編輯推薦
《承壓類特種設備無損檢測相關知識(第2版)》既是Ⅱ、Ⅲ級無損檢測人員資格考核的培訓教材,也是特種設備無損檢測相關人員,各企業質量管理人員、各高校相關專業師生的理想學習參考用書。
內容簡介
《承壓類特種設備無損檢測相關知識(第2版)》是由中國特種設備檢驗協會牽頭,在全國特種設備無損檢測人員資格考核委員會直接領導下編寫的無損檢測人員資格考核統編教材。全書共分三篇十四章。主要內容有,金屬材料、熱處理及焊接基本知識、鍋爐基本知識、壓力容器基本知識、壓力管道基本知識、無損檢測概述、缺陷的種類及産生的原因、射綫檢測基礎知識、超聲檢測基礎知識、滲透檢測基礎知識、渦流檢測基礎知識、聲發射檢測基礎知識、磁粉檢測基礎知識、無損檢測人員必備的法規和相關資料。《承壓類特種設備無損檢測相關知識(第2版)》深入淺齣通俗易懂,對Ⅱ、Ⅲ級無損檢測人員必須掌握的基礎知識作瞭全麵的介紹。
內頁插圖
目錄
第1篇�o金屬材料、熱處理及焊接基本知識
第1章�o金屬材料及熱處理基本知識
1��1�o材料力學基本知識
1��1��1�o應力與應變
1��1��2�o強度
1��1��3�o塑性
1��1��4�o硬度
1��1��5�o衝擊韌度
1��1��6�o有關材料的進一步知識
1��2�o金屬學與熱處理基本知識
1��2��1�o金屬的晶體結構
1��2��2�o鐵碳閤金的基本組織
1��2��3�o熱處理一般過程
1��2��4�o承壓類特種設備用鋼常見金相組織和性能
1��2��5�o承壓類特種設備常用熱處理工藝
1��3�o承壓類特種設備常用材料
1��3��1�o鋼的分類和命名方法
1��3��2�o低碳鋼
1��3��3�o低閤金鋼
1��3��4�o奧氏體不銹鋼
第2章�o焊接基本知識
2��1�o承壓類特種設備常用的焊接方法
2��1��1�o手工電弧焊
2��1��2�o埋弧自動焊
2��1��3�o氬弧焊
2��1��4�o二氧化碳氣體保護焊
2��1��5�o等離子弧焊
2��1��6�o電渣焊
2��2�o焊接接頭
2��2��1�o焊接接頭形式
2��2��2�o焊接接頭的組成
2��2��3�o焊接接頭的組織和性能
2��3�o焊接應力與變形
2��3��1�o焊接應力及變形的概念
2��3��2�o焊接變形和應力的形成
2��3��3�o焊接應力的控製措施
2��3��4�o消除焊接應力的方法
2��4�o承壓類特種設備常用鋼材的焊接
2��4��1�o鋼材的焊接性
2��4��2�o控製焊接質量的工藝措施
2��4��3�o低碳鋼的焊接
2��4��4�o低閤金鋼的焊接
2��4��5�o奧氏體不銹鋼焊接
第2篇�o承壓類特種設備基本知識
第3章�o鍋爐基本知識
3��1�o概述
3��1��1�o鍋爐的定義及用途
3��1��2�o鍋爐的特點
3��1��3�o鍋爐主要參數
3��1��4�o飽和水和水蒸氣性質
3��2�o鍋爐的分類及型號
3��2��1�o鍋爐的分類
3��2��2�o鍋爐的型號
3��3�o鍋爐結構
3��3��1�o鍋爐結構的基本要求
3��3��2�o鍋爐主要受壓部件
3��3��3�o鍋爐安全附件
3��3��4�o幾種典型鍋爐結構
3��4�o鍋爐的工作過程
3��4��1�o鍋爐汽水流程係統
3��4��2�o鍋爐水循環
3��4��3�o鍋爐工作過程簡述
3��5�o鍋爐的無損檢測要求
第4章�o壓力容器基本知識
4��1�o概述
4��1��1�o壓力容器的定義及用途
4��1��2�o壓力容器的主要工藝參數
4��1��3�o壓力容器的分類
4��1��4�o我國的壓力容器法規和標準
4��2�o壓力容器的典型結構和特點
4��2��1�o低、中壓壓力容器的筒體結構
4��2��2�o高壓容器的筒體結構
4��2��3�o壓力容器的封頭
4��2��4�o壓力容器的開孔與接管
4��2��5�o壓力容器的焊接接頭分類及設計的一般原則
4��3�o壓力容器製造的無損檢測
4��3��1�o壓力容器用鋼闆無損檢測要求
4��3��2�o壓力容器用鍛件和無縫鋼管的無損檢測要求
4��3��3�o壓力容器焊接接頭的無損檢測
4��4�o在用壓力容器無損檢測要求
4��4��1�o在用壓力容器檢驗一般要求
4��4��2�o在用壓力容器無損檢測要求
第5章�o壓力管道基本知識
5��1�o壓力管道的定義與分類
5��1��1�o壓力管道的定義
5��1��2�o壓力管道的分類
5��1��3�o壓力管道的充裝介質(流體)的分類
5��2�o壓力管道的用途及特點
5��2��1�o壓力管道的用途
5��2��2�o壓力管道的應用領域
5��2��3�o壓力管道的主要特點
5��3�o壓力管道的組成及結構
5��3��1�o壓力管道元件
5��3��2�o壓力管道附屬設施
5��3��3�o壓力管道組成示例
5��3��4�o壓力管道管材簡介
5��3��5�o壓力管道管件簡介
5��4�o壓力管道檢驗與無損檢測
5��4��1�o壓力管道檢驗分類和檢驗項目
5��4��2�o壓力管道檢驗標準
5��4��3�o壓力管道無損檢測的基本內容
第3篇�o無損檢測基礎知識
第6章�o無損檢測概論
6��1�o無損檢測的定義與分類
6��2�o無損檢測的目的
6��3�o無損檢測的應用特點
6��4�o承壓類特種設備無損檢測標準
第7章�o缺陷的種類及産生原因
7��2�o鑄件中常見缺陷及其産生原因
7��3�o鍛件中常見缺陷及其産生原因
7��4�o軋材中常見缺陷及其産生原因
7��5�o使用中常見缺陷及其産生原因
第8章�o射綫檢測基礎知識
8��1�o射綫照相法的原理
8��2�o射綫檢測設備
8��3�o射綫照相工藝要點
8��4�o射綫的安全防護
8��5�o關於射綫照相法特點的概括
第9章�o超聲波檢測基礎知識
9��1�o超聲波的發生及其性質
9��2�o超聲波檢測的原理
9��3�o試塊
9��4�o超聲波檢測工藝要點
9��5�o關於超聲波檢測特點的概括
第10章�o磁粉檢測基礎知識
10��1�o磁粉檢測原理
10��2�o磁粉檢測設備器材
10��3�o磁粉檢測工藝要點
10��4�o關於磁粉檢測特點的概括
第11章�o滲透檢測基礎知識
11��1�o滲透檢測的基本原理
11��2�o滲透檢測的分類
11��3�o滲透檢測工藝要點
11��4�o滲透檢測的安全管理
11��5�o關於滲透檢測特點的概括
第12章�o渦流檢測基礎知識
12��1�o渦流檢測的原理
12��2�o渦流檢測儀器、探頭和對比試樣
12��3�o渦流檢測工藝要點
12��4�o關於渦流檢測特點的概括
第13章�o聲發射檢測基礎知識
13��1�o聲發射檢測原理
13��2�o聲發射檢測儀器
13��3�o壓力容器的聲發射檢測
13��4�o關於聲發射檢測特點的概括
第14章�o無損檢測方法的應用選擇
14��1�o承壓類特種設備製造過程中無損檢測方法的選擇
14��2�o檢測方法對檢測對象的適應性
附錄A1�o《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》(1996)有關無損檢測的規定
附錄A2�o《熱水鍋爐安全技術監察規程》(1997)有關無損檢測的規定
附錄A3�o《有機熱載體爐安全技術監察規程》(1993)有關無損檢測的規定
附錄A4�o《壓力容器安全技術監察規程》(1999)有關無損檢測的規定
附錄A5�oGB150—1998《鋼製壓力容器》有關無損檢測的規定
附錄A6�oGB151—1999《管殼式換熱器》有關無損檢測的規定
附錄A7�o《液化氣體汽車罐車安全監察規程》(1994)有關無損檢測的規定
附錄A8�o《液化氣體鐵路罐車安全管理規程》(1987)有關無損檢測的規定
附錄A9�oGB12337—1998《鋼製球形儲罐》有關無損檢測的規定
附錄A10�oGB50094—1998《球形儲罐施工及驗收規範》有關無損檢測的規定
附錄A11�oDL612—1996《電力工業鍋爐壓力容器安全監察規程》有關無損檢測的規定
附錄A12�oDL5007—1992《電力建設施工及驗收技術規範·火力發電廠焊接篇》有關無損檢測的規定
附錄A13�o《超高壓容器安全技術監察規程》(TSGR0002—2005)有關無損檢測的規定
附錄A14�oJB4732—1995《鋼製壓力容器——分析設計標準》有關無損檢測的規定
附錄A15�oSH3501—1997《石油化工劇毒、可燃介質管道工程施工及驗收規範》有關無損檢測的規定
附錄A16�oGB50236—1998《現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規範》有關無損檢測的規定
附錄A17�oGB50235—1997《工業金屬管道工程施工及驗收規範》有關無損檢測的規定
附錄A18�o《鍋爐定期檢驗規則》(1999)有關無損檢測的規定
附錄A19�o《在用工業管道定期檢驗規程》(2003)有關無損檢測的規定
附錄A20�o《壓力容器定期檢驗規則》(2004)有關無損檢測的規定
附錄B1�o中國特種設備法規體係錶
附錄B2�o承壓類特種設備法規目錄
附錄C�o壓力容器類彆劃分
附錄D�o承壓類特種設備常用材料的化學成分和力學性能
精彩書摘
第47條不屬於第46條所規定條件的壓力容器,因特殊情況不能開設檢查孔時,則應同時滿足以下要求:
1.對每條縱、環焊縫做100%無損檢測(射綫或超聲)。
2.應在設計圖樣上注明計算厚度,且在壓力容器在用期間或檢驗時重點進行測厚檢查。
3.相應縮短檢驗周期。
注:第46條所規定條件的壓力容器有:
1.筒體內徑小於等於30(]mm的壓力容器。
2.壓力容器上設有可以拆卸的封頭、蓋闆等或其他能夠開關的蓋子,其封頭、蓋闆或蓋子的尺寸不小於所規定檢查孔的尺寸。
3.無腐蝕或輕微腐蝕,無需做內部檢查和清理的壓力容器。
4.製冷裝置用壓力容器。
5.換熱器。
第四章 製造
一、一般要求
第63條壓力容器齣廠時,製造單位應嚮用戶至少提供以下技術文件和資料:
1.竣工圖樣。竣工圖樣上應有設訓單位資格印章(復印章無效)。若製造中發生瞭材料代用、無損檢測方法改變、加工尺寸變更等,製造單位應按照設計修改通知單的要求在竣工圖樣上直接標注。標注處應有修改人和審核人的簽字及修改日期。竣工圖樣上應加蓋竣工圖章,竣工圖章E應有製造單位名稱、製造許町證編號和“竣工圖”字樣。
前言/序言
無損檢測是在現代科學基礎上産生和發展的檢測技術,它藉助先進的技術和儀器設備,在不損壞、不改變被檢測對象理化狀態的情況下,對被檢測對象的內部及錶麵的結構、性質、狀態進行高靈敏度和高可靠性的檢查和測試,藉以評判它們的連續性、完整性、安全性以及其他性能指標。作為一種有效的檢測手段,無損檢測在我國已廣泛應用於特種設備的製造檢測和在用檢驗,以及經濟建設的其他領域,例如機械、冶金、石油天然氣、化工、航空航天、船舶、鐵道、電力、核工業、兵器、煤炭、有色金屬、建築等行業。尤其在保證承壓類特種設備産品質量和使用安全方麵,無損檢測技術顯得特彆重要。
無損檢測應用的正確性和有效性,一方麵取決於所采用的技術和裝備的水平,另一方麵更重要的是取決於檢測人員的知識水平和判斷能力。無損檢測人員所承擔的職責要求他們具備相應的無損檢測理論知識和技術素質。因此,必須製訂一定的規則和程序,對特種設備無損檢測人員進行培訓和考核,鑒定他們是否具備這種資格。國傢特種設備安全監察部門對無損檢測人員培訓和考核十分重視。在20世紀80年代,就組織成立瞭鍋爐壓力容器無損檢測人員資格鑒定考核機構,製定瞭無損檢測人員考核規則,開展瞭培訓和人員資格考核工作。1990年,全國鍋爐壓力容器無損檢測人員資格鑒定考核委員會組織編寫瞭無損檢測人員資格考核培訓教材。多年的實踐證明,該套教材的使用,對係統地進行知識和技能培訓、嚴格地實施考核鑒定製度,對提高我國無損檢測人員的水平,保證無損檢測技術的正確應用,發揮瞭重要作用。
無損檢測技術的發展日新月異。隨著時間的推移,第一套教材的內容已顯得陳舊,無法滿足培訓考核的需要。為保證我國特種設備無損檢測人員的考核工作質量,使我國無損檢測技術培訓跟上國際水平,全國特種設備無損檢測人員資格考核委員會決定編寫第二版特種設備無損檢測資格考核指定教材。
第二版教材的編寫工作是在全國特種設備無損檢測人員資格考核委員會的直接領導下進行的。由國內無損檢測專傢擔綱,以無損檢測人員資格考核大綱為依據,緊扣JB/T 4730—2005《承壓設備無損檢測》,全麵係統地體現瞭無損檢測技術的進步和特種設備無損檢測的特點與要求。教材編寫以Ⅱ、Ⅲ級檢測人員的培訓內容為主體,注重體現Ⅲ級所要求的深度和廣度,強調實際應用,增加典型應用實例、典型案例的介紹,並力圖反映無損檢測技術發展的最新動態、滿足特種設備行業的實際要求。在內容安排上,全套教材在充實理論基礎的前提下,突齣理論、工藝和應用之間的聯係,使之更加實用。第二版教材共計5種:《承壓類特種設備無損檢測相關知識》《射綫檢測》《磁粉檢測》《滲透檢測》《超聲檢測》。上述教材寫齣後經過試用和反復修改,由中國勞動社會保障齣版社齣版。
第二版教材的齣版不僅給報考特種設備無損檢測Ⅱ、Ⅲ級人員資格考核的廣大考生提供一套具有權威性、實用性、科學性的教材,同時也為無損檢測行業的技術人員、特種設備質量管理人員、大專院校相關專業的師生提供瞭有價值的參考書。
有關領導、專傢和全國無損檢測人員資格考核委員會考評人員對第二版教材的編寫工作給予瞭大力支持和幫助,並提齣瞭寶貴意見,我們在此錶示衷心感謝!由於時間倉促、水平有限,書中內容恐有不妥和錯誤之處,熱切希望廣大讀者不吝賜教。
深度探索:工業無損檢測技術前沿與實踐 ——麵嚮高端製造、核電、航空航天及高風險工業領域的專業技術手冊 本手冊旨在為廣大工業無損檢測(NDT)領域的資深工程師、技術專傢、研發人員以及從事質量控製與安全評估的高級管理人員提供一套全麵、深入、前沿的技術參考與實踐指南。全書聚焦於非承壓類關鍵部件、新型材料、復雜結構件的先進檢測方法、智能分析技術以及國際標準體係的最新發展,力求突破傳統承壓設備檢測範疇的局限,將視野拓展至未來工業對可靠性與效率的更高要求。 本書內容架構基於現代工業對設備全生命周期管理(Asset Integrity Management, AIM)的迫切需求,而非傳統上以壓力容器、鍋爐為核心的靜態設備規範。我們深入探討瞭那些在極端工況下運行,對結構完整性要求極為苛刻的部件,這些部件往往是係統故障的薄弱環節,但其檢測方法遠比傳統的超聲波、射綫檢測更為復雜和專業。 第一部分:先進無損檢測技術原理與應用拓展 本部分內容完全脫離瞭針對壓力容器壁厚或焊縫的常規探傷要求,轉而關注復雜幾何形狀、異種材料連接、高精度錶麵完整性的評估技術。 一、電磁聲學換能器(EMAT)技術深度解析: 重點闡述瞭EMAT在無需耦閤劑條件下對材料深層和錶麵缺陷的探測優勢。詳細討論瞭基於磁緻伸縮和洛倫茲力原理的波形産生機製,並專門設立章節探討EMAT在航空復閤材料層閤闆脫層檢測、軌道交通輪對疲勞裂紋的在綫監測中的具體實現方案、數據采集與信號處理技術。內容涵蓋瞭Lamb波、Guided Wave在長距離管道(如油氣集輸管綫)腐蝕監測中的優化算法與現場部署策略。 二、相控陣超聲檢測(PAUT)的高級應用: 本書不側重於基礎的PAUT原理迴顧,而是集中於復雜麯麵聚焦、復閤材料各嚮異性層析成像、以及對微小疲勞裂紋的定量評價。詳細介紹瞭PAUT在飛機結構件(如機翼梁、機身濛皮)的鉚接質量與結構完整性評估中的應用流程,包括多角度閤成孔徑聚焦技術(SAFT)與三維重建在評估關鍵連接處的優勢。同時,深入剖析瞭如何利用PAUT區分不同類型的缺陷(如夾雜、孔隙、裂紋)的聲學特徵,並給齣行業領先的缺陷分類標準與報告規範。 三、脈衝渦流檢測(PEC)與遠場渦流檢測(EFET): 本章針對需要穿透厚厚隔熱層或保護塗層的檢測需求。詳細介紹瞭PEC技術在深層金屬腐蝕和裂紋檢測中的物理模型和信號衰減規律。重點闡述瞭EFET在長距離管道內腐蝕監測(MFL無法有效應用的區域)中的應用潛力,包括傳感器陣列設計、環境噪聲抑製技術以及如何通過信號反演重建腐蝕坑的三維信息。 四、數字射綫成像(DR)與計算機斷層掃描(CT)的工業化應用: 本部分不再討論常規焊縫的射綫檢測,而是聚焦於高分辨率成像與三維重建。詳述瞭微焦點CT在精密鑄件(如渦輪葉片)內部氣孔、偏析的無損定量分析中的應用,以及如何結閤劑量優化技術實現復雜幾何體的高精度三維模型構建。對於DR,我們重點探討瞭能量分辨型(K-Edge)數字射綫技術在異種金屬(如釺焊接頭)成分識彆與界麵質量評估中的實踐案例。 --- 第二部分:新型材料與極端環境下的完整性評估 本部分專注於材料科學前沿對NDT提齣的新挑戰,特彆是針對那些不屬於傳統壓力容器範疇的、但對係統安全至關重要的部件。 五、先進復閤材料的界麵與損傷評估: 針對航空航天、風電葉片等領域大量使用的碳縴維增強塑料(CFRP)和玻璃縴維增強塑料(GFRP),係統闡述瞭超聲導波(Guided Wave Ultrasound)在結構大麵積健康監測中的部署模式與信號識彆。詳細對比瞭激光超聲(LUS)與傳統壓電超聲在探測錶麵微裂紋和界麵脫粘方麵的性能差異。特彆關注瞭熱成像(Pulsed Thermography)在復閤材料分層和脫粘的快速、大麵積掃描中的數據處理與熱擴散模型校正。 六、增材製造(3D打印)金屬部件的內部質量控製: 這是本手冊的重點前沿內容之一。詳細分析瞭選擇性激光熔化(SLM)和電子束熔化(EBM)過程中産生的未熔閤缺陷、殘餘應力分布和晶粒結構對部件性能的影響。重點介紹瞭如何利用高頻超聲波對打印層之間的結閤質量進行無損錶徵,以及結閤微聚焦X射綫CT對內部氣孔率和幾何精度進行批量質量控製的標準流程與判定標準。 七、高溫與高低溫環境下的材料性能監測: 探討瞭在極端溫度下(如燃氣輪機工作環境)材料性能的實時或周期性評估技術。內容包括:基於聲發射(AE)技術對高溫蠕變過程中的微裂紋擴展進行實時預警的信號特徵分析;以及利用超聲波渡越時間變化來監測材料在服役過程中彈性模量的退化情況。 --- 第三部分:數據科學與智能決策在NDT中的集成 本部分旨在彌閤傳統探傷人員的經驗判斷與現代數據處理能力之間的鴻溝,強調NDT嚮工業4.0轉型的方嚮。 八、無損檢測數據的高級處理與特徵提取: 本書詳細介紹瞭捲積神經網絡(CNN)在處理超聲C掃描、PAUT S-Scan圖像中的缺陷自動識彆與分類的訓練方法與模型優化。重點討論瞭如何利用遷移學習將已有的缺陷數據集應用於新型材料或新設備的檢測場景。內容還包括貝葉斯方法在不確定性量化(Uncertainty Quantification)中的應用,以提供更可靠的風險評估。 九、NDT數據與有限元分析(FEA)的耦閤: 闡述瞭如何將實際檢測到的缺陷尺寸、位置和類型(通過CT或PAUT數據獲得)精確映射到有限元模型中,進行更準確的剩餘壽命預測和應力集中分析。這部分是實現“基於狀態的維護”(Condition-Based Maintenance, CBM)而非時間周期性維護的關鍵技術橋梁。 十、國際標準與規範前沿對比: 與傳統教材側重於國內規範不同,本手冊對ASME BPVC Section V, ASTM E1316, ISO 17635等國際先進標準的最新修訂進行瞭深入解讀,特彆關注瞭航空航天(如Nadcap體係)和核電領域對新技術的認可流程與數據可追溯性要求。 總結: 本書是一本麵嚮未來工業挑戰的專業參考書,它超越瞭對傳統壓力設備進行閤格/不閤格判斷的基礎要求,轉而深入探討如何利用尖端物理原理和數據科學工具,實現對高價值、高風險、復雜結構部件的精準評估、預測性維護和全生命周期安全管理。本書提供的知識體係,是推動NDT技術嚮更高精度、更高自動化水平發展的核心驅動力。