Ta/N质里比为1/12至1/2,习惯上称为铌铁。以单位质计的在钢中的作用,约为铜的一半,故铌铁中的当一 般以n0.5计 B、加入少里应用于:建筑用低碳普通合金钢,渗碳及调质合金钢,高铬耐热不锈钢,奥氏体型不锈耐热钢,无磁钢等 C、铌、钽资源在我国较为丰富,但在世界范围内储很少,且有其他重要用途。应根据经济合理的原则,发展它但在钢中的应用 8、锆(Zr) 锆是强碳化物形成元素。它在钢中的作用与铌、、钒相似。加入少里的锆元素有脱气、净化和细化晶粒的作用,有利于钢的低温性能,改善冲压性能,它常用于制造然气发动机和弹道式导弹结构使用的超高强度钢和镍基高温合金中 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、锆是高熔点(1852℃)的稀有金属,是碳化物形成元素,在练钢过程中是强力的脱氧和脱氮元素,并有脱氢及脱硫作用 B、能细化钢的奥氏体晶粒 C、固溶于奥氏体中的锆提高钢的淬透性;但若较多地以形态存在,则降低淬透性 (2)对钢的力学性能的作用 A、降低钢的应变时效倾向和回火脆性 B、在改善低合金钢的低温韧性方面的作用,铬强于钒 C、锆还能减轻钢的蓝脆倾向 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、低碳镍铬不锈钢中加入少里锆可防止晶间腐蚀 B、锆与硫形成硫化物可有效防止钢的热脆;含铜钢中加入锆,可显著减轻龟裂倾向 C、锆显著提高高碳工具钢和高速钢的切削寿命 锆能改善钢的焊接性能 (4)在钢中的应用 A、锆产稀少,价铬昂贵,在钢中的溶解度很小,在普通钢中很少使用,而主要用于特殊用途的钢和合金中,如超高强度钢,耐热钢,易切削不锈钢以及镍基 高温合金等 B、锆在核反应堆材料及特殊耐蚀设备方面有重要应用,以锆为基可形成大块非晶材料
锆(Zr)
锆是强碳化物形成元素。它在钢中的作用与铌、、钒相似。加入少里的锆元素有脱气、净化和细化晶粒的作用,有利于钢的低温性能,改善冲压性能,它常用于制造然气发动机和弹道式导弹结构使用的超高强度钢和镍基高温合金中
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8、锆(Zr) 锆是强碳化物形成元素。它在钢中的作用与铌、、钒相似。加入少里的锆元素有脱气、净化和细化晶粒的作用,有利于钢的低温性能,改善冲压性能,它常用于制造然气发动机和弹道式导弹结构使用的超高强度钢和镍基高温合金中 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、锆是高熔点(1852℃)的稀有金属,是碳化物形成元素,在练钢过程中是强力的脱氧和脱氮元素,并有脱氢及脱硫作用 B、能细化钢的奥氏体晶粒 C、固溶于奥氏体中的锆提高钢的淬透性;但若较多地以形态存在,则降低淬透性 (2)对钢的力学性能的作用 A、降低钢的应变时效倾向和回火脆性 B、在改善低合金钢的低温韧性方面的作用,铬强于钒 C、锆还能减轻钢的蓝脆倾向 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、低碳镍铬不锈钢中加入少里锆可防止晶间腐蚀 B、锆与硫形成硫化物可有效防止钢的热脆;含铜钢中加入锆,可显著减轻龟裂倾向 C、锆显著提高高碳工具钢和高速钢的切削寿命 锆能改善钢的焊接性能 (4)在钢中的应用 A、锆产稀少,价铬昂贵,在钢中的溶解度很小,在普通钢中很少使用,而主要用于特殊用途的钢和合金中,如超高强度钢,耐热钢,易切削不锈钢以及镍基 高温合金等 B、锆在核反应堆材料及特殊耐蚀设备方面有重要应用,以锆为基可形成大块非晶材料
钴(Co)
钴多用于特殊的钢和合金中。含钴高速钢有高的高温硬度:与钼同时加入马氏体时效钢中,可以获得超高强度和良好的综合力学性能。此外,钴在热强钢和磁性材料中也是重要的合金元素。 钴降低钢的淬透性,因此,单独加入碳素钢中会降低调质后的综合力学性能。钴能强化铁素体,加入碳素钢中,在退火或正火状态下能提高钢的硬度、屈服点和抗拉强度,对伸长率和断面收缩率有不利的影响,冲击韧性也随钴含里的增加而下降。由于钴具有抗氧化性能,在耐热钢和耐热合金中得到应用在钴基合金燃气涡轮中更显示了它特有的作用。
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9、钴(Co) 钴多用于特殊的钢和合金中。含钴高速钢有高的高温硬度:与钼同时加入马氏体时效钢中,可以获得超高强度和良好的综合力学性能。此外,钴在热强钢和磁性材料中也是重要的合金元素。 钴降低钢的淬透性,因此,单独加入碳素钢中会降低调质后的综合力学性能。钴能强化铁素体,加入碳素钢中,在退火或正火状态下能提高钢的硬度、屈服点和抗拉强度,对伸长率和断面收缩率有不利的影响,冲击韧性也随钴含里的增加而下降。由于钴具有抗氧化性能,在耐热钢和耐热合金中得到应用在钴基合金燃气涡轮中更显示了它特有的作用。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、钴和镍、锰一样,和铁形成连续固溶体 B、钴和铝同是降低钢的透性的元素,升高马氏体转变点M C、钴不是形成碳化物的元素 D、钴在回火或使用过程中阻抑、延缓其他元素特殊碳化物的析出和聚集 (2)对钢的力学性能的作用 A、强化钢的基体,在退火或正火状态的碳素钢中提高硬度和强度,但会引起塑性和冲击韧性的下降 B、显著提高特殊用途钢和合金的热强性和高温硬度 C、提高马氏体时效钢的综合力学性能,使其具有超强韧性 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、提高耐热钢和耐热合金的抗氧化性能 B、钴加入铁中能增加磁饱和 (4)在钢中的应用 A、不在碳素钢和低合金钢中使用 B、主要用于高速钢、马氏体时效钢、而热钢以及精密合金等 C、钴资派缺乏、价格昂贵,钴的使用应尽量节约和合埋
硅(si)
硅能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度,其作用仅于磷,较锰、镍、铬、钨、钼和钒等元素强。硅能降低钢的密度、热导率和电导率。含硅的钢在氧化气氛中加热时,表面将形成层si02薄膜,从而提高钢在高温时的抗氧化性。硅能促使铸钢中的柱状晶成长,降低塑性硅钢若加热或令却较快,由于热导率低,钢的内部和外部温差较大,因而易裂。硅能降低钢的焊接性能。
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10、硅(si) 硅能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度,其作用仅于磷,较锰、镍、铬、钨、钼和钒等元素强。但含硅超过3%时将显著降低钢的塑性和韧性。硅能提高钢的弹性极限、屈服强度和屈服比(σs/σb)以及疲劳强度和疲劳比(σ-1/σb)等这是硅或硅锰钢可作为弹簧钢种的缘故 硅能降低钢的密度、热导率和电导率。能促使铁素体晶粒粗化。降低矫顽力。有减小体的各向异性倾向,使兹化容易,磁阻减可用来生产电工用钢,所以硅钢片的磁带损耗较低,硅能提高铁素体的磁导率,使硅钢片在较弱场下有较高的磁感强度。但在强磁场下,硅降低钢的磁感强度硅因有强的脱氧力,从而减小了铁的磁时效作用。 含硅的钢在氧化气氛中加热时,表面将形成层si02薄膜,从而提高钢在高温时的抗氧化性。 硅能促使铸钢中的柱状晶成长,降低塑性硅钢若加热或令却较快,由于热导率低,钢的内部和外部温差较大,因而易裂。 硅能降低钢的焊接性能。因为与氧的亲合力硅比铁强,在焊接时容易生成低熔点的硅酸盐,增加熔渣和熔化金属的流动性,引起喷溅现象,影响焊缝质。硅是良好的脱氧剂。用铝脱氧时酌加一定里的硅,能显著提高铝的脱氧能力。硅在钢中本来就有一定的残存,这是由于炼铁炼钢作为原料入的在沸腾钢中,硅限制在<0.07%,有意加入时,则在炼钢时加入硅铁合金。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、作为钢中的合金元素,其含里一般不低于0.4%。以固溶体形态存在于铁素体或奥氏体中,缩小奥氏体相区 B、提高退火、正火和淬火温度,在亚共析钢中提高淬透性 C、硅不形成碳化物,有强烈的促进碳的石墨化的作用,在硅含里较高的中碳和高碳钢中,如不含有强碳化物形成元素,易在一定温度条件下发生石墨化 D、在渗碳钢中,硅减小渗碳层厚度和的浓度 E、硅对钢水有良好脱氧作用 (2)对钢的力学性能的作用 A、提高铁素体和奥氏体的硬度和强度,其作用较M、N、CxW、Mo、V等更强;显著提高钢的弹性极限、屈服强度和屈强比(并提高应劳强度 和疲劳比(o-1/b)Bai du文车 B、硅含超过3%时显著降低钢的塑性和韧性;硅提高塑/脆转变温度 C、硅易使钢中形成带状组织,使横向性能低于纵向性能 D、改善钢的耐磨性能 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、降低钢的密度、热导率、电导率和电阻温度系数 B、硅钢片的涡流损耗里显著低于纯铁,矫顽力、磁阻和磁带损耗较低磁导率和兹感强度较高但在强磁场中,硅降低磁感强度 C、提高高温时钢的抗氧化性能,但硅含里高时,表面脱碳加剧 D、硅含里超过2.5%的钢,其变形加工较为困难 E、硅降低钢的可焊性 (4)在钢中的应用 A、在普通低合金钢中提高强度,改善局部腐蚀抗力,在调质钢中提高淬透性和抗回火性,是多元合金结构钢中的主要合金组元之一 B、硅含量为0.5%-2.8%的SiMn或SiMn钢(碳含量0.5%-0.7广泛用于高载荷弹黄材料,同时加人W、、Mo、N、Cr等强碳化物形成元素 C、硅钢片为含硅1.0%-4.5%的低碳和超低碳钢,用于电机和变压器 D、在不锈钢和耐蚀钢中,与Mo、、CrA、TiN等配合,提高抗蚀和抗高温氧化能力 E、硅含里较高的石墨钢用于冷作模具材料
锰(Mn)
锰是良好的脱氧剂和脱硫剂。锰和铁形成固溶体,提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度;同时又是碳化物形成元素,进入渗碳体中取代一部分铁原子。锰在钢中由于降低临界转变温度。起到细化珠光体的作用。也间接地起到提高珠光体钢强度的作用;锰稳定奥氏体组织的能力仅次于镍,也强烈增加钢的淬透性。已用含里不超过2%的锰与其他元素配合制成多种合金钢。在高碳高锰耐磨钢中·锰含可10-14%,经固溶处理后有良好的韧性,当受到冲击而变时,表面层将因变形而强化,具有高的耐磨性。锰与硫形成熔点较高的Mns。可防止因Fes而导致的热脆现象。锰有增加钢晶粒粗化的倾向和回火脆性敏感性。
拓展
11、锰(Mn) 锰是良好的脱氧剂和脱硫剂。钢中一般都含有一定里的锰,它能消除或减弱由于硫所引起的钢的热脆性,从而改善钢的热加工性能。 锰和铁形成固溶体,提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度;同时又是碳化物形成元素,进入渗碳体中取代一部分铁原子。锰在钢中由于降低临界转变温度。起到细化珠光体的作用。也间接地起到提高珠光体钢强度的作用;锰稳定奥氏体组织的能力仅次于镍,也强烈增加钢的淬透性。已用含里不超过2%的锰与其他元素配合制成多种合金钢 锰具有资源丰富、效能多样的特点,获得了广泛的应用如含锰较高的碳素结构、弹簧钢 在高碳高锰耐磨钢中·锰含可达10-14%,经固溶处理后有良好的韧性,当受到冲击而变时,表面层将因变形而强化,具有高的耐磨性 锰与硫形成熔点较高的Mns。可防止因Fes而导致的热脆现象。锰有增加钢晶粒粗化的倾向和回火脆性敏感性。若冶炼浇铸和锻轧后冷却不当,容易使钢产生白点。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,工业用钢中一般均含有一定里的孟 B、锰固溶于铁素体和奥氏体中扩大奥氏体区使临界温度A4点升高,A3点降低,(α+γ)区下移。当锰含量超过12%时,上临界点降至室温以下,使钢在室温时形成单一奥氏体组织。在降低共析温度同时,使共析体中的碳含量减少 C、锰强烈降低钢的Ar1和马氏体转变温度(其作用仅次于碳)和钢中相变的速度,提高钢的淬透性,增加残余奥氏体含里 D使钢的调质组织均匀、细化避免了渗碳层中碳化物的聚集成块,但增大了钢的过热敏感性和回火脆性倾向 E、锰是弱碳化物形成元素 (2)对钢的力学性能的作用 A、锰强化铁素体或奥氏体的作用不及碳,磷、硅,在增加强度的同时,对延展性无影响 B、由于细化了珠光体,显著提高低碳和中碳珠光体钢的强度,使延展性有所降低Bai文库 C、通过提高淬透性而提高了调质处理索氏体钢的力学性能 D、在严格控制热处理工艺、避免过热时的晶粒长大以及回火脆性的前提下,锰不会降低钢的韧性 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、随锰含量的增加,钢的热导率急剧下降,线胀系数上升,使快速加热或冷却时形成较大内应力,工件开裂倾向增大 B、使钢的电导率急剧降低,电阻率相应增大,电阻温度系数下降 C、使矫顽力增大,饱和磁感、剩余磁感和磁导率均下降因而锰对永磁合金有利对软磁合金有害 D锰含里很高时,钢的抗氧化性能下降 E、使钢中的硫形成较高熔点的Mns,避免了晶上的Fes薄膜,消除钢的热脆性,改善热加工性能 F、高锰奥氏体钢的变形阻力较大,且钢锭中柱状结晶明显,锻轧时较易开裂 G、由于提高了淬透性和降低了马氏体转变温度,对焊接性能有不利影响。在适当范围内应降低碳含里 (4)在钢中的应用 易切削钢中常有适里的锰和磷,MnS夹杂使切屑易于碎断 B、普通低合金钢中利用锰来强化铁素体和珠光体,提高钢的强度,锰含里一般为1%-2 C、渗碳和调质合金结构钢的许多系列中含有不超过2%的锰 D、弹簧钢、轴承钢和工具钢中利用锰强烈提高淬透性的作用,可采用油淬和空冷的淬火工艺,减少开裂、扭曲和变形 E、耐磨钢、无磁钢、不锈钢、耐热钢,包括高碳高锰耐磨铸钢(C:1.0%-1.4,Mn:10%-14),中碳高锰无磁钢(C:0.3%-0.6Mn:18%-199),低碳高锰不锈钢(有Cr,无N或少Ni),高锰耐热钢(以M代Ni的耐热不起皮钢,或含有A、M、V等)
铝(Al)
铝主要用来脱氧和细化晶粒在渗氮钢中促使形成坚硬蚀的渗氮层。铝能抑制低碳钢的时效,提高钢在低温下的韧性含里高时能提高钢的抗氧化性及在氧化性酸和H2S气体中的耐蚀性,能改善钢的电、磁性能。铝在钢中固溶强化作用大,提高参碳钢的耐磨性、疲劳强度及心部力学性能。 在耐热合金中,铝与镍形成化合物,从而提高热强性。含铝的铁铬铝合金在高温下具有接近恒电阻的特性和优良的抗氧化性。适于作电热合金材料,如铬铝电阻丝。 某些钢脱氧时,如果铝用过多,则会使钢产生反常组织和有促进钢的石墨化倾向。在铁素体及珠光体钢中,铝含里较高时会降低其高温强度和韧性,并给炼、浇铸等方面带来若干困难。
拓展
12、铝(Al) 铝主要用来脱氧和细化晶粒在渗氮钢中促使形成坚硬蚀的渗氮层。铝能抑制低碳钢的时效,提高钢在低温下的韧性含里高时能提高钢的抗氧化性及在氧化性酸和H2S气体中的耐蚀性,能改善钢的电、磁性能。铝在钢中固溶强化作用大,提高参碳钢的耐磨性、疲劳强度及心部力学性能。 在耐热合金中,铝与镍形成化合物,从而提高热强性。含铝的铁铬铝合金在高温下具有接近恒电阻的特性和优良的抗氧化性。适于作电热合金材料,如铬铝电阻丝。 某些钢脱氧时,如果铝用过多,则会使钢产生反常组织和有促进钢的石墨化倾向。在铁素体及珠光体钢中,铝含里较高时会降低其高温强度和韧性,并给炼、浇铸等方面带来若干困难。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、铝与氧和氮有很强的亲和力,是炼钢时的脱氧定氮剂 B、铝强烈缩小钢中的奥氏体相区 C、铝和碳的亲和力小,在钢中一般不出现铝的碳化物铝强烈促进碳的石墨化,加入Cr、Ti、V、No等强碳化物形成元素可抑制A1的石墨化作用 D、铝细化钢的本质晶粒、提高钢晶粒粗化的温度,但当钢中的固溶金属铝含里超过一定里时,奥氏体晶粒反而容易长大粗化 E、铝提高钢的马氏体点M=,减少淬火后的残余奥氏体含,在这方面的作用与钴以外的其他合金元素相反 (2)对钢的力学性能的作用 A铝减轻钢对缺口的敏感性,减少或钢的效现象,特别是降低钢的脆性转变温度,改善了钢在低温下的韧性 B、铝有较大的固溶强化作用,高铝钢具有比强度较高的优点,铁素体型的铁铝系合金其高温强度和持久强度超过Cr13钢,但其室温塑性和韧性低,冷变形加工困难 C、以碳、锰奥氏体化的奥氏体型铁铝锰系钢其综合性能较佳 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、加入含20%-30%Cr的Fe-Cr合金中,其电阻温度系数很小因而可用作电热合金材料 B、铝与硅在减少变压器钢的铁芯损耗方面有相近的作用。不同的铝量对矫顽力及磁带损耗有特殊而复杂的影响 C、铝含里达一定值时,使钢的表面产生钝化现象,使钢在氧化性酸中具有抗蚀性,并提高了对硫化氢的抗蚀性能。铝对钢在氯气及氯化物气氛中的抗蚀性不利 D、含铝的钢渗氮后表面形成氮化铝层,可提高硬度和疲劳强度改善耐磨性能 E、铝作为合金元素加入钢中,可显著提高钢的抗氧化性。在钢的表面镀铝或渗铝可提高其抗氧化性和抗蚀性 F、铝对热加工性能、焊接性能和切削性能有不利响 (4)在钢中的应用 A、铝在一般的网中主要起脱氧和控制晶粒度的作用 B、铝作为主要合金元素之一,可广泛应用于一系列特殊合金钢中,包括:渗氮钢,不锈耐酸钢,耐热不起皮钢,电热合金,硬磁与软磁合金无磁网,高锰低温钢等
铜(Cu)
铜在钢中的突出作用是改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能,特别是和磷配合使用时,加入铜还能提高钢的强度和屈服比,而对焊接性能没有不利的影响。含铜0.20%-0.50%的网轨钢(U-Cu):除耐磨外,其耐蚀寿命为一般碳素钢钢轨的2-5倍。 铜含量超过0.75时,经固溶处理和时效后可产生时效强化作用。含量低时,其作用与镍相似,但较弱。含较高时对热变形加工不利,在热变形加工时导致铜脆现象。2%-3%在奥氏体不锈钢中可提高对硫酸、酸及盐酸等的抗腐蚀性及对应力腐蚀的稳定性。
拓展
13、铜(Cu) 铜在钢中的突出作用是改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能,特别是和磷配合使用时,加入铜还能提高钢的强度和屈服比,而对焊接性能没有不利的影响。含铜0.20%-0.50%的网轨钢(U-Cu):除耐磨外,其耐蚀寿命为一般碳素钢钢轨的2-5倍。 铜含量超过0.75时,经固溶处理和时效后可产生时效强化作用。含量低时,其作用与镍相似,但较弱。含较高时对热变形加工不利,在热变形加工时导致铜脆现象。2%-3%在奥氏体不锈钢中可提高对硫酸、酸及盐酸等的抗腐蚀性及对应力腐蚀的稳定性。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、铜是扩大奥氏体相区的元素,但在铁中的固溶度不大铜与碳不形成碳化物 B、铜对临界温度和淬透性的影响以及其固溶强化作用与镍相似可用来代替一部分镍 (2)对钢的力学性能的作用 A、提高钢的强度,特别是屈强比 B、随着铜含晕的提高,钢的室温冲击韧性略有提高 C、铜也提高钢的疲劳强度 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、少里的铜加入钢中可以提高低合金结构钢和钢轨钢的抗大气腐蚀性能,与磷配合便用时效果更为显著。铜对钢抗土壤及海水腐蚀性能的改善作用不显著铜也能略为提高钢的高温抗氧化性(2)在不锈酸钢中加入2%-3%铜可改善钢对硫酸和盐酸的抗浊性和对应力腐蚀的稳定性。 B、在不锈耐酸钢中加入2-3%可改善钢硫酸和盐酸的抗蚀性和对应力腐蚀的稳定性 C、改善钢液的流动性,对铸造性能有利 D、含铜较高的钢,在热加工时容易开裂,需加以防止 (4)在钢中的应用 A、钢中加入铜应用于:普通低合金钢,调质与渗碳结构钢轨钢,不锈耐酸钢和铸钢 B、我国有丰富的含铜铁矿,其中的铜不易分选,钢中的同也不能在冶炼过程中分离,发展含铜钢有重大经济意义 C、由于钢不能在炼钢过程中分离用含铜废钢重复冶拣,将使钢中铜含累积升高。故不宜在炼制中有意加入
硼(B)
硼在钢中的主要作用是增加钢的淬透性,从而节约其他较稀贵的金属,如镍、铬、钼等,为了这一目的,其含最一般规定在0.001%-0.005%范围内。它可以代替6%的镍,0.3%的铬或0.2%的钼,以硼代钼应注意,因钼能防止降低回火脆性,而硼却略有促进回火脆性的倾向,所以不能用硼将钼完全代替。 中碳碳素钢中加,由于提高了淬透性,可使厚20mm以上的钢材调质后性能大为改善,因此可用40B和40MnB钢代替40Cr钢。可用20Mn2TiB钢代替20CrMnTi渗碳钢。但由于硼的作用随钢中碳含里的增加而减弱,甚至消失,在选用含硼渗碳钢时,必须考虑到零件渗碳后,渗碳层的淬透性将低于心部的淬透性这一特点。弹簧钢一般要求完全淬透,通常弹簧截面不大采用含硼钢有利。对高硅弹簧钢硼的作用波动较大,不便采用。 硼和氮及氧有强的亲合力,沸腾钢中加入0.007%的硼,可以消除钢的时效现象。
拓展
14、硼(B) 硼在钢中的主要作用是增加钢的淬透性,从而节约其他较稀贵的金属,如镍、铬、钼等,为了这一目的,其含最一般规定在0.001%-0.005%范围内。它可以代替6%的镍,0.3%的铬或0.2%的钼,以硼代钼应注意,因钼能防止降低回火脆性,而硼却略有促进回火脆性的倾向,所以不能用硼将钼完全代替。 中碳碳素钢中加,由于提高了淬透性,可使厚20mm以上的钢材调质后性能大为改善,因此可用40B和40MnB钢代替40Cr钢。可用20Mn2TiB钢代替20CrMnTi渗碳钢。但由于硼的作用随钢中碳含里的增加而减弱,甚至消失,在选用含硼渗碳钢时,必须考虑到零件渗碳后,渗碳层的淬透性将低于心部的淬透性这一特点。弹簧钢一般要求完全淬透,通常弹簧截面不大采用含硼钢有利。对高硅弹簧钢硼的作用波动较大,不便采用。 硼和氮及氧有强的亲合力,沸腾钢中加入0.007%的硼,可以消除钢的时效现象。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、硼和碳、硅、磷同属于半金属元素。硼与氮、氧之间有很强的亲和力。硼和碳形成碳化物B4C。硼和铁形成两种即使在高温时亦很稳定的中间化合物Fe2B和FeB。 B、硼在钢中与残留的氮、氧化合形成稳定的夹杂物后会失去其本身的有益作用,只有以固溶式存在于钢中的才能起到特殊的有益作用。这部分“有益”大都集吸附在晶界上。 C、由于钢中含量一般在0.001%-0.005%范围内,对钢的显微组织没有明显的影响。中“有效硼”的作用主要是增加的淬透性 D、微量硼有使奥氏体晶粒长大的倾向,有增加回火脆性的倾向 (2)对钢的力学性能的作用 A、微量可提高钢在淬火和低温回火后的强度,并使塑性略有提高 B、经300-400℃回火的含硼钢,其中击韧性较不含的钢有所改善,以能降低钢的脆性转变温度 C、奥氏体铬镍钢中加入硼,经固溶和时效处理后,由于沉淀硬化的作用,其强度有适当提高,但韧性有所下降 D、硼对改善奥氏体钢的蠕变抗力有利在珠光体耐热钢中确可提高其高温强度 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、含超过0.007%将导致钢的热脆现象,影响热加工性能,故钢中珊的总含里应控制在0.005%以下 B、在含结构钢中,用微量硼代替较多里的其他合金元素后,其总合金元素含量降低,在高温时对变形的抗力减小,有利于模锻加工和延长锻摸寿命。此外,含硼钢的氧化皮较松,易于脱落清理 C、含硼钢经正火或退火后,其硬度比淬透性相同的其他合金钢要低,对于切削加工有利 (4)在钢中的应用 A、硼在钢中的主要用途是增加钢的淬透性,从而节约其他合金元素,如Ni、Cr、Mo等0.001%-0.005%的约可代替1.6%的镍。或0.3%的铬,或0.2%的钼、以部分代替钼最为恰当。 B、含硼钢在合金结构钢、普通低合金钢、弹簧钢、耐热钢、高速工具钢以及铸钢中均可得到应用 C、利用吸收中子的能力,反应堆中采用含高达0.1%-4.5%的高珊低碳钢,但其变形工十分困难
稀土(Re)
一般所说的稀土元素。是指元素周期表中原子序数从57号至71号的系元素(15个)。加上21号钪和39号钇,共17个元素这些元素大都在矿石中共生,它们的性质接近,不易分离。末分离的叫混合稀土,比较便宜。 稀土元素能提高锻轧钢的塑性和冲击切性,特别是在铸钢中尤为显著。它还能提高耐热钢、电热合金和高温合金的抗蠕变性能 稀土元素也可以提高钢的抗氧化性和耐蚀性。抗氧化性的效果超过硅、铝、钛等元素。它能改善钢的流动性,减少非金属夹杂使钢组织致密、纯净。 普通低合金钢中加入适里的稀土元素,有良好的脱氧去硫作用,可以提高中击韧性(特别是低温韧性)改善各向异性性能。 稀土元素在铁铬铝合金中增加合金的抗氧能力,在高温下保持钢的细晶粒提高高温强度因而使电热合金的寿命得到显著提高。
拓展
15、稀土(Re) 一般所说的稀土元素。是指元素周期表中原子序数从57号至71号的系元素(15个)。加上21号钪和39号钇,共17个元素这些元素大都在矿石中共生,它们的性质接近,不易分离。末分离的叫混合稀土,比较便宜。 稀土元素能提高锻轧钢的塑性和冲击切性,特别是在铸钢中尤为显著。它还能提高耐热钢、电热合金和高温合金的抗蠕变性能 稀土元素也可以提高钢的抗氧化性和耐蚀性。抗氧化性的效果超过硅、铝、钛等元素。它能改善钢的流动性,减少非金属夹杂使钢组织致密、纯净。 普通低合金钢中加入适里的稀土元素,有良好的脱氧去硫作用,可以提高中击韧性(特别是低温韧性)改善各向异性性能。 稀土元素在铁铬铝合金中增加合金的抗氧能力,在高温下保持钢的细晶粒提高高温强度因而使电热合金的寿命得到显著提高。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、稀土元素化学性质活泼,在钢中与硫,氧、氢等化合是很好的脱硫和去气剂,并能消除砷、锑、铋等的有害作用改变钢中夹杂物的形态和分布,起到净化作用,改善钢的质里。 B、稀土元素在铁中的溶解度很低,不超过0.5% C、除镧和铁不形成中间化合物外,所有其他已研究过的稀土元素都和铁形成中间化合物 (2)对钢的力学性能的作用 A、提高钢的塑性和冲击韧性,特别是低温韧性 B、提高耐热钢,电热合金和高温合金的抗端变性能 C、稀土元素在某些钢中有细化晶拉,均匀组织的作用,从而有利于综合力学性能的改善 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、提高钢的抗氧化性 B、提高18-8型不锈钢的抗蚀性能(包括在浓硝酸中的抗蚀性能) C、稀土元素能提高钢液的流动性,改善浇铸的成品率,减少铸钢的热裂倾向 D、显著改善高铬不锈钢的热加工性能 E、改善钢的焊接性能 (4)在钢中的应用 A、在普通低合金钢、合金结构钢、轴承钢、工具钢、不锈和耐蚀钢、电热合金以及铸钢中得到应用 B、为了稳定地获得稀土元素、改善钢的组织和性能的效果,应注意准确控制稀土在钢中的含量 C、我国富产稀土元素,有关稀土在钢中的作用机理和开发应用还应大力加强
氮(N)
早期氮钛为是钢中的杂质,后来才认识到,在一定条件下,氮可以发挥合金元素的作用。氮能部分溶于铁中,有固溶化和提高淬透性的作用,但不显著。由于氮化物在晶界上析出,能提高晶界高温强度,增加钢的蠕变强度。与钢中其它元素化合,有沉淀硬化作用。对钢抗腐蚀性能影响不显著,但钢的表面渗氮后,不仅增加其硬度和耐磨性,也显著改善抗蚀性。在低碳钢中,残留氮会导致时效脆性
拓展
16、氮(N) 早期氮铍钛为是钢中的杂质,后来才认识到,在一定条件下,氮可以发挥合金元素的作用。氮能部分溶于铁中,有固溶强化和提高淬透性的作用,但不显著。由于氮化物在晶界上析出,能提高晶界高温强度,增加钢的蠕变强度。与钢中其它元素化合,有沉淀硬化作用。对钢抗腐蚀性能影响不显著,但钢的表面渗氮后,不仅增加其硬度和耐磨性,也显著改善抗蚀性。在低碳钢中,残留氮会导致时效脆性17、硫() 提高硫和锰的含量,可改善钢的被切削性能,在易切削钢中硫作为有益元素加入。硫在钢中偏析严重,恶化钢的质里。在高温下,降低钢的塑性,是一种有害元素,它以熔点较低的FeS的形式存在;单独存在的FeS的熔点只有1190℃,而在钢中与铁形成共晶体的共晶温度更低,只有988℃,当钢凝固时,硫化铁析集在原生晶界处。钢在1100-1200℃进行轧制时,晶界上的FeS就将熔化,大大地削弱了晶粒之间的结合力,导致钢的热脆现象。因此对硫应严加控制,一般控制在0.0209-0.050为了防止因硫导致的脆性,应加入足够的锰,使其形成熔点较高的MnS。若钢中含硫里偏高,焊接时由于S02的产生,将在焊接金属内形成气孔和疏松, (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、氮和碳一样可固溶于铁,形成间隙式的固溶体 B、氮扩大钢的奥氏体相区,是一种很强的形成和稳定奥氏体的元素,具效力约20倍于镍,在定限度内可代替部分镍用于钢中 C、渗入钢表面的氮与铬、铝、钒、钛等元素可化合成极稳定的氮化物,成为表而硬化和强化元素 D、氮使高铬和高铬镍钢的组织致密坚实E、钢中残留氮量过高会导致宏观组织疏松或气孔 (2)对钢的力学性能的作用 A、氮有固溶强化作用 B、含氮铁素体钢中,在快冷后的回火或在室温长时间停留时,由于析出超显微氮化物,可发生沉淀硬化过程氮也使低碳钢发生应变时效现象在强度和硬度提高的同时,钢的韧性下降,缺口敏感性增加氮导致钢的脆性的特件近似磷,其作用远大于磷、氮也是导致钢产生蓝脆的主要原因 C、提高高铬和高铬镍钢的强度,而塑性并不降低,冲击韧性还有显著提高 D、氮还能提高钢的蠕变和高温持久强度 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、氮对不锈钢的抗蚀性能无显著影响 B、对钢的高温抗氧化性也无显著影响,氮含里过高(如0.16可使抗氧化性恶化 C、含氮钢冷作变形硬化率较高,采用冷变形工艺时应予注意 D、氮可降低高铬铁素体钢的晶粒长大倾句,从而改善其焊接性能 (4)在钢中的应用 A、氮作为合金元家,在钢的含量一般小于0.3特殊情况下可高达0.6 B、主要应用于渗氮调质结构钢、普通低合金钢、不锈酸钢及耐热不起皮钢。氮在钢中作为合金元素的应用还在扩大
硫(S)
提高硫和锰的含里,可改善钢的被切削性能,在易切削钢中硫作为有益元素加入。硫在钢中偏析严重,恶化钢的质量在高温下,降低钢的塑性,是一种有害元素,它以熔点较低的FeS的形式存在;单独存在的FeS的熔点只有1190℃,而在钢中与铁形成共晶体的共晶温度更低,只有988℃,当钢凝固时,硫化铁析集在原生晶界处。钢在1100-1200℃进行轧制时,晶界上的FeS就将熔化,大大地削弱了晶粒之间的结合力,导致钢的热脆现象。因此对硫应严加控制,一般控制在0.020-0.050°为了防止因硫导致的脆性,应加足够的锰,使其形成熔点较高的MnS。若钢中硫量偏高,焊接时由于S02的产生,将在焊接金属内形成气孔和疏松。
拓展
17、硫(S) 提高硫和锰的含里,可改善钢的被切削性能,在易切削钢中硫作为有益元素加入。硫在钢中偏析严重,恶化钢的质量在高温下,降低钢的塑性,是一种有害元素,它以熔点较低的FeS的形式存在;单独存在的FeS的熔点只有1190℃,而在钢中与铁形成共晶体的共晶温度更低,只有988℃,当钢凝固时,硫化铁析集在原生晶界处。钢在1100-1200℃进行轧制时,晶界上的FeS就将熔化,大大地削弱了晶粒之间的结合力,导致钢的热脆现象。因此对硫应严加控制,一般控制在0.020-0.050°为了防止因硫导致的脆性,应加足够的锰,使其形成熔点较高的MnS。若钢中硫量偏高,焊接时由于S02的产生,将在焊接金属内形成气孔和疏松。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、氮和铁一样可固溶与铁,形成间隙式的固溶体。 B、氮扩大钢的奥氏体相区,是一种很强的形成和稳定奥氏体的元素具效力约20倍于镍,在定限度内可代替部分镍用于钢中。 C、渗入钢表面的氮与铬、铝、钒、钛等元素可化合成极稳定的氮化物,成为表而硬化和强化元素bai文库 D、氮使高铬和高铬镍钢的组织致密坚实 E、钢中残留氮量过高会导致宏观组织疏松或气孔 (2)对钢的力学性能的作用 A、氮有固溶强化作用 B、含氮铁素体钢中,在快冷后的回火或在室温长时间停留时,由于析出超显微氮化物,可发生沉淀硬化过程·氮也使低碳钢发生应变时效现象。在强度和硬度提高的同时,钢的韧性下降,缺口敏感性增加氮导致钢的脆性的特件近似磷,其作用远大于磷、氮也是导致钢产生蓝脆的主要原因。 C、提高高铬和高铬镍钢的强度,而塑性并不降低,冲击韧性还有显著提高 D、氮还能提高钢的蠕变和高温持久强度 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 、氮对不锈钢的抗蚀性能无显著影响 B、对钢的高温抗氧化性也无显著影响,氮含里过高(如0.16%可使抗氧化性恶化 C、含氮钢冷作变形硬化率较高,采用冷变形工艺时应予注意 D、氮可降低高铬铁素体钢的晶粒长大倾向,从而改善其焊接性能 (4)在钢中的应用 A、氮作为合金元家,在钢的含一般小于0.3%,特殊情况下可高达0.6% B、主要应用于渗氮调质结构钢、普通低合金钢、不锈而酸钢及而热不起皮钢。氮在钢中作为合金元素的应用还在扩大
磷(P)
磷在钢中固溶强化和冷作硬化作用强,作为合金元素加入低合金结构钢中,能提高其强度和钢的耐大气腐蚀性能,但降低其冷冲压性能。磷与硫和锰联合使用能增加钢的被切削性能,增加加工件的表面质里,用于易切钢,所以易切钢含磷也较高·溶于铁素体,虽然能提高钢的强度和硬度,最大的害处是偏析严重,增加回火脆性,显著降低钢的塑性和韧性,致使钢在冷加工时容易脆裂,也即所谓”冷脆”现象。对焊接性也有不良影响。磷是有害元素,应严加控制,一般含里不大于0.030%-0.040%
子主题
铅/铋(P/Bi)
铅显著改善钢的切削工性能,使切削碎断,增加切削时工具与工件之间的润骨,降低切削温度和动力消耗,延长工具寿命,提高切削速度;使钢的塑性略有下降,使冲击韧性有较大降低,在高强度钢中,铅对疲劳极限有下降的作用。
拓展
20、铅(P/Bi) (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、铅与铋实际上不溶于钢中,它们的沸点都很低,冶炼过程中大部分化为蒸气逸出钢液,因而在钢中的残留很低,一般在0.001%左右为了特殊用途需要增加P、i含量时须在浇铸过程中加入 B、由于含里很低,对组织和热处理的影不显著 (2)对钢的力学性能的作用 A、对钢的强度无明显影如向,使钢的塑性略有下降,使冲击韧性有较大降低 B、在高强度钢中,铅对疲劳极限有下降的作用 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、铅显著改善钢的切削工性能,使切削碎断,增加切削时工具与工件之间的润骨,降低切削温度和动力消耗,延长工具寿命,提高切削速度 B、其改着切工性能的作用,在硫、磷含里较高的钢中尤为显著 (4)在钢中的应用 A、含有0.2%左右铅的钢有超级易切钢之称 B、含铅钢中需防止铅的偏析,并对铅蒸气进行防护
氧(0)
降低钢的力学性能,特别是塑性、韧性和疲劳强度;氧化铝等夹杂提高钢的硬度和耐磨性,但恶化切削加工性能;较高的含氧里使焊发生热裂,恶化焊接性能;氧在冶炼、铸锭和轧制过程都有一定的作用,但钢中的留氧对性能不利,应作为有害元素来对待
拓展
21、氧(0) 氧是炼钢过程中不可或缺的元素,经过脱氧以后还有一部分氧残留钢中,对钢的性能起到不利作用,是有害元素 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、钢中残留的氧以氧化物及极少里的固溶态的形态存在 B、由于残留氧里很低,对钢的组织和热处理无显著影响 (2)对钢的力学性能的作用 A、氧对钢的力学性能的影响主要与氧化夹杂物组成、性质和分布、数最有关 B、总的来说,所有夹杂物都在不同程度上降低钢的力学性能,特别是塑性、韧性和疲劳强度 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、氧化铝等夹杂提高钢的硬度和耐磨性,但恶化切削加工性能 B、较高的含氧里使焊发生热裂,恶化焊接性能 (4)在钢中的应用 A、氧在冶炼、铸锭和轧制过程都有一定的作用,但钢中的留氧对性能不利,应作为有害元素来对待
氢(H)
会产生氢脆以外,还会形成一系列的严重缺陷,包括白点、点状偏析静载疲劳断裂、“鱼眼”、表面凸泡等;氢化物含里高的酸性药皮焊条导致焊缝热影响区开裂;
拓展
22、氢(H) 氢在冶炼及加工过程中会进入钢中,残留于钢中的氢多起有害作用 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、形成间隙式固溶体,有一些合金化作用 B、残留于钢中的氢造成许多严重缺陷,如白点、点状偏析,其危害远远超过其合金化作用 C、由于固溶于铁中的氢含量很少,对钢的相变和热处理无显著影响,只是有一些稳定奥氏体和增加淬透性的作用。此外,氢也有防止钢中的碳发生石墨化和渗碳时出现反常组织的作用 (2)对钢的力学性能的作用 A、氢脆是氢使钢的塑性下降的基本原因,钢的强度越高,其氢脆敏感性越大氢脆可以用时效处理来消除 B、氢有增加钢的硬度的向,但不明显 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、氢在钢中除了会产生氢脆以外,还会形成一系列的严重缺陷,包括白点、点状偏析静载疲劳断裂、“鱼眼”、表面凸泡等 B、氢化物含里高的酸性药皮焊条导致焊缝热影响区开裂 (4)在钢中的应用 A、氢在钢中是有害元素,应尽最采取工艺措施降低钢中的氢含里。防止由氢造成的各种缺陷和性能下降
硫/硒/碲(S/Se/Te)
降低钢的延展性及韧性,冲击韧性的下降最为显著;硒化物颗粒较硫化物为细小和分散,对力学性能的影响较硫轻;使软钢的磁学性能恶化;损害钢的抗蚀性能;FeS等低熔点化合物增大钢在锻、轧时的过热和过烧倾向、产生表面网状裂缝和开裂;造成焊缝热裂、气孔及疏松;在切削加工时,便切削容易断开。改善工件光洁度,节省动力,且有润滑作用,延长刀具寿命,提高切削效率。
拓展
23、硫/硒/碲(s/Se/Te) (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、硫在大多数情况下是钢中的有害元素,在优质钢中其含里不应超过0.04碲和在周期表中与硫同族,共性质亦相近 B、硫、碲、硒可与铁形成低熔点的FeS、FS2以及FeTe、feTe2、feSe、feSe2等化合物,它们在铁中的溶解度都很低 C、对钢的相变和组织的影响主要由不同类型和分布状态的硫化物造成,表现为硫的偏析及硫化物夹杂以及由于硫化物的形成导致的Mn、Ti、Zr等有效含量及钢的透性的下降 (2)对钢的力学性能的作用 A、降低钢的延展性及韧性,冲击韧性的下降最为显著 B、硒化物颗粒较硫化物为细小和分散,对力学性能的影响较硫轻 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、使软钢的磁学性能恶化 B、损害钢的抗蚀性能 C、FeS等低熔点化合物增大钢在锻、轧时的过热和过烧倾向、产生表面网状裂缝和开裂 D、造成焊缝热裂、气孔及疏松 E、在切削加工时,便切削容易断开。改善工件光洁度,节省动力,且有润滑作用,延长刀具寿命,提高切削效率 (5)在钢中的应用 A、只有在易切削钢中才利用硫、硒、来改善钢的切削性能。硒较为昂贵,只在高级不锈钢中使用(硒对抗蚀性影较小) B、在其他钢种中都应尽降低硫的含里
磷/砷/镝(P/As/Sb)
都有严重的偏析倾向;提高钢的回火脆性敏感程度;对钢的力学性能的作用;提高钢的强度;降低塑性和韧性,碳量越高。引起的脆性也越大;对钢的物理、化学及工艺性能的作用;改善钢的耐磨性;改善钢的抗蚀性;改善钢的切削加工性能;对焊接性能不利,增加焊裂的敏感性;应用于钢轨钢及易切削钢,也用于炮弹钢。
拓展
24、磷/砷/镝(P/As/Sb) (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、磷、砷、锑在周期表中同族,在钢中作用类似,均使奥氏体相区缩小 B、在铁中有一定溶解度,与铁形成低熔点化合物 C、都有严重的偏析倾向 D、提高钢的回火脆性敏感程度 (2)对钢的力学性能的作用 A、提高钢的强度 B、降低塑性和韧性,碳量越高。引起的脆性也越大 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、改善钢的耐磨性 B、改善钢的抗蚀性 C、改善钢的切削加工性能 D、对焊接性能不利,增加焊裂的敏感性 (4)在钢中的应用 A、应用于钢轨钢及易切削钢,也用于炮弹钢
有色金属
有色金属又称为非铁金属,是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。
按密度分类
轻金属
比重小于5(密度小于4.5 克每立方厘米),铝 (Al)、镁(Mg)、钙 (Ca)、锶 (Sr)、钡 (Ba)、钾 (K)和钠(Na)
重金属
比重大于5(密度大于4.5 克每立方厘米),铜、铅、锌、锡、镍、钴、锑、汞、镉和铋
硬质合金
主要成分
铁
铸铁(含碳量2%以上)
钢(含碳量一般在2%以下,铬铁可能大于2%)
按形态分类
厚板
海洋平台
储罐
轮船
钢结构建筑
热轧
集装箱
管线
工程车
钢结构建筑
酸洗产品
电热水器
压缩机外壳
卡车轮毂
汽车底盘件
子主题
普冷产品
汽车
洗衣机
冰箱
硬币
电工钢
压缩
变压器
电机
热镀锡
冰箱
空调
汽车
电镀锌
冶金电视
复印打印
电脑机箱
镀锡产品
易拉罐
奶粉罐
右起罐
皇冠盖
《钢分类》GB/T 13301-2008
按化学成分分类
非合金钢
按钢的主要质量等级分类
普通质量非合金钢
a) 钢为非合金化的(符合本标准第1部分对非合金钢的合金元素规定含量界限值的规定); b) 不规定热处理; 注:退火、正火、消除应力及软化处理不作为热处理对待。 c) 如产品标准或技术条件中有规定,其特性值应符合下列条件: 1) 碳含量最高值 20.10%; 2) 硫或磷含量最高值 20.040%; 3) 氮含量最高值 20.007%; 4) 抗拉强度最低值 <690 N/mm2 ; 5) 屈服强度最低值 <360 N/mm2 ; 6) 断后伸长率最低值(L0=5.56ysT) <33%; 7) 弯心直径最低值 20.5 X试件厚度; 8) 冲击吸收能量最低值(20 °C,V型,纵向标准试样)W27 J; 9) 洛氏硬度最高值(HRB) 260。 注:力学性能的规定值指用公称厚度为3 mm〜16 mm钢材做的纵向或横向试样测定的性能。 d)未规定其他质量要求。
优质非合金钢
1、概述 优质非合金钢是指在生产过程中需要特别控制质量(例如控制晶粒度,降低硫、磷含量,改善表面质 量或增加工艺控制等),以达到比普通质量非合金钢特殊的质量要求(例如良好的抗脆断性能,良好的冷 成型性等),但这种钢的生产控制不如特殊质量非合金钢严格(如不控制淬透性)。 2、定义 除在普通质量非合金钢和特殊质量非合金钢以外的钢为优质非合金钢。
特殊质量非合金钢
特殊质量非合金钢 1、 概述 特殊质量非合金钢是指在生产过程中需要特别严格控制质量和性能(例如,控制淬透性和纯洁度) 的非合金钢。 2、 定义 符合下列条件之一的钢为特殊质量非合金钢。 a)钢材要经热处理并至少具有下列一种特殊要求的非合金钢(包括易切削钢和工具钢): 1) 要求淬火和回火或模拟表面硬化状态下的冲击性能; 2) 要求淬火或淬火和回火后的淬硬层深度或表面硬度; 3) 要求限制表面缺陷,比对冷锹和冷挤压用钢的规定更严格; 4) 要求限制非金属夹杂物含量和(或)要求内部材质均匀性。 b)钢材不进行热处理并至少应具有下述一种特殊要求的非合金钢: 1) 要求限制非金属夹杂物含量和(或)内部材质均匀性,例如钢板抗层状撕裂性能; 2) 要求限制磷含量和(或)硫含量最高值,并符合如下规定: 熔炼分析值 ≤0.020%; 成品分析值 ≤0.025%; 3)要求残余元素的含量同时作如下限制: Cu熔炼分析最高含量 ≤0.10% Co熔炼分析最高含量 ≤0.05% V熔炼分析最高含量 ≤0.05% 4)表面质量的要求比GB/T 6478冷镦和冷挤压用钢的规定更严格。 c )具有规定的电导性能(不小于9 s/m)或具有规定的磁性能(对于只规定最大比总损耗和最小 磁极化强度而不规定磁导率的磁性薄板和带除外)的钢。
按钢的主要性能或使用的特性分类
以规定最高强度为主要特性的非合金钢
以规定最低强度为主要特性的非合金钢
以碳含量为主要特性的非合金
非合金易切削钢
非合金工具钢
规定磁性能和电性能的非合金钢
其它非合金钢
按钢中碳的质量分数分类
低碳钢(WC ≤ 0.25%)
中碳钢(WC0.25%—0.6%)
高碳钢(WC>0.6%)
按用途分类
碳素结构钢:机械零件、工程构建,一般为低中碳钢
工程构建钢
机器制造结构钢
碳素工具钢:刀具、两局、磨具等,一般为高碳钢
易削切结构钢
低合金钢
普通质量低合金钢
优质低合金钢
特殊质量低合金钢
合金钢
注意合金元素作用(氢)
优质合金钢
特殊质量合金钢
《钢产品分类》GB/T 15574—2016规定
《钢产品分类》规定了按照生产工序、外形、尺寸和表面状态对钢产品进行分类的基本准则。
液态钢(生铁)产品
定义
生铁是在熔融条件下可进一步处理成钢或铸铁。生铁既可以液态铁水的形式交 货,也可以铸锭及类似的固体块或颗粒等固态铸铁的形式交货。
交货形式
液态铁水的形式
铸锭及类似的固体块或颗粒等固态铸铁的形式
用途
炼钢用生铁
铸造用生铁
球磨铸铁用生铁
耐磨生铁
脱碳低磷生铁
含钒生铁
钢锭和半成品
钢锭
定义
将液态钢浇注到具有一定形状的锭模中得到的产品。钢锭模的形状应与经热轧或锻制加工成材的 形状近似。
用途
用于热轧、锻造、制作无缝钢管等
轧制型材钢锭分类(截面)
方形
矩形(宽厚比小于2)
多边形
圆形
椭圆形
各种异型
钢锭的处理(不改变原有分类)
用研磨工具或喷枪等全部清理表面缺陷
剪切头尾或剪切成便于进一步加工的长度
表面清理后剪切
半成品
定义
由轧制或锻造钢锭获得的,或者由连铸获得的产品。
用途
半成品通常供进一步轧制或锻造加工成成品用。
工艺要求及处理
横截面的尺寸沿长度方向是不变的,其公差 相对于成品更大一些,棱角更圆钝一些。半成品的侧面允许有轻微的凹入或突出,以及轧制、锻造或连 铸痕迹,并可使用切削、火焰重熔或修磨等方法进行局部或全部的清理。
按截面分类
方形截面半成品
大方坯
边长不小于200mm
方坯
边长小于200mm,不小于50mm
矩形截面半成品
大矩形坯
横截面积不小于40000mm2,宽厚比小于2的半成品
矩形坯
横截面积不小于2500mm2,小于40 000 mm2,宽厚比小于2的半成品
板坯
厚度不小于50 mm,宽厚比不小于2的产品
圆坯
圆形横截面的连铸、轧制或锻造半成品
管坯
用于生产钢管的半成品,横截面可以为圆形、方形、矩形或多边形
异型坯
用于生产型钢以及经预加工成型的半成品,横截面积通常大于2 500 mm
VAR钢坯
使用真空电弧重熔(VAR)炉熔炼金属原料、重熔钢锭或钢坯,得到的圆形钢锭或钢坯的半成品
ESR钢坯
使用电渣重熔(ESR)炉熔炼金属原料、重熔钢锭或钢坯,得到的圆形钢锭或钢坯的半成品
轧制成品和最终产品
扁平产品
无涂层扁平产品
热轧无涂层扁平产品
宽扁钢
热轧薄板和厚板
热轧钢带
冷轧无涂层扁平产品
冷轧薄板和厚板
冷轧钢带
电工钢
晶粒无取向电工钢
晶粒取向电工钢
取向电工钢:矿石---炼铁---炼钢---热轧---酸洗—冷轧---退火---冷轧硅钢(取向电工钢)
包装用镀锡及相关产品
原板
镀锡板
电镀铬、氧化铬钢板
热轧或冷轧扁平镀层产品
金属镀层钢板或钢带
热镀金属镀层钢板和钢带
镀锌钢板和钢带
镀铝钢板和钢带
镀铝及铝硅合金镀层钢板和钢带
镀锡合金镀层钢板和钢带
电解金属镀层钢板和钢带
电镀锌镀层钢板和钢带
电镀锌镍镀层钢板和钢带
电镀铅锡镀层钢板和钢带
有机涂层钢板和钢带
无机涂层钢板和钢带(如搪瓷)
压型钢板
波形板
肋类板
其它压型板
复合产品
金属基复合产品
金属层复合产品
长材
盘条
钢丝
热成型棒材
热轧棒
圆钢
方钢、六角钢和八角刚
扁钢
异型棒材
锻造棒材
凿岩用中空钢
光亮产品
冷拉拔产品
削皮产品
磨光产品
钢筋混凝土用和预应力钢筋混凝土用产品
热轧型材
铁道用钢
重型铁道用钢
轻型铁道用钢
其它铁道系统用产品
钢桩
钢板桩
组合支撑桩
管状支撑桩
矿用钢
大型用钢
工型钢(窄翼缘和中翼缘)
H型钢(宽翼缘)
U型钢
支撑桩
特殊大型型钢
其它型钢
小规格工、H、U型钢
角钢
等翼缘T型钢
球扁钢
特殊型钢(不属于上面四种)
焊接型钢
冷弯型钢
管状产品
无缝钢管
焊管
埋弧焊焊管(SAW)
电阻焊焊管(EW)
对接焊焊管(BW)
中空型钢
中空棒材
管件
按用途分类
管子互相连接的管件
法兰、活接、管箍、夹箍、卡套、喉箍等
改变管子方向的管件
弯头、弯管
改变管子管径的管件
变径(异径管)、异径弯头、支管台、补强管
增加管路分支的管件
三通、四通
管路密封的管件
垫片、生料带、线麻,法兰盲板,管堵,盲板、封头、焊接堵头中的金属制品
管路固定的管件
卡环、拖钩、吊环、支架、托架、管卡等
按连接分类
按材料分类
其它产品
钢丝绳
自由锻产品
模锻和冲压件
铸件
粉末冶金产品
钢粉末
烧结产品
全密度产品
纯铁(含碳量0.02%以下)
铝
铝(Al)
铝为银白色轻金属。 有延展性。商品常制成柱状、棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。 在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。 用酸处理过的铝粉在空气中加热能猛烈燃烧,并发出眩目的白色火焰。 易溶于稀硫酸、稀硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液,不溶于水,但可以和热水缓慢地反应生成氢氧化铝; 相对密度2.70,弹性模量70Gpa,泊松比0.33。熔点660℃。沸点2327℃。 以其轻、良好的导电和导热性能、高反射性和耐氧化而被广泛使用。
注意特点
重量轻
导电性好
耐腐蚀
用途
铝的密度很小:仅为2.7 g/cm³,虽然它比较软,但可制成各种铝合金,如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等。这些铝合金广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶等制造工业。此外,宇宙火箭、航天飞机、人造卫星也使用大量的铝及其铝合金。例如,一架超音速飞机约由70%的铝及其铝合金构成。船舶建造中也大量使用铝,一艘大型客船的用铝量常达几千吨。
铝的导电性仅次于银、铜和金:虽然它的导电率只有铜的2/3,但密度只有铜的1/3,所以输送同量的电,铝线的质量只有铜线的一半。铝表面的氧化膜不仅有耐腐蚀的能力,而且有一定的绝缘性,所以铝在电器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。
铝是热的良导体:它的导热能力比铁大3倍,工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。
铝有较好的延展性:(它的延展性仅次于金和银),在100 ℃~150 ℃时可制成薄于0.01 mm的铝箔。这些铝箔广泛用于包装香烟、糖果等,还可制成铝丝、铝条,并能轧制各种铝制品。
铝的表面因有致密的氧化物保护膜,不易受到腐蚀:常被用来制造化学反应器、医疗器械、冷冻装置、石油精炼装置、石油和天然气管道等。
铝粉具有银白色光泽(一般金属在粉末状时的颜色多为黑色):常用来做涂料,俗称银粉、银漆,以保护铁制品不被腐蚀,而且美观。
铝在氧气中燃烧能放出大量的热和耀眼的光:常用于制造爆炸混合物,如铵铝炸药(由硝酸铵、木炭粉、铝粉、烟黑及其他可燃性有机物混合而成)、燃烧混合物(如用铝热剂做的炸弹和炮弹可用来攻击难以着火的目标或坦克、大炮等)和照明混合物(如含硝酸钡68%、铝粉28%、虫胶4%)。
铝热剂常用来熔炼难熔金属和焊接钢轨等:铝还用做炼钢过程中的脱氧剂。铝粉和石墨、二氧化钛(或其他高熔点金属的氧化物)按一定比率均匀混合后,涂在金属上,经高温煅烧而制成耐高温的金属陶瓷,它在火箭及导弹技术上有重要应用。
铝板对光的反射性能也很好:反射紫外线比银强,铝越纯,其反射能力越好,因此常用来制造高质量的反射镜,如太阳灶反射镜等。
铝具有吸音性能,音响效果也较好:所以广播室、现代化大型建筑室内的天花板等也采用铝。耐低温,铝在温度低时,它的强度反而增加而无脆性,因此它是理想的用于低温装置材料,如冷藏库、冷冻库、南极雪上车辆的生产装置。
化学性能
铝是活泼金属,在干燥空气中铝的表面立即形成厚约50埃(1埃=0.1纳米)的致密氧化膜,使铝不会进一步氧化并能耐水;但铝的粉末与空气混合则极易燃烧;熔融的铝能与水猛烈反应;铝是两性的,极易溶于强碱,也能溶于稀酸。
与酸反应
与碱反应
2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2↑
与非金属反应
4Al+3O₂====2Al₂O₃(点燃) 2Al+3Cl₂====2AlCl₃ (点燃) 2Al+3S====Al₂S₃ (加热)
铝热反应
2Al + Fe₂O₃==点燃== Al₂O₃+2Fe(铝热反应) 8Al + 3Fe₃O4==高温== 4Al₂O₃+9Fe
与水反应
根据铝的还原性可推断铝可以与水反应,但实验发现,铝与沸水几乎没有反应现象,不过铝在加热条件下就可以与水蒸汽发生明显反应,但反应一开始就与水中的氧气生成致密氧化膜阻止反应进一步进行。
铝合金
分类
变形铝合金
变形铝合金是以各种压力加工方法制成的管、棒、线、型等半成品铝合金。根据其用途又可分为防腐铝合金、超硬铝、特殊铝、硬铝、锻铝5类。 常用的防锈铝合金中主要合金元素是锰和镁,加锰可提高其抗蚀能力,加镁使其强化并降低比重,其特点是耐腐蚀,抛光性好,可长时间保持光亮表面,强度比纯铝高,多用于制造与液体接触的零件、管道、日用品、装饰品等; 硬铝又称杜拉铝,是铝、铜、镁合金,并含少量锰。铜、镁在铝中溶解度较大,有强化效应,锰使其耐蚀。硬铝根据其合金元素含量不同可分别制造铆钉、飞机的螺旋桨及飞机上的高强度零件; 超硬铝是含有锌的硬铝,其硬度、强度均比硬铝高,不同品种的超硬铝用于制造各种结构零件、高载荷零件,是航空工业的重要材料之一; 锻铝在一般状态下具有高的塑性,强度大,用来制造各种锻件或冲压件,如内燃机活塞等; 特殊铝是在特定情况下使用的,组分不同,各有用途。 [2]
防腐铝合金
超硬铝
特殊铝
硬铝
锻铝
铸造铝合金
铸造铝合金是用来直接浇铸各种形状的机械零件的铝合金。按加入的主要元素不同又可分为Al-Si系合金、Al-Zn系合金、Al-Mg系合金。每个系统各有牌号,较为复杂。 [2]
Al-Si系合金
Al-Zn系合金
Al-Mg系合金
用途
1.航空航天 铝合金是制造飞机用的主要材料。铝合金与制造汽车用的软钢比较起来,价格贵、密度小,相对密度为2.8,与软钢相对密度7.8比较,约轻三分之一,尽管强度相差不多,但对飞机来说,材料轻是最主要的,而且耐腐蚀性较强,加工也方便,故铝合金是制造飞机最理想的材料。 [4] 硬铝根据其合金元素含量不同可分别制造铆钉、飞机的螺旋桨及飞机上的高强度零件; 超硬铝是含有锌的硬铝,其硬度、强度均比硬铝高,不同品种的超硬铝用于制造各种结构零件、高载荷零件,是航空工业的重要材料之一。 [2] 2.船用行业 铝及铝合金在造船工业中应用越来越广,小到汽艇大到万吨油轮,从海上气垫船到海下潜艇,从民用到军工,从捕鱼船到海洋开采船,均使用综合性能优良的铝合金生产船舶外壳、支架结构、配套设施、管道等。 [5] 铝合金应用于船用行业,可以使船的整体质量减重,有利用船舶行驶速度的提升,并能抵抗海水对船舶的腐蚀。 [6] 在船用行业应用的铝合金主要是铝铜合金、铝镁合金和铝硅合金。铝铜合金在我国及俄罗斯船舶中使用广泛,但其耐海水腐蚀性能差,阻碍了其在船舶行业中的发展。铝镁合金主要用于船体外壳、水泵导管、泵壳体及机座支架等,牌号有5083、5086、5456、5466等。铝硅合金结构强度适中,流动性好,充型能力强,易于生产致密度较高、结构复杂的零部件,如高压阀件、气缸体、泵、减速箱外壳、涡轮叶片等。 [3] 3.在化工行业中的应用 铝具有良好的导热性,铝及铝合金广泛用于生产化工设备中换热设备、抗浓硝酸腐蚀的贮槽、吸附过滤器、分馏塔、管道及许多内衬等。铸造铝合金的流动性好,充型能力强,收缩率小,不易形成裂纹,抗腐蚀性能好(其表面可形成三氧化二铝、二氧化硅保护膜),质量轻,力学性能好优良,大量用于制造结构复杂的抗腐蚀零部件,如汽缸、管件、阀门、泵、活塞等。铝在化工生产中有许多特殊的用途 [7] 。铝不产生火花,铝合金可生产盛装容易挥发性物质的容器;铝无毒性,不会造成食物变质,不影响商品的外观,不腐蚀商品,因此,铝合金广泛用于制作食品化工工业中相关设备。 [3] 4.在金属包装行业中的应用 铝合金可用于金属包装,其具有以下优良特点:力学性能好,质轻抗压强度高,经久耐用,便于储存和运输商品;阻隔性能好,可阻挡阳光、氧气和潮湿的环境对物品的破坏,可延长物品的保质期;质地好、有美感,铝合金用作包装有独特的金属光泽,触摸感好、美观,提升商品品质;无毒易回收,可循环利用,节约资源,减少环境污染。铝合金被广泛用于啤酒、饮料及其他食品罐,多为冲压拉延成型结构。铝箔器皿美观、质轻、传热性好,用于快餐食品的包装,具有保鲜、保味、无毒的功效,被越来越多的食品行业使用。铝合金金属软管可挤压变形,内装物挤压即可使用,简单方便,常用于膏状化妆品包装。 5.在其他行业的应用 铝合金的比强度高、质量轻、流动性好、充型能力强、耐蚀性好、熔点低,广泛用于拖拉机、机车零部件、电子产品、医疗器械、建筑装饰等行业。铝合金有优良的延展性,在日用品行业及食品行业得到大量使用。在输送电力领域,铝合金制作的导线成本低、质量轻、抗腐蚀性能好、传热及易导电、抗磨,因而越来越受到人们的重视。在输电领域,铝合金的使用量最大,高达90%的高压导线材料是铝制品[10]。铝硅合金可作为良好的脱氧剂,减少钢产生皮下气泡的敏感性,炼钢脱氧提高钢的品质,铝硅合金市场用量大,全国每年需求量达百万吨。
铜
铜(紫铜)
物理属性
铜是一种金属元素,也是一种过渡元素,化学符号Cu,英文copper,原子序数29。纯铜是柔软的金属,表面刚切开时为红橙色带金属光泽,单质氧化呈紫红色。延展性好,导热性和导电性高,因此在电缆和电气、电子元件是最常用的材料,也可用作建筑材料,可以组成众多种合金。铜合金机械性能优异,电阻率很低,其中最重要的数青铜和黄铜。此外,铜也是耐用的金属,可以多次回收而无损其机械性能。
化学性质
能与氧气/空气(氧气、水、二氧化碳)/卤素/硫/氯化铁/酸/浓盐酸/氧化性酸反应
铜合金
按合金成分分类
白铜(铜镍合金)
以镍为主要添加元素的铜合金。铜镍二元合金称普通白铜﹔加有锰﹑铁﹑锌﹑铝等元素的白铜合金称复杂白铜。工业用白铜分为结构白铜和电工白铜两大类。结构白铜的特点是机械性能和耐蚀性好﹐色泽美观。这种白铜广泛用於制造精密机械﹑眼镜配件、化工机械和船舶构件。电工白铜一般有良好的热电性能。锰铜﹑康铜﹑考铜是含锰量不同的锰白铜﹐是制造精密电工仪器﹑变阻器﹑精密电阻﹑应变片﹑热电偶等用的材料。
黄铜(铜锌合金)
黄铜是由铜和锌所组成的合金。如果只是由铜、锌组成的黄铜就叫作普通黄铜。黄铜常被用于制造阀门、水管、空调内外机连接管和散热器等。 如果是由二种以上的元素组成的多种合金就称为特殊黄铜。如由铅、锡、锰、镍、铁、硅组成的铜合金。特殊黄铜又叫特种黄铜,它强度高、硬度大、耐化学腐蚀性强。还有切削加工的机械性能也较突出。黄铜有较强的耐磨性能。由黄铜所拉成的无缝铜管,质软、耐磨性能强。黄铜无缝管可用于热交换器和冷凝器、低温管路、海底运输管。制造板料、条材、棒材、管材,铸造零件等。含铜在62%~68%,塑性强,制造耐压设备等。 根据黄铜中所含合金元素种类的不同,黄铜分为普通黄铜和特殊黄铜两种。压力加工用的黄铜称为变形黄铜。黄铜以锌作主要添加元素的铜合金﹐具有美观的黄色﹐统称黄铜。铜锌二元合金称普通黄铜或称简单黄铜。三元以上的黄铜称特殊黄铜或称复杂黄铜。含锌低於36%的黄铜合金由固溶体组成﹐具有良好的冷加工性能﹐如含锌30%的黄铜常用来制作弹壳﹐俗称弹 壳黄铜或七三黄铜。含锌在36~42%之间的黄铜合金由和固溶体组成﹐其中最常用的是含锌40%的六四黄铜。为了改善普通黄铜的性能﹐常添加其他元素﹐如铝﹑镍﹑锰﹑锡﹑硅﹑铅等。铝能提高黄铜的强度﹑硬度和耐蚀性﹐但使塑性降低﹐适合作海轮冷凝管及其他耐蚀零件。锡能提高黄铜的强度和对海水的耐腐性﹐故称海军黄铜﹐用作船舶热工设备和螺旋桨等。铅能改善黄铜的切削性能﹔这种易切削黄铜常用作钟表零件。黄铜铸件常用来制作阀门和管道配件等。
青铜(铜锡合金及白铜、黄铜外的所有合金)
青铜原指铜锡合金﹐后除黄铜﹑白铜以外的铜合金均称青铜﹐并常在青铜名字前冠以第一主要添加元素的名。锡青铜的铸造性能﹑减摩性能好和机械性能好﹐适合於制造轴承﹑蜗轮﹑齿轮等。铅青铜是现代发动机和磨床广泛使用的轴承材料。铝青铜强度高﹐耐磨性和耐蚀性好﹐用于铸造高载荷的齿轮﹑轴套﹑船用螺旋桨等。磷青铜的弹性极限高﹐导电性好﹐适於制造精密弹簧和电接触元件﹐铍青铜还用来制造煤矿﹑油库等使用的无火花工具。铍铜是一种过饱和固溶体铜基合金,是机械性能,物理性能,化学性能及抗蚀性能良好;粉末冶金制作针对钨钢,高碳钢、耐高温超硬合金制作的模具需电蚀时,因普通电极损耗大,速度慢,钨铜是比较理想材料。抗弯强度≥667Mpa。
按功能分类
导电导热用铜合金(主要有非合金化铜和微合金化铜)
结构用铜合金(几乎包括所有铜合金)
耐蚀铜合金(主要有锡黄铜、铝黄铜、各种不白铜、铝青铜、钛青铜等)
耐磨铜合金(主要有含铅、锡、铝、锰等元素复杂黄铜、铝青铜等)
易切削铜合金(铜-铅、铜-碲、铜-锑等合金)
弹性铜合金(主要有锑青铜、铝青铜、铍青铜、钛青铜等)
阻尼铜合金(高锰铜合金等)
艺术铜合金(纯铜、简单单铜、锡青铜、铝青铜、白铜等)
镍
镍
镍不溶于水,常温下在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜,能阻止本体金属继续氧化。在稀酸中可缓慢溶解,释放出氢气而产生绿色的正二价镍离子Ni2+;耐强碱。镍可以在纯氧中燃烧,发出耀眼白光。同样的,镍也可以在氯气和氟气中燃烧。对氧化剂溶液包括硝酸在内,均不发生反应。镍是一个中等强度的还原剂。镍盐酸、硫酸、有机酸和碱性溶液对镍的浸蚀极慢。镍在稀硝酸缓慢溶解。发烟硝酸能使镍表面钝化而具有抗腐蚀性。镍同铂、钯一样,钝化时能吸大量的氢,粒度越小,吸收量越大。镍的重要盐类为硫酸镍和氯化镍。实验室中也常用到硝酸镍,带有结晶水,化学式为Ni(NO3)2·6H2O,绿色透明的颗粒,易吸收空气中的水蒸汽。与铁,钴相似,在常温下对水和空气都较稳定,能抗碱性腐蚀,故实验室中可以用镍坩埚熔融碱。硫酸镍(NiSO4)能与碱金属硫酸盐形成矾 Ni(SO4)₂·6H2O(MI为碱金属离子)。+2价镍离子能形成配位化合物。常压下,镍即可与一氧化碳反应,形成剧毒的四羰基镍(Ni(CO)4),加热后它又会分解成金属镍和一氧化碳。
镍合金
①镍基高温合金。主要合金元素有铬、钨、钼、钴、铝、钛、硼、锆等。其中铬起抗氧化和抗腐蚀作用,其他元素起强化作用。在650~1000℃高温下有较高的强度和抗氧化、抗燃气腐蚀能力,是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。用于制造航空发动机叶片和火箭发动机、核反应堆、能源转换设备上的高温零部件。
②镍基耐蚀合金。主要合金元素是铜、铬、钼。具有良好的综合性能,可耐各种酸腐蚀和应力腐蚀。最早应用的是镍铜合金,又称蒙乃尔合金;此外还有镍铬合金、镍钼合金、镍铬钼合金等。用于制造各种耐腐蚀零部件。
③镍基耐磨合金。主要合金元素是铬、钼、钨,还含有少量的铌、钽和铟。除具有耐磨性能外,其抗氧化、耐腐蚀、焊接性能也好。可制造耐磨零部件,也可作为包覆材料,通过堆焊和喷涂工艺将其包覆在其他基体材料表面。
④镍基精密合金。包括镍基软磁合金、镍基精密电阻合金和镍基电热合金等。最常用的软磁合金是含镍80%左右的玻莫合金,其最大磁导率和起始磁导率高,矫顽力低,是电子工业中重要的铁芯材料。镍基精密电阻合金的主要合金元素是铬、铝、铜,这种合金具有较高的电阻率、较低的电阻率温度系数和良好的耐蚀性,用于制作电阻器。镍基电热合金是含铬20%的镍合金,具有良好的抗氧化、抗腐蚀性能,可在1000~1100℃温度下长期使用。
⑤镍基形状记忆合金。含钛50(at)%的镍合金。其回复温度是70℃,形状记忆效果好。少量改变镍钛成分比例,可使回复温度在30~100℃范围内变化。多用于制造航天器上使用的自动张开结构件、宇航工业用的自激励紧固件、生物医学上使用的人造心脏马达等。
钛
钛
钛合金
金属复合材料
金属基复合材料
金属层复合材料
性能
物理性能
熔点
结晶温度
再结晶温度
热处理的的温度?
热膨胀
磁性
电学性能
化学性能
抗腐蚀性
耐酸性
耐碱性
抗氧化性
耐电化学腐蚀性
按破坏形式划分
全面腐蚀
局部腐蚀
保护方法
覆盖层保护
除锈
除油
化学除油
电化学除油
除锈
机械除锈
酸洗除锈
酸洗剂+缓蚀剂+填充剂
覆盖层
金属覆盖层:双金属、金属衬里、电镀、化学镀、热喷涂(喷镀)、热浸镀等
非金属覆盖层:有涂料覆盖层、玻璃钢衬里、橡胶衬里、砖板衬里等。
电化学保护
阴极保护
将被保护的金属与外加电流电源的负极相连,在金属表面通入足够的阴极电流,使金属的电位变负,从而使金属溶解速度减小的一种保护方法。
地下管线、埋与地下的储槽、输油管线、天然气输送管道、再如桥桩、闸门、平台等都使用了阴极保护
阳极保护
将被保护的金属构件与外加直流电源的正极相连,在电解质溶液中,使金属构件阳极极化至一定电位,使其建立并维持稳定的钝态,从而阳极溶解受到抑制,腐蚀速度降低,使设备得到保护。
具有活性-钝性型的金属如钛、不锈钢、碳钢、镍基合金等金属可以采用阳极保护,不仅可以控制这些金属的全面腐蚀,而且能够防止点蚀、应力腐蚀破裂、晶间腐蚀等局部腐蚀。 硫酸生产中的碳钢储槽、各种换热器、三氧化硫发生器等;氨水及铵盐生产中的碳化塔、氨水储槽等。
缓蚀剂保护
特殊化学性能
机械性能
硬度
材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度
划痕硬度(表面划痕)
莫氏硬度。十种矿物的莫氏硬度级依次为:金刚石(10),刚玉(9),黄玉(8),石英(7),长石(6),磷灰石(5),萤石(4),方解石(3),石膏(2),滑石(1)。其中金刚石最硬,滑石最软。莫氏硬度标准是随意定出的,不能精确地用于确定材料的硬度,例如10级和9级之间的实际硬度差就远大于2级和1级之间的实际硬度差。
压入硬度(表面塑性变形)
布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和显微硬度等几种
回跳硬度(小锤自由落体回弹高度)
强度(抗力的大小)
拉伸强度(抗拉强度)
上屈服强度ReH(MPa)
下屈服强度ReL(MPa)
规定塑性延伸强度Rp
规定总延伸强度Rt
规定残存延伸强度Rr
横梁位移速率
抗拉强度Rm
断后伸长率A
最大总延伸率Agt
最大塑性延展率Ag
断面收缩率Z
屈服强度(屈服点)
压缩(压缩变形)
弯曲(塑性变形)
剪切(剪切变形)
疲劳强度
疲劳强度:材料在无限多次交变载荷作用而不会产生破坏的最大应力,称为疲劳强度或疲劳极限。 疲劳强度计算是以名义应力为基础的,可分为无限寿命计算和有限寿命计算。 疲劳:在交变应力的作用下,虽然零件所承受的应力低于材料的屈服点,但经过较长时间的工作后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象称为金属的疲劳。
无限寿命计算
有限寿命计算
影响因素
屈服强度
表面状态
尺寸效应
冶金缺陷
腐蚀介质
温度
措施
外形合理化
提高表面质量
提高表面强度
表面热处理
采用高频淬火、渗碳、氰化、氮化等措施
表面机械强化
滚压、喷丸等,使构件表面形成预压应力层
豪克能技术
耐磨性?
指材料抵抗机械磨损的能力。在一定荷重的磨速条件下,单位面积在单位时间的磨耗。
磨耗量
耐磨指数
蠕变
固体材料在保持应力不变的条件下,应变随时间延长而增加的现象
蠕变机制
扩展
滑移
蠕变断裂
沿晶蠕变断裂
高温金属(耐热钢、高温合金)的蠕变断裂形式
穿晶蠕变断裂
高应力条件下
沿缩性断裂
高温条件下
耐久性
刚度
材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力,使用使物体产生单位变形所需的外力值表示,
静刚度
动刚度
模量
弹性模量(E)
剪切模量(G)
压缩模量(K)
弯曲模量(L)纵向压缩量
塑性
韧性
韧性是指材料受到使其发生形变的力时对折断的抵抗能力,其定义为材料在断裂前所能吸收的能量与体积的比值。
冲击韧性:反映金属材料对外来冲击负荷的抵抗能力,一般由冲击韧性值(ak)和冲击功(Ak)表示,其单位分别为J/cm2和J(焦耳)。
断裂韧性:阻止宏观裂纹失稳扩展能力的度量
变形能力
缺口敏感性(影响因素)
表示材料因缺口作用其强度和塑性变化趋势的参量叫缺口敏感性。通常,用光滑试样的抗拉强度和缺口试样的抗拉强度的比值作为缺口敏感性的指标。 [1]
加载方式
缺口几何参数
试样绝对尺寸
实验温度
实验
缺口静拉伸
缺口偏斜拉伸
缺口静弯曲
缺口持久性强度
工艺性能
切削加工性能
切削时的切削抗力
刀具的使用寿命
切削后的表面粗糙度
切削后的断屑情况
影响元素
有害成分
合金渗碳体 合金碳化物:如、WC、VC; 氧化物:如AlO、SiO; 氮化物: 金属间化合物: 等。 这些夹杂物均在不同程度上提高了材料的硬度、强度和韧性以及高温强度和硬度,使材料的切削加工性显著下降。 .
合金碳化物
氧化物
氮化物
金属间化合物
有益元素
硫是广泛使用的易切削添加剂,硫能与钢中的锰形成MnS,而MnS很脆并有润滑作用,是切削容易脆断,从而提高了切削加工性。 硒、碲的化合物也是有利于切削的化合物。 铅在钢中的溶解度极小,常以自由态存在于钢中,能降低切削抗力,易断屑,有润滑作用,但铅有毒。
硫
磷
铅
钙
硒
碲
铋
等
可锻性
可锻性:指金属材料在压力加工时,能改变形状而不产生裂纹的性能。它包括在热态 或冷态下能够进行锤锻,轧制,拉伸,挤压等加工。可锻性的好坏主要与金属材料的化学成分有关。
塑性
变形抗力
影响因素
化学成分
组织结构
可铸性
流动性
结晶特点
凝固温度范围
初晶形状
浇注温度
浇注压力
导热率
铸件复杂度
收缩性
液态收缩
凝固收缩
固态收缩
影响因素
合金种类
成分
铸件尺寸
偏析性
铸件凝固后,在截面上各个部分及晶粒内部往往出现化学成分不均匀的现象称为偏析
晶内偏析
区域偏析
比重偏析
影响因素
化学成分
冷却速度
凝固时所受的压力
吸气性
合金由固态变为液态时会吸收气体,而由液态转变为固态时又会析出气体,此气体存留在铸件中将引起气孔、夹渣等缺陷,气体元素即使以原子态存在于铸件中,也会使铸件的力学性能,尤其是韧性指标下降。 合金吸气性的强弱主要与合金的化学成分有关,如铸钢比铸铁更易吸收氧等。此外,同一种合金其吸气性还因冷却速度,凝固时所受压力等工艺因素不同而有差异,因而在设计对耐压抗渗漏有较高要求的铸件时应慎重选择合金并确定相应的工艺措施。
融化吸收气体
凝固析出气体
影响因素
化学成分
冷却速度
凝固时所受的压力
热裂倾向
热裂和冷裂:合金在高温时产生的裂纹称为热裂,而在低温或常温时因铸造应力过大而产生的裂纹称为冷裂。热裂和冷裂均由合金收缩所引起,热裂是凝固收缩引起,而冷裂主要由固态收缩产生的铸造应力而导致。 热裂:热裂分为外裂和内裂。在铸件表面可以看到的裂纹称为外裂,其表面宽,内部窄,有时贯穿铸件整个断面。外裂常产生在铸件的拐角处、截面厚度有突变或局部冷凝慢且在凝固时承受拉应力的地方。内裂产生在铸件内部最后凝固的部位,也常出现在缩孔附近或缩孔尾部。 热裂其形状特征是:缝隙宽、形状曲折、缝内呈氧化色(黑褐色)。 热裂形成机理:形成热裂纹的理论原因和实际原因很多,但根本原因是铸件的凝固方式和凝固时期铸件的热应力和收缩应力。 液体金属浇入到铸型后,热量散失主要是通过型壁,所以,凝固总是从铸件表面开始。当凝固后期出现大量的枝晶并搭接成完整的骨架时,固态收缩开始产生。但此时枝晶之间还存在一层尚未凝固舶液体金属薄膜(液膜),如果铸件收缩不受任何阻碍,那么枝晶骨架可以自由收缩,不受力的作用。当枝晶骨架的收缩受到砂型或砂芯等的阻碍时,不能自由收缩就会产生拉应力。当拉应力超过其材料强度极限时,枝晶之间就会产生开裂。如果枝晶骨架被拉开的速度很慢,而且被拉开部分周围有足够的金属液及时流入拉裂处并补充,那么铸件不会产生热裂纹。相反,如果开裂处得不到金属液的补充,铸件就会出现热裂纹
外裂
内裂
影响因素
合金的性质:温度范围内的收缩量、强度。
铸型阻力:铸型及砂芯的退让性。
浇、冒口系统的分别情况:浇、冒口凝固和冷却速度慢。
浇注工艺:
浇注温度
浇注速度
铸件结构:
铸造应力
铸造应力指的是铸件在凝固和以后的冷却过程中体积的变化不能自由的进行,于是在产生变形的同时还产生应力,这种应力称为铸造应力。 铸造应力是在铸件全部进入弹性状态后,由于收缩受阻或收缩不同步而产生的弹性应力。铸造应力削弱铸件的结构强度,降低铸件的承载能力。同时造成铸件变形,甚至开裂,并引起机械加工后,在使用过程中尺寸发生变化,不能保证加工精度的可靠性和整机的精度。
相变应力:铸件在冷却时发生相变,由于体积变化造成的内应力
热应力:铸件凝固末期即铸件合金已搭结成枝晶网络骨架开始及随后的冷却过程中,铸件横截面和厚薄不同之处由于存在着温度差而产生的铸造应力
机械应力:铸件在冷却收缩时,受到铸型或型芯的阻碍而引起的,这种应力是拉应力或切应力
应力消除
铸造中
铸造后
加热
测量
钻孔法
剥层法
压痕法
x射线衍射法
超声波法
热评价法和磁力法
铸造变形
壁厚敏感性(产出不同金相组织)
铸件随壁厚不同而引起力学性能各异的现象,当铸型和浇注条件确定后铸件壁厚是影响铸件冷却速度的重要因素。由于冷速的不同而得到不同的金属组织,从而导致不同的力学性能。
铸型
浇筑条件
冷却速度
可焊性(连接性一种)
影响焊接的因素
材料
化学成分
非合金元素
碳
硫
磷
氢(水分解、焊条)
来源
1、焊接材料未烘干:在施焊过程水蒸气分解产生的氢;
2、母材施焊前没有经过火焰烘烤,或者焊缝里面的浮锈没有去除,会携带结晶水。水分子分解,就会产生氢;
3、保护气体不存。进行CO2气体保护焊时,假如CO2纯度不高,携带的水分含量超标,也会导致焊缝中产生氢;
危害
(1)形成氢气孔:当焊接熔专池吸收了大量的氢时属,则在焊缝凝固时由于氢在钢中的溶解度突然下降,使得焊缝中的氢处于过饱和状态,这时氢原子会结合形成氢分子,而氢分子不溶解于钢,会在液态熔池金属中形成气泡,焊缝凝固时若气泡的逸出速度小于焊缝的凝固速度,就会在焊缝中形成气孔。
(2)产生氢脆:所谓氢脆是指在室温条件下钢中的氢会使钢的塑性严重下降的现象。焊缝中的扩散氢含量越高,则氢脆现象越明显。
(3)产生白点:碳钢和低合金钢焊接时,如含氢量较高,则常常在焊缝的拉伸和弯曲试样的断面上出现银白色的局部脆断点,称之为白点,其直径一般在0.5-3mm 之间。在许多情况下,白点的中心有小的夹杂物或气孔。
(4)产生冷裂纹:焊接冷裂纹常产生于高强钢的焊接过程中,其产生机理是:在钢产生淬硬组织之后,受氢的侵袭和诱发,使焊缝组织脆化,在拘束应力的作用下产生裂纹。因此,氢是引起高强焊接冷裂纹的三大因素之一,并且有延时的特征,常称为延迟裂纹。
合金元素对氢危害的影响
钢的含碳量越高,在相同的温度和压力条件下,氢脆的倾向越严重。
钢中添有铬、钛、钒等元素,可以阻止氢脆的产生。
氧
氮等
合金元素
锰
硅
镍
钼
钛
钒
铌
铜
硼等
增加焊接接头的淬硬性和裂纹敏感性
工艺
冶炼方法
轧制工艺
热处理工艺
物理性能
收缩性:收缩性小的金属焊接性能好
材料
母材
焊材
母材的化学成分、力学性能、焊接性能
压力容器的结构特点、使用条件及焊接方法
选用焊材
相同牌号母材
碳素钢、低合金钢的焊缝金属应保证力学性能,且不应超过母材标准规定的抗拉强度上限。
耐热型低合金钢的焊缝金属还应保证化学成分。
高合金钢的焊缝金属应保证力学性能和耐腐蚀性能。
对于压力容器而言,焊缝金属与母材力学性能匹配应该统一考虑强度匹配、塑性匹配和韧性匹配;
对于强度型低合金钢按“等强”原则选用焊接材料,焊接接头可具有足够的韧性储备,而适当“超强”也确
实有利于提高接头抗脆断性能。
焊缝强度
原则:焊缝金属过份超强或过份低强,均易促使脆性断裂,接近等强的接头最为理想。焊缝低强在工艺上还可降低预热温度、减少冷裂纹敏感性。
强度的计算:通常都是按熔敷金属名义保证值来选用焊接材料,而熔敷金属实际强度又往往超出名义保证值很多,如再考虑冶金因素或熔合比的作用,实际焊缝金属的强度水乎将远远高出焊接材料熔敷金属的名义保证值。愿望是“低强”匹配,现实可能是“等强”;愿望是“等强”,现实可能是“超强”。必须根据焊缝实际强度水平来分析匹配问题
不同牌号母材
不同强度钢号的碳素钢、低合金钢之间的焊缝金属应保证力学性能,且不应超过强度较高母材标准规定的抗拉强度上限值。
不同强度钢号的碳素钢、低合金钢都为珠光体钢,焊接材料应保证焊缝金属与强度级别较低的母材相匹配。焊后热处理温度若按强度高的母材选用要注意勿使焊缝另一侧母材强度降低过多;若按强度低的母材选用,则应注意防止强度高的母材产生冷裂缝。
奥氏体高合金钢与碳素钢或低合金钢之间的焊缝金属应保证抗裂性能和力学性能。宜采用铬镍含量较奥氏体高合金钢母材高的焊接材料。
奥氏体和珠光体的焊接
焊接金属的稀释
问题:珠光体一侧会产生脆性马氏体
解决方法:提高奥氏体金属镍含量控制高温停留时间
碳迁移形成扩散层
问题:在珠光体一侧形成脱碳层,奥氏体一侧形成增碳层,可引起降 低接头的高温持久强度和塑性。
解决方法:提高奥氏体焊缝的含镍量,利用其石墨化作用阻碍形成碳化 物则缩小扩散层。
接头残余应力
问题:珠光体钢与奥氏体钢线膨胀系数不同及奥氏体钢导热性 差而产生的残余应力。
解决方法:采用铬镍含量较奥氏体高合金钢母材高的焊接材料,甚至选用线膨胀系数介于珠光体钢与奥氏体钢之间的镍合金焊材,以降低残余应力。
焊接工艺条件
焊接方法
手段(物理和化学方法)
加热
熔化焊
钎焊
加压
冷压焊
加热+加压
电阻焊
扩散焊
焊接设备分类
熔化焊
钎焊
电烙铁
其他钎焊
气焊
材料
助燃气体:氧气
可燃气体:乙炔、液化石油气
焊丝
气焊溶剂
火焰的分类
中性焰
当O2/C2H2 = 1~1.2时,燃烧所形成的火焰。火焰结构可分为三部分:焰心、内焰、外焰。焰心是由未经燃烧的氧气和乙炔组成。焰心外表分布一层由乙炔分解所生成的碳素微粒,温度较高(约900℃) ,炽热的碳粒发出明亮的白光,呈尖锥状,轮廓清楚。内焰主要由乙炔和不完全燃烧的产物(H2和CO)组成,其有还原性,呈蓝白色,轮廓不清楚,与外焰无明显界线。内焰的温度很高,最高可达3150℃。外焰是由CO和H2与空气中的O2完全燃烧后产生的CO2和水蒸气组成,具有氧化性。外焰的温度在1200一2500℃范围内,由里向外逐渐由淡紫色变为橙黄色。
燃烧充分,焰心外表有碳
氧化焰
当O2/C2H2 > 1.2时,燃烧所形成的火焰。火焰结构可分为焰心和外焰两部分。火焰中有过量的氧,在焰心外面形成一个有氧化性的富氧区。焰心短而尖,呈青白色。焰心外是稍带紫色的外焰,比正常外焰短,火焰挺直。
氧气过量,焰心外面有氧化性的富氧区
碳化焰
当O2/C2H2 < 1时,燃烧所形成的火焰。氧气不足以使乙炔完全燃烧,过量的乙炔分解为碳和氢。碳会渗到熔池中造成焊缝增碳,故称碳化焰。碳化焰具有较强的还原作用。火焰结构也分为三部分:焰心、内焰、外焰。焰心呈白色,外围略带蓝色;内焰呈淡白色;外焰呈橙黄色。乙炔量多时还带黑烟,火焰长而柔软。
燃烧不充分,过量的碳渗入熔池,造成增碳
电弧焊
手工(焊条起弧)电弧焊
普通手工焊
气体保护电弧焊
钨极(钨级起弧)惰性气体保护焊 小电流、熔池小、薄板、难度低
钨极氩弧焊
GTAW焊常用于焊接不锈钢和铝、镁、铜合金等非铁金属的薄板
脉冲GTAW,冷焊
熔化极(融化焊丝起弧)气体保护焊 大电流、熔池大、厚板、难度高
熔化极惰性气体保护焊(氩气、氦气、氩氦混合气)
有色金属、奥氏体不锈钢、高温合金
氧化性混合气体保护焊(惰性气体+氧气,二氧化碳+氧气)
碳钢、合金钢、不锈钢等黑色金属
二氧化碳气体保护焊(二氧化碳+5-10%氧气)
碳钢和合金结构钢
药芯焊丝气体保护焊(药芯焊丝+二氧化碳或二氧化碳+氩气)
碳钢、低合金钢、镍及其合金
气体立焊(熔化极气体保护焊+电渣焊)
不开坡口焊接厚板
等离子电弧焊(非熔化极)
微束等离子弧焊
超薄件
融透型等离子弧焊
薄板
穿透性等离子弧焊
适用于3~8mm的不锈钢、12mm以下的钛合金、2~6mm低碳钢低合金钢以及铜、黄铜和镍及镍合金的焊接 [3] 。
电子束焊
激光焊
电阻点焊
电阻缝焊
按是否熔化极分类
熔化极电弧焊
焊条电弧焊
埋弧焊
熔化极气体保护焊
螺柱焊
非熔化极电弧焊
钨极氩弧焊
等离子弧焊
埋弧焊
埋弧堆焊
电渣堆焊
厚板
铝热剂焊
钢轨
电渣焊
厚板
压力焊
电阻焊
点焊
对焊
电阻对焊
闪光对焊
滚对焊
缝焊
摩擦焊
连续驱动摩擦焊
惯性摩擦焊
锅炉制造中的各种管予、管子和法兰的焊接,建筑工业的钢筋焊接,也可用于铜铝导线的对接以及刀具的制造等
冷压焊
应用于电容器外壳的封装、电气工业中铝铜过渡接头、导电母线、引出线、铝制日用品和包装带的焊接等
超声波焊接
可以焊接各种金属箔、金属丝以及厚薄相差悬殊的零件,也可焊接非金属材料及高导电性、高导热性的轻金属及其合金,常用于电子、仪表、原子能等工业中
焊接的流程
焊接环境的选择
温度
湿度
风速
焊接材料表面的处理
除锈(氧化物、碳化物、氮化物等)
除油
除杂质
干燥处理(水)
子主题
焊接材料的固定
焊接材料的加工
预热
焊接工艺及参数设定
后热
焊后热处理
实例
热源特点、功率密度、功率大小
热输入大小
高温停留时间
相变区冷区速度
等
工艺因素
保护方式
气保焊
熔渣保护
渣、气联合保护
冶金条件
热处理
焊前预热、焊后缓冷可降低接头的冷却速度,降低接头的淬硬性和裂纹敏感性。
焊接顺序
合理的焊接顺序
改善结构的约束强度和应力状态。
构件类型
焊接结构
所设计的焊接结构刚度过大、接头处断面的突然变化、接头的缺口效应和过大的焊缝体积等,都会不同程度地造成应力集中,不利于使用。
焊接接头的设计形式
焊缝过于集中或存在多向应力,则影响承载能力,也会影响工艺焊接性
使用要求
工作温度
负载条件
载荷种类
作用方式
速度
工作介质
焊接性
使用焊接性:指一定的材料在规定的焊接工艺条件下所形成的焊接接头适应使用要求的能力。
涉及焊接接头的使用可靠性问题
常规力学性能
强度
塑性
韧性等
特殊条件下的性能
低温韧性
断裂韧性
高温蠕变性能
持久性
疲劳性能
耐腐蚀耐磨性
工艺焊接性:接合性能,就是一定的材料在给定的焊接工艺条件下对形成焊接缺陷的敏感性
涉及焊接制造工艺过程中的焊接缺陷问题,如裂纹、气孔、夹杂、断裂等;
冶金焊接性:指熔焊高温下的熔池金属与气相、熔渣等相之间发生化学冶金反应所引起的焊接性变化。
1.合金元素的氧化、还原、蒸发,从而影响焊缝的化学成分和组织性能; 2.氧、氢、氮等的溶解、析出对生成气孔或对焊缝性能的影响; 3.在焊缝结晶及冷却过程中,由于焊接熔池的化学成分、凝固结晶条件以及接头区热胀冷缩和拘束应力等影响,有时产生热裂纹或冷裂纹。
因素
材料化学成分
组织性能
焊接材料
焊接方法
工艺参数
保护气体
热焊接性:焊接加热过程中要向接头区域输入很多热量,对焊缝附近区域形成加热和冷却过程,这对靠近焊缝的热影响区的组织性能有很大影响,从而引起热影响区硬度、强度、韧性、耐蚀性等的变化。
性能改变
金相组织
性能
改善
焊接方法
工艺参数
焊条直径
焊件厚度
接头形式
焊缝位置
焊接层次等
直径选择
平焊时焊条直径可选择大些
立焊时焊条直径不大于5mm
仰焊和横焊最大焊条直径为4mm
多层焊及坡口第一层焊缝使用的焊条直径为3.2~4mm
焊接电流
焊条类型
焊条直径
焊件厚度
接头形式
焊缝空间位置
焊接层数
薄板
单层焊
厚板
多层焊
优点:焊接层增加,热量输入量较少,提高接头塑性。
缺点:焊接层增加,变形增大。
电源种类及极性
电源种类
直流
交流
电源极性
温度
焊接前:预热、缓冷、水冷、加冷垫板
焊接后:热处理
数量(重量、体积等)
压力
ph
搅拌速度
时间
其它参数
焊接性要研究的对象
焊接过程中的材料
母材
焊材
焊接接头区
焊缝
融合区
热影响区
概要
成分
组织
性能
连接
弯曲性能
弯曲强度
弯曲模量
影响材料性能的因素
外部条件
温度
加工变形
浇筑情况
等
内在因素
金属
合金成分
残留成分
等
概要
金相组织
内在因素
制造工艺
金相组织
基本概念
合金:以一种金属为基础,加入其他金属或非金属,经过熔合而获得的具有金属特性的材料。即合金是由两种或两种以上的元素所组成的金属材料。
组元:组成合金最简单的、最基本的、能够独立存在的元物质,简称元。
相:合金中成分、结构及性能相同的组成部分。
组织:合金中不同相之间相互组合配置的状态。换言之,数量、大小和分布方式不同的相构成了合金不同的组织。
单相组织
固溶体:一种组元的原子溶入另一组元的晶格中所形成的均匀固相。
间隙固溶体:溶质原子分布于溶剂晶格中而形成的固溶体。

比较小的原子,一般是非金属原子,有限融入
置换固溶体:溶质原子置换了溶剂晶格结点上某些原子而形成的固溶体。

原子大小相差不大的原子,理论无限融入
固溶强化
金属化合物:在合金中,当溶质含量超过固溶体的溶解度时,除可形成固溶体外,还将出现新的相,其晶体结构不同于任一组元,而是组元之间相互作用形成一种具有金属特性的物质。
多相组织
混合物:两种或两种以上的相按一定的质量百分数组成的物质。
温度的概念
相变温度
点
A:1538摄氏度,含碳量量为零,纯铁的熔点。 c:1148℃,含碳量4.33%,共晶点,Lc===(A+Fe3C) d:1227℃,含碳量6.69%,渗碳体的熔点。 e:1148℃,含碳量2.11%,碳在奥氏体(γ-Fe)中的最大溶解度点。 g:912℃,含碳量0%,纯铁的同素异构转变点,α-fey===γ-fe。 s:727℃,含碳量0.77%,共析点,As===(f+fe3C) p:727℃,含碳量0.218%,碳在铁素体(α-Fe)中的最大溶解度点。
线
ACD:液相线——此线之上为液相区域,线上点为对应成分合金结晶时的开始温度。 AECF:固相线——此线之下为固相区域,线上点为对应成分合金的结晶终了温度 GS:A3线。冷却时从不同含碳量的奥氏体中析出铁素体的开始线 ES:Acm线,碳在奥氏体(γ-Fe)中的溶解度曲线。 ECF:共晶线,Lc===(A+Fe3C) PSK:共析线,A1线。As===(F+Fe3C)
热处理的温度
Ac1:加热时珠光体向奥氏体转变的温5261度;4102 Ar1:冷却时奥氏体向珠光体转变的温度; Ac3:加热时转专变为奥氏属体的终了温度; Ar3:冷却时铁素体转变的开始温度; Accm:加热时溶入奥氏体的终了温度; Arcm:冷却时析出二次渗碳体的温度。
铁碳合金基本组织的性能和特点
特征点
A:1538摄氏度,含碳量量为零,纯铁的熔点。 c:1148℃,含碳量4.33%,共晶点,Lc===(A+Fe3C) d:1227℃,含碳量6.69%,渗碳体的熔点。 e:1148℃,含碳量2.11%,碳在奥氏体(γ-Fe)中的最大溶解度点。 g:912℃,含碳量0%,纯铁的同素异构转变点,α-fey===γ-fe。 s:727℃,含碳量0.77%,共析点,As===(f+fe3C) p:727℃,含碳量0.218%,碳在铁素体(α-Fe)中的最大溶解度点。
特征线
ACD:液相线——此线之上为液相区域,线上点为对应成分合金结晶时的开始温度。 AECF:固相线——此线之下为固相区域,线上点为对应成分合金的结晶终了温度 GS:A3线。冷却时从不同含碳量的奥氏体中析出铁素体的开始线 ES:Acm线,碳在奥氏体(γ-Fe)中的溶解度曲线。 ECF:共晶线,Lc===(A+Fe3C) PSK:共析线,A1线。As===(F+Fe3C)
特征面
铁碳合金的相
铁素体(α固溶体)
化学式:α-Fe+少量的碳
表示方法:α或F
存在区域:GS以下区域
特征:
具有体心立方晶格,其溶碳能力很低,常温下仅能溶解为0.0008%的碳,在727℃时最大的溶碳能力为0.02%。
纯铁素体组织具有良好的塑性和韧性,但强度和硬度都很低;冷加工硬化缓慢,可以承受较大减面率拉拔,但成品钢丝抗拉强度很难超过1200MPa。由于铁素体含碳量很低,其性能与纯铁相似,塑性、韧性很好,伸长率δ=45%~50%。强度、硬度较低,σb≈250MPa,而HBS=80。
奥氏体(γ固溶体)
化学式:ɣ-Fe(gamma-铁)
表示方法:γ或A
存在区域:AESG区
特征:
奥氏体是最密排的点阵结构,致密度高,故奥氏体的体积质量比钢中铁素体、马氏体等相的体积质量小。因此,钢被加热到奥氏体相区时,体积收缩,冷却时,奥氏体转变为铁素体—珠光体等组织时,体积膨胀,容易引起内应力和变形。奥氏体导热性差,线膨胀系数大,比铁素体和渗碳体的平均线性膨胀系数高约一倍。故奥氏体钢可以用来制造热膨胀灵敏的仪表元件。
奥氏体塑性很好,强度较低,具有一定韧性,不具有铁磁性。奥氏体因为是面心立方,八面体间隙较大,可以容纳更多的碳。
铁素体在912°C至1394°C时会相变成奥氏体,由体心立方的结构变成面心立方。奥氏体强度较低,但其溶碳能力较大(1146°C时可以溶进2.04%的碳)
当钢中加入足够多的扩大奥氏体相区的化学元素时,Ni、Mn等,则可使奥氏体稳定在室温,如奥氏体钢。
渗碳体(金属化合物)
化学式:Fe3C
分类及表示方法
一次渗碳体(从液体相中结晶出),FeC
共晶渗碳体
二次渗碳体(从奥氏体中析出),FeCⅡ
三次渗碳体(从铁素体中析出),FeCⅢ
共析渗碳体
存在区域:
一次渗碳体:CDF
二次渗碳体:A1共析线以上,共晶线以下,Acm右边
三次渗碳体:A1共析线以下,共析点S右边
特性:
它是一种具有复杂晶格结构的
。它的含碳量为6.69%;熔点为1227℃左右;不发生同素异晶转变;但有磁性转变,它在230℃以下具有弱铁磁性,而在230℃以上则失去铁磁性;其硬度很高(相当于HB800),而塑性和冲击韧性几乎等于零,脆性极大。
渗碳体不易受硝酸酒精溶液的腐蚀,在显微镜下呈白亮色,但受碱性苦味酸钠的腐蚀,在显微镜下呈黑色。渗碳体的显微组织形态很多,在钢和
中与其他相共存时呈片状、粒状、网状或板状。
渗碳体是碳钢中主要的强化相,它的形状与分布对钢的性能有很大的影响。同时Fe3C又是一种介(亚)稳定相,在一定条件下会发生分解:Fe3C→3Fe+C,所分解出的单质碳为石墨。
珠光体
化学成分:铁素体+渗碳体(平均碳含量为0.77%)
表示方法:P
存在区域:A1共析线以下
特性:
珠光体的性能介于铁素体和渗碳体之间,强韧性较好。其抗拉强度为750 ~900MPa,180 ~280HBS,伸长率为20 ~25%,冲击功为24 ~32J。力学性能介于铁素体与渗碳体之间,强度较高,硬度适中,塑性和韧性较好σb=770MPa,180HBS,δ=20%~35%,AKU=24~32J)。
珠光体的综合力学性能比单独的铁素体或渗碳体都好。 珠光体的机械性能介于铁素体和渗碳体之间,强度、硬度适中,并不脆,这是因为珠光体中的渗碳体量比铁素体量少得多的缘故。
除了Co以外,其它所有的合金元素都使“C”曲线右移;除了Ni、Mn以外,其它常用合金元素皆使珠光体转变的“鼻尖”温度上移。
莱氏体
化学成分
常温下:珠光体+渗碳体+共晶渗碳体
727℃以上(共析线):奥氏体+共晶渗碳体
表示方法及存在区域
低温莱氏体:L'd(共析线A1以下,E点(含碳量2.11%)右边)
高温莱氏体:Ld(共析线A1以上,共晶线以下,E点(含碳量2.11%)右边)
特性
纯莱氏体中含有的渗碳体较多,故性能与渗碳体相近,即极为硬脆。
莱氏体钢中碳化物呈细小颗粒并均匀分布时,这类钢的良好力学性能才能充分体现出来,而这类钢中存在的大量共晶碳化物只能通过较大变形来达到充分破碎。由于高合金成分影响,其韧性低、变形抗力大、导热性差、冷却过程组织应力大,因此,莱氏体钢锻造始终是锻造的一个难点。
马氏体(淬火获得)
化学成分:碳在α-Fe中的过饱和固溶体(ɣ-Fe奥氏体快速冷却)
表示方法
形成条件:
快速冷却(淬火)
压力
分类
形状
板条马氏体
片状马氏体
二次马氏体
回火马氏体
回火屈氏体
回火索氏体
粒装珠光体
魏氏组织
特性
板条状马氏体
板条状马氏体有很高的强度和硬度,较好的韧性,能承受一定程度的冷加工;
片状马氏体
又硬又脆,无塑性变形能力
马氏体转变速度极快,转变时体积产生膨胀,在钢丝内部形成很大的内应力,所以淬火后的钢丝需要及时回火,防止应力开裂。
贝氏体
化学成分:
表示方法:
形成条件:
奥氏体过冷到低于珠光体转变温度和高于马氏体转变温度之间的温区时,将发生由切变相变与短程扩散相配合的转变,其转变产物叫贝氏体或贝茵体。
分类
按形成温度
上贝氏体
下贝氏体(淬火所得)
按成分
无碳化物贝氏体
上贝氏体
准下贝氏体
粒状贝氏体等
有碳化物贝氏体
按贝氏体形态
羽毛状贝氏体
粒状贝氏体
柱状贝氏体
条片状贝氏体
针状贝氏体
片状贝氏体
竹叶状贝氏体
正三角形贝氏体
N形贝氏体
蝴蝶形贝氏体等
晶体
晶体以其内部原子、离子、分子在空间作三维周期性的规则排列为其最基本的结构特征。 任一晶体总可找到一套与三维周期性对应的基向量及与之相应的晶胞,因此可以将晶体结构看作是由内含相同的具平行六面体形状的晶胞按前、后、左、右、上、下方向彼此相邻“并置”而组成的一个集合。晶体学中对晶体结构的表达可采取原子分立分布的方式,亦可用具连续分布的电子密度函数的方式。 由于原子并不处于静止状态,存在着外来原子引起的点阵畸变以及一定的缺陷,基本结构虽然仍符合上述规则性,但绝不是如设想的那样完整无缺,存在数目不同的各种形式的晶体缺陷。另外还必须指出,绝大多数工业用的金属材料不是只由一个巨大的单晶所构成,而是由大量小块晶体组成,即多晶体。在整块材料内部,每个小晶体(或称晶粒)整个由三维空间界面与它的近邻隔开。这种界面称晶粒间界,简称晶界。晶界厚度约为两三个原子。
类型(组成的粒子)
离子晶体
分子晶体
金属晶体
一维堆积
二维堆积
非密置层
密置层
三维堆积
简单立方堆积
晶胞堆积方式(非密置层叠加)
配位数:6
空间利用率:52%
元素:po,钋
体心立方堆积
晶胞堆积方式(非密置层错位堆积)
配位数:8
空间利用率:68%
元素:na k fe
密堆积
六方密集密集堆积
晶胞堆积方式


配位数:12
空间利用率:74%
元素:mg zn ti
面立方最密堆积
晶胞堆积方式:
配位数:12
空间利用率:74%
元素:cu ag au
晶体的共性
自范性
晶体物质在适当的结晶条件下,都能自发地成长为单晶体,发育良好的单晶体均以平面作为它与周围物质的界面,而呈现出凸多面体。
守恒定律
这一普遍规律称为晶面角守恒定律,即同一种晶体在相同的温度和压力下,其对应晶面之间的夹角恒定不变。
解理性
当晶体受到敲打、剪切、撞击等外界作用时,可有沿某一个或几个具有确定方位的晶面劈裂开来的性质。
各向异性
晶体的物理性质随观测方向而变化的现象称为各向异性。晶体的很多性质表现为各向异性,如压电性质、光学性质、磁学性质及热学性质等。
对称性
晶体的宏观性质在不同方向上有规律重复出现的现象称为晶体的对称性。晶体的对称性反映在晶体的几何外形和物理性质两个方面。实验表明,晶体的许多物理性质都与其几何外形的对称性相关。
技术要求
制作工艺
冶炼
冶炼工艺流程
烧结(1250℃)-烧结矿
煤炭焦化(1000℃)-焦炭
高炉-炼铁
鱼雷罐车(铁水70-90%)
转炉-炼钢(加入废铁、除杂、添加添加剂)
吊包
回转台-铸钢
结晶
切割
加热炉
粗轧机
可逆轧机
飞剪
冷却卷板
酸洗
冷轧机组冷轧
冶炼工艺
铁冶炼
高炉炼铁:将铁矿石在高炉中还原,熔化炼成生铁,此法操作简便,能耗低,成本低廉,可大量生产。生铁除部分用于铸件外,大部分用作炼钢原料。由于适应高炉冶炼的优质焦炭煤日益短缺,相继出现了不用焦炭而用其他能源的非高炉炼铁法。
直接还原炼铁法:是将矿石在固态下用气体或固体还原剂还原,在低于矿石熔化温度下,炼成含有少量杂质元素的固体或半熔融状态的海绵铁、金属化球团或粒铁,作为炼钢原料(也可作高炉炼铁或铸造的原料)。
电炉炼铁法:多采用无炉身的还原电炉,可用强度较差的焦炭(或煤、木炭)作还原剂。电炉炼铁的电加热代替部分焦炭,并可用低级焦炭,但耗电量大,只能在电力充足、电价低廉的条件下使用。
钢冶炼
装炉炼钢法
平炉炼钢法
电弧炼钢法
高质量钢处理方法
炉外精炼
吹氩处理
真空脱氧
炉外脱硫等
特殊炼钢法
电渣重融
把转炉、平炉、电弧炉等冶炼的钢,铸造或锻压成为电极,通过熔渣电阻热进行二次重熔的精炼工艺
真空冶金
在低于1个大气压直至超高真空条件下进行的冶金过程,包括金属及合金的冶炼、提纯、精炼、成型和处理。
除杂/添加工艺
除杂质
脱碳(吹氧)
脱硅(石灰)
脱磷
脱硫
除气泡/真空脱气
等
添加剂
催化剂
球化剂(球磨铸铁)
蠕虫化剂(蠕墨铸铁)
等
合金
锰
钛
等
铸锭法
按注入方向
上铸法
下铸法
新技术
连续铸钢
压力浇铸
真空浇筑
按钢水中氧的含量分类
沸腾钢
炼钢时要依靠氧气去除多余的碳,而过量的氧将生成多种氧化物成为夹杂物,为此必须脱氧。沸腾钢的脱氧是仅加弱脱氧剂,如加锰铁可生成氧化锰,同时生成氧化铁。但氧化铁在浇注钢锭时还会与钢中的碳生成一氧化碳和铁,此时一氧化碳气体逸出钢锭使之成沸腾状,故称沸腾钢。沸腾钢中的孔多,使结构疏松,偏析也多,质量较差,可用于不十分重要的钢结构中。尾部 F。
半镇静钢
浇注前经过中等程度脱氧处理,使钢水在凝固过程中保持一定沸腾的钢。脱氧程度介于镇静钢和沸腾钢之间。半镇静钢的许多性能、特点,如钢锭的纯洁度、成分偏析、成材率、冲击韧性、冷冲压性能、焊接性能等都在镇静钢和沸腾钢之间。这种钢含碳量一般低于0.25%的低碳钢,可作为普通或优质碳素结构钢使用。半镇静钢表示方法是在钢号后面加字母b,如10b,25b等
镇静钢
完全脱氧的钢,即氧的质量分数不超过0.01%(一般常在0.002%~0.003%)。镇静钢通常铸成上大下小带保温帽的锭型,浇铸时钢液镇静不沸腾。由于锭模上部有保温帽(在钢液凝固时作补充钢液用),这节帽头在轧制开坯后需切除,故钢的收缩率低,但组织致密,偏析小,质量均匀。优质钢和合金钢一般都是镇静钢。尾部大写Z。
特殊镇静钢
比镇静钢脱氧程度更充分彻底的钢,故称为特殊镇静钢。特殊镇静钢的质量最好,适用于特别重要的结构工程。尾部TZ。
铸造
铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中,待其冷却凝固后,以获得零件或毛坯的方法。
铸造方法
普通沙型铸造
湿型砂型
树脂自硬砂型
水玻璃砂型
干型和表干型
实型铸造
负压造型
特种铸造
天然砂石为造型材料
熔模铸造
泥型铸造
壳型铸造
负压铸造、
实型铸造
陶瓷型铸造等
以金属为造型材料
金属型铸造
脱蜡铸造
2.2 脱蜡铸造法 这方法可以为外膜铸造法和固体铸造法。 先以蜡复制所需要铸造的物件,然后浸入含陶瓷(或硅溶胶)的池中并待乾,使以蜡制的复制品覆上一层陶瓷外膜,一直重复步骤直到外膜足以支持铸造过程(约1/4寸到1/8寸),然后熔解模中的蜡,并抽离铸模。其后铸模需要多次加以高温,增强硬度后方可用以铸造。
外模铸造法
固体铸造法
压力铸造
连续铸造
低压铸造
离心铸造等
成型工艺
重力浇筑
压力浇筑
铸造流程
铸型
融化、浇筑
铸件处理和检验
锻造(施加压力)
主要工序
温度控制
锻压
冲压
目的
消除铸铁疏松
优化微观结构
施加应力
分类
按温度
钢的开始再结晶温度约为727℃,但普遍采用800℃作为划分线,高于800℃的是热锻;在300~800℃之间称为温锻或半热锻,在室温下进行锻造的称为冷锻。 [3] 用于大多数行业的锻件都是热锻,温锻和冷锻主要用于汽车、通用机械等零件的锻造,温锻和冷锻可以有效的节材
高于800℃的是热锻;
在300~800℃之间称为温锻或半热锻,
在室温下进行锻造的称为冷锻。
汽车、通用机械
按成型机理
根据成形机理,锻造可分为自由锻、模锻、碾环、特殊锻造。 [4] 三峡升船机螺母柱毛坯 三峡升船机螺母柱毛坯 1、自由锻。指用简单的通用性工具,或在锻造设备的上、下砧铁之间直接对坯料施加外力,使坯料产生变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件的加工方法。 采用自由锻方法生产的锻件称为 自由锻件。自由锻都是以生产批量不大的锻件为主,采用锻锤、液压机等锻造设备对坯料进行成形加工,获得合格锻件。 自由锻的基本工序包括镦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲、扭转、错移及锻接等。自由锻采取的都是热锻方式。 [4] 2、模锻。模锻又分为开式模锻和闭式模锻.金属坯料在具有一定形状的锻模膛内受压变形而获得锻件,模锻一般用于生产重量不大、批量较大的零件。 模锻可分为热模锻、温锻和冷锻。温锻和冷锻是模锻的未来发展方向,也代表了锻造技术水平的高低。 按照材料分,模锻还可分为黑色金属模锻、有色金属模锻和粉末制品成形。顾名思义,就是材料分别是碳钢等黑色金属、铜铝等有色金属和粉末冶金材料。 兖矿集团150MN挤压生产线,世界最大 兖矿集团150MN挤压生产线,世界最大 挤压应归属于模锻,可以分为重金属挤压和轻金属挤压。 闭式模锻和闭式镦锻属于模锻的两种先进工艺,由于没有飞边,材料的利用率较高。用一道工序或几道工序就可能完成复杂锻件的精加工。由于没有飞边,锻件的受力面积就减少,所需要的荷载也减少。但是,应注意不能使坯料完全受到限制,为此要严格控制坯料的体积,控制锻模的相对位置和对锻件进行测量,努力减少锻模的磨损。 3、碾环。碾环是指通过专用设备碾环机生产不同直径的环形零件,也用来生产汽车轮毂、火车车轮等轮形零件。 [5] 4、特种锻造。特种锻造包括辊锻、楔横轧、径向锻造、液态模锻等锻造方式 [5] ,这些方式都比较适用于生产某些特殊形状的零件。 [5] 例如,辊锻可以作为有效的预成形工艺,大幅降低后续的成形压力;楔横轧可以生产钢球、传动轴等零件;径向锻造则可以生产大型的炮筒、台阶轴等锻件。 [5]
自由锻(都是热锻)
工具
锻锤
液压机
工序
镦粗
拔长
冲孔
切割
弯曲
扭转
错移
锻接等
模锻(锻模堂)
温度
热模锻
温模锻
冷模锻
材料
黑色金属模锻
有色金属模锻
粉末金属模锻
挤压
重金属挤压
轻金属挤压
先进工艺
闭式模锻
闭式镦模锻
碾环(碾环机)
环形零件:轮毂、车轮
特种锻造
辊锻
楔横轧
径向锻造
液态模锻等锻造方式
加工条件
变形温度
变形速度
变形方式
热轧
概念:
热轧就是在再结晶温度以上进行的轧制。
目的:
热轧能改善金属及合金的加工工艺性能,即将铸造状态的粗大晶粒破碎,显着裂纹愈合,减少或消除铸造缺陷,将铸态组织转变为变形组织,提高合金的加工性能。
工艺:
性能
优点
(1)热轧能显著降低能耗,降低成本。热轧时金属塑性高,变形抗力低,大大减少了金属变形的能量消耗。 (2)热轧能改善金属及合金的加工工艺性能,即将铸造状态的粗大晶粒破碎,显著裂纹愈合,减少或消除铸造缺陷,将铸态组织转变为变形组织,提高合金的加工性能。 (3)热轧通常采用大铸锭,大压下量轧制,不仅提高了生产效率,而且为提高轧制速度、实现轧制过程的连续化和自动化创造了条件。
缺点
(1)经过热轧之后,钢材内部的非金属夹杂物(主要是硫化物和氧化物,还有硅酸盐)被压成薄片,出现分层(夹层)现象。分层使钢材沿厚度方向受拉的性能大大恶化,并且有可能在焊缝收缩时出现层间撕裂。焊缝收缩诱发的局部应变时常达到屈服点应变的数倍,比荷载引起的应变大得多。 (2)不均匀冷却造成的残余应力。残余应力是在没有外力作用下内部自相平衡的应力,各种截面的热轧型钢都有这类残余应力,一般型钢截面尺寸越大,残余应力也越大。残余应力虽然是自相平衡的,但对钢构件在外力作用下的性能还是有一定影响。如对变形、稳定性、抗疲劳等方面都可能产生不利的作用。 (3)热轧不能非常精确地控制产品所需的力学性能,热轧制品的组织和性能不能够均匀。其强度指标低于冷作硬化制品,而高于完全退火制品,塑性指标高于冷作硬化制品,而低于完全退火制品。 (4)热轧产品厚度尺寸较难控制,控制精度相对较差;热轧制品的表面较冷轧制品粗糙Ra值一般在0.5~1.5μm。因此,热轧产品一般多作为冷轧加工的坯料。
冷轧
概念:
用热轧钢卷为原料,经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧,其成品为轧硬卷
目的:
使强度、硬度上升。
工艺:
纵轧:一般包括原料准备、酸洗、轧制、脱脂、退火(热处理)、精整等
冷轧以热轧产品为原料
酸洗:冷轧前原料要先除磷,以保证冷轧产品的表面洁净
轧制:是使材料变形的主要工序
脱脂:的目的在于去除轧制时附在轧材上的润滑油脂,以免退火时污染钢材表面,对不锈钢也为防止增碳
热处理:退火包括中间退火和成品热处理,中间退火是通过再结晶消除冷变形时产生的加工硬化,以恢复材料的塑性及降低金属的变形抗力。成品热处理的目的除了通过再结晶消除硬化外。还在于根据产品的技术要求以获得所需要的组织(如各种织构等)和产品性能(如深冲、电磁性能等)。
精整:包括检查、剪切、矫直(平整)、打印、分类包装等内容。
性能:
热处理
热处理的工序
预备热处理
预备热处理包括退火、正火、调质(高温回火)处理等。 退火、正火的工序位置通常安排在毛坯生产之后、切削加工之前,以消除毛坯的内应力,均匀组织,改善切削加工性能,并为以后的热处理做好组织准备。对于精密零件,为了消除切削加工的残余应力,在半精加工以后还要安排去应力退火。 调质处理工序一般安排在粗加工之后、精加工或半精加工之前,目的是获得良好的综合力学性能,为以后的热处理做好组织准备。调质处理一般不安排在粗加工之前,以免表面调质层在粗加工时大部分被切削,失去调质处理的作用,这一点对于淬透性差的碳素钢零件尤为重要。
最终热处理
最终热处理包括淬火、回火及表面热处理等。 零件经这类热处理后,获得所需的使用性能,因其硬度较高,除磨削外,不宜再进行其他形式的切削加工,故其工序位置一般安排在半精加工之后。 有些零件性能要求不高,对其毛坯进行退火、正火或调质处理即可满足使用要求,这时退火、正火或调质处理也可作为最终热处理。
典型零件或工具的热处理分析
锉刀
工艺流程:备料→锻造→正火、球化退火→机械粗加工→锉身局部淬火、回火→机械精加工
热处理工艺分析
汽车变速齿轮
工艺流程:备料→锻造→正火→机械加工→渗碳→淬火、低温回火→喷丸→校正花键孔→磨齿
热处理工艺分析
汽车传动齿轮轴
工艺流程:备料→锻造→正火→机械粗加工→调质处理→机械半精加工→花键齿廓和齿轮齿廓部分表面淬火、回火→精磨
热处理工艺分析
淬火
概念:
热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上温度,保温一段时间,使之全部或部分奥氏体化,然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变的热处理工艺。
目的:
使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变,得到马氏体或贝氏体组织,然后配合以不同温度的回火,以大幅提高钢的刚性、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等,从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以通过淬火满足某些特种钢材的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。
应用:
加热温度
淬火介质
淬火方法
单液体淬火
双介质淬火
马氏体淬火
贝氏体淬火
钢淬火的缺陷
氧化与脱碳
过热或过烧
变形与开裂
硬度不足
软点
正火
概念:
将钢加热到Ac3或Accm以上30~50°℃,保温适当的时间后,在空气中冷却(喷水、喷雾、吹风冷却,冷却速度快退火低于淬火)的工艺方法。
目的:
(1)去除材料的内应力 (2)调整材料的硬度(提高或降低),塑性略降低 这样是为了接下来的加工做准备。和退火差不多的作用,只是为了提高效率,降低成本。
正火后的组织:
亚共析钢:铁素体+珠光体
共析钢:珠光体
过共析钢:珠光体+二次渗碳体,且为不连续。
应用:
①用于低碳钢,正火后硬度略高于退火,韧性也较好,可作为切削加工的预处理。 ②用于中碳钢,可代替调质处理(淬火+高温回火)作为最后热处理,也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理。 ③用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等,可以消降或抑制网状碳化物的形成,从而得到球化退火所需的良好组织。 ④用于铸钢件,可以细化铸态组织,改善切削加工性能。 ⑤用于大型锻件,可作为最后热处理,从而避免淬火时较大的开裂倾向。 ⑥用于球墨铸铁,使硬度、强度、耐磨性得到提高,如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。 ⑦过共析钢球化退火前进行一次正火,可消除网状二次渗碳体,以保证球化退火时渗碳体全部球粒化。
分类
作为最终热处理 强度要求不高
1)可以细化奥氏体晶粒,使组织均匀化。
2)减少亚共析钢中铁素体的含量,使珠光体含量增多并细化,从而提高钢的强度、硬度和韧性。
3)对于普通结构钢零件,如含碳0.4%~0.7%时,并且力学性能要求不很高时,可以正火作为最终热处理。
4)为改善一些钢种的板材、管材、带材和型钢的力学性能,可将正火作为最终热处理。
作为预先热处理
1)截面较大的合金结构钢件,在淬火或调质处理(淬火加高温回火)前常进行正火,以消除魏氏组织和带状组织,并获得细小而均匀的组织。
2)对于过共析钢可减少二次渗碳体量,并使其不形成连续网状,为球化退火作组织准备。
3)对于大型锻件和较大截面的钢材,可先正火而为淬火作好组织准备。
改善削切性能:
低碳钢或低碳合金钢退火后硬度太低,不便于切削加工。正火可提高其硬度,改善其切削加工性能。
改善和细化铸钢件的铸态组织。
对某些大型、重型钢件或形状复杂、截面有急剧变化的钢件,若采用淬火的急冷将发生严重变形或开裂,在保证性能的前提下可用正火代替淬火。
淬火好坏
淬透性是在规定条件下,钢在淬火冷却时获得马氏体组织深度的能力。
淬硬性指钢在理想的淬火条件下,获得马氏体后所能达到的最高硬度。
钢正火状态性能
退火
概念:将钢加热到适当温度(略低Ac1至Ac3以上30-50℃),保持一定时间,然后缓慢冷却(一般随炉冷却)的热处理工艺。
目的:
(1) 降低硬度,改善切削加工性. (2)降低残余应力,稳定尺寸,减少变形与裂纹倾向; (3)细化晶粒,调整组织,消除组织缺陷。 (4)均匀材料组织和成分,改善材料性能或为以后热处理做组织准备。
应用:
分类:
重结晶退火 (完全退火)
温度: Ac3(亚共析钢) Ac1(共析钢或过共析钢)以上30~50℃
特点: 加热冷却各发生了一次相变重新结晶
完全退火工艺: 钢的重结晶退火工艺是:缓慢加热到Ac3(亚共析钢)或Ac1(共析钢或过共析钢)以上30~50℃,保持适当时间,然后缓慢冷却下来。通过加热过程中发生的珠光体(或者还有先共析的铁素体或渗碳体)转变为奥氏体(第一回相变重结晶)以及冷却过程中发生的与此相反的第二回相变重结晶,形成晶粒较细、片层较厚、组织均匀的珠光体(或者还有先共析铁素体或渗碳体)。退火温度在Ac3以上(亚共析钢)使钢发生完全的重结晶者,称为完全退火,
不完全退火
温度: Ac1-Ac3之间
特点: 达到不完全奥氏体化 没有完全发生相变
等温式退火工艺: 对钢来说,是缓慢加热到 Ac3(亚共析钢)或 Ac1(共析钢和过共析钢)以上不多的温度,保温一段时间,使钢奥氏体化,然后迅速移入温度在A1以下不多的另一炉内,等温保持直到奥氏体全部转变为片层状珠光体(亚共析钢还有先共析铁素体;过共析钢还有先共析渗碳体)为止,最后以任意速度冷却下来(通常是出炉在空气中冷却)。等温保持的大致温度范围在所处理钢种的等温转变图上A1至珠光体转变鼻尖温度这一区间之内(见过冷奥氏体转变图);具体温度和时间,主要根据退火后所要求的硬度来确定(图2)。等温温度不可过低或过高,过低则退火后硬度偏高;过高则等温保持时间需要延长。
均匀化退火(扩散式退火): 将铸锭或铸件加热到各该合金的固相线温度以下的某一较高温度,长时间保温,然后缓慢冷却下来。均匀化退火是使合金中的元素发生固态扩散,来减轻化学成分不均匀性(偏析),主要是减轻晶粒尺度内的化学成分不均匀性(晶内偏析或称枝晶偏析)
球化退火: 将钢加热到稍低于或稍高于Ac1的温度或者使温度在A1上下周期变化,然后缓冷下来。目的在于使珠光体内的片状渗碳体以及先共析渗碳体都变为球粒状,均匀分布于铁素体基体中(这种组织称为球化珠光体)。具有这种组织的中碳钢和高碳钢硬度低、被切削性好、冷形变能力大。对工具钢来说,这种组织是淬火前最好的原始组织
去应力退火
温度: Ac1以下的适当温度 (非合金钢在500~600℃)
特点: 不发生相变
去应力退火工艺: 将工件加热到Ac1以下的适当温度(非合金钢在500~600℃),保温后随炉冷却的热处理工艺称为去应力退火。去应力加热温度低,在退火过程中无组织转变,主要适用于毛坯件及经过切削加工的零件,目的是为了消除毛坯和零件中的残余应力,稳定工件尺寸及形状,减少零件在切削加工和使用过程中的形变和裂纹倾向。
回火
概念
将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度Ac1(加热时珠光体向奥氏体转变的开始温度)的适当温度,保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理工艺。
目的
回火一般紧接着淬火进行,其目的是: (a)消除工件淬火时产生的残留应力,防止变形和开裂; (b)调整工件的硬度、强度、塑性和韧性,达到使用性能要求; (c)稳定组织与尺寸,保证精度; (d)改善和提高加工性能。因此,回火是工件获得所需性能的最后一道重要工序。通过淬火和回火的相配合,才可以获得所需的力学性能。 [2]
分类
低温回火
回火温度:工件在150~250℃进行的回火。 目的:是保持淬火工件高的硬度和耐磨性,降低淬火残留应力和脆性 组织:回火后得到回火马氏体,指淬火马氏体低温回火时得到的组织。 力学性能:58~64HRC,高的硬度和耐磨性。 应用范围:主要应用于各类高碳钢的工具、刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳及表面淬火的零件等。
中温回火
回火温度:工件在350~500 ℃之间进行的回火。 目的:是得到较高的弹性和屈服点,适当的韧性。 组织:回火后得到回火屈氏体,指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着极其细小球状碳化物(或渗碳体)的复相组织。 力学性能:35~50HRC,较高的弹性极限、屈服点和一定的韧性。 应用范围:主要用于弹簧、发条、锻模、冲击工具等。
高温回火
回火温度:工件在500~650℃以上进行的回火。 目的:是得到强度、塑性和韧性都较好的综合力学性能。 组织:回火后得到回火索氏体,指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着细小球状碳化物(包括渗碳体)的复相组织。 力学性能:25~35HRC,较好的综合力学性能。 应用范围:广泛用于各种较重要的受力结构件,如连杆、螺栓、齿轮及轴类零件等。 工件淬火并高温回火的复合热处理工艺称为调质。调质不仅作最终热处理,也可作一些精密零件或感应淬火件预先热处理。
回火后组织的转变
表面热处理
火焰加热表面淬火
感应加热表面淬火
化学热处理
渗碳
渗氮
碳氮共渗
概念
在工件表面同时渗入氮、碳元素的工艺过程,称为氮碳共渗
目的
改变钢铁材料在静载荷和交变应力下的强度性能、摩擦性、成形性及腐蚀性。
工艺
气体氮碳共渗工艺由于其处理温度低(一般500-600℃),在气体、液体、固体等多种介质中进行,以渗氮为主、渗碳为辅,同时渗后的性能比单一渗氮或渗碳更理想,因而使用较广泛。
固溶热处理
概念
将合金加热至高温单相区恒温保持,使中间相充分溶解到固溶体中后快速冷却,以得到饱和固溶体的工艺称固溶热处理。
目的
通过固溶处理铬镍不锈钢将高温组织在室温下固定下来获得被碳过饱和的奥氏体,以改善铬镍不锈钢的耐腐蚀性。此外,它还能提高铬镍不锈钢的塑性和韧性。一般情况下,固溶热处理是一种预先热处理,它的作用是为合金随后的热处理准备最佳条件。因此,不同合金的固溶热处理,尽管在操作上基本相同,但是其目的却可以有很大的差异。
工艺
分类
时效处理
概念
指金属或合金工件(如低碳钢等)经固溶处理,从高温淬火或经过一定程度的冷加工变形后,在较高的温度或室温放置保持其形状、尺寸,性能随时间而变化的热处理工艺。(一般在低温回火后)
目的
消除工件的内应力,稳定组织和尺寸,改善机械性能等。
工艺
分类
若采用将工件加热到较高温度,并较短时间进行时效处理的时效处理工艺,称为人工时效处理。
若将工件放置在室温或自然条件下长时间存放而发生的时效现象,称为自然时效处理。
若在不加热也不像自然时效那样费时的情况下,给工件施加一定频率的振动使其内应力得以释放而达到时效的目的现象,称之为震动时效处理。
粉末冶金
概念
制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结,制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术
目的
性能
(1)粉末冶金技术可以最大限度地减少合金成分偏聚,消除粗大、不均匀的铸造组织。在制备高性能稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土催化剂、高温超导材料、新型金属材料(如Al-Li合金、耐热Al合金、超合金、粉末耐蚀不锈钢、粉末高速钢、金属间化合物高温结构材料等)具有重要的作用。 (2)可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和超饱和固溶体等一系列高性能非平衡材料,这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性能。 (3)可以容易地实现多种类型的复合,充分发挥各组元材料各自的特性,是一种低成本生产高性能金属基和陶瓷复合材料的工艺技术。 (4)可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品,如新型多孔生物材料,多孔分离膜材料、高性能结构陶瓷磨具和功能陶瓷材料等。 (5)可以实现近净形成和自动化批量生产,从而,可以有效地降低生产的资源和能源消耗。 (6)可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料,是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。 我们常见的机加工刀具,五金磨具,很多就是粉末冶金技术制造的。
工艺
(1)生产粉末。粉末的生产过程包括粉末的制取、粉料的混合等步骤。为改善粉末的成型性和可塑性通常加入机油、橡胶或石蜡等增塑剂。
(2)压制成型。粉末在15-600MPa压力下,压成所需形状。
(3)烧结。在保护气氛的高温炉或真空炉中进行。烧结不同于金属熔化,烧结时至少有一种元素仍处于固态。烧结过程中粉末颗粒间通过扩散、再结晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化学过程,成为具有一定孔隙度的冶金产品。
(4)后处理。一般情况下,烧结好的制件可直接使用。但对于某些尺寸要求精度高并且有高的硬度、耐磨性的制件还要进行烧结后处理。后处理包括精压、滚压、挤压、淬火、表面淬火、浸油、及熔渗等。
化学反应及物理结构
反应
共晶反应:指一定成分的液体合金,在一定温度下,同时结晶出成分和晶格均不相同的两种晶体的反应。 包晶反应:指一定成分的固相与一定成分的液相作用,形成另外一种固相的反应过程。 共析反应:由特定成分的单相固态合金,在恒定的温度下,分解成两个新的,具有一定晶体结构的固相的反应。 共同点:反应都是在恒温下发生,反应物和产物都是具有特定成分的相,都处于三相平衡状态。 不同点:共晶反应是一种液相在恒温下生成两种固相的反应;共析反应是一种固相在恒温下生成两种固相的反应;而包晶反应是一种液相与一种固相在恒温下生成另一种固相的反应。
共晶反应
包晶反应
共析反应
铁碳相图
相变反应
牌号及化学成分
牌号
名称缩写
拉升强度
等级
化学成分
合金元素及比例
等
化学成分(质量分数)/%
熔炼分析法
残存
加入(RE)
合金成分
铁路用热轧钢轨 牌号及成分
金相组织
金属或合金的化学成分以及各种成分在合金内部的物理状态和化学状态。
金相样品制备
金相显微镜
金相显微镜在钢铁冶金行业应用: ●鉴别各种冷、热加工处理后的组织 ●鉴别和评定钢中非金属夹杂物 ●各类组织的级别鉴定 ●脱碳(渗碳)层测量 ●晶粒度评级 ●组织结构测量 ●断口分析 金相显微镜在有色行业的应用 1、 通过金相检验来判断铝合金制品的质量,探讨各种缺陷的形成原因,从而改进工艺,提高制品的质量。 2、通过金相显微镜检查裂纹的大小,来判断氧铜中氧含量;晶粒度评定等。 3、镁合金加工制品的显微组织及晶粒度评定 4、两相钛合金高低倍组织的检验 5、铁基、铜基制品金相检验 6、钢结硬质合金金相检验 7、硬质合金金相检验 8、材料表面处理后组织鉴别及评定
组织形态
奥氏体
奥氏体塑性很好,强度较低,具有一定韧性,
铁素体
不稳定相,只要条件具备便可分解成稳定相的铁素体和石墨(固态化石墨的过程)
渗碳体 一次 二次
珠光体
贝氏体
上贝氏体
下贝氏体
颗粒贝氏体
无碳化物贝氏体
马氏体
形状
板条马氏体
片状马氏体
二次马氏体
回火马氏体
回火屈氏体
回火索氏体
莱氏体
粒装珠光体
魏氏组织
常见材料的金相组织
铁碳平衡组织
工业纯铁(含碳≤0.0218%):铁素体+少量沿晶界分布的三次渗碳体,纯铁
亚共析钢(含碳0.0218-0.77%):铁素体+珠光体,20#钢,45#钢
共析钢(含碳0.77%,T8钢):层片状珠光体,T8钢
过共析钢(含碳0.77-2.11%):
珠光体+沿晶界分布的铁素体,铁素体内有晶界,60#钢
珠光体+沿晶界分布的二次渗碳体,T10钢
白口铸铁(含碳2.11-6.69%) (结晶过程中没有石墨析出,端口成白色) 珠光体+莱氏体+二次渗碳体;莱氏体(变态莱氏体;一次渗碳体+莱氏体,)
制作
化学成分
2.0%~ 3.6%C,0.5%~ 1.9%Si, 0.25%~0.8%Mn,0.06%~0.2%S, 0.06%~0.2%P,其余为Fe。加入合金元素Cr、Mo、Cu、Al等可制成白口铸铁。
分类
珠光体+莱氏体+二次渗碳体,亚共晶白口铸铁
莱氏体(变态莱氏体),共晶白口铸铁
一次渗碳体+莱氏体,过共晶白口铸铁
特点
用途
牌号
白口铸铁 国标5612
铸铁组织
灰铸铁: (浇筑是缓慢冷却,促使石墨化) 珠光体/铁素体+灰色片状或条状石墨,灰铸铁
制作:浇注时缓慢冷却即可促使石墨化,便可得到灰口铸铁
化学成分
2.5%~4.0%C,1.0%~3.0%Si,0.25%~1.0%Mn,0.05%~0.50%P,0.02%~0.20%S
处理工艺
孕育:浇注前向铁水中加入少量的孕育剂(如硅铁)进行孕育处理,使铁水在凝固过程中产生大量的人工晶核,以促进石墨的形核和结晶,从而获得细珠光体基体上分布着少量细小、均匀的石墨片组织。经孕育处理后的铸铁称为孕育铸铁或变质铸铁,其强度、塑性和韧性较普通灰口铸铁高,因此常用作气缸、曲轴、凸轮轴等较重要的零件。
热处理
铸铁可通过合金化和热处理的办法强化基体,进一步提高铸铁的力学性能,这一点在球墨铸铁中尤为重要。 但热处理并不能改变灰口铸铁中石墨的形态及分布状态,所以利用热处理来提高灰口铸铁性能的效果并不大,通常只进行退火或表面淬火处理。
去应力退火
为保证尺寸稳定性,防止变形开裂,对一些形状复杂的铸件,如机床床身、气缸等,往往进行去应力退火。其规范一般为:加热温度500~550℃,保温一定时间后,炉冷到150~220℃出炉空冷。
高温退火
铸件冷却时,由于表层及截面较薄处因冷却速度快而易形成白口组织,硬度高难以切削加工。为使自由渗碳体分解,降低硬度,改善切削加工性,需将铸件加热至850~950℃,保温2~5h后,随炉冷至600℃,出炉空冷,最终组织为铁素体或铁素体+珠光体基灰铸铁。
表面淬火
某些大型铸件的工作表面需要有较高的硬度和耐磨性,如机床导轨的表面及内燃机汽缸套的内壁等,在机加工后可用快速加热的方法对铸铁表面进行淬火处理。
特点
力学性能低
含碳量高,抗拉强度比较低,
耐磨性及消震性优
铸铁中的石墨有利于润滑及储油,故耐磨性好。同样,由于石墨的存在,灰口铸铁的消震性优于钢。
工艺性能好,应用于各种外形复杂的铸件;
含碳量高,接近于共晶成分,故熔点比钢低,因而铸造流动性好。另外,由于石墨使切削加工时易于形成断屑,故灰口铸铁的可切削加工性优于钢。
用途
气缸 曲轴 轴承 凸轮轴等耐磨和结构复杂的部件
牌号
以其力学性能来表示的牌号以“HT”起首,其后以三位数字来表示;“HT”表示灰口铸铁,数字为其最低抗拉强度值,例如HT200,表示以φ30mm单个铸出的试棒测出的抗拉强度值大于200MPa(但小于300MPa)。
可锻铸铁: (白口经固态石墨化+高温退火,共晶渗碳体分解,形成团絮状石墨) 外铁素体,芯珠光体或并含有团絮石墨;铁素体基体+团絮石墨;珠光体基体+团絮状石墨
注意:可锻铸铁只是力学性能 塑性 韧性会比灰口铸铁好,但并不可以锻压加工
制作
首先浇注成白口铸铁件,然后经可锻化退火(在950~1050℃温度下保持几十个小时进行脱碳退火处理,可锻化退火使渗碳体分解为团絮状石墨)而获得可锻铸铁件
化学成分
wC=2.2%~2.8%,wSi=1.0%~1.8%,wMn=0.3%~0.8%,wS≤0.2%,wP≤0.1%。
处理工艺
热处理脱碳(白心可锻铸铁)
固体脱碳法
气体脱碳法
石墨化退货工艺(黑心可锻铸铁)
黑心可锻铸铁石墨化退火工艺曲线如图2所示。试样在中温箱式电阻炉中进行热处理。把试样先进行预温处理,即在400℃保温2h,然后升温到930℃,保温7-9h,炉冷到730℃,保温6-7h,再炉冷到650℃后出炉空冷 [2] 。
分类
白心可锻铸铁
最大的组织特点是不均匀性,厚度6mm以下的薄壁铸件外层为全铁素体(因此具有焊接性),心部则有珠光体,没有退火态石墨;壁厚6~15mm的铸件外层为铁素体,心部有珠光体并有团絮状石墨,甚至有残留的自由渗碳体。
黑心可锻铸铁
珠光体可锻铸铁
石墨形状
团絮状
絮状
团球状
聚虫态
枝晶体
等
特点
力学性能 塑性 韧性会比灰口铸铁好
可锻铸铁铸态组织为白口,铁水流动性较差,容易产生缩孔,热裂倾向较大,所以一般只适用于形状不太复杂的铸件。此外由于退火时间随壁厚加大而延长,同时过厚的铸件中心部分难达到完全退火,因此白心可锻铸铁件的壁厚一般不超过12毫米,黑心可锻铸铁壁厚不超过25毫米。
用途
白心可锻铸铁
白心可锻铸铁用于汽车零件吊架、驾驶盘柱叉肩、纺织机零件等。发展可锻铸铁的研究主要集中在铸态稳定碳化物,铸件中不出现游离石墨片,缩短退火时间以提高机械性能和使用性能等方面。
铁素体(黑心)可锻铸铁
铁素体可锻铸铁强度、硬度低,塑性、韧性好,用于载荷不大、承受较高冲击、振动的零件,广泛用于汽车、拖拉机的轮圈、差速器壳和底盘零件,机床附件中的扳手,输电线路中的瓷瓶铁帽、线夹、碗头排板,纺织机械中的粗纺机和印花机盘头以及水油管道中的弯头、三通、接头、中压阀门等。
珠光体可锻铸铁
珠光体可锻铸铁高的强度、硬度,用于载荷较高、耐磨损并有一定韧性要求的重要零件。用于气阀摇杆、加煤机零件、高压接头阀体和汽车工业拨叉、差动齿轮箱等。
牌号
“KTB”(“可铁黑”三字汉语拼音字首)“KTH”(“可铁黑”三字汉语拼音字首)或“KTZ”(“可铁珠”三字汉语拼音字首)后附最低抗拉强度值(MPa)和最低断后伸长率的百分数表示。例如牌号KTH 350—10表示最低抗拉强度为350 MPa、最低断后伸长率为10%的黑心可锻铸铁,即铁素体可锻铸铁;KTZ 650—02表示最低抗拉强度为650 MPa、最低断后伸长率为2%的珠光体可锻铸铁。
1、白心可锻铸铁,铸铁牌号KTB380—04、KTB380—12、KTB400—05、KTB450—07。仅限于制造薄壁铸件和焊接后不需进行热处理的铸件、由于工艺较复杂,故在机械制造上较少应用; 2、黑心可锻铸铁牌号KTH300—06、KTH330—08、KTH350—10、KTH370—12:用于制造管道配件、低压阀门、汽车拖拉机的后桥外壳、转向机构、机床零件等。 3、珠光体可锻铸铁牌号KTZ450—06、KTZ550—04、KTZ650—02、KTZ700—02:制造强度要求较高、耐磨性较好的铸件,如齿轮箱、凸轮轴、曲轴、连杆、活塞环等
蠕墨铸铁 (以蠕虫状石墨析出(片状和球状之间)的球磨铸铁) 铁素体+珠光体+蠕虫状石墨
制作
在铁液中加入蠕虫化剂,使其在凝固剂析出蠕虫状石墨。
化学成分
C%=3.4%~3.6%;Si%=2.4%~3.0%;Mn%=0.4%~0.6%;S%<0.06%;P%<0.07%。
分类
特点
(1)蠕铁的碳当量高,加稀土合金后又使铁水得到净化,因而使它具有较好的流动性。在碳当量相同的情况下,蠕铁和灰铸铁的流动性相似。 (2)蠕铁的收缩也介于灰铸铁和球铁之间,浇注系统可按灰铸铁进行设计。但对致密性要求较高,壁厚相差较大的复杂铸件,要采用球铁的浇注和补缩系统。 (3)蠕铁兼有灰铸铁和球铁的良好性能,抗拉强度和屈服强度高于灰铸铁,相当于铁素体球铁。导热性接近于灰铸铁,因而铸造工艺方便、简单、成品率高。 (4)蠕铁有较好的抗生长和抗氧化性能,蠕铁的耐磨性为中国标准HT300的2.2倍以上,比高磷铸铁高1倍,而与磷铜钛铸铁相近。
用途
由于蠕墨铸铁兼有球墨铸铁和灰铸铁的性能,因此,它具有独特的用途,在钢锭模、汽车发动机、排气管、玻璃模具、柴油机缸盖、制动零件等方面的应用均取得了良好的效果。特别是我国第二汽车厂蠕墨铸铁排气管流水线的投产,标志着我国蠕墨铸铁生产已达到高水平。
牌号
“RuT”(“蠕铸”字汉语拼音字首)后附最低抗拉强度值(MPa)
蠕墨铸铁 国标5612
球墨铸铁: (加入球化剂(纯镁、稀土镁等合金)和孕育剂(硅铁或硅钙合金),改变铸铁的共晶转变性能); 珠光体+铁素体+球状石墨(俗称牛眼);铁素体+球状石墨;珠光体+球状石墨+少量磷共晶
制作
加入球化剂(石墨球化孕育剂,镁 稀土等),使石墨球化,形成石墨铸铁
化学成分
含碳量3.0~4.0%,含硅量1.8~3.2%,含锰、磷、硫总量不超过3.0%和适量的稀土、镁等球化元素。
按组织成分分类
铁素体-珠光体基体球磨铸铁
铁素体基体球磨铸铁
珠光体基体球磨铸铁
国标分类
球墨铸铁
奥氏体球墨铸铁
冷硬球墨铸铁
抗磨球墨铸铁
耐热球磨铸铁
耐蚀球磨铸铁
特点
强度和塑性已经超过了灰铸铁和可锻铸铁,接近于钢;而铸造性能和切削性能均比铸钢好
用途
用于生产受力复杂,强度、韧性、耐磨性等要求较高的零件,如汽车、拖拉机、内燃机等的曲轴、凸轮轴,还有通用机械的中压阀门等。
牌号
“QT”(“球铸”字汉语拼音字首)后附最低抗拉强度值(MPa)、最低断后伸长率的百分数表示和力学性能温度(L、R分别表示低温室温)。例如牌号QT 400—18表示最低抗拉强度为400 MPa、最低断后伸长率为18%的球墨铸铁,合金元素后面为百分比%。
铸铁分类 国标5612
硬度等级 国标1348
马氏体(回火,提高硬度和强度)
马氏体相变是一种费扩散型相变,它是提高钢的硬度、强度的主要途径,经过不同温度的回火。
板条马氏体:(低、中碳钢、马氏体时效钢、不锈钢等铁系合金形成的一种马氏体组织,亚机构是位错,又称位错马氏体。)奥氏体晶粒包含几个板条群,板条体之间为小晶界,板条群之间为大角晶界。
片状马氏体:(常见于淬火高、中碳钢及高镍Fe-Ni合金中,亚结构是孪晶。)片状马氏体+残余奥氏体
其它马氏体
碟状马氏体:
薄片状马氏体:
ε马氏体
贝氏体
贝氏体是过饱和铁素体和渗碳体组成的亮相混合物。
上贝氏体
下贝氏体
颗粒贝氏体
其它金相组织
子主题
表面质量等
实验方法
检验项目
化学成分分析(熔炼分析)
熔炼分析
成品分析
成品化学成分允许偏差
拉伸试验
强度指标
拉伸强度
屈服点
屈服强度
塑性指标
弹性极限
伸长率
弹性模量
比例极限
面积缩减量
其它拉伸性能
弯曲
反向弯曲
尺寸
表面
重量偏差
金相组织
等
检验项目
热轧带肋钢筋检验项目
型式实验(原料、工艺、设备重大变化及新产品时)
疲劳性能
应力一寿命曲线(σ-N曲线)
应变一寿命曲线(δ-Ν曲线)
晶粒度
表示晶粒大小的尺度叫晶粒度,常用单位体积(或单位面积)内的晶粒数目或晶粒的平均线长度(或直径)表示。工业生产上采用晶粒度等级来表示晶粒大小。标准晶粒度共分12级,1~4级为粗晶粒,5~8级为细晶粒,9~12级为超细晶粒度。 金属结晶时,每个晶粒都是由一个晶核长大而成的,因此晶粒的大小取决于晶核的数目和晶粒长大速度的相对大小。晶核的数目用形核率表示。 形核率越大,单位体积中晶核的数目越多,晶粒越细小。长大速度越小,长大过程中形成的晶核批次越多,晶核数目越多,因而晶粒越细小。反之,形核率越小而长大速度越大,则晶粒越粗大。因此晶粒度的大小取决于形核率N和长大速率G之比,比值芸N/G越大,晶粒越细小。
概念:表示晶粒大小的尺度
单位体积 (面积)内的晶粒数目
单位体积(面积)内的晶粒的平均线长度(或直径)
晶粒度级别
宏观晶粒度级别数(M-晶粒级别数,M-0.5至M-14.3)共33个级别
面积法
金相样品制备
测定方法
比较法:与标准评级图对比评定
标准评级图
评定方法
显微晶粒度的评定(放大25-1000倍)
宏观晶粒度的评定(放大1倍)
面积法:给定面积网格内的晶粒数
截点法:给定长度的测量线段(网格)与晶粒边界相交截数
评定方法
直线截点法
圆截点法
连接性能
粘接
焊接
铆接
等
等
数值修约(应符合相关规定)
石墨形状
球状(最具代表)
团状
开花
蠕虫
枝晶
等
国标分类(详见牌号)
球墨铸铁
奥氏体球墨铸铁
冷硬球墨铸铁
抗磨球墨铸铁
耐热球磨铸铁
耐蚀球磨铸铁
钢材牌号
性能
强度
屈服强度
Q235
低合金钢
纵向性能 断面收缩率
Z
子主题
Q235-Z15
质量等级
优质钢(不加符号)
高级优质钢(ABCD)
特级优质钢(E)
碳含量
生铁:两位数字,按千分之几计算
碳素机构钢和低合金结构钢:两位数,按万分之几计算
优质碳素结构钢和优质碳素弹簧钢:两位数,按万分之几计算
易切削钢:两位数,按万分之几计算
车辆车轴及机车车辆用钢:两位数,按万分之几计算
合金机构钢及合金弹簧钢:两位数,按万分之几计算
非调质机械结构钢:两位数,按万分之几计算
工具钢
碳素工具钢:数字(不确定位数),按千分之几计算。
合金工具钢:一位数字,按千分之几计算,含碳量大于1%时,不标明含碳量。
高速工具钢:同合金结构钢,一般不表明。但可以牌号头部加C表示高碳高速工具钢。
轴承钢
高碳铬轴承钢:不表明
渗碳轴承钢:同合金结构钢,两位数,按万分之几计算
高碳铬不锈轴承钢和高温轴承钢:同合金结构钢,两位数,按万分之几计算
钢轨钢、冷镦钢
优质碳素钢:两位数,按万分之几计算
合金钢:两位数,按万分之几计算
不锈钢和耐热钢
两位数,按万分几计算
三位数,按十万分之几计算
焊接用钢
碳素钢:两位数,按万分之几计算
焊接用合金钢:两位数,按万分之几计算
不锈钢:同不锈钢
碳含量的表示
牌号中碳含量的表示
无碳含量
纯铁
碳含量小于0.02%
低碳钢
碳不重要,采用其他表示方法
牌号国标已有规定
高碳铬轴承钢
十万分之几
三位数,应该是碳含量精度要求
万分之几
两位数
不超过1%
千分之几
高碳钢
碳素工具钢
合金工具钢
小于1%,不标明
C,前缀
表示高碳-高速工具钢,比同等标号的碳含量更高(普通型已经高碳钢)。
按碳含量分类
纯铁:0.02%以下
低碳钢(mild steel)为碳含量低于0.25%的碳素钢,因其强度低、硬度低而软,故又称软钢。
中碳钢是碳含量为0.25%~0.65%的碳素钢。它包括大部分优质碳素结构钢和一部分普通碳素结构钢。此类钢大多用于制作各种机械零件,有的用于制作工程结构件。
高碳钢(High Carbon Steel)常称工具钢 , 含碳量从0.60%至1.70%, 可以淬火和回火。锤, 撬棍等由含碳量0.75%的钢制造; 切削工具如钻头, 丝攻, 铰刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的钢制造。
生铁:2.21%及以上
合金元素及含量
碳钢/低合金钢:元素符号,含有较高该元素。
合金钢:元素+两位数字
高碳铬轴承钢:Cr+两位数,以千分之几计算
合金工具钢:
分类
低合金钢
普通质量低合金钢
优质低合金钢
特殊质量低合金钢
合金钢
优质合金钢
特殊质量合金钢
元素

表示方法
没有含量
表示添加元素比较少,作为特殊功能添加
百分之几含量
元素+数字
千分之几含量
含量低于1%:元素+0+数字,比如合金工具钢中的Cr
高碳铬轴承钢:Cr
工艺
生产工艺
含氧量
沸腾钢:沸 F 大写 尾
半镇静钢:半 b 小写 尾
镇静钢:镇 Z大写 尾(有时候可以省略)
特殊镇静钢:特镇 TZ 大写 尾
轧制工艺
热轧(扩)钢管 W-H
冷拔(轧)钢管W-C
无缝钢管
后处理工艺
焊后热处理
-1等标号
交货状态
GBT 9948-2013 石油裂化用无缝钢管
热轧(尾R)
正火(尾右上角a,)
正火、正火轧制(尾N)
正火+回火(尾右上角b)
正火+回火(尾NT)
热机械轧制(尾M)
淬火+回火(尾Q)
完全退火或等温退火(尾I)
实验
抗氢致开裂实验
尾HIC(Hydrogen-Induced Cracking)
前后缀
前缀
名称 采用汉字 采用英文 缩写 大小写 位置 案例 其他表示 电工用冷轧取向硅钢 电取 DQ 大写 头 厚度+前缀(不要D) 电工用高磁导级冷轧取向硅钢 电取 DQG 大写 头 厚度+前缀(不要D) 电工用冷轧无取向硅钢 电无 DW 大写 头 厚度+前缀(不要D) 电工用热轧硅钢 电热 DR 大写 头 厚度+前缀(不要D) 电工用纯铁 电铁 DT 大写 头 原料纯铁 原铁 YT 大写 头 地质钻探钢管用钢 地质 DZ 大写 头 变形高温合金 高合 GH 大写 头 锚链钢 锚 M 大写 头 冷镦钢(铆螺) 铆螺 ML 大写 头 耐蚀合金 耐蚀 NS 大写 头 铸造高温合金 K 大写 头 屈服强度 屈 QT 大写 头 碳素工具钢 碳 T 大写 头 滚动轴承钢 滚 G 大写 头 焊接钢 焊 H 大写 头 易切削钢 易 Y 大写 头 车辆车轴用钢 辆轴 LZ 大写 头 机车车轴用钢 机轴 JZ 大写 头 铸铁 铁 T 大写 头 灰口铸铁 灰铁 HT 大写 头 球墨铸铁 球铁 QT 大写 头 蠕墨铸铁 蠕铁 RuT 大写 头 可锻铸铁 可铁 KT 大写 头 特殊性性能铸铁 殊铁 ST 大写 头 钢轨钢 轨 U 小写 头 管线钢 线 X 大写 头 输送管线 管线Line L 大写 头 铸钢 铸钢 ZG 大写 头 焊接结构用铸钢 铸钢焊 ZGH 大写 头 耐热铸钢 铸钢热 ZGR 大写 头 耐蚀铸钢 铸钢蚀 ZGS 大写 头 耐磨铸钢 铸钢磨 ZGM 大写 头 轧辊用铸钢 铸辊 ZU 大写 头 炼钢用生铁 炼 L 大写 头 L10 铸造用生铁 铸 Z 大写 头 Z30 球墨铸铁用生铁 球 Q 大写 头 Q12 耐磨生铁 耐磨 NM 大写 头 NM18 脱碳低磷粒铁 脱粒 TL 大写 头 TL14 含钒生铁 钒 F 大写 头 F04 热轧光圆钢筋 热轧光圆钢筋 Hot Rolled Plain Bars HPB 大写 头 热轧带肋钢筋 热轧带肋钢筋 Hot Rolled Ribbed Bars HRB 大写 头 细晶粒热轧带肋钢筋 热轧带肋钢筋+细 HotRolledRibbedBars+Fine HRBF 大写 头 冷轧带肋钢筋 冷轧带肋钢筋 Cold Rolled Ribbed Bars CRE 大写 头 预应力混凝土用螺纹钢筋 预应力、螺纹、钢筋 Prestressing、Screw、bars PSB 大写 头 焊接气瓶用钢 焊瓶 HP 大写 头 管线用钢 管线 Line L 大写 头 船用锚链钢 船锚 CM 大写 头 煤 M 大写 头
后缀
名称 采用汉字 采用英文 缩写 大小写 位置 案例 其他表示 精密合金 精 J 大写 中 焊接气瓶用钢 焊瓶 HP 大写 尾 Q295HP 普通优质钢 高级优质钢 高 ABCD 大写 尾 特级优质钢 特 E 大写 尾 矿用钢 矿 K 大写 尾 汽车大梁用钢 梁 L 大写 尾 多层或高压容器用钢 高层 gc 小写 尾 超级 超 C 大写 尾 船用钢 船 C 大写 尾 桥梁钢 桥 q 小写 尾 耐候钢 耐候 NH 大写 尾 高耐候钢 高耐候 GNH 大写 尾 汽车大梁用钢 梁 I 大写 尾 高性能建筑结构用钢 高建 GJ 大写 尾 低焊接裂纹敏感性钢 低焊接裂纹敏感性 Crack Free CF 大写 尾 保证淬透性钢 淬透性 Hardenability H 大写 尾 锅炉钢 锅 G 小写 尾 压力容器 容 R 大写 尾 低温压力容器 容低 RD 大写 尾 交货为热轧 R 交货为正火、正火轧制 N 交货为热机械轧制状态 M 大写 尾 交货为淬火+回火 Q 大写 尾 沸腾钢 沸 F 大写 尾 半镇静钢 半 b 小写 尾 镇静钢 镇 Z 大写 尾 特殊镇静钢 特镇 TZ 大写 尾 纵向伸缩率 纵 -Z 大写 尾 焊后热处理工艺 -数字及符号 尾 钢板桩 钢板桩 Pile P 大写 尾 Q295P 热轧钢板桩20933-2013 抗氢致开裂 氢开裂实验 HIC HIC 大写 尾 20HIC 石油裂化9948-2013 低温管道用无缝钢管 低温管道 DG 大写 尾 16MnDG 低温管道无缝18984-2016
GBT 221-2008 钢铁产品牌号表示方法
生铁
牌号的组成
字母(用途/特征/工艺)+主要元素含量(千分之)
第一部分:表示产品用途、特性及工艺方法的大写汉语拼音字母;
第二部分:表示主要元素平均含量(以千分之几计)的阿拉伯数字。炼钢用生铁、铸造用生铁、球墨铸铁用生铁、耐磨生铁为硅元素平均含量。脱碳低磷粒铁为碳元素平均含量含钒生铁为钒元素平均含量
表示及示例
序号 产品名称 第一部分 第二部分 牌号示例 采用汉字 汉语拼音 采用字母 1 炼钢用生铁 炼 LIAN L 含硅量为0.85%~1.25%的炼钢用生铁,阿拉伯数字为10 L10 2 铸造用生铁 铸 ZHU Z 含硅量为2.80%~3.20%的铸造用生铁,阿拉伯数字为30 Z30 3 球墨铸铁用生铁 球 QIU Q 含硅量为1.00%~1.40%的球墨铸铁用生铁,阿拉伯数字为12 Q12 4 耐磨生铁 耐磨 NAIMO NM 含硅量为1.60%~2.00%的耐磨生铁,阿拉伯数字为18 NM18 5 脱碳低磷粒铁 脱粒 TUOLI TL 含碳量为1.20%~1.60%的炼钢用脱碳低磷粒铁阿拉伯数字为14 TL14 6 含钒生铁 钒 FAN F 含钒量不小于0.40%的含钒生铁,阿拉伯数字为04 F04
铸铁(T)
灰口铸铁HT
牌号组成:HT100 2.5-4%碳
前缀HT(H,灰;T,铁)+最低抗拉强度

球墨铸铁QT
牌号组成QT400-17
前缀QT(Q,球;T,铁)+最低抗拉强度+最低延伸率

蠕墨铸铁RuT
牌号组成:HT100
前缀RuT(Ru,蠕;T,铁)+最低抗拉强度

可锻铸铁KT
牌号组成:KTH300-06
前缀KT(H,可;T,铁)+H/Z(H,黑;Z,珠光体)最低抗拉强度+最低延伸率

特殊性能铸铁ST
牌号组成:STSi15
前缀ST(S,特;T,铁)+合金及含量(百分之几计算)
铸钢(ZG)
铸钢(ZG)
牌号组成:ZG200-400
前缀ZG(S,特;G,铁)+屈服强度(MPa)+抗拉强度(MPa)
牌号组成:ZG15Cr2MoV
前缀ZG(S,特;G,铁)+数字(碳名义含量,万分)+合金元素及含量(百分之几计算,小于1.5%不表示)
焊接结构用铸钢(ZGH)
牌号组成:ZGH+铸钢的力学/合金部分
前缀ZG(S,特;G,铁)+H(H,焊)+屈服强度(MPa)+抗拉强度(MPa)
前缀ZG(S,特;G,铁)+H(H,焊)+数字(碳名义含量,万分)+合金元素及含量(百分之几计算,小于1.5%不表示)
耐热铸钢(ZGR)
牌号组成:ZGR40Cr25Ni20
前缀ZG(S,特;G,铁)+功能R(R,热)数字(碳名义含量,万分)+合金元素及含量(百分之几计算,小于1.5%不表示)
耐蚀铸钢(ZGS)
牌号组成:ZGS06Cr19Ni10
前缀ZG(S,特;G,铁)+功能S(S,蚀)数字(碳名义含量,万分)+合金元素及含量(百分之几计算,小于1.5%不表示)
耐磨铸钢(ZGM)
牌号组成:ZGM120Mn13Cr2RE
前缀ZG(S,特;G,铁)+功能M(M,磨)数字(碳名义含量,万分)+合金元素及含量(百分之几计算,小于1.5%不表示)

钢材
碳素结构钢和低合金钢 (低碳万分+低合金)
碳素结构钢(普通质量)
通用碳素结构钢
牌号组成:Q235A-Z15 屈服强度235MPa的A级沸腾钢 纵向收缩率15%
前缀Q(屈,屈服强度)+数字(屈服强度MPa或N/mm²)+质量等级(ABC...必要时)+脱氧方法(必要时)+专门用途(必要时)+纵向收缩率(必要时前面加-)
(与低合金高强度结构钢的强度区间不一样,Q195-275)Q195 Q195F、Q195b、Q195 Q215 Q215AF、Q215Ab、Q215A、Q215BF、Q215Bb、Q215B Q235 Q235AF、Q235Ab、Q235A、Q235BF、Q235Bb、Q235B、Q235C、Q235D Q255 Q255A、Q255B Q275 Q275
专用碳素结构钢
牌号组成:HRB335 热轧带肋钢筋屈服强度335
专用结构钢前缀(工艺、外观、用途等)+数字(屈服强度MPa或N/mm²)+质量等级(ABC...必要时)+脱氧方法(必要时)+专门用途(必要时)+纵向收缩率(必要时前面加-)
类别 牌号 牌号构成 英文字母 普通热轧钢筋 HRB335 由HRB+屈服强度特征值构成 HRB一热轧带肋钢筋的英文(Hot rolled bed Bars缩写 HRB400 HRB500 细晶粒热轧钢筋 RF335 由HRBF+屈服强度特征值构成 HRBF一在热轧带肋钢筋的英文缩写后加“细”的英文(Fine)首位字母 HRBF400 HRBF5OO
低合金高强度结构钢
牌号组成:Q295HP/20Mnk 屈服强度295的焊接气瓶/0.2%碳含量的矿用锰+低合金高强度结构钢
(同碳素结构钢):前缀+数字(屈服强度MPa或N/mm²)+质量等级(ABC...必要时)+脱氧方法(必要时)+专门用途(必要时)+纵向收缩率(必要时,前面要加-)
(与碳素机构钢的区别是强度区间不一样,Q295-460)Q295 Q295A、Q295B Q345 Q345A、Q345B、Q345C、Q345D、Q345E Q390 Q390A、Q390B、Q390C、Q390D、Q390E Q420 Q420A、Q420B、Q420C、Q420D、Q420E Q460 Q460C、Q460D、Q460E 压力容器用钢牌号表示为“Q345R” ;焊接气瓶用钢牌号表示为“Q295HP”;锅炉用钢牌号表示为“Q390g”;桥梁用钢牌号表 示为“Q420q”等。
二位阿拉伯数字(碳含量中值,万分之几计)+合金元素+用途/特性/工艺方法符号
20Mnk,0.2%碳含量的矿用锰钢(碳含量为0.15%~0.26%,锰含量为1.20%~1.60%的矿用)
符号
前缀
通用碳素结构钢:Q屈服强度
低合金高强度结构钢:Q屈服强度
专用碳素机构钢
产品名称 采用的汉字及汉语拼音或英文单词 采用字母 位置 汉字 汉语拼音 英文单词 热轧光圆钢筋 热轧光圆钢筋 Hot Rolled Plain Bars HPB 牌号头 热轧带肋钢筋 热轧带肋钢筋 Hot Rolled Ribbed Bars HRB 牌号头 细晶粒热轧带肋钢筋 热轧带肋钢筋+细 HotRolledRibbedBars+Fine HRBF 牌号头 冷轧带肋钢筋 冷轧带肋钢筋 Cold Rolled Ribbed Bars CRE 牌号头 预应力混凝土用螺纹钢筋 预应力、螺纹、钢筋 Prestressing、Screw、bars PSB 牌号头 焊接气瓶用钢 焊瓶 HAN PING HP 牌号头 管线用钢 管线 Line L 牌号头 船用锚链钢 船锚 CHUAN MAO CM 牌号头 煤机用钢 煤 MEI M 牌号头
数字
屈服强度:MPa=N/mm²,Q235
碳含量:二位数,按万分之几计算,20MnK
纵向收缩率:按百分之几计算,Q235AFq-Z15
质量等级
A为最低级、往后BCD...逐级提高
优质钢(不加符号)
高级优质钢(ABCD)
特级优质钢(E)
用途特征工艺
产品名称 采用的汉字及汉语拼音或英文单词 采用字母 位置 汉字 汉语拼音 英文单词 锅炉和压力容器用钢 容 RONG R 牌号尾 锅炉用钢(管) 锅 GUO G 牌号尾 低温压力容器用钢 低容 DI RONG DR 牌号尾 桥梁用钢 桥 QIAO Q 牌号尾 耐候钢 耐候 NAI HOU NH 牌号尾 高耐候钢 高耐候 GAONAIHOU GNH 牌号尾 汽车大梁用钢 梁 LIANG I 牌号尾 高性能建筑结构用钢 高建 GAO JIAN GJ 牌号尾 低焊接裂纹敏感性钢 低焊接裂纹敏感性 Crack Free CF 牌号尾 保证淬透性钢 淬透性 Hardenability H 牌号尾 矿用钢 矿 KUANG K 牌号尾 船用钢 采用国际符号
纵向性能:-Z+数字
Z:纵向收缩率
数字:纵向收缩率按百分之几计算
Q235AFq-Z15

优质碳素结构钢 优质碳素弹簧钢 (低中碳万分)
牌号组成:08F/65Mn 碳含量0.08%的优质沸腾优质碳素结构钢/碳含量0.65%的锰的优质碳素弹簧钢
二位阿拉伯数字(平均碳含量,万分之几计)+是否含高锰(必要时)+ 钢材冶金质量(必要时)+脱氧方式(必要时)+用途/特征/工艺方法符号(必要时)

数字:碳含量
特殊元素:含有较高的该元素
质量等级
脱氧方式
用途特征工艺符号
易切削钢 (中碳万分)
牌号组成:Y45Ca 含碳量0.45%的含钙易切削钢
Y(易,易切削钢)+二位阿拉伯数字(平均碳含量,万分之几计)+易切削元素符号
碳含量为0.42%~0.50%钙含量为0.002%~0.006%的易切削钢,其牌号表示为Y45Ca; 碳含量为0.40%~0.48%、锰含量为1.35%~1.65%、硫含量为0.16%~0.24%的易切削钢,其牌号表示为Y45Mn; 碳含量为0.40%~0.48%、锰含量为1.35%~1.65%、硫含量为0.24%~0.32%的易切削钢,其牌号表示为45nS
易切削元素符号,如:含钙、铅、锡等易切削元素的易切削钢分别以Ca、Pb、Sn表示。加硫和加硫磷易切削钢,通常不加易切削元素符号S、P。较高锰含量的加硫或加硫磷易切削钢本部分为锰元素符号Mn。为区分牌号,对较高硫含量的易切削,在牌号尾部加硫元素符号S
车辆车轴及机车车辆用钢 (中碳万分)
牌号组成:LZ/JZ45 辆轴/机轴0.45%碳含量的专用钢
车辆车轴LZ/机车车辆JZ+二位阿拉伯数字(平均碳含量,万分之几计)

合金结构钢和合金弹簧钢 (低中碳万分+合金百分)
合金结构钢
牌号组成:25Cr2MoVA 碳含量0.25% 铬含量2%的含钒A级高级优质合金结构钢
二位阿拉伯数字(平均碳含量,万分之几计)+合金元素及含量(按百分之几计算,1.5%以下省去含量)+质量等级 +用途、特性或工艺方法

合金元素:合金元素含量,以化学元素符号及阿拉伯数字表示。具体表示方法为:平均含量小于1.50%时,牌号中仅标明元素,一般不标明含量;平均含量1.50%~2.49%、2.50%~3.49%、3.50%~4.49%、4.50%~5.49%…时,在合金元素后相应写成2、3、4、5…; 注:化学元素符号的排列顺序推荐按含量值递减排列。如果两个或多个元素的含量相等时,相应符号位置按英文字母的顺序排列。
合金弹簧钢
牌号组成:60SiMn 含碳量0.6%的硅锰合金弹簧钢
同上合金结构钢

非调质机械结构钢 (中碳万分+低合金百分)
非调质机械结构钢
牌号组成:F35VS 含碳量0.35%的含钒易切削非调质机械结构钢
F(非,非调质)+二位阿拉伯数字(平均碳含量,万分之几计)+合金元素含量(同合金结构钢)+改善切削性能的非调质机械结构钢加硫元素S(必要时)。

术语
调质:调质钢指淬火成马氏体后在500~650℃之间温度范围内回火的调质处理用钢。经调质处理后,钢的强度、塑性及韧性有良好的配合;调质钢的成分是含碳0.25%~0.5%碳素钢或低合金钢和中合金钢,调质处理后的金相组织是回火索氏体。例如:45钢、42CrMo调质钢。
非调质:通过微合金化、控制轧制(锻制)和控制冷却等强韧化方法,取消了调质热处理,达到或接近调质钢力学性能的一类优质或特殊质量结构钢的技术。
工具钢 (中高碳千分+低合金百分)
碳素工具钢(国标废止) (中高碳+低合金(锰等添加元素,无含量))
牌号组成:T8MnA 碳含量0.8%的含锰A级高级优质碳素工具钢
T(碳,碳素钢)+数字(平均碳含量,千分之几计算)+主要元素(必要时)+质量等级(必要时)
熔炼分析

合金工具钢(国标已废止) (中高碳+低合金百分)
牌号组成:9SiCr 碳含量0.9%的硅铬合金工具钢
一位数字(平均碳含量,千分之几计算)+合金元素(百分之几计算)+质量等级(必要时)
量具刃具用钢

耐冲击工具用钢

冷作磨具钢
统一数字代号 序号 钢组 牌号 化学成分,%(m/m) C Si Mn P S Cr Mo V 其他 不大于 T20111 3-6 冷作模具钢 CrWMn 0.90~1.05 ≤0.40 0.80~1.10 0.030 0.030 0.90~1.20 1.20~1.60 Nb:0.20~0.35 T20110 3-7 9CrWMn 0.85~0.95 ≤0.40 .90~1.20 0.030 0.030 0.50~0.80 0.50~0.80 T20421 3-8 Cr42Mov 1.12~1.25 0.40~0.70 ≤0.40 0.030 0.030 3.50~4.00 1.90~2.60 0.80~1.20 0.80~1.10 T20432 3-9 6Cr4w3mo2vnb .60~0.70 ≤0.40 ≤0.40 0.030 0.030 3.80~4.40 2.50~3.50 1.80~2.50 0.80~1.20 T20465 3-10 6W6Mo5Cr4V 0.55~0.65 ≤0.40 ≤0.60 0.030 0.030 3.70~4.30 6.00~7.00 4.50~5.50 0.701.10 T20104 3-11 7CrSiMnMov 0.65~0.75 0.85~1.15 0.651.05 0.030 0.030 .901.20 0.20~0.50 0.15~0.30
热作磨具钢

高速工具钢 (高碳特高碳+高合金百分)
牌号组成:CW6Mo5Cr4V2 钨含量6%钼含量5%铬含量4%钒含量2%的高碳高速工具钢
C(C,高碳,必要时)+合金元素及含量(按百分之几计算,1.5%以下省去含量)+质量等级 +用途、特性或工艺方法(红色部分同合金结构钢,不同点C表高碳,无含量)
熔炼分析

轴承钢(滚动G)
高碳铬轴承钢(高碳低铬) (高碳+含铬千分+其他合金百分) 电渣重熔冶炼
牌号组成:GCr15SiMn Cr含量1.5%的硅锰高碳铬轴承钢
G(滚,滚动轴承)+Cr及含量(平均铬含量,千分之几计)+其他合金及含量(同合金结构钢,百分之几计算)
残余成分磷、硫、钛含量逐渐降低

渗碳轴承钢(低碳渗碳+低铬) (低碳万分+铬及含量百分+其他合金百分)真空脱氧/电渣
牌号组成:G20Cr2Ni4 碳含量0.2%铬含量2%镍含量4%的渗碳轴承钢
G(滚,滚动轴承)+碳含量(平均碳含量,万分之)+Cr及含量(平均铬含量,百分之几计)+其他合金及含量(同合金结构钢,百分之几计算)

高碳铬不锈钢轴承钢(高碳+Cr10%以上) (高碳万分+高铬百分+其他合金)电渣重熔冶炼
牌号组成:G95Cr14Mo 碳含量0.95%铬含量14%含钼高碳铬不锈钢轴承钢
G(滚,滚动轴承)+碳含量(平均碳含量,万分之)+Cr及含量(平均铬含量,百分之几计)+其他合金及含量(同合金结构钢,百分之几计算)

高温轴承钢(高碳+钨钼铬) (高碳+合金及含量百分)电渣重熔冶炼
牌号组成:GW9Cr4V2Mo 钨含量9%铬含量4%钒含量2%的含钼高温轴承钢
G(滚,滚动轴承)+其他合金及含量(同合金结构钢,百分之几计算,主要元素为钨、铬、钒、钼等)

钢轨钢、冷镦钢
钢轨钢(高碳(低)+锰硅) (高碳+锰硅等元素无含量)(镇静钢+热轧,高温喷射去氧化铁皮)
牌号组成:U70MnSi 碳含量0.7%的锰硅钢轨钢
U(钢硅钢)+阿拉伯数字(平均碳含量,万分之几计)+合金元素(碳素结构钢/合金结构钢对应方法)

冷镦钢(用于生产螺钉,销钉,螺母等标准件) 碳含量广泛+碳钢/合金/双目/轴承/不锈钢
牌号组成:ML30CrMo 碳含量0.3%的铬钼合金冷镦钢
ML(铆螺钢)+阿拉伯数字(平均碳含量,万分之几计)+合金元素及含量(碳素结构钢/合金结构钢对应方法)

原材料分类
优质碳钢
合金结构钢
双相钢
轴承钢
不锈钢
不锈钢和耐热钢
不锈钢(耐腐蚀,Cr>10.5%,C<1.2%) (Cr的合金钢)
耐热钢 (抗氧化+高温强度)
牌号组成:06Cr13 碳含量0.3%的铬钼合金冷镦钢你
二/三位阿拉伯数字(碳含量,万/十万分之几计;详见尾部说明)+合金元素及含量(按百分之几计算,1.5%以下省去含量)
碳含量说明
Wc0.16%以上时:Wc=平均碳含量
上限大于0.1%时:Wc=上限*4/5
上限小于等于0.1%时:碳含量=上限*3/4
焊接用钢 注意焊接用钢/焊条
碳钢焊条
低合金焊条
不锈钢焊条
堆焊焊条
铸铁焊条
铜及铜合金焊条
铝及铝合金焊条
特殊焊条:水下焊接
按用途
酸性焊条 熔渣为酸性氧化物 (SiO2、TiO2、FeO3)
碱性焊条 熔渣为碱性氧化物和氟化钙 (CaO、CaF2)
按酸碱性
牌号组成:H08A 碳素结构钢/合金钢/不锈钢
H(焊,焊接用钢)+对应钢材型号 (比如碳素结构钢/合金结构钢/不锈钢等)

冷轧电工钢(酸性轧制退火) 冷轧极低碳含量的含硅钢
普通取向电工钢Q
高磁导级取向电工钢QG
无取向电工钢W
牌号组成:30Q130 0.005%以下的碳+0.5-4.5%的硅
公称厚度(mm)+取向高磁(Q/QG/W)+最大比总损耗值*100
电磁纯铁 低碳(小于0.02%)
电磁纯铁DT4(AEC)
无发纹纯铁DT8(AEC)
高真空气密性纯铁 DT9
牌号组成:DT4(AEC) 低碳
DT(电+铁)+牌号顺序号+电磁性能(ACE,普通、高级、特级、超级)

原料纯铁 低碳(小于0.02%)
牌号组成:YT1 序号为1的原料纯铁
YT(原+铁)+牌号顺序号

高电阻电热合金
同不锈钢及耐热钢