第三章 特種設(shè)備安全技術(shù)

　　第一節(jié) 特種設(shè)備安全基礎(chǔ)知識

　　一、特種設(shè)備的基本概念

　　特種設(shè)備是指涉及生命安全、危險性較大的鍋爐、壓力容器(含氣瓶下同)、壓力管道、電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設(shè)施等。

　　二、承壓類特種設(shè)備

　　(一)鍋爐

　　1.鍋爐的基礎(chǔ)知識

　　鍋爐是指將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，又將熱能傳遞給水、汽、導(dǎo)熱油等工質(zhì)，從而產(chǎn)生蒸汽、熱氣或通過導(dǎo)熱工質(zhì)輸出熱量的設(shè)備。

　　2.鍋爐的工作原理及工作特性

　　1)工作原理

　　鍋爐由“鍋”和“爐”以及相配套的附件、自控裝置、附屬設(shè)備組成?！板仭笔侵稿仩t接受熱量，并將熱量傳給水的受熱面系統(tǒng)，是鍋爐中儲存或輸送鍋水或蒸汽的密閉受壓部分?！板仭敝饕ǎ哄佂?或鍋殼)、水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器、對流管束及集箱等?！盃t”是指燃料燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔猓瑢⒒瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的空間和煙氣流通的通道――爐膛和煙道。“爐”主要包括：燃燒設(shè)備和爐墻等。

　　2)工作特性

　　(1)爆炸的危害性。鍋爐具有爆炸性。鍋爐在使用中發(fā)生破裂，使內(nèi)部壓力瞬時降至等于外界大氣壓的現(xiàn)象叫爆炸。

　　(2)易于損壞性。鍋爐由于長周期運行在高溫高壓的惡劣工況下，因而經(jīng)常受到局部損壞，如不能及時發(fā)現(xiàn)處理，會進一步導(dǎo)致重要部件和整個系統(tǒng)的全面受損。

　　(3)使用的廣泛性。由于鍋爐為整個社會生產(chǎn)、生活提供能源和動力，因而其應(yīng)用范圍極其廣泛。

　　(4)可靠的連續(xù)運行性。鍋爐一旦投用，一般要求連續(xù)運行，不能任意停用;否則，會影響一條生產(chǎn)線、一個廠，甚至一個地區(qū)的生活和生產(chǎn)，其間接經(jīng)濟損失巨大，有時還會造成惡劣的后果。

　　3)鍋爐的分類

　　(1)按用途分為：電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、生活鍋爐、機車鍋爐，船舶鍋爐等。

　　(2)按鍋爐產(chǎn)生的蒸汽壓力和蒸發(fā)量分為：高壓鍋爐、中壓鍋爐、低壓鍋爐及大型、中型、小型鍋爐。工業(yè)鍋爐一般是小型低壓鍋爐，電站鍋爐一般為大中型、中高壓鍋爐。

　　(3)按載熱介質(zhì)分為：蒸汽鍋爐、熱水鍋爐和有機熱載體鍋爐。

　　(4)按熱能來源分為：燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐、廢熱鍋爐。

　　(5)按鍋爐結(jié)構(gòu)分為：鍋殼式鍋爐、水管鍋爐。

　　(6)在燃煤鍋爐中按燃燒方式分為：層燃爐、沸騰爐、煤粉爐(室燃爐)。層燃爐又分手燒爐、鏈條爐、往復(fù)爐、拋煤機爐、振動爐、排爐。

　　(7)按蒸發(fā)段工質(zhì)循環(huán)動力分為：自然循環(huán)鍋爐、強制循環(huán)鍋爐和直流鍋爐。

　　3.鍋爐安全附件

　　1)安全閥

　　安全閥是鍋爐上的重要安全附件之一，它對鍋爐內(nèi)部壓力極限值的控制及對鍋爐的安全保護起著重要的作用。安全閥應(yīng)按規(guī)定配置，合理安裝;安全閥應(yīng)結(jié)構(gòu)完整，靈敏、可靠。應(yīng)每年對其檢驗、定壓一次并鉛封完好，每月自動排放試驗一次，每周手動排放試驗一次，并做好記錄及簽名。

　　2)壓力表

　　壓力表用于準(zhǔn)確地測量鍋爐上所需測量部分壓力的大小。

　　(1) 鍋爐必須裝有與鍋筒(鍋殼)、蒸汽空間直接相連接的壓力表。

　　(2)根據(jù)工作壓力選用壓力表的量程范圍，一般應(yīng)在工作壓力的1.5～3倍。

　　(3)表盤直徑不應(yīng)小于100 mm，表的刻盤上應(yīng)劃有最高工作壓力紅線標(biāo)志。

　　(4)壓力表裝置齊全(壓力表、存水彎管、三通旋塞)、，每半年校驗一次，并鉛封完好。

　　3)水位計

　　水位計用于顯示鍋爐內(nèi)水位的高低。水位計應(yīng)安裝合理，便于觀察，且靈敏可靠。每臺鍋爐至少應(yīng)裝2只獨立的水位表。額定蒸發(fā)量小于等于0.2 t/h的鍋爐可只裝1只水位表。水位表應(yīng)設(shè)置放水管并接至安全地點。玻璃管式水位表應(yīng)有防護裝置。

　　4)溫度測量裝置

　　溫度是鍋爐熱力系統(tǒng)的重要參數(shù)之一，為了掌握鍋爐的運行狀況，做到鍋爐安全、經(jīng)濟運行，需依靠溫度測量裝置測量鍋爐的給水、蒸汽、煙氣等介質(zhì)的溫度對鍋爐熱力系統(tǒng)進行監(jiān)測。

　　5)保護裝置

　　(1)超溫報警和連鎖保護裝置。超溫報警裝置安裝在熱水鍋爐的出口處，當(dāng)鍋爐的水溫超過規(guī)定的水溫時，自動報警，提醒司爐人員采取措施減弱燃燒。超溫報警和聯(lián)鎖保護裝置連鎖后，還能在超溫報警的同時，自動切斷燃料的供應(yīng)和停止鼓、引風(fēng)，以防止熱水鍋爐發(fā)生超溫而導(dǎo)致鍋爐損壞或爆炸。

　　(2)高低水位警報和低水位連鎖保護裝置。當(dāng)鍋爐內(nèi)的水位高于最高安全水位或低于最低安全水位時，水位警報器就自動發(fā)出警報，提醒司爐人員采取措施防止事故發(fā)生。

　　(3)鍋爐熄火保護裝置。當(dāng)鍋爐爐膛熄火時，鍋爐熄火保護裝置起作用，切斷燃料供應(yīng)，并發(fā)出相應(yīng)信號。

　　6)排污閥或放水裝置

　　排污閥或放水裝置的作用是排放鍋水蒸發(fā)而殘留下的水垢、泥渣及其他有害物質(zhì)，使鍋水的水質(zhì)控制在允許的范圍內(nèi)，使受熱面保持清潔，以確保鍋爐的安全、經(jīng)濟運行。

　　7)防爆門

　　為了防止?fàn)t膛和尾部煙道再次燃燒造成破壞，常在爐膛和煙道易爆處裝設(shè)防爆門。

　　8)鍋爐自動控制裝置

　　通過工業(yè)自動化儀表對溫度、壓力、流量、成分等參數(shù)的測量和調(diào)節(jié)，達到監(jiān)視、控制、調(diào)節(jié)生產(chǎn)的目的，使鍋爐在最安全、經(jīng)濟的條件下運行。

　　(二)壓力容器

　　壓力容器，泛指在工業(yè)生產(chǎn)中用于完成反應(yīng)、傳質(zhì)、傳熱、分離和儲存等生產(chǎn)工藝過程，并能承受壓力的密閉容器。它被廣泛用于石油、化工、能源、冶金、機械、輕紡、醫(yī)藥、國防等工業(yè)領(lǐng)域。

　　1.壓力容器基礎(chǔ)知識

　　1)壓力容器的操作條件

　　(1)壓力。壓力容器的壓力可以來自兩個方面，一是壓力是容器外產(chǎn)生(增大)的，二是壓力是容器內(nèi)產(chǎn)生(增大)的。

　　最高工作壓力，多指在正常操作情況下，容器頂部可能出現(xiàn)的最高壓力。

　　設(shè)計壓力，系是指在相應(yīng)設(shè)計溫度下用以確定容器殼體厚度的壓力，亦即標(biāo)注在銘牌上的容器設(shè)計壓力，壓力容器的設(shè)計壓力值不得低于最高工作壓力;當(dāng)容器各部位或受壓元件所承受的液柱靜壓力達到5%設(shè)計壓力時，則應(yīng)取設(shè)計壓力和液柱靜壓力之和進行該部位或元件的設(shè)計計算;裝有安全閥的壓力容器，其設(shè)計壓力不得低于安全閥的開啟壓力或爆破壓力。容器的設(shè)計壓力確定應(yīng)按GB 150的相應(yīng)規(guī)定。

　　(2)溫度。

　　金屬溫度，系指容器受壓元件沿截面厚度的平均溫度。任何情況下，元件金屬的表面溫度不得超過鋼材的允許使用溫度。

　　設(shè)計溫度，系指容器在正常操作情況下，在相應(yīng)設(shè)計壓力下，殼壁或元件金屬可能達到的最高或最低溫度。當(dāng)殼壁或元件金屬的溫度低于―20℃，按最低溫度確定設(shè)計溫度;除此之外，設(shè)計溫度一律按最高溫度選取。設(shè)計溫度值不得低于元件金屬可能達到的最高金屬溫度;對于0℃以下的金屬溫度，則設(shè)計溫度不得高于元件金屬可能達到的最低金屬溫度。容器設(shè)計溫度(即標(biāo)注在容器銘牌上的設(shè)計介質(zhì)溫度)是指殼體的設(shè)計溫度。

　　(3)介質(zhì)。生產(chǎn)過程所涉及的介質(zhì)品種繁多，分類方法也有多種。按物質(zhì)狀態(tài)分類，有氣體、液體、液化氣體、單質(zhì)和混合物等;按化學(xué)特性分類，則有可燃、易燃、惰性和助燃四種;按它們對人類毒害程度，又可分為極度危害(I)、高度危害(Ⅱ)、中度危害(Ⅲ)、輕度危害(Ⅳ)四級。

　　易燃介質(zhì)：是指與空氣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%的氣體，如一甲胺、乙烷、乙烯等。

　　毒性介質(zhì)：《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(以下簡稱《容規(guī)》)對介質(zhì)毒性程度的劃分參照GB 5044《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》分為四級。其最高容許濃度分別為：極度危害(I級)<0.1 mg/m3;高度危害(Ⅱ級)0. 1 ～<1.0 mg/m3;中度危害(Ⅲ級)1.0 ～<10 mg/m3;輕度危害(1V級)≥10 mg/m3。

　　壓力容器中的介質(zhì)為混合物質(zhì)時，應(yīng)以介質(zhì)的組成并按毒性程度或易燃介質(zhì)的劃分原則，由設(shè)計單位的工藝設(shè)計部門或使用單位的生產(chǎn)技術(shù)部門決定介質(zhì)毒性程度或是否屬于易燃介質(zhì)。

　　腐蝕性介質(zhì)，石油化工介質(zhì)對壓力容器用材具有耐腐蝕性要求。有時是因介質(zhì)中有雜質(zhì)，使腐蝕性加劇。腐蝕介質(zhì)的種類和性質(zhì)各不相同，加上工藝條件不同，介質(zhì)的腐蝕性也不相同。這就要求壓力容器在選用材料時，除了應(yīng)滿足使用條件下的力學(xué)性能要求外，還要具備足夠的耐腐蝕性，必要時還要采取一定的防腐措施。

　　2)壓力容器的分類

　　壓力容器分類方法很多，為利于安全技術(shù)監(jiān)察和管理，《容規(guī)》將壓力容器劃分為3類。

　　(1)第三類壓力容器：高壓容器;中壓容器(僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì));中壓儲存容器(僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且pV大于等于 l0 MPa•m3);中壓反應(yīng)容器(僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且pV大于等于0. 5 MPa•m3);低壓容器(僅限毒性程度為極度和高度危害的介質(zhì)，且pV大于等于0. 2 MPa•m3);高壓、中壓管殼式余熱鍋爐;中壓搪玻璃壓力容器;使用強度級別較高(指相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中抗拉強度規(guī)定值下限大于等于540 MPa)的材料制造的壓力容器;移動式壓力容器，包括鐵路罐車(介質(zhì)為液化氣體、低溫液體)、罐式汽車液化氣體運輸(半掛)車、低溫液體運輸(半掛)車、永久氣體運輸(半掛)車和罐式集裝箱(介質(zhì)為液化氣體、低溫液體)等;球形儲罐(容積大于等于50m3);低溫液體儲存容器(容積大于5m3)。

　　(2)第二類壓力容器：中壓容器;低壓容器(僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì));低壓反應(yīng)容器和低壓儲存容器(僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì));低壓管殼式余熱鍋爐;低壓搪玻璃壓力容器。

　　(3)低壓容器為第一類壓力容器(第三類和第二類規(guī)定的除外)。

　　2.安全附件

　　1)安全閥

　　安全閥是一種由進口靜壓開啟的自動泄壓閥門。它依靠介質(zhì)自身的壓力排出一定數(shù)量的流體，以防止容器或系統(tǒng)內(nèi)的壓力超過預(yù)定的安全值;當(dāng)容器內(nèi)的壓力恢復(fù)正常后，閥門自行關(guān)閉，并阻止介質(zhì)繼續(xù)排出。安全閥分全啟式安全閥和微啟式安全閥。根據(jù)安全閥的整體結(jié)構(gòu)和加載方式可以分為靜重式、杠桿式、彈簧式和先導(dǎo)式等4種。

　　2)爆破片

　　爆破片裝置是一種非重閉式泄壓裝置，由進口靜壓使爆破片受壓爆破而泄放出介質(zhì)，以防止容器或系統(tǒng)內(nèi)的壓力超過預(yù)定的安全值。

　　爆破片又稱為爆破膜或防爆膜，是一種斷裂型安全泄放裝置。與安全閥相比，它具有結(jié)構(gòu)簡單，泄壓反應(yīng)快，密封性能好，適應(yīng)性強等特點。

　　3)安全閥與爆破片裝置的組合

　　安全閥與爆破片裝置并聯(lián)組合時，爆破片的標(biāo)定爆破壓力不得超過容器的設(shè)計壓力。安全閥的開啟壓力應(yīng)略低于爆破片的標(biāo)定爆破壓力。

　　當(dāng)安全閥進口和容器之間串聯(lián)安裝爆破片裝置時，應(yīng)滿足下列條件：①安全閥和爆破片裝置組合的泄放能力應(yīng)滿足要求;②爆破片破裂后的泄放面積應(yīng)不小于安全閥進口面積，同時應(yīng)保證使得爆破片破裂的碎片不影響安全閥的正常動作;③爆破片裝置與安全閥之間應(yīng)裝設(shè)壓力表、旋塞、排氣孔或報警指示器，以檢查爆破片是否破裂或滲漏。

　　當(dāng)安全閥出口側(cè)串聯(lián)安裝爆破片裝置時，應(yīng)滿足下列條件：①容器內(nèi)的介質(zhì)應(yīng)是潔凈的，不含有膠著物質(zhì)或阻塞物質(zhì);②安全閥的泄放能力應(yīng)滿足要求;③當(dāng)安全閥與爆破片之間存在背壓時，安全閥仍能在開啟壓力下準(zhǔn)確開啟;④爆破片的泄放面積不得小于安全閥的進口面積;⑤安全閥與爆破片裝置之間應(yīng)設(shè)置放空管或排污管，以防止該空間的壓力累積。

　　4)爆破帽

　　爆破帽為一端封閉，中間具有一薄弱斷面的厚壁短管，爆破壓力誤差較小，泄放面積較小，多用于超高壓容器。超壓時其薄弱面上的拉伸應(yīng)力達到材料的強度極限發(fā)生斷裂。由于其工作時通常還有溫度影響，因此，一般均選用熱處理性能穩(wěn)定，且隨溫度變化較小的高強度鋼材料(如34CrNi3Mo等)制造，其破爆壓力與材料強度之比一般為0.2～0. 5。

　　5)易熔塞

　　易熔塞屬于“熔化型”(“溫度型”)安全泄放裝置，它的動作取決于容器壁的溫度，主要用于中、低壓的小型壓力容器，在盛裝液化氣體的鋼瓶中應(yīng)用更為廣泛。

　　6)緊急切斷閥

　　緊急切斷閥是一種特殊結(jié)構(gòu)和特殊用途的閥門，它通常與截止閥串聯(lián)安裝在緊靠容器的介質(zhì)出口管道上，其作用是在管道發(fā)生大量泄漏時緊急止漏;一般還具有過流閉止及超溫閉止的性能，并能在近程和遠程獨立進行操作。緊急切斷閥按操縱方式的不同，可分為機械(或手動)牽引式、油壓操縱式、氣壓操縱式和電動操縱式等多種，前兩種目前在液化石油氣槽車上應(yīng)用非常廣泛。

　　7)減壓閥

　　減壓閥的工作原理是利用膜片、彈簧、活塞等敏感元件改變閥瓣與閥座之間的間隙，當(dāng)介質(zhì)通過時產(chǎn)生節(jié)流，壓力下降而使其減壓的閥門。

　　當(dāng)調(diào)節(jié)螺栓向下旋緊時，彈簧被壓縮，將膜片向下推，頂開脈沖閥閥瓣，高壓側(cè)的一部分介質(zhì)就經(jīng)高壓通道進入，經(jīng)脈沖閥閥瓣與閥座間的間隙流入環(huán)形通道而進入氣缸，向下推動活塞并打開主閥閥瓣，這時高壓側(cè)的介質(zhì)便從主閥閥瓣與閥座之間的間隙流過而被節(jié)流減壓。同時，低壓側(cè)的一部分介質(zhì)經(jīng)低壓通道進入膜片下方空間，當(dāng)其壓力由于高壓側(cè)的介質(zhì)壓力升高而升高到足以抵消彈簧的彈力時，膜片向上推動脈沖閥閥瓣逐漸閉合，使進入氣缸的介質(zhì)減少，活塞和主閥閥瓣向上移動，主閥關(guān)小，從而減少流向低壓側(cè)的介質(zhì)量，使低壓側(cè)的壓力不致因高壓側(cè)壓力升高而升高，從而達到自動調(diào)節(jié)壓力的目的。

　　7)壓力表、溫度計、液位計

　　(1)壓力表。壓力表是指示容器內(nèi)介質(zhì)壓力的儀表，是壓力容器的重要安全裝置。按其結(jié)構(gòu)和作用原理，壓力表可分為液柱式、彈性元件式、活塞式和電量式四大類?；钊綁毫τ嬐ǔＳ米餍ｒ炗玫臉?biāo)準(zhǔn)儀表，液柱式壓力計一般只用于測量很低的壓力，壓力容器廣泛采用的是各種類型的彈性元件式壓力計。

　　(2)液位計。液位計又稱液面計，是用來觀察和測量容器內(nèi)液位位置變化情況的儀表。特別是對于盛裝液化氣體的容器，液位計是一個必不可少的安全裝置。

　　(3)溫度計。溫度計是用來測量物質(zhì)冷熱程度的儀表，可用來測量壓力容器介質(zhì)的溫度，對于需要控制壁溫的容器，還必須裝設(shè)測試壁溫的溫度計。

　　【例題】：對于壓力容器，以下說法正確的是：___。( )、

　　A. 壓力容器的最高工作壓力大于壓力容器的設(shè)計壓力

　　B. 壓力容器的設(shè)計壓力小于安全閥的開啟壓力

　　C. 壓力容器受壓元件金屬表面溫度不得超過鋼材的允許使用溫度

　　D. 壓力容器設(shè)計溫度應(yīng)低于元件金屬可能達到的最高金屬溫度

　　【答案】： C

　　三、機電類特種設(shè)備

　　(一)電梯

　　電梯是指動力驅(qū)動，利用沿剛性軌道運動的箱體或者沿固定線路運行的梯級(踏步)，進行升降或平行運送人、貨物的機電設(shè)備，包括載人(貨)電梯、自動扶梯、自動人行道等。

　　電梯可能發(fā)生的危險一般有：人員被擠壓、撞擊和發(fā)生墜落、剪切;人員被電擊、轎廂超越極限行程發(fā)生撞擊;轎廂超速或因斷繩造成墜落;由于材料失效、強度喪失而造成結(jié)構(gòu)破壞等。

　　保證電梯的安全性，除了充分考慮在結(jié)構(gòu)的合理性、可靠性，電氣控制和拖動的可靠性方面外，還應(yīng)針對各種可能發(fā)生的危險，設(shè)置專門的安全裝置。

　　1.防超越行程的保護

　　為防止電梯由于控制方面的故障，轎廂超越頂層或底層端站繼續(xù)運行，必須設(shè)置保護裝置以防止發(fā)生嚴重的后果和結(jié)構(gòu)損壞。

　　防止越程的保護裝置一般是由設(shè)在井道內(nèi)上下端站附近的強迫換速開關(guān)、限位開關(guān)和極限開關(guān)組成。這些開關(guān)或碰輪都安裝在固定于導(dǎo)軌的支架上，由安裝在轎廂上的打板(撞桿)觸動而動作。

　　2.防電梯超速和斷繩的保護

　　當(dāng)電梯由于控制失靈，曳引力不足，制動器失靈或制動力不足，以及超載拖動繩斷裂等原因，都會造成轎廂超速和墜落，因此，必須有可靠的保護措施。

　　防超速和斷繩的保護裝置是安全鉗一限速器系統(tǒng)。安全鉗是一種使轎廂(或?qū)χ?停止向下運動的機械裝置，凡是由鋼絲繩或鏈條懸掛的電梯轎廂均應(yīng)設(shè)置安全鉗。當(dāng)?shù)乜酉掠腥四苓M入的空間時，對重也可設(shè)安全鉗。安全鉗一般都安裝在轎架的底梁上，成對地同時作用在導(dǎo)軌上。

　　限速器是限制電梯運行速度的裝置，一般安裝在機房。當(dāng)轎廂上行或下行超速時，通過電氣觸點使電梯停止運行，當(dāng)下行超速，電氣觸點動作仍不能使電梯停止，速度達到一定值后，限速器機械動作，拉動安全鉗夾住導(dǎo)軌將轎廂制停;當(dāng)斷繩造成轎廂(或?qū)χ?墜落時，也由限速的機械動作拉動安全鉗，使轎廂制停在導(dǎo)軌上。安全鉗和限速器動作后，必須將轎廂(或?qū)χ?提起，并經(jīng)稱職人員調(diào)整后方能恢復(fù)使用。

　　3.防人員剪切和墜落的保護

　　在電梯事故中人員被運動的轎廂剪切或墜入井道的事故占的比例較大，而且這些事故后果都十分嚴重，所以防止人員剪切和墜落的保護十分重要。防人員墜落和剪切的保護主要由門、門鎖和門的電氣安全觸點聯(lián)合承擔(dān)，標(biāo)準(zhǔn)要求：

　　(1)當(dāng)轎門和層門中任一門扇未關(guān)好和門鎖未嚙合7 mm以上時，電梯不能啟動。

　　(2)當(dāng)電梯運行時轎門和層門中任一門扇被打開，電梯應(yīng)立即停止運行。

　　(3)當(dāng)轎廂不在層站時，在站層門外不能將層門打開。

　　(4)緊急開鎖的鑰匙只能交給一個負責(zé)人員，只有緊急情況才能由專業(yè)人員使用。

　　4.緩沖裝置

　　電梯由于控制失靈、曳引力不足或制動失靈等發(fā)生轎廂或?qū)χ囟椎讜r，緩沖器將吸收轎廂或?qū)χ氐膭幽埽峁┳詈蟮谋Ｗo，以保證人員和電梯的安全。

　　緩沖器分蓄能型緩沖器和耗能型緩沖器。前者主要以彈簧和聚氨酯材料等為緩沖元件，后者主要是油壓緩沖器。

　　5.報警和救援裝置

　　電梯發(fā)生人員被困在轎廂內(nèi)時，通過報警或通信裝置應(yīng)能將情況及時通知管理人員并通過救援裝置將人員安全救出轎廂。

　　(1)報警裝置。電梯必須安裝應(yīng)急照明和報警裝置，并由應(yīng)急電源供電。

　　(2)救援裝置。電梯困人的救援以往主要采用自救的方法，即轎廂內(nèi)的操縱人員從上部安全窗爬上轎頂將層門打開。隨著電梯的發(fā)展，無人員操縱電梯的廣泛使用，再采用自救的方法不但十分危險而且?guī)缀醪豢赡?。因為作為公共交通工具的電梯，乘員十分復(fù)雜，電梯故障時乘員不可能從安全窗爬出，就是爬上了轎頂也打不開層門，反而會發(fā)生其他事故。因此現(xiàn)在電梯從設(shè)計上就決定了救援必須從外部進行。

　　6.停止開關(guān)和檢修運行裝置

　　(1)停止開關(guān)一般稱急停開關(guān)，按要求在轎頂、底坑和滑輪間必須裝設(shè)停止開關(guān)。停止開關(guān)應(yīng)符合電氣安全觸點的要求，應(yīng)是雙穩(wěn)態(tài)非自動復(fù)位的、誤動作不能使其釋放。停止開關(guān)要求是紅色的，并標(biāo)有“停止”和“運行”的位置;若是刀閘式或撥桿式開關(guān)，應(yīng)以把手或撥桿朝下為停止位置。

　　(2)檢修運行是為便于檢修和維護而設(shè)置的運行狀態(tài)，由安裝在轎頂或其他地方的檢修運行裝置進行控制。

　　檢修運行裝置包括一個運行狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)、操縱運行的方向按鈕和停止開關(guān)。該裝置也可以與能防止誤動作的特殊開關(guān)一起從轎頂控制門機構(gòu)的動作。

　　7.消防功能

　　發(fā)生火災(zāi)時井道往往是煙氣和火焰蔓延的通道，而且一般層門在70℃以上時也不能正常工作。為了乘員的安全，在火災(zāi)發(fā)生時必須使所有電梯停止應(yīng)答召喚信號，直接返回撤離層站，即具有火災(zāi)自動返基站功能。

　　8.防機械傷害的防護

　　電梯很多運動部分在人接近時可能會產(chǎn)生撞擊、擠壓、絞碾等危險，在工作場地由于地面的高低差也可能會產(chǎn)生摔跌等危險，所以必須采取防護。

　　人在操作、維護中可以接近的旋轉(zhuǎn)部件，尤其是傳動軸上突出的鎖銷和螺釘，鋼帶、鏈條、皮帶，齒輪、鏈輪，電動機的外伸軸，甩球式限速器等，必須有安全網(wǎng)罩或柵欄，以防無意中觸及。曳引輪、盤車手輪、飛輪等光滑圓形部件可不加防護，但應(yīng)部分或全部涂成黃色以示提醒。

　　轎頂和對重的反繩輪，必須安裝防護罩。防護罩要能防止人員的肢體或衣服被絞入，還要能防止異物落入和鋼絲繩脫出。

　　在底坑中對重運行的區(qū)域和裝有多臺電梯的井道中不同電梯的運動部件之間均應(yīng)設(shè)隔障。

　　機房地面高差大于0.5 m時，在高處應(yīng)設(shè)欄桿并安設(shè)梯子。

　　在轎頂邊緣與井道壁水平距離超過0.2 m時，應(yīng)在轎頂設(shè)護欄，護欄的安設(shè)應(yīng)不影響人員安全和方便地通過入口進入轎頂。

　　9.電氣安全保護

　　對電梯的電氣裝置和線路必須采取安全保護措施，以防止發(fā)生人員觸電和設(shè)備損毀事故。按GB 7588―1995的要求，電梯應(yīng)采取以下電氣安全保護措施：

　　(1)直接觸電的防護。絕緣是防止發(fā)生直接觸電和電氣短路的基本措施。

　　(2)間接觸電的防護。在電源中性點直接接地的供電系統(tǒng)中，防止間接觸電最常用的防護措施是將故障時可能帶電的電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分與供電變壓器的中性點進行電氣連接。

　　(3)電氣故障防護。按規(guī)定交流電梯應(yīng)有電源相序保護。當(dāng)電源斷相或錯相時，應(yīng)停止電梯運行。在變頻調(diào)速電梯中，由于變頻裝置是先將交流整流成直流再進行變頻調(diào)制，所以錯相對其不會發(fā)生影響。

　　直接與電源相連的電動機和照明電路應(yīng)有短路保護，短路保護一般用自動空氣斷路器或熔斷器。與電源直接相連的電動機還應(yīng)有過載保護。

　　(4)電氣安全裝置。電氣安全裝置包括：直接切斷驅(qū)動主機電源接觸器或中間繼電器的安全觸點;不直接切斷上述接觸器或中間繼電器的安全觸點和不滿足安全觸點要求的觸點。但當(dāng)電梯電氣設(shè)備出現(xiàn)故障，如無電壓或低電壓、導(dǎo)線中斷、絕緣損壞、元件短路或斷路、繼電器和接觸器不釋放或不吸合、觸頭不斷開或不閉合、斷相錯相等時，電氣安全裝置應(yīng)能防止電梯出現(xiàn)危險。

　　【例題】：電梯的停止開關(guān)一般稱急停開關(guān)，按要求在___必須裝設(shè)停止開關(guān)。

　　A. 轎門 B. 轎頂 C. 底坑 D. 機房 E. 滑輪間

　　【答案】： BCE

　　(二)起重機械

　　起重機械，是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移動重物的機電設(shè)備。其范圍規(guī)定為額定起重量大于或者等于0.5t的升降機，額定起重量大于或等于1t，且提升高度大于或等于 2m的起重機和承重形式固定的電動葫蘆。

　　1.起重機械工作特點

　　綜合起重機械的工作特點，可概括為以下7點。

　　(1)起重機械通常具有龐大的結(jié)構(gòu)和比較復(fù)雜的機構(gòu)，能完成一次起升運動、一次或幾次水平運動。

　　(2)所吊運的重物多種多樣，載荷是變化的。

　　(3)大多數(shù)起重機械，需要在較大的范圍內(nèi)運行，活動空間較大。

　　(4)有些起重機械，需要直接載運人員在導(dǎo)軌、平臺或鋼絲繩上做升降運動(如電梯、升降平臺等)，其可靠性直接影響人身安全。

　　(5)暴露的、活動的零部件較多，且常與吊運作業(yè)人員直接接觸(如吊鉤、鋼絲繩等)，潛在許多偶發(fā)的危險因素。

　　(6)作業(yè)環(huán)境復(fù)雜。

　　(7)作業(yè)中常常需要多人配合，共同進行一個操作。

　　上述諸多危險因素的存在，決定了起重傷害事故較多。

　　2.起重機安全正常工作的條件

　　為了保證起重機的安全正常工作，起重機設(shè)計時應(yīng)滿足下列3個基本條件。

　　(1)金屬結(jié)構(gòu)和機械零部件應(yīng)具有足夠的強度、剛性和抗屈曲能力。

　　(2)整機必須具有必要的抗傾覆穩(wěn)定性。

　　(3)原動機具有滿足作業(yè)性能要求的功率，制動裝置提供必需的制動力矩。

　　3.起重機安全裝置

　　1)位置限制與調(diào)整裝置

　　(1)上升極限位置限制器?！镀鹬貦C械安全規(guī)程》規(guī)定，凡是動力驅(qū)動的起重機，其起升機構(gòu)(包括主副起升機構(gòu))，均應(yīng)裝設(shè)上升極限位置限制器。

　　(2)運行極限位置限制器。凡是動力驅(qū)動的起重機，其運行極限位置都應(yīng)裝設(shè)運行極限位置限制器。

　　(3)偏斜調(diào)整和顯示裝置。起重機械安全規(guī)程要求：跨度等于或超過40 m的裝卸橋和門式起重機，應(yīng)裝偏斜調(diào)整和顯示裝置。

　　(4)緩沖器。起重機械安全規(guī)程要求，橋式、門式起重機、裝卸橋，以及門座起重機或升降機等都要裝設(shè)緩沖器。

　　2)防風(fēng)防爬裝置

　　《起重機械安全規(guī)程》規(guī)定，在露天工作于軌道上運行的起重機，如門式起重機、裝卸橋、塔式起重機和門座起重機，均應(yīng)裝設(shè)防風(fēng)防爬裝置。

　　此外，在露天跨工作的橋式起重機因環(huán)境因素的影響，可能出現(xiàn)地形風(fēng)。它的持續(xù)時間較短，但風(fēng)力很強，足以吹動起重機作較長距離的滑行，并可能撞毀軌道端部止擋，造成脫軌或跌落。所以《起重機械安全規(guī)程》規(guī)定，在露天跨工作的橋式起重機也宜裝設(shè)防風(fēng)夾軌器和錨定裝置或鐵鞋。

　　起重機防風(fēng)防爬裝置主要有3類，即夾軌器、錨定裝置和鐵鞋。按照防風(fēng)裝置的作用方式不同，可分為自動作用與非自動作用兩類。

　　3)安全鉤、防后傾裝置和回轉(zhuǎn)鎖定裝置

　　(1)安全鉤。單主梁起重機，由于起吊重物是在主梁的一側(cè)進行，重物等對小車產(chǎn)生一個傾翻力矩，由垂直反軌輪或水平反軌輪產(chǎn)生的抗傾翻力矩使小車保持平衡，不能傾翻。但是，只靠這種方式不能保證在風(fēng)災(zāi)、意外沖擊、車輪破碎、檢修等情況時的安全。因此，這種類型的起重機應(yīng)安裝安全鉤。安全鉤根據(jù)小車和軌輪形式的不同，也設(shè)計成不同的結(jié)構(gòu)。

　　(2)防后傾裝置。用柔性鋼絲繩牽引吊臂進行變幅的起重機，當(dāng)遇到突然卸載等情況時，會產(chǎn)生使吊臂后傾的力，從而造成吊臂超過最小幅度，發(fā)生吊臂后傾的事故。因此，這類起重機安裝防后傾裝置。 吊臂后傾主要由幾種原因造成：起升用的吊具、索具或起升用鋼絲繩存在缺陷，在起吊過程中突然斷裂，使重物下落;或者由于起重工綁掛不當(dāng)，起吊過程中重物散落。這些情況都會形成突然卸載，造成吊臂反彈后傾事故。為了防止這類事故，在我國《起重機械安全規(guī)程》中明確規(guī)定，流動式起重機和動臂式塔式起重機上應(yīng)安裝防后傾裝置(液壓變幅除外)。

　　(3)回轉(zhuǎn)鎖定裝置?；剞D(zhuǎn)鎖定裝置，是指臂架起重機處于運輸、行駛或非工作狀態(tài)時，鎖住回轉(zhuǎn)部分，使之不能轉(zhuǎn)動的裝置。

　　回轉(zhuǎn)鎖定器常見型式有機械鎖定器和液壓鎖定器兩種。其結(jié)構(gòu)比較簡單，通常是用鎖銷插入方法，壓板頂壓方法或螺栓緊定方式等。液壓式鎖定器通常用雙作用活塞式油缸對轉(zhuǎn)臺進行鎖定?；剞D(zhuǎn)鎖定裝置的原理基本相同。

　　4)起重量限制器

　　(1)形式和功能：超載保護裝置按其功能的不同，可分為自動停止型和綜合型兩種。按結(jié)構(gòu)型式分，有電氣型和機械型兩種。

　　超載保護裝置應(yīng)具有動載抑制功能、自動工作功能、自動保險功能。

　　(2)工作原理。起重量限制器，主要用于橋架型起重機，其主導(dǎo)產(chǎn)品為電氣型。電氣型產(chǎn)品一般由載荷傳感器和二次儀表兩部分組成。

　　載荷傳感器使用電阻應(yīng)變式或壓磁式傳感器，根據(jù)安裝位置配置專用安裝附件。傳感器的結(jié)構(gòu)形式，主要有壓式、拉式和剪切梁式3種。

　　5)力矩限制器

　　(1)動臂變幅的塔式起重機力矩限制器。動臂變幅的塔式起重機，一般使用機械型力矩限制器。

　　(2)小車變幅式起重機超載保護裝置。小車變幅式起重機一般使用起重量限制器和起重力矩限制器來共同實施超載保護。

　　(3)流動式起重機超載保護裝置。流動式起重機一般使用力矩限制器進行超載保護。

　　6)防碰裝置

　　防碰裝置的結(jié)構(gòu)型式主要有兩種。

　　(1)反射型。由發(fā)射器、接收器、控制器和反射板組成。

　　(2)直射型。檢測波不經(jīng)過反射板反射的產(chǎn)品統(tǒng)稱為直射型。

　　7)危險電壓報警器

　　臂架型起重機在輸電線附近作業(yè)時，由于操作不當(dāng)，臂架、鋼絲繩等過于接近甚至碰觸電線，都會造成感電或觸電事故。為了防止這類事故，東歐、日本等國從70年代起研制危險電壓報警器，目前已進入系列化生產(chǎn)階段。

　　(三)大型游樂設(shè)施

　　游樂設(shè)施是指用于經(jīng)營目的，在封閉的區(qū)域內(nèi)運行、承載游客游樂的設(shè)施。游藝機及設(shè)施大致可以分為：回轉(zhuǎn)運動類、軌道運動類、戲水游戲類、場地運動類、電子娛樂類、夢幻仿真類、充氣彈跳類、體育競技類、體閑娛樂類等。

　　目前納入質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門安全監(jiān)察的游樂設(shè)施范圍為：轉(zhuǎn)馬類、滑行類、觀纜車類、自控飛機類、陀螺類、飛行塔類、架空游覽車類、賽車類、小火車類、碰碰車類、電池車類、水上游樂類(水上摩托、快艇和游船除外)，滑道、滑索、蹦極和其他無動力類游樂設(shè)施(兒童用組合游樂設(shè)施除外)，其運行的最大線速度不小于5 km/h或運行高度距地面2 m以上的游樂設(shè)施。

　　(四)客運索道

　　索道是利用架空繩索、支承和牽引客車(或貨車)等運送乘客(或貨運)的一種運輸設(shè)備。其包括客運架空索道、客運纜車和拖牽索道等。

　　客運索道按其運行方式可以分為往復(fù)式和循環(huán)式兩大類。往復(fù)式索道又可分為承重與牽引分開的 往復(fù)式單客廂索道，承重和牽引分開的車組往復(fù)式索道，以及承重和牽引合一的單線車組往復(fù)式索道3種。循環(huán)式索道中又可分為連續(xù)循環(huán)式、間歇循環(huán)式(運行 ――停止――運行)及脈動循環(huán)式(快速運行――慢速運行――快速運行)3種。其中連續(xù)循環(huán)式應(yīng)用最廣泛，其次是脈動循環(huán)式，而間歇循環(huán)式較少采用?？瓦\索道還可按照使用的抱索器形式和運載工具的型式進行分類。按使用的抱索器型式分，有固定抱索器客運索道和脫掛式抱索器客運索道;按所用的運載工具型式分，有吊廂式、吊椅式、吊籃式和拖牽式等。

　　【例題】： 以下說法不符合《起重機械安全規(guī)程》規(guī)定的是___。( )、

　　A. 凡是動力驅(qū)動的起重機，其起升機構(gòu)均應(yīng)裝設(shè)上升極限位置限制器

　　B. 凡是動力驅(qū)動的起重機，其運行極限位置都應(yīng)裝設(shè)運行極限位置限制器。

　　C. 跨度等于或超過40 m的塔式和門式起重機，應(yīng)裝偏斜調(diào)整和顯示裝置

　　D. 橋式、門式起重機、裝卸橋，以及門座起重機或升降機等都要裝設(shè)緩沖器。

　　【答案】： C

　　四、特種設(shè)備檢測技術(shù)

　　特種設(shè)備的種類、結(jié)構(gòu)、類型繁多，其設(shè)計參數(shù)和使用條件各不相同，承壓設(shè)備所盛裝的介質(zhì)可能具有不同程度的腐蝕或磨損的性質(zhì)，因此，對它們進行檢驗時，必須采用各種不同的檢驗方法，才能對特種設(shè)備的安全使用性能作出全面、正確的評價。

　　(一)、宏觀檢查

　　直觀檢查和量具檢查通常稱為宏觀檢查。宏觀檢查是對在用承壓類特種設(shè)備進行內(nèi)、外部檢驗常用的檢驗方法。宏觀檢查的方法簡單易行，可以直接發(fā)現(xiàn)和檢驗容器內(nèi)、外表面比較明顯的缺陷，為進一步利用其他方法作詳細的檢驗提供線索和依據(jù)。

　　1.直觀檢查

　　直觀檢查是承壓類特種設(shè)備最基本的檢驗方法，通常在采用其他檢驗方法之前進行，是進一步檢驗的基礎(chǔ)。它主要是憑借檢驗人員的感覺器官，對容器的內(nèi)、外表面進行檢查，以判別其是否有缺陷。

　　1)、檢查內(nèi)容

　　直觀檢查，要求檢查容器的本體和受壓元件的結(jié)構(gòu)是否合理，承壓類特種設(shè)備的連接部位、焊縫、脹口、襯里等部位是否存在滲漏，承壓類特種設(shè)備表面是否存在腐蝕的深坑或斑點、明顯的裂紋、重皮折疊、磨損的溝槽、凹陷、鼓包等局部變形和過熱的痕跡，焊縫是否有表面氣孔、弧坑、咬邊等缺陷，容器內(nèi)、外壁的防腐層、保溫層、耐火隔熱層或襯里等是否完好等。

　　2)、檢查工具

　　用于直觀檢查的檢查工具有手電筒、5―10倍放大鏡、反光鏡、內(nèi)窺鏡、約0.5 kg的尖頭手錘等。

　　3)、檢查方法

　　(1)、通常采用肉眼檢查。肉眼能夠迅速掃視大面積范圍，并且能夠察覺細微的顏色和結(jié)構(gòu)的變化。

　　(2)、當(dāng)被檢查的部位比較狹窄(例如長度較長的管殼式容器，以及氣瓶等)、，無法直接觀察時，可以利用反光鏡或內(nèi)窺鏡伸入容器內(nèi)進行檢查。

　　(3)、當(dāng)懷疑設(shè)備表面有裂紋時，可用砂布將被檢部位打磨干凈，然后用濃度為10%的硝酸酒精溶液將其浸濕，擦凈后用放大鏡觀察。

　　(4)、對具有手孔或較大接管而人又無法進到內(nèi)部用肉眼檢查的小型設(shè)備，可將手從手孔或接管口伸入，觸摸內(nèi)表面，檢查內(nèi)壁是否光滑，有無凹坑、鼓包。

　　(5)、用約0.5 kg的尖頭手錘進行錘擊檢查是過去檢查鍋爐、壓力容器的一種常用的方法。當(dāng)容器表面有防腐層、保溫層、耐火隔熱層、襯里或夾套等妨礙檢查時，如果需要應(yīng)部分或全部拆除再進行直觀檢查。直觀檢查時，往往會在容器表面發(fā)現(xiàn)各種形態(tài)的缺陷，檢驗人員應(yīng)予以綜合判斷，并分別予以適當(dāng)?shù)奶幹谩?/P>

　　2.量具檢查

　　采用簡單的工具和量具對直觀檢查所發(fā)現(xiàn)的缺陷進行測量，以確定缺陷的嚴重程度，是直觀檢查的補充手段。

　　1)、檢查內(nèi)容

　　用量具檢查主要是檢查設(shè)備表面腐蝕的面積和深度，變形程度，溝槽和裂紋的長度，以及設(shè)備本體和受壓元件的結(jié)構(gòu)尺寸(如容器的平直度、管板的不平度等)、是否符合要求等。

　　2)、檢查工具

　　直尺、樣板、游標(biāo)卡尺、塞尺等。

　　3)、檢查方法

　　(1)、用拉線或量具檢查設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸。例如：用鋼卷尺圍出筒體的周長，用計算圓周長的公式和筒體的實際壁厚值算出筒體的平均內(nèi)直徑，以求得筒體的內(nèi)徑偏差;測量筒體同一斷面的不圓度等。

　　(2)、用平直尺緊靠設(shè)備、管板等的表面，用游標(biāo)卡尺或塞尺檢查設(shè)備的平直度，腐蝕、磨損、鼓包的深度(高度)、，管板的不平度等。

　　(3)、用預(yù)先按受壓元件的某部分做成的樣板緊靠其表面，檢查它們的形狀、尺寸是否符合設(shè)計要求(例如角焊縫的焊腳高度、封頭的曲率尺寸等)、，或測量其變形、腐蝕的程度。

　　(4)、在器壁發(fā)生均勻腐蝕、片狀腐蝕或密集斑點腐蝕的部位，目前通常采用超聲波測厚儀測量容器的剩余壁厚。

　　(二)、無損檢測

　　在承壓類特種設(shè)備構(gòu)件的內(nèi)部，常常存在著不易發(fā)現(xiàn)的缺陷;如焊縫中的未熔合、未焊透、夾渣、氣孔、裂紋等。要想知道這些缺陷的位置、大小、性質(zhì)，對每一臺設(shè)備進行破壞性檢查是不可能的，為此出現(xiàn)了無損探傷法，它是在不損傷被檢工件的情況下，利用材料和材料中缺陷所具有的物理特性探查其內(nèi)部是否存在缺陷的方法。

　　應(yīng)用無損檢測技術(shù)通常是為了達到4個目的：保證產(chǎn)品質(zhì)量、保障安全使用、改進制造工藝、降低生產(chǎn)成本。

　　1.射線檢測

　　(1)、射線檢測原理。射線照射在工件上，透射后的射線強度根據(jù)物質(zhì)的種類、厚度和密度而變化，利用射線的照相作用、熒光作用等特性，將這個變化記錄在膠片上，經(jīng)顯影后形成底片的黑度變化，根據(jù)底片黑度的變化可了解工件內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀態(tài)，達到檢查出缺陷的目的。

　　(2)、射線檢測的特點?？梢垣@得缺陷直觀圖像，定性準(zhǔn)確，對長度、寬度尺寸的定量也較準(zhǔn)確;檢測結(jié)果有直接記錄，可以長期保存;對體積型缺陷(氣孔、夾渣類)、檢出率高，對面積性缺陷(裂紋、未熔合類)、如果照相角度不適當(dāng)容易漏檢;適宜檢驗厚度較薄的工件，不適宜檢驗較厚的工件;適宜檢驗對接焊縫，不適宜檢驗角焊縫以及板材、棒材和鍛件等;對缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸(高度)、的確定較困難;檢測成本高、速度慢;射線對人體有害。

　　(3)、射線的安全防護。射線的安全防護主要是采用時間防護、距離防護和屏蔽防護三大技術(shù)。

　　時間防護即為盡量縮短人體與射線接觸的時間。如果到射線源的距離增大2倍，射線的強度會降低3/4。利用這一原理，可以采用機械手、遠距射線源操作等方法進行距離防護。還可在人體與射線源之間隔上一層屏蔽物，以阻擋射線，即進行屏蔽防護。

　　2.超聲波檢測

　　(1)、超聲波檢測原理。超聲波是一種超出人聽覺范圍的高頻率機械振動波。超聲波可以分為縱波、橫波、表面波等多種波型。當(dāng)介質(zhì)中質(zhì)點的位移與波傳播的方向一致時為縱波;質(zhì)點的位移與波傳播的方向垂直時為橫波;而表面波只能在工件表面?zhèn)鞑?。在固體中，各類聲波都可以傳播;在液體和氣體中，只有縱波才可以傳播。超聲波在同一均勻介質(zhì)中傳播時速度不變，傳播方向也不變，如果傳播過程中遇到另一種介質(zhì)，就會發(fā)生反射、折射或繞射的現(xiàn)象。制造容器使用的鋼材可視為均勻介質(zhì)，如果內(nèi)部存在缺陷，則缺陷會使超聲波產(chǎn)生反射現(xiàn)象，根據(jù)反射波幅的大小、方位，就能判定和測出缺陷的存在。

　　(2)、超聲波檢測特點。超聲波檢測對面積性缺陷的檢出率較高，而對體積型缺陷檢出率較低;適宜檢驗厚度較大的工件;適用于檢測各種試件，包括檢測對接焊縫、角焊縫，板材、管材、棒材、鍛件以及復(fù)合材料等;檢驗成本低、速度快，檢測儀器體積小、重量輕，現(xiàn)場使用方便;檢測結(jié)果無直接見證記錄;對缺陷在工件厚度方向上定位較準(zhǔn)確;材質(zhì)、晶粒度對檢測有影響。

　　3.磁粉檢測

　　(1)、磁粉檢測原理。鐵磁性材料被磁化后，其內(nèi)部產(chǎn)生很強的磁感應(yīng)強度，磁力線密度增大幾百倍到幾千倍，如果材料中存在不連續(xù)，磁力線會發(fā)生畸變，部分磁力線有可能逸出材料表面，從空間穿過，形成漏磁場。因空氣的磁導(dǎo)率遠低于零件的磁導(dǎo)率，使磁力線受阻，一部分磁力線擠到缺陷的底部，一部分穿過裂紋，一部分排擠出工件的表面后再進入工件。這后兩部分磁力線形成磁性較強的漏磁場。如果這時在工件上撒上磁粉，漏磁場就會吸附磁粉，形成與缺陷形狀相近的磁粉堆積(稱這種堆積為磁痕)、，從而顯示缺陷。當(dāng)裂紋方向平行于磁力線的傳播方向時，磁力線的傳播不會受到影響，這時缺陷也不可能檢出。

　　(2)、磁粉檢測特點。適宜鐵磁材料探傷，不能用于非鐵磁材料;可以檢出表面和近表面缺陷，不能用于檢測內(nèi)部缺陷;檢測靈敏度很高，可以發(fā)現(xiàn)極細小的裂紋以及其他缺陷;檢測成本很低，速度快;工件的形狀和尺寸有時因難以磁化而對探傷有影響。

　　4.滲透檢測

　　(1)、滲透檢測原理。零件表面被施涂含有熒光染料或著色染料的滲透液后，在毛細管作用下，經(jīng)過一定的時間，滲透液可以滲進表面開口的缺陷中;除去零件表面多余滲透液后，再在零件表面施涂顯像劑，同樣在毛細管的作用下，顯像劑將吸引缺陷中保留的滲透液，滲透液滲到顯像劑中，在一定的光源下，缺陷中的滲透液痕跡被顯示，從而探出缺陷的形貌及分布狀態(tài)。

　　(2)、滲透檢測特點。除了疏松多孔性材料外任何種類的材料，如鋼鐵材料、有色金屬、陶瓷材料和塑料等材料的表面開口缺陷都可用滲透檢測;形狀復(fù)雜的部件也可用滲透檢測，并一次操作就可大致做到全面檢測;同時存在幾個方向的缺陷時，用一次操作就可完成檢測;形狀復(fù)雜的缺陷也可容易地觀察顯示的痕跡;不需大型設(shè)備，攜帶式噴灌著色滲透檢測不需水、電，十分方便現(xiàn)場檢測;試件表面粗糙度對檢測結(jié)果影響大，探傷結(jié)果往往易受操作人員技術(shù)水平影響;可以檢出表面張口的缺陷，但對埋藏缺陷或閉口型的表面缺陷無法檢出;檢測程序多，速度慢，檢測靈敏度較磁粉低;材料較貴，成本高，有些材料易燃、有毒。

　　5.渦流檢測

　　(1)、渦流檢測原理。在工件中的渦流方向與給試件加交流電磁場的線圈(稱為初級線圈或激勵線圈)、的電流方向相反;而渦流產(chǎn)生的交流磁場又使得激勵線圈中的電流增加，假如渦流變化，這個增加的部分(反作用電流)、也變化，測定這個變化，可得到工件表面的信息。

　　(2)、渦流檢測的特點。檢測時與工件不接觸，所以檢測速度很快，易于實現(xiàn)自動化檢測;渦流檢測不僅可以探傷，而且可以揭示工件尺寸變化和材料特性，例如電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率的變化，利用這個特點可綜合評價容器消除應(yīng)力熱處理的效果，檢測材料的質(zhì)量以及測量尺寸;受集膚效應(yīng)的限制，很難發(fā)現(xiàn)工件深處的缺陷;缺陷的類型、位置、形狀不易估計，需輔以其他無損檢測的方法來進行缺陷的定位和定性;不能用于絕緣材料的檢測。

　　6.聲發(fā)射探傷法

　　(1)聲發(fā)射探傷法原理。聲發(fā)射技術(shù)是根據(jù)容器受力時材料內(nèi)部發(fā)出的應(yīng)力波判斷容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷程度的一種新的無損檢測方法。

　　(2)聲發(fā)射探傷特點。它與X射線、超聲波等常規(guī)檢測方法的主要區(qū)別在于聲發(fā)射技術(shù)是一種動態(tài)無損檢測方法。它能連續(xù)監(jiān)視容器內(nèi)部缺陷發(fā)展的全過程。

　　7.磁記憶檢測

　　磁記憶檢測原理是處于地磁環(huán)境下的鐵制工件受工作載荷的作用，其內(nèi)部會發(fā)生具有磁致伸縮性質(zhì)的磁疇組織定向的和不可逆轉(zhuǎn)的重新取向，并在應(yīng)力與變形集中區(qū)形成最大的漏磁場的變化。這種磁狀態(tài)的不可逆變化在工作載荷消除后繼續(xù)保留。從而通過漏磁場法向分量的測定，可以準(zhǔn)確地推斷工件的應(yīng)力集中區(qū)。

　　(三)、測厚

　　厚度測量是承壓類特種設(shè)備檢驗中常見的檢測項目。由于容器是閉合的殼體，測厚只能從一面進行，所以需要采用特殊的物理方法，最常用的是超聲波。

　　(四)、化學(xué)成分分析

　　鋼鐵材料元素分析的方法有原子發(fā)射光譜分析法和化學(xué)分析法兩種。在用鍋爐壓力容器檢驗中進行化學(xué)成分分析的目的，主要在于復(fù)核和驗證材料的元素含量是否符合材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，或者在焊接或返修補焊時借此制定焊接工藝，或者用于鑒定在用鍋爐壓力容器殼體材質(zhì)在運行一段時間后是否發(fā)生變化。

　　(五)、金相檢驗

　　金相檢驗的目的主要是為了檢查設(shè)備運行后受溫度、介質(zhì)和應(yīng)力等因素的影響，其材質(zhì)的金相組織是否發(fā)生了變化，是否存在裂紋、鍋燒、疏松、夾渣、氣孔、未焊透等缺陷。

　　金相檢驗分為宏觀金相和微觀金相，折斷面檢查是宏觀金相檢驗方法之一。

　　金相檢驗可以觀察到設(shè)備的局部金相組織。對于材料的金相檢驗，根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可以判定鋼材脫碳層深度，測定低碳鋼的游離滲碳體，亞共析鋼的帶狀組織和魏式組織，以及晶粒度等。對于在用壓力容器金相檢驗結(jié)果的判定，目前尚無標(biāo)準(zhǔn)可循，通常可采用與典型缺陷金相圖譜對比的方法來進行判定。在用壓力容器的斷口金相檢驗，還可以幫助我們判定腐蝕、斷裂的類型，分析造成容器失效的原因。

　　(六)、硬度測試

　　材料硬度值與強度存在一定的比例關(guān)系，材料化學(xué)成分中，大多數(shù)合金元素都會使材料的硬度升高，其中碳的影響最直接，材料中含碳量越大，其硬度越高，因此硬度測試有時用來判斷材料強度等級或鑒別材質(zhì);材料中不同金屬組織具有不同的硬度，故通過硬度值可大致了解材料的金相組織，以及材料在加工過程中的組織變化和熱處理效果;加工殘余應(yīng)力和焊接殘余應(yīng)力的存在對材料的硬度也會產(chǎn)生影響，加工殘余應(yīng)力和焊接殘余應(yīng)力值越大，硬度越高。

　　(七)、斷口分析

　　斷口分析是指人們通過肉眼或使用儀器觀察與分析金屬材料或金屬構(gòu)件損壞后的斷裂截面，來探討與材料或構(gòu)件損壞有關(guān)的各種問題的一種技術(shù)。

　　斷口是構(gòu)件破壞后兩個偶合斷裂截面的通稱。人們通過對斷口形態(tài)的觀察、研究和分析，去尋求斷裂的起因、斷裂方式、斷裂性質(zhì)、斷裂機制、斷裂韌性以及裂紋擴展速率等各種斷裂基本問題，以使人們正確地判斷引起斷裂的真實原因究竟是起源于材料質(zhì)量、構(gòu)件的制造工藝、構(gòu)件使用的環(huán)境因素影響，還是構(gòu)件使用的操作因素等等。

　　斷口分析技術(shù)的發(fā)展概括起來經(jīng)歷了3個階段：用肉眼、低倍率放大鏡或光學(xué)顯微鏡直接觀察階段，用透射電子顯微鏡(簡稱“透射電鏡”)、觀察斷口復(fù)型的間接階段;用掃描電子顯微鏡(簡稱“掃描電鏡”)、直接觀察階段。通常人們把第一階段稱為宏觀斷口分析，而把后兩個階段稱為微觀斷口分析，有時又稱作“電子斷口學(xué)分析”或“電子顯微斷口學(xué)分析”。

　　(八)、耐壓試驗

　　承壓類特種設(shè)備的耐壓試驗即通常所說的液壓試驗(水壓試驗)、和氣壓試驗，是一種驗證性的綜合檢驗，它不僅是產(chǎn)品竣工驗收時必須進行的試驗項目，也是定期進行容器全面檢驗的主要檢驗項目。耐壓試驗主要用于檢驗壓力容器承受靜壓強度的能力。

　　(九)、氣密試驗

　　氣密試驗又稱為致密性試驗或泄漏試驗，當(dāng)介質(zhì)毒性程度為極度、高度危害或設(shè)計上不允許有微量泄漏的壓力容器，必須進行氣密試驗。氣密性試驗應(yīng)在液壓試驗合格后進行。對碳素鋼和低合金鋼制壓力容器，其試驗用氣體的溫度應(yīng)不低于5C°，其他材料制壓力容器按設(shè)計圖樣規(guī)定。氣密性試驗所用氣體，應(yīng)符合氣壓試驗的規(guī)定。壓力容器進行氣密性試驗時，安全附件應(yīng)安裝齊全。

　　容器致密性的檢查方法：在被檢查的部位涂(噴)、刷肥皂水，檢查肥皂水是否鼓泡;檢查試驗系統(tǒng)和容器上裝設(shè)的壓力表，其指示是否下降;在試驗介質(zhì)中加人體積分數(shù)為1%的氨氣，將被檢查部位表面用5%硝酸汞溶液浸過的紙帶覆蓋，如果有不致密的地方，氨氣就會透過而使紙帶的相應(yīng)部位形成黑色的痕跡。用此法檢查容器致密性較為靈敏、方便;在試驗介質(zhì)中充入氦氣，如果有不致密的地方，就可利用氦氣檢漏儀在被檢查部位表面檢測出氦氣。目前的氦氣檢漏儀可以發(fā)現(xiàn)氣體中含有千萬分之一的氦氣存在，相當(dāng)于在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下漏氦氣率為1 cm3/a，因此，其靈敏度較高;小型容器可浸入水中檢查，被檢部位在水面下約20―40 mm深處，檢查是否有氣泡逸出。

　　(十)、爆破試驗

　　爆破試驗是對壓力容器的設(shè)計與制造質(zhì)量，以及其安全性和經(jīng)濟性進行綜合考核的一項破壞性驗證試驗，通常氣瓶在制造過程中按批進行爆破試驗。

　　(十一)、力學(xué)性能試驗

　　力學(xué)性能試驗的目的是檢測材料及焊接接頭的力學(xué)性能。檢測方法有拉力試驗、彎曲試驗、常溫和低溫沖擊試驗、壓扁試驗等。檢測的力學(xué)性能有比例極限σp、彈性極限σe、屈服極限σs、抗拉強度σb、伸長率δ5、斷面收縮率Ψ、彎曲、沖擊功Akv等。

　　(十二)、應(yīng)力應(yīng)變測試

　　應(yīng)力應(yīng)變測試目的是測出構(gòu)件受載后表面的或內(nèi)部各點的真實應(yīng)力狀態(tài)。實驗應(yīng)力應(yīng)變測試的方法主要有電阻應(yīng)變測量法(簡稱“電測法”)、、光彈性方法、應(yīng)變脆性涂層法和密柵云紋法等，每種測試方法都有各自的特點和適用范圍。

　　電測法是將作為傳感元件的電阻應(yīng)變片粘貼或安裝在被測的承壓設(shè)備表面上，然后將其接入測量電路，當(dāng)設(shè)備受載變形時，應(yīng)變片的敏感柵相應(yīng)變形并將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電阻改變量，再通過電阻應(yīng)變儀直接得到所測量的應(yīng)變值。根據(jù)應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系的物理方程，即可將測得的應(yīng)變值換算成被測點的實際應(yīng)力值。用電測法可以進行大規(guī)模的多點應(yīng)變測量，準(zhǔn)確測定承壓設(shè)備構(gòu)件表面上任一點的靜態(tài)到500 kHz的動態(tài)應(yīng)變，還可測得平面應(yīng)力狀態(tài)下某些點的主應(yīng)力大小和方向。但是，此法只能測試承壓設(shè)備表面的應(yīng)力，不能顯示容器表面整體應(yīng)力場中應(yīng)力梯度的情況。

　　(十三)、應(yīng)力分析

　　應(yīng)力分析是指分析構(gòu)件在載荷的作用下，各應(yīng)力分量。如分析一次總體薄膜應(yīng)力、一次局部薄膜應(yīng)力、一次彎曲應(yīng)力、二次應(yīng)力、峰值應(yīng)力等。

　　(十四)、斷裂力學(xué)分析

　　斷裂力學(xué)分析是應(yīng)用斷裂理論，對含缺陷構(gòu)件的剩余強度和壽命進行分析的方法。斷裂力學(xué)的觀點認為，帶裂紋的構(gòu)件，只要裂紋擴展未達到臨界尺寸，仍可使用。

　　(十五)、風(fēng)險評估

　　風(fēng)險評價技術(shù)就是將設(shè)備發(fā)生事故的可能性(概率)、和事故造成的危害程度(經(jīng)濟損失)、進行綜合考慮，將設(shè)備劃分成不同的風(fēng)險等級。

　　【例題】：以下有關(guān)無損檢測的說法正確的是：___。( )、

　　A. 射線檢測的特點，對面積性缺陷的檢出率較高，而對體積型缺陷檢出率較低;適宜檢驗厚度較大的工件;適用于檢測各種試件，檢驗成本低、速度快。

　　B. 超聲波檢測特點，對體積型缺陷(氣孔、夾渣類)、檢出率高，對面積性缺陷(裂紋、未熔合類)、容易漏檢;適宜檢驗厚度較薄的工件。

　　C. 磁粉檢測特點，適宜鐵磁材料探傷，不能用于非鐵磁材料;可以檢出表面和近表面缺陷，不能用于檢測內(nèi)部缺陷;檢測靈敏度很高;檢測成本很低，速度快。

　　D. 滲透檢測特點，可以檢出表面張口的缺陷，但對埋藏缺陷或閉口型的表面缺陷無法檢出;檢測程序多，速度慢，檢測靈敏度較低;材料較貴，成本高，有些材料易燃、有毒。

　　E. 渦流檢測的特點，不僅可以探傷，而且可以揭示工件尺寸變化和材料特性，檢測速度很快，很難發(fā)現(xiàn)工件深處的缺陷。

　　【答案】：CDE

　　五、特種設(shè)備用鋼材及焊接基礎(chǔ)知識

　　(一)承壓類特種設(shè)備用鋼

　　無論是鍋爐，還是壓力容器，或是壓力管道，鋼材是制造承壓類特種設(shè)備的主要材料。鋼材的質(zhì)量及性能的好壞對于承壓類特種設(shè)備安全運行，有著重要的影響和作用。

　　1.按鋼中所含化學(xué)成分分類

　　按鋼中所含化學(xué)成分可以將鋼分成碳素鋼和合金鋼兩大類：

　　2.按冶煉方法分類

　　按冶煉方法分類，有兩種形式，一種是按冶煉設(shè)備分為平爐鋼、電爐鋼、轉(zhuǎn)爐鋼;另一種是按脫氧程度分為鎮(zhèn)靜鋼、沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼。

　　3. 按金相組織分類

　　鋼材經(jīng)正火處理后所得金相組織不同，可分為珠光體鋼、貝氏體鋼、奧氏體鋼、鐵索體鋼。

　　(二)金屬的機械性能

　　所謂金屬的機械性能是指在一定的溫度條件和外力作用下，抵抗變形和斷裂的能力，如強度、硬度、塑性、韌性等，也稱力學(xué)性能。

　　以低碳鋼為例，金屬材料受拉伸外力作用引起的變形過程可分3個階段，即彈性變形、塑性變形、斷裂變形階段。由拉伸試驗可獲得強度和塑性指標(biāo)。

　　1.強度

　　金屬強度是指在外力作用下，抵抗變形和破壞的能力。應(yīng)用最普遍的是強度指標(biāo)。強度指標(biāo)主要是屈服極限(σs或σ0.2)和抗拉強度極限(σb)。

　　2.塑性

　　金屬的塑性是指在外力作用下，能引起永久變形而不發(fā)生破裂，并在外力取消后，仍能保持變形后形狀的能力。材料的塑性值也可通過拉伸試驗測得，通常用伸長率δ(延伸率)和斷面收縮率Ψ來表示。

　　3.沖擊韌性

　　金屬的沖擊韌性即為在沖擊力作用下，抑制變形和斷裂的能力。它還是金屬材料在塑性變形范圍內(nèi)吸收能量的能力，因此，也可按沖擊值的大小來衡量材料的塑性。目前國內(nèi)外廣泛采用一次擺錘彎曲試驗，缺口型式有夏比(U)和夏比(V)兩種。表示沖擊韌性的參數(shù)也有兩種，一種是以沖斷試樣消耗的沖擊功Ak，單位是焦耳(J);另一種是以單位缺口處斷面所耗的沖擊功ak，單位是焦耳/厘米2(J/cm2)表示。目前壓力容器鋼板全部改為用夏比(V)沖擊功(即 Akv)作為沖擊韌性驗收標(biāo)準(zhǔn)。只有少數(shù)壓力容器鍛件還用夏比(U)沖擊值(即akU)作為沖擊驗收標(biāo)準(zhǔn)。

　　鋼中氣體含量較高或晶粒粗大，則韌性差。根據(jù)沖擊后斷裂的形式，可以判斷材料的質(zhì)量及晶粒大小。沖擊韌性試驗還能測定金屬材料由韌性狀態(tài)向脆性狀態(tài)過渡的轉(zhuǎn)變溫度。

　　4.硬度

　　硬度是指金屬材料抵抗更硬異物壓入的能力。硬度表明材料的耐磨性和切削加工的可能性。一般說來，硬度較高，材料的耐磨性較好。常用的硬度有布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HR)、維氏硬度(HV)3種。

　　5.冷彎

　　冷彎性能是材料抵抗彎曲斷裂能力的標(biāo)志，它間接反映了材料的塑性。這個試驗既可檢查鋼的塑性好壞，也可以考核其加工工藝性能，也能暴露鋼板受試面缺陷以及焊接接頭的焊接缺陷。

　　6.斷裂韌性

　　斷裂韌性是反映材料對裂紋擴展的抵制能力。對于中低強度鋼的斷裂韌性，目前較普遍采用臨界裂紋張開位移(COD)值δc表示;對于高強鋼的脆斷問題，則應(yīng)用材料的平面應(yīng)變斷裂韌性值Kic表示。

　　7.金屬材料高溫機械性能

　　煉油化工設(shè)備相當(dāng)數(shù)量是在中等溫度(<350℃)和高溫下使用。中、高溫壓力容器通常以350℃分界。