致密性试验与破坏性检验

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二、煤油试验
2、.煤油试验 煤油试验是致密性检查最常用的方法 ，常用于检查敞口的容器，如储存石油、 汽油的固定储罐和其他同类型的产品。在 检查的焊缝一侧，要把污物和铁锈去掉， 并涂上白粉乳液，再在其另一侧的焊缝是 涂二次以上煤油，每次间隔10分钟。煤油 渗透力很强，能渗透过极小的毛细孔。浸 润过12h，涂白色的焊缝没有出现斑点，焊 缝符合要求。
奥氏体不锈钢的晶间腐蚀可以用贫铬 理论来解释,铬当量<12.5%形成贫铬区
晶间腐蚀贫铬理论示意图
(1) 焊缝区的晶间腐蚀 普通的18-8型奥 氏体钢焊缝的晶间腐蚀通常在多层多道 焊的情况下出现，后一层焊缝对前一层 焊缝的加热处于敏化温度区域时P141
图5-2-12焊接接头晶间腐蚀产生的部位示意图 1—焊缝 2—熔合区 3—热影响区
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.4、氦气试验 氦气检验是通过被检容器充满氦气 或用氦气包围容器后，检验容器漏氦或 渗氦来探明焊缝致密性的试验方法。它 是灵敏度比较高的一种致密性试验方法。 氦气作为试剂是因为氦气质量轻，能穿 过微小的孔隙。此外，氦气是惰性气体， 不会与其他物质发生化学反应而变化。 氦气试验成本比较高。
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5、水冲试验 进行水冲试验时，在焊缝的一面用高 压水流喷射，而在焊缝的另一面观察是否 漏水。水流喷射方向与试验焊缝的表面夹 角不应小于70°，水管的喷嘴直径要在 15mm以上，水压应使垂直面上的反射水环 直径大于400mm。检验竖直焊缝时应从下至 上，避免已发现缺陷的漏水影响未检焊缝 的检验。这种方法常用于检查大型敞口容 器，如船体甲板的密封性。
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3、氨气试验
当通常的气密性试验或煤油试验无法进 行时，可采用氨气试验。 氨气试验是将容器的焊缝表面用5%硝酸 汞水溶液浸过的纸带盖严实，在容器内 加入体积分数为1％的氨气的混合气体， 加压至容器的设计承受压力值时，如果 焊缝有不致密的地方，氨气就透过焊缝， 并作用到浸过硝酸汞的纸上，使该处形 成黑色的图斑。 注意：氨气易燃易爆炸且有毒，须有防 护措施。
2、焊接结构在自然环境下的腐蚀 （1）焊接结构在大气中的腐蚀
1）干的大气腐蚀：机制为氧化。 2）潮的大气腐蚀：当大气湿度小于100% 时，如下雨天（但不直接受雨淋）。金属 表面常有薄薄的水膜，形成电极化反应。 3）湿的大气腐蚀：当大气湿度大于100% 时，如下雨天（直接受雨淋）。金属表面 常有较厚的水膜，形成电极化反应。 4）影响大气腐蚀的因素主要有大气的湿 度、大气的酸度和金属表面的状态。尤其 是硫化物，腐蚀影响很大。
焊接接头的耐蚀性
(2) 热影响区的晶间腐蚀 在普通的18-8型 奥氏体钢的焊接热影响区会产生晶间腐蚀 ，主要出现在焊接热影响区中加热峰值温 度处于600～1000℃的区域。 (3) 熔合区的刀状腐蚀 这种刀状腐蚀只出 现在含Ti或Nb的18-8Ti或18-8Nb奥氏体不 锈钢焊接接头的熔合区内，如图所示。
1.均匀腐蚀 使金属截面不断减少，最终 使材料发生断裂。 2.点蚀和缝隙腐蚀 在金属表面或缝隙处 产生小坑状或斑点状的腐蚀，提高铬、 钼、镍含量可以改善抗腐蚀能力。P138 3.晶间腐蚀 发生在金属的显微组织的晶 界并向材料内部深入。P139
图5-2-11 18-8型奥氏体不锈钢晶间腐蚀 敏感温度与时间对应关系曲线P141
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3、断口分析
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二、介质环境作用下的断裂与疲劳 P144
金属结构仅仅受应力作用而产生的破坏称 为纯机械破坏； 金属结构仅仅受介质环境 时而产生的破坏称为腐蚀破坏。 金属材料在介质中受静应力作用下而产生 的破坏称为应力腐蚀破裂（简称SCC）; 金属材料在交变应力作用而产生的破坏称 为腐蚀疲劳。 SCC、腐蚀疲劳、环境氢脆是设备失效的 主要原因
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一、水压试验
1、锅炉、压力容器和安装管道进行水压试 验后，无渗漏及可见的异常的变形，试验过 程中无异常的响声，则认为水压试验合格。 2、锅炉、压力容器和安装管道等，试验压 力可以在1.15倍至1.5倍工作压力之间选择。 3、缓慢升压至最高工作压力后，确认无泄 漏后继续升压到规定的试验压力，保压10~3 0分钟。然后降至工作压力进行检查。
1、应力腐蚀破裂
金属材料置于腐蚀介质中，同时承受一 定的应力，就可能产生应力腐蚀破裂（ SCC）。它往往在低于材料屈服强度的 低应力下以及很微弱的腐蚀环境中以裂 纹的形式出现，是一种低应力下的脆性 破坏，危害极大。 引起奥氏体不锈钢设备产生SCC的应力 有加工残余应力、焊接残余应力、操作 时的热应力、操作时的作用应力和安装 拘束引起的残余应力。P145表5-2-6.
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二、气压试验
1、气压试验的压力为设计压力的1.15倍。 2、气压试验与气密性试验有较大的区别； 3、气密性试验需要在气压ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ验和水压试 验完成后进行。P91
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（1）当不允许有水存在等因素而不能进 行液压试验时，才采用气压试验 (2)气压试验气压试验和水压试验一样是 检验在一定压力下工作的容器和管道的 焊缝致密性的。气压试验比水压试验更 为灵敏和迅速。同时试验后的产品不用 排水处理，对于排水困难的产品尤为适 用，但是试验的危险性比水压试验大。 所以进行试验时，必须遵守相应的安全 技术措施，以防试验过程中发生事故。 安全技术措施规定如下：
异种钢接头的成分不均匀性
图
低碳钢母材与奥氏体钢焊缝
边界的元素分布图
(1) 点蚀 不锈钢焊接接头的点蚀常成为应力 腐蚀的裂纹源，因此必须解决点蚀问题。 (2) 应力腐蚀 对于不锈钢来说，应力腐蚀断 裂的部位通常不存在均匀腐蚀，断裂往往以 点蚀、缝隙腐蚀为起始点。
图 304不锈钢焊接接头表 面的应力腐蚀开裂
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GB12137-89气瓶气密性试验
6、沉水试验 沉水试验是先将容器类焊件浸入水中， 然后在容器中充灌压缩空气。为了易于 发现焊缝的缺陷，被检的焊缝应当在水 面下约20~40mm的深处，当焊缝存在缺陷 时，有缺陷的地方会有气泡出现。这种 方法只适用于小型焊缝容器。如用来检 查飞机、汽车的汽油箱和各种压力气瓶 的致密性。P87。
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第二节水压试验和气压试验
由于受压容器产品的特殊性和整体性，所以 对这类产品进行的接头强度检验只能通过检 验其完整产品的强度来确定焊接接头是否符 合产品的设计强度要求。这种检验方法常用 于储藏液体或气体的受压容器的检查，一般 除进行密封性试验外，还要进行强度试验。 这类试验广泛用于受压容器和电阻焊加工的 容器以及受压管道的检验。对受压容器整体 强度试验的加载方式有水压和气压两种。
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破
机
坏
性
检
苏
验
高 工
械 工 业 2018-12
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第一节.焊接接头的力学性能及试验
金属材料拉伸试验
成型接头拉伸试验
熔敷金属拉伸试验
弯曲试验
硬度试验
冲击试验
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二.材料、成型接头金相组织分析
宏观分析－－－低倍分析（粗晶分析）； 断口分析 显微金相分析
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三.金属材料、焊缝金属化学分析：
奥氏体不锈钢及其焊接接头晶间腐蚀试验
焊接接头的耐蚀性
图 18-8Ti奥氏体不锈钢焊接接 头碳化物分布示意图 WM—焊缝 WI—焊缝边界
焊接接头的耐蚀性
1) 双相不锈钢的屈服强度比奥氏体不锈钢高，产生 表面滑移所需的应力水平高，在相同的腐蚀介质中 ，双相不锈钢的表面膜因表面滑移而破坏所需的应 力较大，应力腐蚀开裂较难发生。 2) 双相不锈钢中一般含有Mo元素，Cr含量也很高 ，耐点蚀能力强，应力腐蚀开裂缺乏起始点。 3) 双相不锈钢的两个相的电极电位不同，裂纹在不 同相和相界面的扩展机制不同，对裂纹的扩展起到 阻止或抑制作用，应力腐蚀开裂的发展速度缓慢。
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试件受冲击弯曲折断时消耗的功称为 冲击吸收功，以Ak表示，单位是J.
5-焊接接头的疲劳性能P106
1、疲劳破坏是焊接结构破坏的重要形式,统计 资料表明,约有80%的破坏是由疲劳引起的。 2、疲劳破坏是在长期的高强度的交变载荷作 用下形成的。 3、疲劳性能试验方法有《金属材料疲劳裂纹 扩展速率试验方法》（GB/T6398-2000） 4、不同接头取样形式的疲劳试样见图5-1-16 ，P107
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横弯
纵弯（使用少）
侧弯（厚板）
弯曲试验评价焊接接头的塑性变形能 力并显示受拉面的焊接缺陷
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弯曲试验方法：
3、硬度试验：度量抗磨损能力、氢致冷 裂倾向。硬度与强度存在对应关系P98
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4、冲击试验：GB/T229-2007
《金属夏比缺口冲击试验方法》
度量焊接接头 的抗脆断能力， 检验接头的冲击 韧性P101. V型缺口试样比 U型缺口试样更能 反映脆断问题的 本质。
1、焊接接头在对称交变载荷下测定σ-N曲线的试样 2、焊接接头的脉动拉伸实验疲劳试样
第二节焊接接头的化学性能及腐蚀 一、焊接接头的腐蚀失效
1、焊接接头腐蚀破坏的基本形式 按腐蚀形成的机制不同可将腐蚀分为化学腐蚀 和电化学腐蚀二大类。 1）化学腐蚀过程中不产生腐蚀电流，如钢在 高温下的氧化、脱碳；在石油、燃气和干燥氢 及含氢气体中的腐蚀都属于化学腐蚀。 2）而绝大多数腐蚀现象属于电化学腐蚀，金 属发生电化学腐蚀的条件是不同金属间或同一 金属间的不同部位存在着电极电位差，而且它 们因相互接触并处于相互连通的电解质之中而 构成微电池。
致
密
性
检
验
机 械 工 业 苏 高 工 2018-12
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第一节容器的各种检漏试验
一、气密性试验 符合下面任一条件的压力容器必须进行 气密性试验： （1）介质毒性程度为极度、高度危害； （2）介质具有易燃、易爆的特点； （3）介质泄漏将危及容器的安全性和操 作者的安全。
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气密性检漏试验的方法
1、肥皂水检漏 肥皂水试验是用压缩空气对着焊缝的 一面猛吹，焊缝另一面涂上肥皂水，当 焊缝有缺陷存在时，便在缺陷处产生肥 皂泡。所使用的压缩空气，其压力不得 小于0.4MPa，并且气流要正对焊缝表面， 喷嘴到焊缝表面的距离不得超过30mm。
(2)焊接接头的SCC
焊接引起焊接接头化学成分、显微组织及 力学性能的不均匀性，必然导致接头在化 学和电化学性质的不均匀性，从而为SCC 创造了条件。P146 1）低碳钢及低合金钢焊接接头的CCC; 2)奥氏体不锈钢焊接接头的SCC,P149; 3）焊接接头的SCC试验；表5-2-14 4）预防焊接结构SCC的途径。P153.
二、焊接接头金相组织分析
1、宏观分析－－－低倍分析（粗晶分析）
Q235埋弧焊板厚7mm，平焊 缝 焊丝H08Mn2Si,线能量 3000J/(mm.s)
Q235埋弧焊板厚12mm，平 焊缝 焊丝H08Mn2Si,线能 量6000J/(mm.s)
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2、显微金相分析
2%硝酸酒 精浸蚀 HAZ中网 状组织区 晶粒较细， 粗晶区与 细晶区均 较窄，焊 缝中柱晶 细长 2%硝酸酒 精浸蚀 HAZ中网 状组织区 晶粒较粗， 粗晶区与 细晶区均 较宽，焊 缝中柱晶 粗大
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1)要在隔离场所或用厚度不小于3mm的钢板将 被试验产品三面或四面包围起来，才能进行 试验。 2)处在压力下的产品不得敲击、振动和修补 缺陷。 3)在输送压缩空气到产品的管道上时，要设 置一个储气罐，以保证进气的稳定。在储气 罐的气体出入口处，各装一个开关阀，并在 输出端(即产品的输入口端)管道上装上安全 阀、工作压力计和监视压力计。 4)产品内的压力值达到所需的试验数值时， 输入压缩空气的管道必须关闭，停止加压。 5)在低温下进行试验时，要作出防止产品冰
3、焊接结构的局部腐蚀P135
局部腐蚀是焊接结构的主要腐蚀形式， 呈逐步扩展的趋势。 （1）电偶腐蚀，发生电偶腐蚀时，电位 低的金属部位将加速腐蚀，电位高的部 位则受到保护。 （2）孔腐蚀，在金属表面的某一部位出 现向深处发展的腐蚀小孔，会造成设备 的穿孔破坏。又称点蚀或坑腐蚀。
第二节焊接接头的化学性能及腐蚀
铬镍奥氏体不锈钢及其焊缝中铁素体含量的测定 金属材料、焊缝金属化学分析
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一、力学性能试验GB/T228-2002
《金属材料室温拉伸试验方法》
1、成型接头拉伸试验：
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检验焊接接头的抗拉强度Re、屈服强度Rm。断 面伸长率A、断面收缩率Z等塑性变形能力。
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2、弯曲试验分类及试样：1、横弯，2纵 弯（使用较少），3、侧弯（用于厚板）