安全管理—特种设备安全基础知识

特种设备安全基础知识

第三章特种设备安全技术

【本章大纲基本要求】：

考查特种设备安全，对特种设备安全性能进行评价的各类检测技术及特种设备安全管理和检验，各类特种设备事故预防和应急处理措施，特种设备使用安全技术，特种设备检修过程安全措施及检修安全，特种设备常见事故的产生原因及控制措施；

【本讲大纲考试内容要求】：

1.掌握特种设备的种类和分类，特种设备安全要求；

2.了解特种设备的安全强度及承压设备用材料的特点，承压设备承载介质安全特点；

3.熟悉特种设备的用途和场所，特种设备的安全附件及其功用；

4.掌握各类特种设备的事故特点。

【教材内容】：

第一节特种设备安全基础知识

一、特种设备的基本概念

特种设备是指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶下同）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施等。

二、承压类特种设备

（一）锅炉

1．锅炉的基础知识

锅炉是指将燃料的化学能转化为热能，又将热能传递给水、汽、导热油等工质，从而产生蒸汽、热气或通过导热工质输出热量的设备。

2．锅炉的工作原理及工作特性

1）工作原理

锅炉由“锅”和“炉”以及相配套的附件、自控装置、附属设备组成。“锅”是指锅炉接受热量，并将热量传给水的受热面系统，是锅炉中储存或输送锅水或蒸汽的密闭受压部分。“锅”主要包括：锅筒（或锅壳）、水冷壁、过热器、再热器、省煤器、对流管束及集箱等。“炉”是指燃料燃烧产生高温烟气，将化学能转化为热能的空间和烟气流通的通道——炉膛和烟道。“炉”主要包括：燃烧设备和炉墙等。

2）工作特性

（1）爆炸的危害性。锅炉具有爆炸性。锅炉在使用中发生破裂，使内部压力瞬时降至等于外界大气压的现象叫爆炸。

（2）易于损坏性。锅炉由于长周期运行在高温高压的恶劣工况下，因而经常受到局部损坏，如不能及时发现处理，会进一步导致重要部件和整个系统的全面受损。

（3）使用的广泛性。由于锅炉为整个社会生产、生活提供能源和动力，因而其应用范围极其广泛。

（4）可靠的连续运行性。锅炉一旦投用，一般要求连续运行，不能任意停用；否则，会影响一条生产线、一个厂，甚至一个地区的生活和生产，其间接经济损失巨大，有时还会造成恶劣的后果。

3）锅炉的分类

（1）按用途分为：电站锅炉、工业锅炉、生活锅炉、机车锅炉，船舶锅炉等。

（2）按锅炉产生的蒸汽压力和蒸发量分为：高压锅炉、中压锅炉、低压锅炉及大型、中型、小型锅炉。工业锅炉一般是小型低压锅炉，电站锅炉一般为大中型、中高压锅炉。 （3）按载热介质分为：蒸汽锅炉、热水锅炉和有机热载体锅炉。

（4）按热能来源分为：燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、废热锅炉。

（5）按锅炉结构分为：锅壳式锅炉、水管锅炉。

（6）在燃煤锅炉中按燃烧方式分为：层燃炉、沸腾炉、煤粉炉（室燃炉）。层燃炉又分手烧炉、链条炉、往复炉、抛煤机炉、振动炉、排炉。

（7）按蒸发段工质循环动力分为：自然循环锅炉、强制循环锅炉和直流锅炉。

3．锅炉安全附件

1）安全阀

安全阀是锅炉上的重要安全附件之一，它对锅炉内部压力极限值的控制及对锅炉的安全保护起着重要的作用。安全阀应按规定配置，合理安装；安全阀应结构完整，灵敏、可靠。应每年对其检验、定压一次并铅封完好，每月自动排放试验一次，每周手动排放试验一次，并做好记录及签名。

2）压力表

压力表用于准确地测量锅炉上所需测量部分压力的大小。

（1） 锅炉必须装有与锅筒(锅壳)蒸汽空间直接相连接的压力表。

（2）根据工作压力选用压力表的量程范围，一般应在工作压力的1.5～3倍。

（3）表盘直径不应小于100 mm，表的刻盘上应划有最高工作压力红线标志。

（4）压力表装置齐全(压力表、存水弯管、三通旋塞)，每半年校验一次，并铅封完好。

3）水位计

水位计用于显示锅炉内水位的高低。水位计应安装合理，便于观察，且灵敏可靠。每台锅炉至少应装2只独立的水位表。额定蒸发量小于等于0.2 t／h的锅炉可只装1只水位表。水位表应设置放水管并接至安全地点。玻璃管式水位表应有防护装置。

4）温度测量装置

温度是锅炉热力系统的重要参数之一，为了掌握锅炉的运行状况，做到锅炉安全、经济运行，需依靠温度测量装置测量锅炉的给水、蒸汽、烟气等介质的温度对锅炉热力系统进行监测。

5）保护装置

（1）超温报警和连锁保护装置。超温报警装置安装在热水锅炉的出口处，当锅炉的水温超过规定的水温时，自动报警，提醒司炉人员采取措施减弱燃烧。超温报警和联锁保护装置连锁后，还能在超温报警的同时，自动切断燃料的供应和停止鼓、引风，以防止热水锅炉发生超温而导致锅炉损坏或爆炸。

（2）高低水位警报和低水位连锁保护装置。当锅炉内的水位高于最高安全水位或低于最低安全水位时，水位警报器就自动发出警报，提醒司炉人员采取措施防止事故发生。

（3）锅炉熄火保护装置。当锅炉炉膛熄火时，锅炉熄火保护装置起作用，切断燃料供应，并发出相应信号。

6）排污阀或放水装置

排污阀或放水装置的作用是排放锅水蒸发而残留下的水垢、泥渣及其他有害物质，使锅水的水质控制在允许的范围内，使受热面保持清洁，以确保锅炉的安全、经济运行。

7）防爆门

为了防止炉膛和尾部烟道再次燃烧造成破坏，常在炉膛和烟道易爆处装设防爆门。

8）锅炉自动控制装置

通过工业自动化仪表对温度、压力、流量、成分等参数的测量和调节，达到监视、控制、调节生产的目的，使锅炉在最安全、经济的条件下运行。

压力容器

（二）压力容器

压力容器，一般泛指在工业生产中用于完成反应、传质、传热、分离和储存等生产工艺过程，并能承受压力的密闭容器。它被广泛用于石油、化工、能源、冶金、机械、轻纺、医药、国防等工业领域。

1．压力容器基础知识

1）压力容器的操作条件

（1）压力。压力容器的压力可以来自两个方面，一是压力是容器外产生（增大）的，二是压力是容器内产生（增大）的。

最高工作压力，多指在正常操作情况下，容器顶部可能出现的最高压力。

设计压力，系是指在相应设计温度下用以确定容器壳体厚度的压力，亦即标注在铭牌上的容器设计压力，压力容器的设计压力值不得低于最高工作压力；当容器各部位或受压元件所承受的液柱静压力达到5％设计压力时，则应取设计压力和液柱静压力之和进行该部位或元件的设计计算；装有安全阀的压力容器，其设计压力不得低于安全阀的开启压力或爆破压力。容器的设计压力确定应按GB 150的相应规定。

（2）温度。

金属温度，系指容器受压元件沿截面厚度的平均温度。任何情况下，元件金属的表面温度不得超过钢材的允许使用温度。

设计温度，系指容器在正常操作情况下，在相应设计压力下，壳壁或元件金属可能达到的最高或最低温度。当壳壁或元件金属的温度低于—20℃，按最低温度确定设计温度；除此之外，设计温度一律按最高温度选取。设计温度值不得低于元件金属可能达到的最高金属温度；对于0℃以下的金属温度，则设计温度不得高于元件金属可能达到的最低金属温度。容器设计温度（即标注在容器铭牌上的设计介质温度）是指壳体的设计温度。

（3）介质。生产过程所涉及的介质品种繁多，分类方法也有多种。按物质状态分类，有气体、液体、液化气体、单质和混合物等；按化学特性分类，则有可燃、易燃、惰性和助燃四种；按它们对人类毒害程度，又可分为极度危害（I）、高度危害（Ⅱ）、中度危害（Ⅲ）、轻度危害（Ⅳ）四级。

易燃介质：是指与空气混合的爆炸下限小于10％，或爆炸上限和下限之差值大于等于20％的气体，如一甲胺、乙烷、乙烯等。

毒性介质：《压力容器安全技术监察规程》（以下简称《容规》）对介质毒性程度的划分参照GB 5044《职业性接触毒物危害程度分级》分为四级。其最高容许浓度分别为：极度危害（I级）<0．1 mg／m3；高度危害（Ⅱ级）0. 1 ～<1．0 mg／m3；中度危害（Ⅲ级）1．0 ～<10 mg／m3；轻度危害（1V级）≥10 mg／m3。

压力容器中的介质为混合物质时，应以介质的组成并按毒性程度或易燃介质的划分原则，由设计单位的工艺设计部门或使用单位的生产技术部门决定介质毒性程度或是否属于易燃介质。

腐蚀性介质，石油化工介质对压力容器用材具有耐腐蚀性要求。有时是因介质中有杂质，使腐蚀性加剧。腐蚀介质的种类和性质各不相同，加上工艺条件不同，介质的腐蚀性也不相同。这就要求压力容器在选用材料时，除了应满足使用条件下的力学性能要求外，还要具备足够的耐腐蚀性，必要时还要采取一定的防腐措施。

2）压力容器的分类

压力容器分类方法很多，为利于安全技术监察和管理，《容规》将压力容器划分为3类。

（1）第三类压力容器：高压容器；中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV大于等于l0 MPa·m3）；中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV大于等于0. 5 MPa·m3）；低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害的介质，且pV大于等于0. 2 MPa·m3）；高压、中压管壳式

余热锅炉；中压搪玻璃压力容器；使用强度级别较高（指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于540 MPa）的材料制造的压力容器；移动式压力容器，包括铁路罐车（介质为液化气体、低温液体）、罐式汽车液化气体运输（半挂）车、低温液体运输（半挂）车、永久气体运输（半挂）车和罐式集装箱（介质为液化气体、低温液体）等；球形储罐（容积大于等于50m3）；低温液体储存容器（容积大于5m3）。

（2）第二类压力容器：中压容器；低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；低压反应容器和低压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质）；低压管壳式余热锅炉；低压搪玻璃压力容器。

（3）低压容器为第一类压力容器（第三类和第二类规定的低压容器除外）。

2．安全附件

1）安全阀

安全阀是一种由进口静压开启的自动泄压阀门。它依靠介质自身的压力排出一定数量的流体，以防止容器或系统内的压力超过预定的安全值；当容器内的压力恢复正常后，阀门自行关闭，并阻止介质继续排出。安全阀分全启式安全阀和微启式安全阀。根据安全阀的整体结构和加载方式可以分为静重式、杠杆式、弹簧式和先导式等4种。

2）爆破片

爆破片装置是一种非重闭式泄压装置，由进口静压使爆破片受压爆破而泄放出介质，以防止容器或系统内的压力超过预定的安全值。

爆破片又称为爆破膜或防爆膜，是一种断裂型安全泄放装置。与安全阀相比，它具有结构简单，泄压反应快，密封性能好，适应性强等特点。

3）安全阀与爆破片装置的组合

安全阀与爆破片装置并联组合时，爆破片的标定爆破压力不得超过容器的设计压力。安全阀的开启压力应略低于爆破片的标定爆破压力。

当安全阀进口和容器之间串联安装爆破片装置时，应满足下列条件：①安全阀和爆破片装置组合的泄放能力应满足要求；②爆破片破裂后的泄放面积应不小于安全阀进口面积，同时应保证使得爆破片破裂的碎片不影响安全阀的正常动作；③爆破片装置与安全阀之间应装设压力表、旋塞、排气孔或报警指示器，以检查爆破片是否破裂或渗漏。

当安全阀出口侧串联安装爆破片装置时，应满足下列条件：①容器内的介质应是洁净的，不含有胶着物质或阻塞物质；②安全阀的泄放能力应满足要求；③当安全阀与爆破片之间存在背压时，安全阀仍能在开启压力下准确开启；④爆破片的泄放面积不得小于安全阀的进口面积；⑤安全阀与爆破片装置之间应设置放空管或排污管，以防止该空间的压力累积。

4）爆破帽

爆破帽为一端封闭，中间具有一薄弱断面的厚壁短管，爆破压力误差较小，泄放面积较小，多用于超高压容器。超压时其薄弱面上的拉伸应力达到材料的强度极限发生断裂。由于其工作时通常还有温度影响，因此，一般均选用热处理性能稳定，且随温度变化较小的高强度钢材料（如34CrNi3Mo等）制造，其破爆压力与材料强度之比一般为0.2～0. 5。

5）易熔塞

易熔塞属于“熔化型”（“温度型”）安全泄放装置，它的动作取决于容器壁的温度，主要用于中、低压的小型压力容器，在盛装液化气体的钢瓶中应用更为广泛。

6）紧急切断阀

紧急切断阀是一种特殊结构和特殊用途的阀门，它通常与截止阀串联安装在紧靠容器的介质出口管道上，其作用是在管道发生大量泄漏时紧急止漏；一般还具有过流闭止及超温闭止的性能，并能在近程和远程独立进行操作。紧急切断阀按操纵方式的不同，可分为机械（或手动）牵引式、油压操纵式、气压操纵式和电动操纵式等多种，前两种目前在液化石油气槽车

上应用非常广泛。

7）减压阀

减压阀的工作原理是利用膜片、弹簧、活塞等敏感元件改变阀瓣与阀座之间的间隙，当介质通过时产生节流，压力下降而使其减压的阀门。

当调节螺栓向下旋紧时，弹簧被压缩，将膜片向下推，顶开脉冲阀阀瓣，高压侧的一部分介质就经高压通道进入，经脉冲阀阀瓣与阀座间的间隙流入环形通道而进入气缸，向下推动活塞并打开主阀阀瓣，这时高压侧的介质便从主阀阀瓣与阀座之间的间隙流过而被节流减压。同时，低压侧的一部分介质经低压通道进入膜片下方空间，当其压力由于高压侧的介质压力升高而升高到足以抵消弹簧的弹力时，膜片向上推动脉冲阀阀瓣逐渐闭合，使进入气缸的介质减少，活塞和主阀阀瓣向上移动，主阀关小，从而减少流向低压侧的介质量，使低压侧的压力不致因高压侧压力升高而升高，从而达到自动调节压力的目的。

7）压力表、温度计、液位计

（1）压力表。压力表是指示容器内介质压力的仪表，是压力容器的重要安全装置。按其结构和作用原理，压力表可分为液柱式、弹性元件式、活塞式和电量式四大类。活塞式压力计通常用作校验用的标准仪表，液柱式压力计一般只用于测量很低的压力，压力容器广泛采用的是各种类型的弹性元件式压力计。

（2）液位计。液位计又称液面计，是用来观察和测量容器内液位位置变化情况的仪表。特别是对于盛装液化气体的容器，液位计是一个必不可少的安全装置。

（3）温度计。温度计是用来测量物质冷热程度的仪表，可用来测量压力容器介质的温度，对于需要控制壁温的容器，还必须装设测试壁温的温度计。

【例题】：对于压力容器，以下说法正确的是：＿＿＿。( )

A. 压力容器的最高工作压力大于压力容器的设计压力

B. 压力容器的设计压力小于安全阀的开启压力

C. 压力容器受压元件金属表面温度不得超过钢材的允许使用温度

D. 压力容器设计温度应低于元件金属可能达到的最高金属温度

【答案】：C

电梯

第22讲

【大纲考试内容要求】：

1.掌握特种设备安全要求；

2.了解特种设备的安全强度及承压设备用材料的特点，承压设备承载介质安全特点；

3.熟悉特种设备的用途和场所，特种设备的安全附件及其功用；

4.掌握各类特种设备的事故特点。

【教材内容】：

三、机电类特种设备

（一）电梯

电梯是指动力驱动，利用沿刚性轨道运动的箱体或者沿固定线路运行的梯级（踏步），进行升降或平行运送人、货物的机电设备，包括载人（货）电梯、自动扶梯、自动人行道等。 电梯可能发生的危险一般有：人员被挤压、撞击和发生坠落、剪切；人员被电击、轿厢超越极限行程发生撞击；轿厢超速或因断绳造成坠落；由于材料失效、强度丧失而造成结构破坏等。

保证电梯的安全性，除了充分考虑在结构的合理性、可靠性，电气控制和拖动的可靠性方面

外，还应针对各种可能发生的危险，设置专门的安全装置。

1．防超越行程的保护

为防止电梯由于控制方面的故障，轿厢超越顶层或底层端站继续运行，必须设置保护装置以防止发生严重的后果和结构损坏。

防止越程的保护装置一般是由设在井道内上下端站附近的强迫换速开关、限位开关和极限开关组成。这些开关或碰轮都安装在固定于导轨的支架上，由安装在轿厢上的打板（撞杆）触动而动作。

2.防电梯超速和断绳的保护

当电梯由于控制失灵，曳引力不足，制动器失灵或制动力不足，以及超载拖动绳断裂等原因，都会造成轿厢超速和坠落，因此，必须有可靠的保护措施。

防超速和断绳的保护装置是安全钳一限速器系统。安全钳是一种使轿厢（或对重）停止向下运动的机械装置，凡是由钢丝绳或链条悬挂的电梯轿厢均应设置安全钳。当地坑下有人能进入的空间时，对重也可设安全钳。安全钳一般都安装在轿架的底梁上，成对地同时作用在导轨上。

限速器是限制电梯运行速度的装置，一般安装在机房。当轿厢上行或下行超速时，通过电气触点使电梯停止运行，当下行超速，电气触点动作仍不能使电梯停止，速度达到一定值后，限速器机械动作，拉动安全钳夹住导轨将轿厢制停；当断绳造成轿厢（或对重）坠落时，也由限速的机械动作拉动安全钳，使轿厢制停在导轨上。安全钳和限速器动作后，必须将轿厢（或对重）提起，并经称职人员调整后方能恢复使用。

3.防人员剪切和坠落的保护

在电梯事故中人员被运动的轿厢剪切或坠入井道的事故占的比例较大，而且这些事故后果都十分严重，所以防止人员剪切和坠落的保护十分重要。防人员坠落和剪切的保护主要由门、门锁和门的电气安全触点联合承担。

安全标准要求：

（1）当轿门和层门中任一门扇未关好和门锁未啮合7 mm以上时，电梯不能启动。

（2）当电梯运行时轿门和层门中任一门扇被打开，电梯应立即停止运行。

（3）当轿厢不在层站时，在站层门外不能将层门打开。

（4）紧急开锁的钥匙只能交给一个负责人员，只有紧急情况才能由专业人员使用。

4．缓冲装置

电梯由于控制失灵、曳引力不足或制动失灵等发生轿厢或对重蹲底时，缓冲器将吸收轿厢或对重的动能，提供最后的保护，以保证人员和电梯的安全。

缓冲器分蓄能型缓冲器和耗能型缓冲器。前者主要以弹簧和聚氨酯材料等为缓冲元件，后者主要是油压缓冲器。

报警和救援装置

5.报警和救援装置

电梯发生人员被困在轿厢内时，通过报警或通信装置应能将情况及时通知管理人员并通过救援装置将人员安全救出轿厢。

（1）报警装置。电梯必须安装应急照明和报警装置，并由应急电源供电。

（2）救援装置。电梯困人的救援以往主要采用自救的方法，即轿厢内的操纵人员从上部安全窗爬上轿顶将层门打开。随着电梯的发展，无人员操纵电梯的广泛使用，再采用自救的方法不但十分危险而且几乎不可能。因为作为公共交通工具的电梯，乘员十分复杂，电梯故障时乘员不可能从安全窗爬出，就是爬上了轿顶也打不开层门，反而会发生其他事故。因此现在电梯从设计上就决定了救援必须从外部进行。

6.停止开关和检修运行装置

（1）停止开关一般称急停开关，按要求在轿顶、底坑和滑轮间必须装设停止开关。停止开关应符合电气安全触点的要求，应是双稳态非自动复位的、误动作不能使其释放。停止开关要求是红色的，并标有“停止”和“运行”的位置；若是刀闸式或拨杆式开关，应以把手或拨杆朝下为停止位置。

（2）检修运行是为便于检修和维护而设置的运行状态，由安装在轿顶或其他地方的检修运行装置进行控制。

检修运行装置包括一个运行状态转换开关、操纵运行的方向按钮和停止开关。该装置也可以与能防止误动作的特殊开关一起从轿顶控制门机构的动作。

7．消防功能

发生火灾时井道往往是烟气和火焰蔓延的通道，而且一般层门在70℃以上时也不能正常工作。为了乘员的安全，在火灾发生时必须使所有电梯停止应答召唤信号，直接返回撤离层站，即具有火灾自动返基站功能。

8．防机械伤害的防护

电梯很多运动部分在人接近时可能会产生撞击、挤压、绞碾等危险，在工作场地由于地面的高低差也可能会产生摔跌等危险，所以必须采取防护。

人在操作、维护中可以接近的旋转部件，尤其是传动轴上突出的锁销和螺钉，钢带、链条、皮带，齿轮、链轮，电动机的外伸轴，甩球式限速器等，必须有安全网罩或栅栏，以防无意中触及。曳引轮、盘车手轮、飞轮等光滑圆形部件可不加防护，但应部分或全部涂成黄色以示提醒。

轿顶和对重的反绳轮，必须安装防护罩。防护罩要能防止人员的肢体或衣服被绞入，还要能防止异物落入和钢丝绳脱出。

在底坑中对重运行的区域和装有多台电梯的井道中不同电梯的运动部件之间均应设隔障。 机房地面高差大于0.5 m时，在高处应设栏杆并安设梯子。

在轿顶边缘与井道壁水平距离超过0.2 m时，应在轿顶设护栏，护栏的安设应不影响人员安全和方便地通过入口进入轿顶。

9．电气安全保护

对电梯的电气装置和线路必须采取安全保护措施，以防止发生人员触电和设备损毁事故。按GB 7588—1995的要求，电梯应采取以下电气安全保护措施：

（1）直接触电的防护。绝缘是防止发生直接触电和电气短路的基本措施。

（2）间接触电的防护。在电源中性点直接接地的供电系统中，防止间接触电最常用的防护措施是将故障时可能带电的电气设备外露可导电部分与供电变压器的中性点进行电气连接。

（3）电气故障防护。按规定交流电梯应有电源相序保护。当电源断相或错相时，应停止电梯运行。在变频调速电梯中，由于变频装置是先将交流整流成直流再进行变频调制，所以错相对其不会发生影响。

直接与电源相连的电动机和照明电路应有短路保护，短路保护一般用自动空气断路器或熔断器。与电源直接相连的电动机还应有过载保护。

（4）电气安全装置。电气安全装置包括：直接切断驱动主机电源接触器或中间继电器的安全触点；不直接切断上述接触器或中间继电器的安全触点和不满足安全触点要求的触点。但当电梯电气设备出现故障，如无电压或低电压、导线中断、绝缘损坏、元件短路或断路、继电器和接触器不释放或不吸合、触头不断开或不闭合、断相错相等时，电气安全装置应能防止电梯出现危险。

【例题】：电梯的停止开关一般称急停开关，按要求在＿＿＿必须装设停止开关。

A. 轿门

B. 轿顶

C. 底坑

D. 机房

E. 滑轮间

【答案】：BCE 一、单选题:

1、 以下有关安全钳说法错误的是————。

A. 安全钳是一种使轿厢（或对重）停止向上运动的机械装置

B．凡是由钢丝绳或链条悬挂的电梯轿厢均应设置安全

C．当地坑下有人能进入的空间时，对重也可设安全钳

D．安全钳一般都安装在轿架的底梁上，成对地同时作用在导轨上

A B C D

你的答案： 标准答案：a

本题分数： 1.00 分，你答题的情况为 错误 所以你的得分为 0 分

解 析：

--------------------------------------------------------------------------------

2、 当电梯轿门和层门中任一门扇未关好和门锁未啮合————mm以上时，电梯不能启动。

A．5

B．6

C．7

D．8

A B C D

你的答案： 标准答案：c

本题分数： 1.00 分，你答题的情况为 错误 所以你的得分为 0 分

解 析：

--------------------------------------------------------------------------------

3、 在电梯轿顶边缘与井道壁水平距离超过————m时，应在轿顶设护栏。

A．0.1

B．0.2

C．0.3

D．0.4

A B C D

你的答案： 标准答案：b

本题分数： 1.00 分，你答题的情况为 错误 所以你的得分为 0 分

解 析：

--------------------------------------------------------------------------------

4、 电梯机房地面高差大于（）m时，在高处应设栏杆并安设梯子。

A．2.0

B．1.5

C．1.0

D．0.5

A B C D

你的答案： 标准答案：d

本题分数： 1.00 分，你答题的情况为 错误 所以你的得分为 0 分

解 析：

--------------------------------------------------------------------------------

二、多选题:

5、 电梯检修运行装置包括————。

A．运行状态转换开关

B．应急照明

C．报警装置

D．操纵运行的方向按钮

E. 停止开关

A B C D E

你的答案： 标准答案：a, d, e

本题分数： 2.00 分，你答题的情况为 错误 所以你的得分为 .00 分

解 析：

--------------------------------------------------------------------------------

6、 电梯防人员坠落和剪切的保护主要由（）联合承担。

A．急停开关

B.门

C．护栏

D．门锁

E.门的电气安全触点

A B C D E

你的答案： 标准答案：b, d, e

本题分数： 2.00 分，你答题的情况为 错误 所以你的得分为 .00 分

解 析：

--------------------------------------------------------------------------------

7、 电梯上的停止开关一般称急停开关，按要求在（）必须装设停止开关。

A．机房

B.层门

C．轿顶

D．底坑

E.滑轮间

A B C D E

你的答案： 标准答案：c, d, e

23

（二）起重机械

【大纲考试内容要求】：

1.掌握特种设备安全要求；

2.了解特种设备的安全强度及承压设备用材料的特点，承压设备承载介质安全特点；

3.熟悉特种设备的用途和场所，特种设备的安全附件及其功用；

4.掌握各类特种设备的事故特点。

【教材内容】：

（二）起重机械

起重机械，是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移动重物的机电设备。其范围规定为额定起重量大于或者等于0.5t的升降机，额定起重量大于或等于1t，且提升高度大于或等于2m的起重机和承重形式固定的电动葫芦。

1．起重机械工作特点

综合起重机械的工作特点，可概括为以下7点。

（1）起重机械通常具有庞大的结构和比较复杂的机构，能完成一次起升运动、一次或几次水平运动。

（2）所吊运的重物多种多样，载荷是变化的。

（3）大多数起重机械，需要在较大的范围内运行，活动空间较大。

（4）有些起重机械，需要直接载运人员在导轨、平台或钢丝绳上做升降运动（如电梯、升降平台等），其可靠性直接影响人身安全。

（5）暴露的、活动的零部件较多，且常与吊运作业人员直接接触（如吊钩、钢丝绳等），潜在许多偶发的危险因素。

（6）作业环境复杂。

（7）作业中常常需要多人配合，共同进行一个操作。

上述诸多危险因素的存在，决定了起重伤害事故较多。

2.起重机安全正常工作的条件

为了保证起重机的安全正常工作，起重机设计时应满足下列3个基本条件。

（1）金属结构和机械零部件应具有足够的强度、刚性和抗屈曲能力。

（2）整机必须具有必要的抗倾覆稳定性。

（3）原动机具有满足作业性能要求的功率，制动装置提供必需的制动力矩。

3．起重机安全装置

1）位置限制与调整装置

（1）上升极限位置限制器。《起重机械安全规程》规定，凡是动力驱动的起重机，其起升机构（包括主副起升机构），均应装设上升极限位置限制器。

（2）运行极限位置限制器。凡是动力驱动的起重机，其运行极限位置都应装设运行极限位置限制器。

（3）偏斜调整和显示装置。起重机械安全规程要求：跨度等于或超过40 m的装卸桥和门式起重机，应装偏斜调整和显示装置。

（4）缓冲器。起重机械安全规程要求，桥式、门式起重机、装卸桥，以及门座起重机或升降机等都要装设缓冲器。

2）防风防爬装置

《起重机械安全规程》规定，在露天工作于轨道上运行的起重机，如门式起重机、装卸桥、塔式起重机和门座起重机，均应装设防风防爬装置。

此外，在露天跨工作的桥式起重机因环境因素的影响，可能出现地形风。它的持续时间较短，但风力很强，足以吹动起重机作较长距离的滑行，并可能撞毁轨道端部止挡，造成脱轨或跌落。所以《起重机械安全规程》规定，在露天跨工作的桥式起重机也宜装设防风夹轨器和锚定装置或铁鞋。

起重机防风防爬装置主要有3类，即夹轨器、锚定装置和铁鞋。按照防风装置的作用方式不同，可分为自动作用与非自动作用两类。

3）安全钩、防后倾装置和回转锁定装置

（1）安全钩。单主梁起重机，由于起吊重物是在主梁的一侧进行，重物等对小车产生一个倾翻力矩，由垂直反轨轮或水平反轨轮产生的抗倾翻力矩使小车保持平衡，不能倾翻。但是，只靠这种方式不能保证在风灾、意外冲击、车轮破碎、检修等情况时的安全。因此，这种类型的起重机应安装安全钩。安全钩根据小车和轨轮形式的不同，也设计成不同的结构。

（2）防后倾装置。用柔性钢丝绳牵引吊臂进行变幅的起重机，当遇到突然卸载等情况时，会产生使吊臂后倾的力，从而造成吊臂超过最小幅度，发生吊臂后倾的事故。因此，这类起重机安装防后倾装置。吊臂后倾主要由几种原因造成：起升用的吊具、索具或起升用钢丝绳存在缺陷，在起吊过程中突然断裂，使重物下落；或者由于起重工绑挂不当，起吊过程中重物散落。这些情况都会形成突然卸载，造成吊臂反弹后倾事故。为了防止这类事故，在我国《起重机械安全规程》中明确规定，流动式起重机和动臂式塔式起重机上应安装防后倾装置（液压变幅除外）。

（3）回转锁定装置。回转锁定装置，是指臂架起重机处于运输、行驶或非工作状态时，锁住回转部分，使之不能转动的装置。

回转锁定器常见型式有机械锁定器和液压锁定器两种。其结构比较简单，通常是用锁销插入方法，压板顶压方法或螺栓紧定方式等。液压式锁定器通常用双作用活塞式油缸对转台进行锁定。回转锁定装置的原理基本相同。

4）起重量限制器

（1）形式和功能：超载保护装置按其功能的不同，可分为自动停止型和综合型两种。按结构型式分，有电气型和机械型两种。

超载保护装置应具有动载抑制功能、自动工作功能、自动保险功能。

（2）工作原理。起重量限制器，主要用于桥架型起重机，其主导产品为电气型。电气型产品一般由载荷传感器和二次仪表两部分组成。

载荷传感器使用电阻应变式或压磁式传感器，根据安装位置配置专用安装附件。传感器的结构形式，主要有压式、拉式和剪切梁式3种。

5）力矩限制器

（1）动臂变幅的塔式起重机力矩限制器。动臂变幅的塔式起重机，一般使用机械型力矩限制器。

（2）小车变幅式起重机超载保护装置。小车变幅式起重机一般使用起重量限制器和起重力矩限制器来共同实施超载保护。

（3）流动式起重机超载保护装置。流动式起重机一般使用力矩限制器进行超载保护。

6）防碰装置

防碰装置的结构型式主要有两种。

（1）反射型。由发射器、接收器、控制器和反射板组成。

（2）直射型。检测波不经过反射板反射的产品统称为直射型。

7）危险电压报警器

臂架型起重机在输电线附近作业时，由于操作不当，臂架、钢丝绳等过于接近甚至碰触电线，都会造成感电或触电事故。为了防止这类事故，东欧、日本等国从70年代起研制危险电压报警器，目前已进入系列化生产阶段。

（三）大型游乐设施

游乐设施是指用于经营目的，在封闭的区域内运行、承载游客游乐的设施。游艺机及设施大致可以分为：回转运动类、轨道运动类、戏水游戏类、场地运动类、电子娱乐类、梦幻仿真类、充气弹跳类、体育竞技类、体闲娱乐类等。

目前纳入质量技术监督部门安全监察的游乐设施范围为：转马类、滑行类、观缆车类、自控飞机类、陀螺类、飞行塔类、架空游览车类、赛车类、小火车类、碰碰车类、电池车类、水上游乐类（水上摩托、快艇和游船除外），滑道、滑索、蹦极和其他无动力类游乐设施（儿童用组合游乐设施除外），其运行的最大线速度不小于5 km／h或运行高度距地面2 m以上的游乐设施。

（四）客运索道

索道是利用架空绳索、支承和牵引客车（或货车）等运送乘客（或货运）的一种运输设备。其包括客运架空索道、客运缆车和拖牵索道等。

客运索道按其运行方式可以分为往复式和循环式两大类。往复式索道又可分为承重与牵引分开的往复式单客厢索道，承重和牵引分开的车组往复式索道，以及承重和牵引合一的单线车组往复式索道3种。循环式索道中又可分为连续循环式、间歇循环式（运行——停止——运行）及脉动循环式（快速运行——慢速运行——快速运行）3种。其中连续循环式应用最广泛，其次是脉动循环式，而间歇循环式较少采用。客运索道还可按照使用的抱索器形式和运载工具的型式进行分类。按使用的抱索器型式分，有固定抱索器客运索道和脱挂式抱索器客运索道；按所用的运载工具型式分，有吊厢式、吊椅式、吊篮式和拖牵式等。

【例题】：以下说法不符合《起重机械安全规程》规定的是＿＿＿。( )

A. 凡是动力驱动的起重机，其起升机构均应装设上升极限位置限制器

B. 凡是动力驱动的起重机，其运行极限位置都应装设运行极限位置限制器。

C. 跨度等于或超过40 m的塔式和桥式起重机，应装偏斜调整和显示装置

D. 桥式、门式起重机、装卸桥，以及门座起重机或升降机等都要装设缓冲器。

【答案】：C

特种设备用钢材

五、特种设备用钢材

（一）承压类特种设备用钢

无论是锅炉，还是压力容器，或是压力管道，钢材是制造承压类特种设备的主要材料。钢材的质量及性能的好坏对于承压类特种设备安全运行，有着重要的影响和作用。

1.按钢中所含化学成分分类

按钢中所含化学成分可以将钢分成碳素钢和合金钢两大类：

2．按冶炼方法分类

按冶炼方法分类，有两种形式，一种是按冶炼设备分为平炉钢、电炉钢、转炉钢；另一种是按脱氧程度分为镇静钢、沸腾钢、半镇静钢。

3. 按金相组织分类

钢材经正火处理后所得金相组织不同，可分为珠光体钢、贝氏体钢、奥氏体钢、铁索体钢。

（二）金属的机械性能

所谓金属的机械性能是指在一定的温度条件和外力作用下，抵抗变形和断裂的能力，如强度、硬度、塑性、韧性等，也称力学性能。

以低碳钢为例，金属材料受拉伸外力作用引起的变形过程可分3个阶段，即弹性变形、塑性变形、断裂变形阶段。由拉伸试验可获得强度和塑性指标。

1．强度

金属强度是指在外力作用下，抵抗变形和破坏的能力。应用最普遍的是强度指标。强度指标主要是屈服极限（σs或σ0.2）和抗拉强度极限（σb）。

2．塑性

金属的塑性是指在外力作用下，能引起永久变形而不发生破裂，并在外力取消后，仍能保持变形后形状的能力。材料的塑性值也可通过拉伸试验测得，通常用伸长率δ（延伸率）和断面收缩率Ψ来表示。

3．冲击韧性

金属的冲击韧性即为在冲击力作用下，抑制变形和断裂的能力。它还是金属材料在塑性变形范围内吸收能量的能力，因此，也可按冲击值的大小来衡量材料的塑性。目前国内外广泛采用一次摆锤弯曲试验，缺口型式有夏比（U）和夏比（V）两种。表示冲击韧性的参数也有两种，一种是以冲断试样消耗的冲击功Ak，单位是焦耳（J）；另一种是以单位缺口处断面所耗的冲击功ak，单位是焦耳/厘米2（J／cm2）表示。目前压力容器钢板全部改为用夏比（V）冲击功（即Akv）作为冲击韧性验收标准。只有少数压力容器锻件还用夏比（U）冲击值（即akU）作为冲击验收标准。

钢中气体含量较高或晶粒粗大，则韧性差。根据冲击后断裂的形式，可以判断材料的质量及晶粒大小。冲击韧性试验还能测定金属材料由韧性状态向脆性状态过渡的转变温度。

4．硬度

硬度是指金属材料抵抗更硬异物压入的能力。硬度表明材料的耐磨性和切削加工的可能性。一般说来，硬度较高，材料的耐磨性较好。常用的硬度有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）、维氏硬度（HV）3种。

5．冷弯

冷弯性能是材料抵抗弯曲断裂能力的标志，它间接反映了材料的塑性。这个试验既可检查钢的塑性好坏，也可以考核其加工工艺性能，也能暴露钢板受试面缺陷以及焊接接头的焊接缺陷。

6.断裂韧性

断裂韧性是反映材料对裂纹扩展的抵制能力。对于中低强度钢的断裂韧性，目前较普遍采用临界裂纹张开位移（COD）值δc表示；对于高强钢的脆断问题，则应用材料的平面应变断裂韧性值Kic表示。

7．金属材料高温机械性能

炼油化工设备相当数量是在中等温度（<350℃）和高温下使用。中、高温压力容器通常以350℃分界。

25

宏观检查

第24 讲

【大纲考试内容要求】：

熟悉进行特种设备安全检验的各类检测技术、检测方法和检测目的。

【教材内容】：

四、特种设备检测技术

特种设备的种类、结构、类型繁多，其设计参数和使用条件各不相同，承压设备所盛装的介质可能具有不同程度的腐蚀或磨损的性质，因此，对它们进行检验时，必须采用各种不同的检验方法，才能对特种设备的安全使用性能作出全面、正确的评价。

(一)宏观检查

直观检查和量具检查通常称为宏观检查。宏观检查是对在用承压类特种设备进行内、外部检验常用的检验方法。宏观检查的方法简单易行，可以直接发现和检验容器内、外表面比较明显的缺陷，为进一步利用其他方法作详细的检验提供线索和依据。

1．直观检查

直观检查是承压类特种设备最基本的检验方法，通常在采用其他检验方法之前进行，是进一步检验的基础。它主要是凭借检验人员的感觉器官，对容器的内、外表面进行检查，以判别其是否有缺陷。

1)检查内容

直观检查，要求检查容器的本体和受压元件的结构是否合理，承压类特种设备的连接部位、焊缝、胀口、衬里等部位是否存在渗漏，承压类特种设备表面是否存在腐蚀的深坑或斑点、明显的裂纹、重皮折叠、磨损的沟槽、凹陷、鼓包等局部变形和过热的痕迹，焊缝是否有表面气孔、弧坑、咬边等缺陷，容器内、外壁的防腐层、保温层、耐火隔热层或衬里等是否完好等。

2)检查工具

用于直观检查的检查工具有手电筒、5—10倍放大镜、反光镜、内窥镜、约0.5 kg的尖头手锤等。

3)检查方法

(1)通常采用肉眼检查。肉眼能够迅速扫视大面积范围，并且能够察觉细微的颜色和结构的变化。

(2)当被检查的部位比较狭窄(例如长度较长的管壳式容器，以及气瓶等)，无法直接观察时，可以利用反光镜或内窥镜伸入容器内进行检查。

(3)当怀疑设备表面有裂纹时，可用砂布将被检部位打磨干净，然后用浓度为10％的硝酸酒精溶液将其浸湿，擦净后用放大镜观察。

(4)对具有手孔或较大接管而人又无法进到内部用肉眼检查的小型设备，可将手从手孔或接管口伸入，触摸内表面，检查内壁是否光滑，有无凹坑、鼓包。

(5)用约0．5 kg的尖头手锤进行锤击检查是过去检查锅炉、压力容器的一种常用的方法。当容器表面有防腐层、保温层、耐火隔热层、衬里或夹套等妨碍检查时，如果需要应部分或全部拆除再进行直观检查。直观检查时，往往会在容器表面发现各种形态的缺陷，检验人员应予以综合判断，并分别予以适当的处置。

2.量具检查

采用简单的工具和量具对直观检查所发现的缺陷进行测量，以确定缺陷的严重程度，是直观检查的补充手段。

1)检查内容

用量具检查主要是检查设备表面腐蚀的面积和深度，变形程度，沟槽和裂纹的长度，以及设备本体和受压元件的结构尺寸(如容器的平直度、管板的不平度等)是否符合要求等。

2)检查工具。主要有直尺、样板、游标卡尺、塞尺等。

3)检查方法

(1)用拉线或量具检查设备的结构尺寸。例如：用钢卷尺围出筒体的周长，用计算圆周长的公式和筒体的实际壁厚值算出筒体的平均内直径，以求得筒体的内径偏差；测量筒体同一断面的不圆度等。

(2)用平直尺紧靠设备、管板等的表面，用游标卡尺或塞尺检查设备的平直度，腐蚀、磨损、鼓包的深度(高度)，管板的不平度等。

(3)用预先按受压元件的某部分做成的样板紧靠其表面，检查它们的形状、尺寸是否符合设计要求(例如角焊缝的焊脚高度、封头的曲率尺寸等)，或测量其变形、腐蚀的程度。

(4)在器壁发生均匀腐蚀、片状腐蚀或密集斑点腐蚀的部位，目前通常采用超声波测厚仪测量容器的剩余壁厚。

无损检测

(二)无损检测

在承压类特种设备构件的内部，常常存在着不易发现的缺陷；如焊缝中的未熔合、未焊透、夹渣、气孔、裂纹等。要想知道这些缺陷的位置、大小、性质，对每一台设备进行破坏性检查是不可能的，为此出现了无损探伤法，它是在不损伤被检工件的情况下，利用材料和材料中缺陷所具有的物理特性探查其内部是否存在缺陷的方法。应用无损检测技术通常是为了达到4个目的：保证产品质量、保障安全使用、改进制造工艺、降低生产成本。

1．射线检测

(1)射线检测原理。射线照射在工件上，透射后的射线强度根据物质的种类、厚度和密度而变化，利用射线的照相作用、荧光作用等特性，将这个变化记录在胶片上，经显影后形成底片的黑度变化，根据底片黑度的变化可了解工件内部结构状态，达到检查出缺陷的目的。

(2)射线检测的特点。可以获得缺陷直观图像，定性准确，对长度、宽度尺寸的定量也较准确；检测结果有直接记录，可以长期保存；对体积型缺陷(气孔、夹渣类)检出率高，对面积性缺陷(裂纹、未熔合类)如果照相角度不适当容易漏检；适宜检验厚度较薄的工件，不适宜检验较厚的工件；适宜检验对接焊缝，不适宜检验角焊缝以及板材、棒材和锻件等；对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸(高度)的确定较困难；检测成本高、速度慢；射线对人体有害。

(3)射线的安全防护。射线的安全防护主要是采用时间防护、距离防护和屏蔽防护三大技术。 时间防护，即尽量缩短人体与射线接触的时间。如果到射线源的距离增大2倍，射线的强度会降低3／4。利用这一原理，可以采用机械手、远距射线源操作等方法进行距离防护。还

可在人体与射线源之间隔上一层屏蔽物，以阻挡射线，即进行屏蔽防护。

2．超声波检测

(1)超声波检测原理。超声波是一种超出人听觉范围的高频率机械振动波。超声波可以分为纵波、横波、表面波等多种波型。当介质中质点的位移与波传播的方向一致时为纵波；质点的位移与波传播的方向垂直时为横波；而表面波只能在工件表面传播。在固体中，各类声波都可以传播；在液体和气体中，只有纵波才可以传播。超声波在同一均匀介质中传播时速度不变，传播方向也不变，如果传播过程中遇到另一种介质，就会发生反射、折射或绕射的现象。制造容器使用的钢材可视为均匀介质，如果内部存在缺陷，则缺陷会使超声波产生反射现象，根据反射波幅的大小、方位，就能判定和测出缺陷的存在。

(2)超声波检测特点。超声波检测对面积性缺陷的检出率较高，而对体积型缺陷检出率较低；适宜检验厚度较大的工件；适用于检测各种试件，包括检测对接焊缝、角焊缝，板材、管材、棒材、锻件以及复合材料等；检验成本低、速度快，检测仪器体积小、重量轻，现场使用方便；检测结果无直接见证记录；对缺陷在工件厚度方向上定位较准确；材质、晶粒度对检测有影响。

3.磁粉检测

(1)磁粉检测原理。铁磁性材料被磁化后，其内部产生很强的磁感应强度，磁力线密度增大几百倍到几千倍，如果材料中存在不连续，磁力线会发生畸变，部分磁力线有可能逸出材料表面，从空间穿过，形成漏磁场。因空气的磁导率远低于零件的磁导率，使磁力线受阻，一部分磁力线挤到缺陷的底部，一部分穿过裂纹，一部分排挤出工件的表面后再进入工件。这后两部分磁力线形成磁性较强的漏磁场。如果这时在工件上撒上磁粉，漏磁场就会吸附磁粉，形成与缺陷形状相近的磁粉堆积(称这种堆积为磁痕)，从而显示缺陷。当裂纹方向平行于磁力线的传播方向时，磁力线的传播不会受到影响，这时缺陷也不可能检出。

(2)磁粉检测特点。磁粉检测适宜铁磁材料探伤，不能用于非铁磁材料；可以检出表面和近表面缺陷，不能用于检测内部缺陷；检测灵敏度很高，可以发现极细小的裂纹以及其他缺陷；检测成本很低，速度快；工件的形状和尺寸有时因难以磁化而对探伤有影响。

4．渗透检测

(1)渗透检测原理。渗透检测的原理是零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透液后，在毛细管作用下，经过一定的时间，渗透液可以渗进表面开口的缺陷中；除去零件表面多余渗透液后，再在零件表面施涂显像剂，同样在毛细管的作用下，显像剂将吸引缺陷中保留的渗透液，渗透液渗到显像剂中，在一定的光源下，缺陷中的渗透液痕迹被显示，从而探出缺陷的形貌及分布状态。

(2)渗透检测特点。除了疏松多孔性材料外任何种类的材料，如钢铁材料、有色金属、陶瓷材料和塑料等材料的表面开口缺陷都可用渗透检测；形状复杂的部件也可用渗透检测，并一次操作就可大致做到全面检测；同时存在几个方向的缺陷时，用一次操作就可完成检测；形状复杂的缺陷也可容易地观察显示的痕迹；不需大型设备，携带式喷灌着色渗透检测不需水、电，十分方便现场检测；试件表面粗糙度对检测结果影响大，探伤结果往往易受操作人员技术水平影响；可以检出表面张口的缺陷，但对埋藏缺陷或闭口型的表面缺陷无法检出；检测程序多，速度慢，检测灵敏度较磁粉低；材料较贵，成本高，有些材料易燃、有毒。

5．涡流检测

(1)涡流检测原理。在工件中的涡流方向与给试件加交流电磁场的线圈(称为初级线圈或激励线圈)的电流方向相反；而涡流产生的交流磁场又使得激励线圈中的电流增加，假如涡流变化，这个增加的部分(反作用电流)也变化，测定这个变化，可得到工件表面的信息。

(2)涡流检测的特点。检测时与工件不接触，所以检测速度很快，易于实现自动化检测；涡流检测不仅可以探伤，而且可以揭示工件尺寸变化和材料特性，例如电导率和磁导率的变化，

利用这个特点可综合评价容器消除应力热处理的效果，检测材料的质量以及测量尺寸；受集肤效应的限制，很难发现工件深处的缺陷；缺陷的类型、位置、形状不易估计，需辅以其他无损检测的方法来进行缺陷的定位和定性；不能用于绝缘材料的检测。

6.声发射探伤法

（1）声发射探伤法原理。声发射技术是根据容器受力时材料内部发出的应力波判断容器内部结构损伤程度的一种新的无损检测方法。

（2）声发射探伤特点。它与X射线、超声波等常规检测方法的主要区别在于声发射技术是一种动态无损检测方法。它能连续监视容器内部缺陷发展的全过程。

7.磁记忆检测

磁记忆检测原理是处于地磁环境下的铁制工件受工作载荷的作用，其内部会发生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向的和不可逆转的重新取向，并在应力与变形集中区形成最大的漏磁场的变化。这种磁状态的不可逆变化在工作载荷消除后继续保留。从而通过漏磁场法向分量的测定，可以准确地推断工件的应力集中区。

其它的检测技术

(三)测厚

厚度测量是承压类特种设备检验中常见的检测项目。由于容器是闭合的壳体，测厚只能从一面进行，所以需要采用特殊的物理方法，最常用的是超声波。

(四)化学成分分析

钢铁材料元素分析的方法有原子发射光谱分析法和化学分析法两种。在用锅炉压力容器检验中进行化学成分分析的目的，主要在于复核和验证材料的元素含量是否符合材料的技术标准，或者在焊接或返修补焊时借此制定焊接工艺，或者用于鉴定在用锅炉压力容器壳体材质在运行一段时间后是否发生变化。

(五)金相检验

金相检验的目的主要是为了检查设备运行后受温度、介质和应力等因素的影响，其材质的金相组织是否发生了变化，是否存在裂纹、锅烧、疏松、夹渣、气孔、未焊透等缺陷。 金相检验分为宏观金相和微观金相，折断面检查是宏观金相检验方法之一。

金相检验可以观察到设备的局部金相组织。对于材料的金相检验，根据有关标准，可以判定钢材脱碳层深度，测定低碳钢的游离渗碳体，亚共析钢的带状组织和魏式组织，以及晶粒度等。对于在用压力容器金相检验结果的判定，目前尚无标准可循，通常可采用与典型缺陷金相图谱对比的方法来进行判定。在用压力容器的断口金相检验，还可以帮助我们判定腐蚀、断裂的类型，分析造成容器失效的原因。

(六)硬度测试

材料硬度值与强度存在一定的比例关系，材料化学成分中，大多数合金元素都会使材料的硬度升高，其中碳的影响最直接，材料中含碳量越大，其硬度越高，因此硬度测试有时用来判断材料强度等级或鉴别材质；材料中不同金属组织具有不同的硬度，故通过硬度值可大致了解材料的金相组织，以及材料在加工过程中的组织变化和热处理效果；加工残余应力和焊接残余应力的存在对材料的硬度也会产生影响，加工残余应力和焊接残余应力值越大，硬度越高。

(七)断口分析

断口分析是指人们通过肉眼或使用仪器观察与分析金属材料或金属构件损坏后的断裂截面，来探讨与材料或构件损坏有关的各种问题的一种技术。

断口是构件破坏后两个偶合断裂截面的通称。人们通过对断口形态的观察、研究和分析，去寻求断裂的起因、断裂方式、断裂性质、断裂机制、断裂韧性以及裂纹扩展速率等各种断裂

基本问题，以使人们正确地判断引起断裂的真实原因究竟是起源于材料质量、构件的制造工艺、构件使用的环境因素影响，还是构件使用的操作因素等等。

断口分析技术的发展概括起来经历了3个阶段：用肉眼、低倍率放大镜或光学显微镜直接观察阶段，用透射电子显微镜(简称“透射电镜”)观察断口复型的间接阶段；用扫描电子显微镜(简称“扫描电镜”)直接观察阶段。通常人们把第一阶段称为宏观断口分析，而把后两个阶段称为微观断口分析，有时又称作“电子断口学分析”或“电子显微断口学分析”。

(八)耐压试验

承压类特种设备的耐压试验即通常所说的液压试验(水压试验)和气压试验，是一种验证性的综合检验，它不仅是产品竣工验收时必须进行的试验项目，也是定期进行容器全面检验的主要检验项目。耐压试验主要用于检验压力容器承受静压强度的能力。

(九)气密试验

气密试验又称为致密性试验或泄漏试验，当介质毒性程度为极度、高度危害或设计上不允许有微量泄漏的压力容器，必须进行气密试验。气密性试验应在液压试验合格后进行。对碳素钢和低合金钢制压力容器，其试验用气体的温度应不低于5C°，其他材料制压力容器按设计图样规定。气密性试验所用气体，应符合气压试验的规定。压力容器进行气密性试验时，安全附件应安装齐全。

容器致密性的检查方法：在被检查的部位涂(喷)刷肥皂水，检查肥皂水是否鼓泡；检查试验系统和容器上装设的压力表，其指示是否下降；在试验介质中加人体积分数为1％的氨气，将被检查部位表面用5％硝酸汞溶液浸过的纸带覆盖，如果有不致密的地方，氨气就会透过而使纸带的相应部位形成黑色的痕迹。用此法检查容器致密性较为灵敏、方便；在试验介质中充入氦气，如果有不致密的地方，就可利用氦气检漏仪在被检查部位表面检测出氦气。目前的氦气检漏仪可以发现气体中含有千万分之一的氦气存在，相当于在标准状态下漏氦气率为1cm3/a，因此，其灵敏度较高；小型容器可浸入水中检查，被检部位在水面下约20—40 mm深处，检查是否有气泡逸出。

(十)爆破试验

爆破试验是对压力容器的设计与制造质量，以及其安全性和经济性进行综合考核的一项破坏性验证试验，通常气瓶在制造过程中按批进行爆破试验。

(十一)力学性能试验

力学性能试验的目的是检测材料及焊接接头的力学性能。检测方法有拉力试验、弯曲试验、常温和低温冲击试验、压扁试验等。检测的力学性能有比例极限σp、弹性极限σe、屈服极限σs、抗拉强度σb、伸长率δ5、断面收缩率Ψ、弯曲、冲击功Akv等。

(十二)应力应变测试

应力应变测试目的是测出构件受载后表面的或内部各点的真实应力状态。实验应力应变测试的方法主要有电阻应变测量法(简称“电测法”)、光弹性方法、应变脆性涂层法和密栅云纹法等，每种测试方法都有各自的特点和适用范围。

电测法是将作为传感元件的电阻应变片粘贴或安装在被测的承压设备表面上，然后将其接入测量电路，当设备受载变形时，应变片的敏感栅相应变形并将应变转换成电阻改变量，再通过电阻应变仪直接得到所测量的应变值。根据应力与应变关系的物理方程，即可将测得的应变值换算成被测点的实际应力值。用电测法可以进行大规模的多点应变测量，准确测定承压设备构件表面上任一点的静态到500 kHz的动态应变，还可测得平面应力状态下某些点的主应力大小和方向。但是，此法只能测试承压设备表面的应力，不能显示容器表面整体应力场中应力梯度的情况。

(十三)应力分析

应力分析是指分析构件在载荷的作用下，各应力分量。如分析一次总体薄膜应力、一次局部

薄膜应力、一次弯曲应力、二次应力、峰值应力等。

(十四)断裂力学分析

断裂力学分析是应用断裂理论，对含缺陷构件的剩余强度和寿命进行分析的方法。断裂力学的观点认为，带裂纹的构件，只要裂纹扩展未达到临界尺寸，仍可使用。

(十五)风险评估

风险评价技术就是将设备发生事故的可能性(概率)和事故造成的危害程度(经济损失)进行综合考虑，将设备划分成不同的风险等级。

【例题】：以下有关无损检测的说法正确的是：＿＿＿。( )

A. 射线检测的特点，对面积性缺陷的检出率较高，而对体积型缺陷检出率较低；适宜检验厚度较大的工件；适用于检测各种试件，检验成本低、速度快。

B. 超声波检测特点，对体积型缺陷(气孔、夹渣类)检出率高，对面积性缺陷(裂纹、未熔合类)容易漏检；适宜检验厚度较薄的工件。

C. 磁粉检测特点，适宜铁磁材料探伤，不能用于非铁磁材料；可以检出表面和近表面缺陷，不能用于检测内部缺陷；检测灵敏度很高；检测成本很低，速度快。

D. 渗透检测特点，可以检出表面张口的缺陷，但对埋藏缺陷或闭口型的表面缺陷无法检出；检测程序多，速度慢，检测灵敏度较低；材料较贵，成本高，有些材料易燃、有毒。

E. 涡流检测的特点，不仅可以探伤，而且可以揭示工件尺寸变化和材料特性，检测速度很快，很难发现工件深处的缺陷。

【答案】：CDE

一、单选题:

1、 锤击检查是————。( )

A. 量具检查

B. 直观检查

C．无损检验

D．金相检验

A B C D

你的答案： 标准答案：b

本题分数： 1.00 分，你答题的情况为 错误 所以你的得分为 0 分

解 析：

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2、 当怀疑特种设备表面有裂纹时，可用砂布将被检部位打磨干净，然后用浓度为＿＿的硝酸酒精溶液将其浸湿，擦净后用放大镜观察。

A．20％

B．15％

C．12％

D．10％

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