过程装备制造与检测
过程装备制造与检测
12.1概述 12.1.1装配的概念
装配:按规定的技术要求，将零件(或合件)、 组件或部件等进行配合和连接，使之 成为半成品或成品的工艺
装配包括：装配、调整、检验、试验
过程装备制造与检测
零件：加工的单元体 合件：将一个零件分体制造，再套装在一起
将若干个零件组合叫组装
组件
分类: 进一步组合成相对独立的部分叫部装 部件
实质：控制零件的加工误差来保证装配精度
过程装备制造与检测
计算方法：极大极小值法 优点：装配过程简单，生产率高；对装配工人
技术水平要求不高，有利于组织流水线 生产；容易实现零部件的专业协作，降 低成本，有利于产品的维修和配件供应 缺点：零件加工精度要求高 适用：装配精度要求低的尺寸链或者装配精 度要求高，但环数较少的尺寸链
过程装备制造与检测
12.2.2装配尺寸链的建立
1）确定封闭环 2）查找组成环 3）画装配尺寸链图 4）判别组成环的性质
过程装备制造与检测
12.2.3装配尺寸链的计算
1)验算计算(正计算)
①画装配尺寸链 ②确定增环、减环、封闭环 ③计算封闭环基本尺寸 ④验算封闭环公差 ⑤验算封闭环上下偏差
过程装备制造与检测
装配尺寸链：若尺寸链中的尺寸不在同一 零件上，则称为～
装配尺寸链的特点：封闭性和关联性
封闭环的特点：不具有独立变化的特性
过程装备制造与检测
装配尺寸链的形式： 直线尺寸链：全部组成环平行于封闭环 平面尺寸链：组成环不平行但在一个平面上 角度尺寸链：全部组成环均为位置度 空间尺寸链：组成环不在一个平面上
适用于：单件、中小批量生产的重型产品
过程装备制造与检测
2）移动式装配
定义：将零部件按装配顺序从一个装配地点移动到 下一个装配地点，
过程装备制造与检测——绪论PPT课件
对设计技术的要求
对制造技术的要求
(先进、高效的焊接技术 锻件空心浇注技术 现场组装技术 无损检测技术)
25
1.2 过程装备的微型化
强化化工过程的微小型机械 以微型化学化工机械产品为主组成的微仪器 微型化工机械技术还没有形成，中国化工机械制造业对 微仪器的制造亦还缺乏意识和知识，相信今后在化学家 和化工机械科学工作者的合作下，能逐渐形成新的产业。
固定式容器和移动式容器。 11
12
（6）按压力制造方法分类
单层容器：锻造法、卷焊法、电渣重熔法、 全焊肉法
多层容器：热套法、层板包扎法、绕带法、 绕板法
13
14
15
二 99版容规-压力容器的划分 为了安全技术监督和管理，按压力容
器的工作条件将压力容器划分为三类。 其中三类要求最高，一类最低。
a 反应容器（代号R）：主要用于完成介质的物理、化学反 应的压力容器。如反应釜、合成塔、煤气发生炉等。
7
b 储存容器（代号C，其中球罐代号B）：主要用于盛装生 产用的原料气体、液体、液化气体等的压力容器。如各种 型式的储罐。
8
c 换热容器（代号E）：主要用于完成介质的热量交换的 压力容器。如热交换器、冷却器、冷凝器、管壳式余热锅 炉、加热器等
5
压力容器的分类
按压力分：
低压容器 (代号L) 压力范围： 0.1MPa≤p＜
中1.压6M容P器a (代号M) 压力范围： 1.6MPa≤p ＜ 10MPa
高压容器 (代号H) 压力范围： 10MPa≤p ＜
超10高0压M容Pa器 (代号U) 压力范围：
6
按照压力容器在生产工艺过程中的作用原理分：
2
1、概述
1.1 过程装备（process equipment）的概念
过程装备制造与检测
绪论1.过程装备主要是指化工、石油、制药、轻工、能源、环保和食品等行业生产工艺过程中所涉及的关键典型设备。
从制造角度分为以焊接为主的过程设备和以机械加工为主的过程机器2.按压力容器的设计压力分为低压（L ）、中压（M ）、高压（H ）、超高压（U ）按压力容器在生产工艺过程中的作用原理分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器、储存压力容器3.制造工艺流程：选择材料、复检材料、净化处理、矫形、划线（零件的展开计算、留余量、排料）、切割、成型（筒节的卷制、封头的加工成型、管子的弯曲）、组对装配、焊接、热处理、检验（无损检测、耐压试验）4.近年来压力容器技术进展表现为：（1）压力容器向大型化发展；（2）压力容器用钢逐渐完善，专业用钢特点越来越明显；（3）焊接新材料、新技术的不断出现使焊接质量日趋稳定并提高；（4）无损检测技术的可靠性逐步提高，有力的保证了装备制造及运行安全。
5.压力容器用钢发展特点：（1）随着钢材强度的提高，同时要改善钢材的抗裂性和韧性指标；（2）对于高温抗氢用钢，尽量减轻钢的回火脆性和氢脆倾向；（3）降低大型钢锭中的夹杂物及偏析等缺陷以保证内部性能均匀，提高钢锭的利用率；（4）出现了大线能量下焊接性良好的钢板。
6.工程上无损检测方法：射线检测、超声波探伤、表面探伤、声发射1 装备制造的定期检测1、对于压力容器的定期检测根据其检测项目、范围和期限可以分为外部检测、内外部检测、和全面检测（内容：P10）外部检测：目的：及时发现外部或操作工艺方面存在的不安全问题。
时限：一般每年不少于一次。
内外部检测：目的：尽早发现容器内、外部所存在的缺陷，确定容器能否继续进行或保证安全运行所必须采取的适当措施。
时限：容器内外部检测每三年至少进行一次。
全面检测：目的：确定其能否在设计要求的工艺条件下继续安全运行。
时限：至少每六年进行一次。
2、年）腐蚀速度（实际腐蚀余度（容器的剩余寿命（年）mm/mm)3、对装备的常规检测包括宏观检测、理化检测、无损检测。
过程装备制造与检测
1.过程装备主要包括哪些典型的设备和机器以焊接为主要制造手段的过程设备，例如：换热器、反应器、锅炉、储罐、塔等等；以机械加工为主要制造手段的过程机器，例如：压缩机、过滤机、离心机、泵等等。
2.过程装备制造技术的主要内容。
1）过程装备的检测；2）过程设备制造工艺；3）过程机械制造质量要求。
3.过程设备制造的特点。
1）多属静设备(如塔类和容器类设备)；2）设备的安全可靠性要求高；3）设备的用材品种较多；4）设备基本组成结构相似；5）制造过程的主要工序大体不变备料、零件成型（卷筒、弯管、冲压封头、管板加工等）、组装焊接和质量检验；6）多为单件小批量生产。
4.单层卷焊式压力容器壳体的制造工艺流程。
5.你认为过程装备制造怎样才能更好的发展？（自己发挥）装备制造业面临的挑战：1）装备制造业的核心部分竞争力还很低；2）劳动和资源密集型产品受到冲击；3）装备制造业整体结构、企业规模结构和设备状况不太合理：企业实力难以在开放后市场中与跨国公司抗衡产品结构、档次和技术水平与发达国家也有很大差距企业资产、设备处于闲置或利用率较低的状态4）装备检验所遇到生存危机；5）优秀人才的争夺是装备制造业及其检验部门都必须面对的挑战。
6.术语：无损检测，容器剩余寿命无损检测(NDT)：在不破坏、不损坏工件（或材料）的前提下，对工件（或材料）内部缺陷进行检测的方法。
容器剩余寿命：按容器的实际腐蚀裕度（检测时测定的实际厚度减去不包括腐蚀裕度在内的计算厚度）与腐蚀速度之比进行计算。
7.定期检测的目的实行定期检测，是早期发现缺陷，消除隐患，保证装备安全运行。
8.外部检测、内外部检测、全面检测的目的、期限和内容1）外部检测：A目的：及时发现外部或操作工艺方面不安全问题B期限：一般每年不少于1次C检测内容：①防腐层、保温层是否完整无损；②有无锈蚀、变形及其他外伤；③焊缝、法兰及其他可拆连接处和保温层是否无泄漏；④是否按规定装设安全装置选用、装设→符合要求，维护良好，规定的使用期限；⑤容器及其连接管道支承是否适当，有无倾斜下沉、振动、摩擦以及不能自由胀缩等不良情况；⑥操作条件（压力，温度等）是否在设计规定范围内和工作介质是否符合设计规定。
过程装备制造与检测——绪论课件
新材料、新工艺与新技术 的研发
分析了当前新材料、新工艺和 新技术的研究现状和发展趋势 ，以及如何将其应用于过程装 备制造中，提高产品质量和性 能。
绿色制造与可持续发展
强调了绿色制造和可持续发展 的重要性，探讨了如何实现过 程装备制造的环保、节能和减 排，促进经济社会的可持续发 展。
国际合作与交流
指出了加强国际合作与交流的 必要性，提出了开展跨国合作 、共同研发和推广先进技术等 建议，以推动全球过程装备制 造业的发展。
。
过程装备制造工艺的创新与发展
3D打印技术
01
利用3D打印技术快速制造出原型装备或零件，缩短产品开发周
期。
智能制造
02
通过引入自动化、信息化和数字化技术，提高装备制造过程的
智能化水平，降低能耗和减少生产成本。
环保制造技术
03
采用环保材料和清洁生产技术，降低装备制造过程中的环境污
染，实现可持续发展。
过程装备的可靠性分析与管理
可靠性分析
对过程装备的可靠性进行分析，包括设 备的故障模式、影响和危害性分析（ FMECA）、故障树分析（FTA）等，识 别设备的薄弱环节和潜在故障，为设备 的维护和改进提供依据。
VS
可靠性管理
建立设备的可靠性管理体系，制定设备的 维护和检修计划，实施预防性维修和预测 性维修，确保设备的可靠性和稳定性，降 低设备的故障率。
过程装备制造的发展历程与趋势
发展历程
过程装备制造经历了从手工制作、机械化生产到自动化、智 能化的演变，不断向着高效、节能、环保的方向发展。
趋势
未来，过程装备制造将更加注重智能化、数字化、绿色化发 展，通过引入先进技术提高生产效率，降低能耗和排放，实 现可持续发展。
过程装备制造与检测
(5) 编制工艺文件：将以上内容填表
9.3 零件工艺性分析和毛坯的选择
9.3.1 零件的技术要求分析 加工表面的尺寸精度； 主要加工表面的形状精度； 主要加工表面的相互位置精度； 加工表面的粗糙度、力学性能、物理性能； 热处理及其它要求。 零件上的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的标 注，应根据零件的功能经济合理地决定。 过高的要求会增加加工难度，过低的要求会影响 工作性能，两者都是不允许的。
(2) 生产类型
根据生产纲领的大小，生产可分为三种类型： 1） 单件生产 特点：产品的品种很多，同一产品的产量很少，各工作地 点经常变换，加工对象很少重复生产 。 2）大量生产 特点：产品的产量很大，大多数工作地点重复进行某种零 件的某道工序的生产，设备专业化程度高。 3） 成批生产 特点：各工作地点分批轮流制造几种不同的产品，加工对 象周期性的重复 。 小批生产： 生产特点与单件生产基本相同。 中批生产： 生产特点介于小批生产和大批生产之间。 大批生产： 生产特点与大量生产相同。
孔的入口端和出口端都是斜 面或曲面，钻孔时钻头两个 刃受力不均，容易引偏，而 且钻头也容易损坏 只要结构允许，留出平台， 可直接钻孔。 内壁孔出口处平整，钻孔方 便，易保证孔中心位置度。
零件孔结构设计
保证能以较高的生产率加工：
①尽量减少加工面积
加工面大，加工 时间长，并且零 件尺寸越大，平 面度误差越大
加工面设计在箱体内，加 工时调整刀具不方便，观察 也困难 加工面设计在箱体外部， 加工方便。
⑥零件的结构应与生产类型相适应
在大批量生产中，图a所示箱体同轴孔系结构是工艺 性好的结构； 在单件小批生产中，则认为图b是工艺性好的结构。
《过程装备制造与检测》PPT[新版1]
![《过程装备制造与检测》PPT[新版1]](https://img.taocdn.com/s3/m/34c5d1d3b90d6c85ed3ac6b2.png)
第1章 装备制造的定期检测（4）
1.1 定期检测
1.1.3 全面检测 ①内部检测全部项目。 ②宏观检测怀疑的容器（对焊缝做射线、探伤检测）。 ③高压容器的主螺栓（端盖、法兰）全部探伤。 ④对容器进行使用中的耐压试验。
主题词： 1 装备制造的定期检测 1.1 定期检测 1.1.2内部检测
主题词： 1 装备制造的定期检测 1.1 定期检测 1.1.1外部检测
第1章 装备制造的定期检测（2）
1.1 定期检测
1.1.2 内部检测（检测的意义、停止运行状态下完成）
①容器外全项目检测。 ②容器内防护层是否完好（涂层、镀层等）。 ③容器内腐蚀情况，磨损及裂纹，分析原因。 ④容器有无宏观变形，测定变形程度。 ⑤在压力、操作温度、工作介质条件下，金属材料组织状况。 （脱碳、晶间腐蚀、表面硬度、表面粗糙度变化状况）
第1章 装备制造的定期检测小结
§1.1定期检测:
1.1.1 外部检测:安全装置 1.1.2 内外部检测:检测期限、5项内容 1.1.3 全面检测：4项内容
§1.2 常规检测:★
1.2.1 直观检测：借助于感觉器官 1.2.2 工具检测：常规检测工具 1.2.3 理化检测：成分、性能分析★
主题词：
第1章 装备制造的定期检测
品牌：Rigaku/理学
主题词：2 射线检测及缺陷等级评定 2.1 X射线、γ射线 2.1.1 X射线的产生
第2章 射线检测及缺陷等级评定（4）
工业CT技术:设备、成像原理如下图所示
主题词：2 射线检测及缺陷等级评定 2.1 X射线、γ射线 2.1.1 X射线的产生
第2章 射线检测及缺陷等级评定（5）
过程装备制造与检测
绪
论
按照压力容器在工艺过程中的作用分： 按照压力容器在工艺过程中的作用分： 反应容器(代号 反应容器 代号R-Reactor)、 代号 、 换热容器(代号 代号E-Exchanger)、 换热容器 代号 、 分离容器(代号 代号S-Separater)、 分离容器 代号 、 储存容器(代号 代号C-Columm or Cyinder 储存容器 代号 球罐B-Ball )。 球罐 。
过程装备制造与检测
主讲教师： 主讲教师： 宣征南 博士、副教授） （博士、副教授）
本课程的学习流程
检 验 组对焊接 成 形 切 割 划 线 钢材的预处理
绪
0.1课程内容 课程内容
论
从制造的角度可以将过程装备分为两大类： 从制造的角度可以将过程装备分为两大类： 以焊接为主要制造手段的：换热器、塔器、反 以焊接为主要制造手段的：换热器、塔器、 应容器、储存容器及锅炉。 应容器、储存容器及锅炉。 静设备）、过程设备。 ）、过程设备 （静设备）、过程设备。 以机械加工为主要制造手段的： 以机械加工为主要制造手段的：泵、压缩机、 压缩机、 离心机等。 离心机等。 动设备）、过程机器。 ）、过程机器 （动设备）、过程机器。
绪
论
按照压力容器的工作条件分成三类， 按照压力容器的工作条件分成三类，其中 三类 三类要求最高，一类最低。 三类要求最高，一类最低。 压力容器的基本制造工艺流程： 压力容器的基本制造工艺流程： 选材→材料复检 净化 矫形→划线 选材 材料复检→净化 矫形 划线 材料复检 净化→矫形 划线→ 切割→成型 组对→焊接 热处理→ 成型→组对 焊接→热处理 切割 成型 组对 焊接 热处理 检验（伴随着整个过程） 检验（伴随着整个过程）
绪
0.1.1过程设备制造部分 过程设备制造部分
过程装备制造与检测——绪论课件
检测技术在过程装备制造中的应用
总结词
在过程装备制造中，检测技术发挥着至关重要的作用，能够提高产品质量、降低 生产成本、优化生产流程等。
详细描述
在过程装备制造中，检测技术的应用包括对原材料的检测、生产过程中的各种参 数的监测、产品性能的测试等。通过实时监测和反馈，可以及时发现和解决生产 中的问题，提高产品质量和生产效率。
03
过程装备制造中的材料选择
材料的基本属性
01
物理属性
如密度、热导率、热膨胀系数等 ，这些属性决定了材料在特定环 境下的性能表现。
化学属性
02
03
机械性能
如耐腐蚀性、抗氧化性、化学稳 定性等，这些属性决定了材料在 不同环境下的化学反应。
如硬度、强度、韧性等，这些性 能决定了材料在受力情况下的反 应。
工艺性
材料的加工制造难度、成本等需符合实际生产条 件。
经济性
综合考虑材料成本、加工成本、维护成本等。
新材料在过程装备制造中的应用
新型合金材料
01
如钛合金、镍基合金等，具有更高的强度和耐腐蚀性，用于制
造高温、高压设备。
高分子合成材料
02
如聚合物、复合材料等，具有优异的耐化学腐蚀性和绝缘性，
用于制造密封件、管道等。
过程装备检测技术
课程重点介绍了过程装备检测的原理、方法和常用技术手段。我们学习了无损检测、在线 检测和智能检测等先进技术，以及它们在设备故障预警、寿命预测等方面的应用。
过程装备制造与检测的挑战与机遇
课程分析了当前过程装备制造与检测面临的主要挑战，如高精度制造、智能化检测等，并 探讨了未来发展的机遇和趋势。
分类
根据用途和功能，过程装备可以分为 化工装备、制药装备、食品装备、能 源装备等。
过程装备制造与检验
1何谓定期检验：在役压力容器的定期检验是指在压力容器的设计使用期限内，每隔一定时间，对压力容器本体及安全附件进行必要的检查和试验而采取的一些技术手段。
2金属材料焊接性：~是指在一定的焊接工艺条件下（包括焊接方法、焊接材料、焊接工艺参数和结构形式等），能否获得优质焊接接头的难易程度和该焊接接头能否在使用条件下可靠运行。
3焊接材料：焊接材料是指焊接时所消耗的材料（包括焊条、焊丝、焊剂、气体等）的通称。
4焊接工艺：~是指制造焊接件时采用的加工方法和实施要求，其中包括焊前准备、焊接材料、焊接设备、焊接方法、焊接顺序、焊接操作的最佳选择以及焊后热处理等。
5经济精度：指在正常的加工条件下（即采用符合质量标准的设备、工艺设备，使用标准技术等级的工人，不延长加工时间等）所能保证的加工精度。
6UT分辨力：超声检测系统能够把声程不同的两个邻近缺陷在示波管荧光屏上作为两回波区分出来的能力称为分辨力。
7压力容器材质劣化：压力容器使用后，如果因工况条件而产生石墨化、应力腐蚀、晶间腐蚀、氢损伤、脱碳、渗碳等脆化缺陷，8UT缺陷定量的F/B法：在一定灵敏度条件下，以缺陷波高F与缺陷处底波高度B之比来表示缺陷的相对大小。
9焊缝形状系数：~是指焊缝的熔宽和熔深的比值。
10焊接热循环：在焊接热源作用下，焊件上某点的温度随时间变化的过程。
（焊接时随着热源前移，焊接接头热影响区上某点的温度随时间由低而高，达到最大值后又由高而低的变化称为~）1传播介质是影响超声波衰减的主要因素，在气体介质中超声波衰减最严重，在液体介质中次之，在固体介质中衰减最小。
2零件上用来确定它点、线、面位置的那些点、线、面，叫做基准。
根据作用不同，它可以分为设计基准和工艺基准。
3车床主轴轴颈和锥孔的同轴度要求很高，因此加工时常采用互为基准反复加工4盘形类零件加工，通常以工艺止口作为辅助精基准。
5氧气切割过程包括：预热、氧化、吹渣、前进四个步骤。
氧气切割虽然属于热切割范畴但实质是金属在氧气中燃烧。
过程装备制造与检测(APS审核课程准备)
过程装备制造与检测学习了压力容器的制造，如成形和电弧焊，还学习了质量检测方法●成型：三辊卷板机：three-roller cylindrical制作筒节：使用三辊卷板机，上辊1是从动辊，可以上下移动，以调整弯曲半径。
下辊2是主动辊，同向同速度转动。
三个辊子对称排列。
工作时，先将钢板放在上下辊之间，然后上辊向下移动，压弯钢板。
然后下辊开始转动，钢板和辊子之间的摩擦力带动钢板进给，从而带动上辊子转动Using a three-roller cylindrical, the top roller 1 is a driven roller, which can be moved up and down. The lower roller 2 is a driving roller,Same direction and speed。
Three rollers are arranged symmetrically.in working,put steel plate between the upper and lower rollers, Then the upper roller moves down. Bending steel plate. Then the lower roller starts to roll特点：Features：结构简单，价格便宜Simple and cheap；卷完的钢板两端存在直边段There are straight edges at both ends of the rolled steel plate直边段的消除Eliminate straight edges：弯卷之前预弯，用模型垫在钢板底下Pre-bend before bending, using the model under the steel plate弯卷之前留出直边的长度，弯卷完成后切掉直边段: Leave the length before bending, and cut off the straight edge after bending●如何制作封头[heads]冲压成形[stamping form]：过程：压力机上进行，先将钢板放在下模5上，然后开动水压机使压边圈2压紧在钢板上，接着使上模3向下冲压，对毛坯进行进行拉伸，3完全通过5之后，封头成形。
过程装备制造与检测
350mm）；
特大型板式换热器设计制造（最大化热面积已达15000m2） 大 型 炼 油 装 置 的 常 压 减 压 塔 制 造 （ 直 径 Ф9000 ～
16000mm. ）
大型乙烯球罐制造（ ＞2000m3 ）
超高压大型容器制造（深海探测球形器，科学考察潜水容
器等）
过程装备制造与检测
26
降到最小；
精密化：超精密加工（0.001µm） 虚拟化：模拟实现制造的全过程。
过程装备制造与检测
11
绪论
四、我国压力容器制造发展史
50年代 我国第一台多层包扎式高压容器诞生
60年代 我国自行设计制造中小型化肥厂、化工厂
装备
70年代 引进国外成套大型化肥石油化工装置
80年代 借鉴、吸收，取得ASME设计制造许可证
教 材：
过程装备制造与检测
过程装备制造与检测
1
参考书目
[1] 姚慧珠. 化工机械制造. 第一版.北京：化学工业出版社.1990 [2] 郑品森. 化工机械制造工艺. 第一版.北京：化学工业出版社1981 [3] 萧前. 石油化工设备制造工艺. 第一版.上海：上海科学技术出社.1982 [4] 顾崇衔等. 机械制造制造工艺学. 第三版.西安：陕西科学技术出版
过程装备制造与检测
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过程装备制造与检测
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过程装备制造与检测
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过程装备制造与检测
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过程装备制造与检测
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绪论
三、制造技术的发展趋势
集成化：技术集成 、管理集成、技术与管理集成； 智能化：模仿人的智能解决实际问题； 全球化：设计制造跨国合作； 绿色化：从设计、制造、使用到报废把对环境的影响
过程装备制造与检测
过程装备制造与检测定期检测PPT课件
.
19
第一篇过程装备的检测
（3）检测项目
至少包括如下内容。 ①外部检测的全部项目。 ②容器内壁的防护层(如涂层、镀层、堆焊层、衬里等)是 否完好，有无损坏迹象。 ③容器内壁是否存在腐蚀、磨损以及裂纹等缺陷，缺陷要 进行测量大小并分析其严重程度、产生原因，确定对缺陷的 处理方法等。 ④容器有无宏观局部变形或整体变形，测定变形程度。 ⑤容器在操作压力和操作温度下若工作介质对容器壁的腐 蚀有可能引起金属材料组织的破坏(如脱碳、晶间腐蚀)，则 应对器壁进行金相检验、化学成分分析和表面硬度的测定。
B1耐压试验：
耐压试验即通常所说的液压试验和气压
试验。是一种验证性试验，用于压力容器的
制造、安装、运行、定期检验修理、改造等
各个环节。
压力容器的耐压试验是用水或其它适宜
的液体、气体作为加压介质，在容器内施加
比它的最高使用压力还要高的试验压力，并
检查容器在试验压力下是否有渗漏、明显的
塑性变形或其他缺陷。
（2）容器的全面检测内容：
①内外部检测的全部项目。
②宏观检测发现焊接质量不良的容器，对焊缝做射线或超 声波探伤抽查。
③高压容器主螺栓(端盖与法兰的连接螺栓)全部进行表面 探伤。
④对容器进行耐压试验。
经全面检测的容器应由检测人员做好详细记录，并根据
检测情况做出检测结论、存档，每十年至少一次。 .
22
相关知识－压力试验
3 常用方法：宏观检验、理化检验和无损检测。
.
1
第一篇过程装备的检测
4 主要对象：装备的常见缺陷
压力容器的腐蚀缺陷：压力容器与腐蚀介质接触，或与潮湿环境 的空气接触发生腐蚀，从而产生腐蚀缺陷。在压力容器失效事故中，与 腐蚀有关的事故要占60％以上。
过程装备制造与检测1-4
过 级
与 备 装 程
制 控
程 工
2.1.2 γ射线的产生
由放射性同位素的核反应、核衰变或裂变放射出的。
10 20
过 级
与 备 装 程
制 控
程 工
X射线、γ射线，两者产生的机理不同，但都是电磁波。
2.1.3 射线的性质 1.不可见，直线传播；
2.不带电，不受电场、磁场影 响； 3.能穿透可见光不能透过的物质，如金属材料； 4.与光波相同，有反射、折射、干涉现象； 等等
第Ⅰ篇 过程装备的检测
压力容器的安全
10 吨，对这类容器的工艺要求和运行可靠性要求更高，显然 20
比一般压力容器又有更高更严格的安全性要求。
当前压力容器向大容量、高参数发展，如核电站一 个1500MW压水堆压力壳，工作压力为14～16MPa，工 作温度为250～330ºC，容器内直径7800mm，壁厚317 mm，重650吨；又如煤气液化装置中的压力容器工作压 力为17.5～25MPa，工作温度为450～550ºC，内直径为 3000～5000mm，壁厚为200～400 mm，重400～2600
程 工
1 装备制造的定期检测
1.1 定期检测 1.1.1 外部检测
方面存在的不安全问题，一般每年不少于一次。
可在装备运行中进行，目的是及时发现外部操作或操作工艺
与 1.1.2 内外部检测 备 装 在容器停止运行的条件下进行，目的是尽早发现容器内、外 程 过 部所存在的缺陷，每三年至少进行一次。 0级 1.1.3 全面检测 01 2
第Ⅰ篇 过程装备的检测
过程装备的检测包括：
制 部件等）的原材料、设计、制造、安装、运行、维修等 控 与 各个环节的检验、测量、试验、监督。 备 装 检测方法大致可分为： 程 宏观检测、理化检测和无损检测 过 0级 检测的主要对象： 01 2 装备的常见缺陷
过程装备制造与检测复习总结
表示弯曲横截面的稳定性；
壁厚越小，管子直径越大，弯曲横截面的稳定性越差，越容易失稳。
24，焊接热循环
⑴概念
在焊接热源作用下，焊件上所研究点的温度随时间的变化过程。
25，热影响区的金相组织（低碳钢为例）
热影响区的温度范围：200℃～1500℃
①蓝脆温度区特点:强度梢有上升，塑性梢有下降，轻微变脆。
3，超声检测原理：超声波在材料中传播遇到缺陷时会发生一些特性的变化（如能量损失、反射等），通过这些特性的变化来判断材料的缺陷
4，超声波检测缺陷
超声波对缺陷检测主要包括：对缺陷位置的确定（定位），对缺陷尺寸和数量的确定（定量）和对缺陷性质如裂纹、气孔、夹渣的分析、判别（定性评估）。
1检测前的准备
首先根据被检工件选择好探头的型式和检测方法，并且要做好调解检测仪器的扫描速度和灵敏度等准备工作。
则有：16.7δ
低合金钢：20δ
奥氏体不锈钢：3.3δ
钢板冷弯卷制筒节时,筒节的半径要大于或等于最小冷弯半径。
16，筒节卷圆常见的外形缺陷
①过弯由于下压量过大。
防止方法应及时用样板检查弯曲度。
②锥形由于两端的下压量不同，致使上、下辊轴线互不平行而产生。
③鼓形由于辊轴的刚性不足（相当于中部下压量不足）所致。
具体方法
控制母材化学成分，严格限制杂质含量；
◆焊缝中加入细化晶粒元素和脱杂质元素；
◆减小构件刚度，减小焊缝拉应力；
◆防弧坑裂纹，缓慢收弧，填满弧坑；用引弧板和熄弧板。
※控制热裂纹的根本方法是：
控制母材化学成分，其它只是辅助办法。
29，
焊后热处理是压力容器制造中，非常重要的工序。
筒体焊缝要求
每节筒节，其纵向焊缝数量，公称直径不大于1800时，拼接焊缝不多于2条；
过程装备制造与检测
过程装备制造与检测在过程装备制造过程中，首先需要进行设备设计。
设计要根据产品的功能需求和工艺要求，确定设备的结构、参数和性能指标，以确保设备能够满足生产的需求。
设计过程中需要考虑设备的可制造性、可维修性和可操作性等因素，以便后续的制造和使用过程中能够顺利进行。
接下来是设备的加工和装配过程。
加工过程中，根据设计图纸要求进行材料的切割、成型、焊接等工艺操作，制造出各个零部件。
装配过程中，根据装配图纸将各个零部件组装为整机，使设备具备正常工作所需的功能和性能。
制造完成后，还需要进行设备的调试和测试。
调试是指对设备进行各项功能和性能参数的测试和调整，以确保设备能够正常运行。
测试是指对设备进行各种质量和安全性能的检测，以确保设备符合相关的标准和要求。
这些测试和调试工作是保证设备制造质量的关键环节，也是确保设备在运行过程中不出现故障和安全事故的重要保障。
过程装备制造过程中的质量检测也是非常重要的一环。
质量检测是指对设备各项功能和性能指标进行检测和评价，以判断设备是否符合设计要求和相关标准。
质量检测的方法包括传统的物理和化学分析方法，以及现代的无损检测技术和计算机辅助检测技术等。
通过质量检测，可以及时发现和解决制造过程中的问题，提高设备的质量和可靠性。
总之，过程装备制造与检测是产品生产过程中非常重要的环节。
只有确保设备的制造质量和性能指标达到标准要求，才能保证工业生产的正常进行和产品的质量可靠性。
因此，过程装备制造与检测必须严格按照相关的标准和流程进行，不断改进和提高制造和检测技术，以适应社会经济发展对设备质量和性能的不断提升的要求。
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过程装备制造与检测考试复习题一、填空题（每空1.5分，总分30分）1、按压力容器在生产工艺过程中的作用原理，将压力容器分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器和储存压力容器。
2、对于压力容器的定期检测根据其检测项目、范围和期限可分为外部检测、内外部检测和全面检测。
3、在焊接热循环中对焊接接头组织、性能的影响，主要取决于加热速度、加热最高温度、高温停留时间和冷却速度。
4、在腐蚀介质的作用下，腐蚀由金属表面沿晶界深入金属内部的腐蚀称为晶间腐蚀。
5、焊后热处理是将焊接装备的整体或局部均匀加热至金属材料相变点以下的温度范围内，保持一定的时间，然后均匀冷却的过程。
6、焊后热处理的作用松弛焊接残余应力、稳定结构形状和尺寸、改善母材、焊接接头和结构件的性能。
7、尺寸精度及其获得方法：试切法、定尺寸刀具法、调整法、自动控制法。
二、选择题（每题2分，总分20分） 1、应用最广的无损检验方法是（ B ）A、射线探伤B、超声波探伤C、表面探伤D、声发射2、焊接就是通过加压或加热，或者两者并用，并且用或者不用填充材料，使焊件达到（ A ）结合的一种方法。
A、原子B、分子C、中子D、电子 3、焊接接头中最薄弱的区域是（ C ）A、焊缝区B、熔合面C、热影响区D、基本母材 4、焊接结构不具有的优点（ B ）A、节省金属材料，减轻结构重量 B、劳动强度低，劳动条件好 C、较好的密封性 D、容易实现机械化和自动化 5、下列不是焊后热处理的目的的是（ D ）A、松弛焊接残余应力B、稳定结构形状和尺寸C、改善母材焊接接头和结构件的性能D、提高断裂韧性 6、磁粉探伤有很多优点，下列对其描述错误的有（ C ） A、适用于能被磁化的材料 B、可以检测形状复杂的工件 C、检测灵敏度较低 D、检测工艺简单，效率高7、采用结构钢焊接时必须预热，一般预热温度为（ A ）以上 A、250—350℃ B、200—300℃ C、300—450℃ D、400—550℃ 8、对于常温下塑性较好的材料，可采用（ B ）；对于热塑性较好的材料，可以采用（ B ） A、冷冲压，退火处理 B、冷冲压、热冲压 C、回火处理、热冲压 D、热冲压、淬火处理9、评定金属材料的焊接性的方法有三种，下列不是焊接性的评定方法的是（ C ） A、实际焊接法 B、模拟焊接法 C、数值模拟法 D、理论估算法10、壳体部分的环向焊缝接头，锥形封头小端与接管连接的接头，长颈法兰与接管连接的接头属于哪一类焊接接头( B )A、A类B、B类C、C类D、D类三、简答题（每题5分，总分30分） 1、预防焊接热裂纹的措施答：1）.严格限制焊缝中硫磷等元素的含量2）.控制焊缝的成分使其形成由奥氏体与铁素体组成的双相组织，并控制铁素体的含量不宜过高，可参考预防晶间腐蚀的双组织法3）.选用碱性焊接材料，低线能量，快焊快冷，预防过热。
4）.尽量减少焊接残余应力。
注意正确的焊接结构，选择减少焊接金属充填量的坡口形式。
2、低碳钢焊接时应注意的事项有？答：1）、被焊材料和焊接材料的质量是否合格 2）、焊接线能量不宜过大 3）、刚性大的焊接结构在温度较低的情况下焊接时，可能产生裂纹，尤其在北方冬季露天施工时更要注意，可以适当考虑预热 3、磁粉检测的特点答：1）、适用于能被磁化的材料，不能用于非磁性材料。
2）、适用于材料和工件的表面和近表面的缺陷。
不能检测较深处的缺陷。
3）、能直观地显示出缺陷的形状、尺寸、位置，进而能做出缺陷的定性分析。
4）、检测灵敏度较高，能发现宽度仅为0.1µm的表面裂纹。
5）、可以检测形状复杂、大小不同的工件。
6）、检测工艺简单，效率高、成本低。
4、全面检测的内容答：1）、内外部检测的全部项目。
2）、宏观检测发现焊接质量不良的容器，对焊接做射线或超声波探伤抽查。
3）、高压容器螺栓（端盖与法兰的连接螺栓）全部进行表面探伤。
4）、对容器进行耐压试验。
5、毛坯选择考虑的因素答：a、生产类型b、零件的结构形状和尺寸c、零件的力学性能要求d、零件的功用e、现有的生产条件f、新工艺、新技术和新材料的利用。
6、焊后热处理的目的答：a、松弛焊接残余应力b、稳定结构形状和尺寸c、改善母材、焊接接头和结构件的性能。
3二、简答题1. 为什么焊接接头的“余高”称为“加强高”是错误的？答：加强高（焊缝）通常用来定义较深的熔池，常用于称呼长周期焊钉的熔池。
因为焊接时间较长，长周期焊钉的熔池不仅有较深的下陷，熔池周围还有一圈均匀的包边，这就是加强高，或称为焊缝加强高或者直接称为焊缝余高指的是鼓出母材表面的部分或角焊末端连接线以上部分的熔敷金属余高和加强高是两个基本点概念。
2. 设计、选择焊接坡口时主要应考虑哪些问题？答：1设计或选择不同形式坡口的主要目的是保证焊接接头全焊透 2设计或选择坡口首先要考虑的问题是被焊接材料的厚度 3要注意坡口的加工方法4在相同条件下，不同形式的坡口，其焊接变形是不同的5焊接坡口的设计或选择要注意施焊时的可焊到性 6要注意焊接材料的消耗量，应使焊缝的填充金属尽量少7复合钢板的坡口应有利于减少过渡层焊缝金属的稀释率3. 焊条的构成及作用。
手工电弧焊有哪几种？压力容器壳体焊接时因选择哪种？为什么？答：焊条是由焊芯和药皮组成。
弧焊变压器、弧焊发电机、弧焊整流器。
埋弧自动焊，因为直流电源电弧稳定，常用于焊接工艺参数稳定性要求较高的场合。
4. 什么是焊后热处理？其目的是什么？答：焊后热处理是将焊接装备的整体或局部均匀加热至金属材料的相变点以下的温度范围内，保持一定的时间，然后均匀冷却的过程。
目的是：1松弛焊接残余应力 2稳定结构形状和尺寸 3改善母材、焊接接头和结构件的性能5. 0Cr18Ni9Ti是何种钢材？为何能长期在高温条件下工作？答：0Cr18Ni9Ti是奥氏体不锈钢。
6. 钢材预处理及其内容。
答：钢材的预处理是指对钢板、管子和型钢等材料的净化处理、矫形和涂保护底漆。
7. 净化处理的作用及常用方法、特点。
答：作用：1试验证明，除锈质量的好坏直接影响着钢材的腐蚀速度。
2对焊接接头处尤其是坡口处进行净化处理，清除锈、氧化物、油污等，可以保证焊接质量。
3可以提高下道工序的配合质量 8. 受压壳体的成形加工。
答：在装备制造过程中受压壳体的成形加工主要有筒节弯曲、封头的冲压、旋压加工、管材的弯曲等，这些成形加工都是通过外力作用使金属材料在室温下或在加热状态下，产生塑性变形而达到预先规定的尺寸和形状的过程。
9.钢板热卷成型过程中的过烧和脱碳现象及影响。
答：过烧是由于晶界的低熔点杂质或共晶物开始有熔化现象，氧气沿晶界渗入，晶界发生氧化变脆，使钢的强度和塑性大大下降。
影响是：过烧后的钢材不能再通过热处理恢复其性能，钢的强度和塑性大大下降。
脱碳：钢在加热时，由于H2O、CO2、O2、H2等气体与钢中的碳化合生成CO、和CH4等气体，从而使钢板表面碳化物遭到破坏，这种现象称为脱碳。
影响是：脱碳使钢的硬度和耐磨性、疲劳强度降低。
11. 简述封头冲压加工时的应力状态和图示冲压加工后封头壁厚的变化情况。
答：冲压加工后封头壁厚的变化：在封头曲率大的部位，由于经向拉应力和变形占优势，所以壁厚减薄较大；直边和靠近直边曲率较小部件，由于切向压应力和变形占优势，所以壁厚增加，而且越接近边缘，增加壁厚越大。
12. 图示并说明管子弯曲的应力状态及易产生的缺陷。
答：管子在弯矩作用下发生纯弯曲变形时，中性轴外侧管壁受拉应力的作用，随着变形率的增大，拉应力逐渐增大，管壁可能减薄，严重时可产生微裂纹;内侧管壁受压应力的作用，管壁可能增厚，严重时可使管壁失稳产生折皱；同时在合力与作用下，使管子横截面变形，若管子自由弯曲，变形将近似为椭圆形，若管子是利用具有半圆槽的弯管模进行弯曲，则内侧基本上保持半圆形，而外侧变扁。
13. 胀接及其特点。
答：胀接：利用胀管器将管子端部胀大变形直至管子端部产生塑性变形，管板孔产生弹性变形，在管板孔弹性变形恢复的作用下，使管子与管板孔接触表面上产生很大的挤压力并紧密结合，达到密封又能抗拉脱力。
特点：1胀接适用于直径不大、管壁不厚的管子；2胀接的管板材料的力学性能比管子材料的高，相同材料不宜胀接；3 胀接有利于管端的耐腐蚀性提高；4胀接时要求环境温度不低于-10度；5胀接表面要求清洁.14. 零件加工中划分加工阶段的原因及每阶段目的。
答：原因：1保证加工质量2合理使用机床设备3便于安排热处理工序目的：1粗加工阶段（切去各表面的大部分加工余量，使毛坯在形状尺寸方面尽快接近成品）2半精加工阶段（主要为零件的主要表面作精加工准备，应达到一定的加工精度，提供合适的精加工余量，并完成次要表面的加工）3精加工阶段（要保证零件各主要表面达到图纸规定的技术要求） 4光整加工（提高加工的尺寸精度和降低表面粗糙度） 15. 机械加工精度及影响因素。
答：机械加工精度是指零件在机械加工后的集合参数与零件理想几何参数的的符合程度。
影响因素：根本上讲取决于工件和刀具在加工过程的相互位置的关系 16. 工件残余应力及其特点、产生原因。
答：工件残余应力是指当外部载荷去除后，仍残存在工件内部的应力，是由于金属内部组织发生了不均匀的体积变化而产生的。
引起其体积变化的因素主要来自热加工和冷加工。
特点：具有残余应力的零件其内部组织处于不稳定状态，始终要求处于相互平衡的状态，在自然气候影响下，会逐渐消失。
易使工件变形。
产生原因：1因工件各部分受热不均或受热后冷却速度不同而引起的残余应力 2工件冷态受力较大而引起的残余应力 3机械加工带来的残余应力 17. 装配和装配工件的内容及装配工作在生产中的作用。
答：装配：按规定要求，将零件、组件或部件等进行配合和连接，使之成为半成品或成品的工艺过程。
装配工件内容：装配工作在生产中的作用：常见的装备工作有清洗、连接、调整、检验和试验等，5 总装后的试运转、油漆及包装等一般也属于装配工作内容。
在大量生产时，零件加工精度较高，互换性较好。
对提高产品质量、提高生产效率及降低制造成本等均有重要意义。
18. 装配精度的概念和内容及其与零件加工精度的关系。
答：装配精度是指产品装配后实际达到的精度。
装配精度一般包括零部件间的尺寸精度、位置精度、相对运动精度和接触精度等。
关系：1对于大批量生产，为简化装配工作，使之易于组织流水线装配，常通过控制零件的加工精度来直接保证装配精度要求 2零件加工精度是保证装配精度要求的基础，但装配精度并不总是完全由零件的加工精度所决定。
零件的加工精度要求取决于产品或部件的装配精度要求及所采用的装配方法。
19. 装配的组织形式及应用场合。
答：按照产品在装配过程中移动与否，装配组织形式可分为固定式和移动式两种。