特种设备无损检测相关知识(简答)

特种设备无损检测相关知识三、问答题1．简述应力腐蚀及其形成的特定条件？答：由拉应力与腐蚀介质联合作用而引起的低应力脆性断裂称为应力腐蚀。

形成的特定条件：（1）受压元件承受拉应力的作用。

（2）具有与材料种类相匹配的特定腐蚀介质环境。

（3）材料应力腐蚀的敏感性与钢材成份、组织及热处理有关。

2．钢材的脆化现象有哪几种？答：1、冷脆2、热脆3、氢脆4、苛性脆化5、应力腐蚀脆性断裂3．钢中氢主要有哪些来源？答：1、冶炼过程中溶解在钢水中的氢，在结晶冷凝时没有能即时逸出而存留在钢材中；2、焊接过程中由于水分或油污在电弧高温下分解出的氢溶解入钢材中；3、设备运行过程中，工作介质中的氢进入钢材中；4、钢试件酸洗不当也可能导致氢脆。

4．何为消应力退火及消应力退火的目的？答：消应力退火是将工件加热到A c1以下100~200℃温度，保温一定时间后缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。

其目的是：消除焊接、冷变形加工、铸造、锻造等加工方法所产生的内应力，同时还能使焊缝中的氢较完全地扩散，提高焊缝的抗裂性和韧性，改善焊缝及热影响区的组织，稳定结构形状。

5．何为正火及正火的目的？答：正火是将工件加热到A c3或A cm以上30~50℃，保持一定时间后在空气中冷却的热处理工艺。

其目的是：细化晶粒，均匀组织，降低内应力。

6．什么叫奥氏体不锈钢的晶间腐蚀？如何防止？答：晶间腐蚀是奥氏体不锈钢常见的破坏形式，晶间腐蚀沿晶界进行，使晶界产生连续性的破坏，这种腐蚀开始于金属表面，逐步深入内部，直接引起破裂。

措施是：①选用低碳、超低碳和加钛或铌的奥氏体钢种②通过热处理，如固溶处理和稳定化处理提高抗晶间腐蚀的性能。

7．什么叫冲击韧度？冲击韧度值如何获得？影响冲击韧度值的因素？答：冲击韧度—－是指材料在外加冲击载荷（突然增加的载荷）作用下断裂时消耗能量大小的特性，抵抗冲击载荷作用破坏的能力。

冲击韧度通常是在摆锤式冲击试验机上测定的，冲击韧度ak=Ak／SN。

影响冲击韧度值的因素有：（1）试样的尺寸（承受外加冲击载荷作用的面积）（2）试样缺口的形式（3）试验温度（4）材料的化学成分，冶金质量，组织状态，内部缺陷等。

8．何为奥氏体不锈钢的固溶处理？答：把铬镍奥氏体不锈钢加热到1050~1100℃，使碳在奥氏体中固溶，保温一定时间，然后快速冷却至427℃以下，以获得均匀的奥氏体组织。

其奥氏体不锈钢的强度、硬度较低而韧性较好，具有很高的耐腐蚀性和良好的高温性能。

9．何为奥氏体不锈钢的稳定化处理？答：将含有钛或铌的铬镍奥氏体不锈钢工件加热到850～900℃，保温足够长的时间，快速冷却。

使钢中的碳全部固定在碳化钛或碳化铌中，这种热处理称为稳定化处理。

目的为了防止晶间腐蚀。

10．什么叫应力集中系数？影响应力集中系数的因素有哪些？答：应力集中的严重程度通常用最大局部应力与该截面上的名义应力之比来衡量，称为应力集中系数α，即。

影响应力集中系数a的因素：（1）与缺口大小有关，缺口越大，应力集中系数α 越大；（2）与缺口的尖锐程度有关，缺口越尖锐，即缺口根部曲率半径越小，应力集中系数就越大。

11．什么叫调质处理？调质处理后的组织有何性能特点？答：淬火加高温回火的热处理称为调质处理。

即淬火后在500～650℃范围内进行高温回火，回火后的组织为回火索氏体。

其性能特点是：具有一定的强度，同时又有较高的塑性和冲击韧性，即有良好的综合机械性能。

12．承压类特种设备常用材料的一般要求？答：1、应有足够的强度，即较高的屈服极限和强度极限；2、应有良好的韧性，指标包括常温冲击韧性，低温冲击韧性和时效冲击韧性；3、应有良好的加工工艺性能，包括冷热加工成型性能和焊接性能；4、应有良好的低倍组织和表面质量，分层、疏松、非金属夹杂物、气孔等缺陷应尽可能的少，不允许有裂纹和白点；5、高温受压元件的材料应有良好高温特性，包括足够的蠕变强度，持久强度和持久塑性，良好的高温组织稳定性和高温抗氧化性；6、与腐蚀介质接触的材料应有优良的抗腐蚀性能。

13．锅炉压力容器为何要用低合金结构钢？答：低合金结构钢既有较高的强度，又有较好的塑性和韧性。

使用低合金结构钢代替碳素结构钢，可在相同承载条件下，使得结构重量减轻20~30% 低合金结构钢的合金含量较少，价格较低，冷、热成型及焊接工艺性能良好，因此在锅炉压力容器制造中广泛应用低合金结构钢。

14．为何说焊缝余高不能加强整个焊接接头的强度？答：这是因为余高仅仅使焊缝截面积增大而未使熔合区和热影响区截面积增大，相反，由于余高的存在恰好在熔合区和热影响区部位造成结构的不连续性，从而导致应力集中，使焊接接头的疲劳强度下降。

15．焊接应力的控制措施和消除焊接应力的方法。

答：焊接件内残留内应力是不可避免的，但可以根据其产生机理和规律寻找一些措施来有效的控制它，通常采用的工艺措施如下：1、合理的装配与焊接顺序，尽量使焊缝能自由的收缩，可有效地控制焊接应力；2、焊前预热，能减少工件各部位的温差，减缓冷却速度，是降低焊接残余应力的有力措施之一。

消除焊接应力的方法有：热处理法、机械法和振动法。

16．热裂纹的形成机理和防止措施。

答：热裂纹又称结晶裂纹，敏感温度区大致在固相线附近的高温区，发生于焊缝金属凝固末期，结晶偏析使杂质生成的低熔点共晶物富集于晶界，形成“液态薄膜”，在特定的敏感温度区（又称脆性温度区）间，其强度极小，由于焊缝凝固收缩而受到拉应力，最终开裂形成裂纹。

防止热裂纹的措施：（1）减小硫、磷等有害元素的含量，用含碳量较低的材料焊接；（2）加入一定的合金元素，减小柱状晶和偏析。

如钼、钒、钛、铌等可以细化晶粒；（3）采用熔深较浅的焊缝，改善散热条件使低熔点物质上浮在焊缝表面；（4）合理选用焊接规范，并采用预热和后热，减小冷却速度；（5）采用合理的装配次序，减小焊接应力。

17．再热裂纹的特征和防止措施。

答：再热裂纹的特征：（1）再热裂纹产生于焊接热影响区的过热粗晶区。

产生于焊后热处理等再次加热中；（2）再热裂纹的产生温度：碳钢与合金钢550~650℃奥氏体不锈钢约300℃；（3）再热裂纹为晶间开裂；（4）最易产生于沉淀强化的钢种中；（5）与焊接残余应力有关。

再热裂纹的防止措施：（1）注意冶金元素的强化作用及对再热裂纹的影响；（2）合理预热或采用后热，控制冷却速度；（3）降低残余应力集中；（4）回火处理时尽量避开再热裂纹的敏感温度区缩短在此温度区内的停留时间。

18．冷裂纹产生的原因及其预防措施？答：产生的原因：1、淬硬组织（马氏体）减小了金属的塑性储备；2、接头的残余应力使焊缝受拉应力；3、接头内又一定的含氢量，引起氢脆。

预防措施：1、采用低氢型碱性焊条，严格烘干；2、提高预热温度，采用后热措施，选择合理的焊接规范，避免焊缝中出现淬硬组织；3、选用合理的焊接顺序，减少焊接变形和焊接应力；4、焊后及时进行消氢处理。

19．简述冷裂纹的特征？答：冷裂纹的特征:1、产生于较低温度，往往延迟出现；2、主要产生于热影响区；3、沿晶界开裂，穿晶开裂或两者混合出现；4、典型的脆断。

20．为何对在用锅炉压力容器必须进行定期检验？答：因为：1、高温和应力的作用导致承压设备的材料蠕变；2、温度、压力的波动产生交变应力导致承压设备的材料疲劳；3、介质腐蚀作用使得承压设备的壁厚减薄或材质劣化；有可能使设备中原来存在的，在制造规范中允许的小缺陷扩展、开裂，或产生新生缺陷，最终导致失效。

为及时发现缺陷，保障使用安全，必须对在用锅炉压力容器进行定期检验，而无损检测是最有效的手段。

22．简述无损检测的目的?答：1、保证产品质量；2、保障使用安全；3、改进制造工艺；4、降低生产成本。

23．无损检测技术的应用有哪些特点？答：1、无损检测要与破坏性检测配合；2、正确选用实施无损检测的时机；3、正确选用最适当的无损检测方法；4、综合应用各种无损检测方法。

24．射线照相法检测原理？答：X射线与γ射线是波长极短的电磁波，为一种能量极高的光子束流。

射线照相法是利用射线透过物体时，会发生吸收和散射这一特性，通过测量材料中因缺陷存在影响射线的吸收来探测缺陷。

射线还有一种特性，能使胶片感光。

当X射线与γ射线照射胶片时，使胶片乳剂层中的卤化银产生潜象中心，经显影和定影后就黑化。

人们通过观察、识别胶片的黑度差确定缺陷的位置、性质、大小及其他信息。

25．超声波检测的工艺特点？答：1、面积型缺陷的检出率较高，体积型缺陷的检出率较低；2、适宜检验厚度较大的工件，对厚度小于8mm的焊缝和6mm的板材检验较为困难；3、适用于各种试件，包括对接焊缝、角焊缝、板材、管材、棒材、锻件以及复合材料；4、对缺陷在工件厚度方向上定位较准；5、检验成本低、速度快、检测仪器体积小、重量轻、现场使用方便；6、无法得到缺陷直观图象、定性困难、精度不高；7、检测结果无直接见证记录；8、不适宜晶粒粗大材料的探伤。

26．磁粉检测的原理及其工艺特点？答：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到几千倍，如材料中存在不连续性，磁力线会发生畸变，形成漏磁。

如这时在工件上撒上磁粉，漏磁场就会吸附磁粉，形成与缺陷相近的磁痕，从而显示缺陷。

工艺特点：（1）适宜铁磁性材料，不能用于非铁磁性材料的检验；（2）可以检出表面和近表面的缺陷，不能用于检查内部缺陷；（3）检测灵敏度很高，可以发现极细小的裂纹及其它缺陷；（4）检测成本很低，速度快。

工件的形状和尺寸有时对探伤有影响，因其难以磁化而无法探伤。

27．渗透检测的原理？答：工件表面被涂有渗透液后，在毛细管的作用下，经过一定时间。

渗透液渗进表面开口的缺陷中，经去除工件表面多余的渗透液后，再施涂显象剂，在毛细管的作用下，显象剂将吸引缺陷中保留的渗透液回到显象剂中，在一定光源下缺陷处的渗透液被显示，从而探测缺陷的形貌和分布状态。

28．涡流检测的工艺特点？答：1、适用于各种导电材质的试件探伤，不能用于不导电的材料；2、可以检出表面和近表面缺陷；3、探测结果以电信号输出，容易实现自动化检测；4、由于采用非接触式检测，所以速度很快；5、形状复杂的试件很难应用。

一般只用其检测管材、板材等轧制型材；6、不能显示出缺陷图形，无法判断缺陷性质；7、各种干扰检测的因素较多，容易引起杂乱信号；8、由于集肤效应，埋藏较深的缺陷无法检出。

29．《特种设备安全监察条例》中对特种设备是如何定义的？特指哪些设备？答：特种设备——特指人们生产和生活中广泛使用的，一旦发生故障有可能危及公众安全的，受到政府强制监督管理的设备。

承压类设备有：锅炉、压力容器、压力管道。

机电类设备有：电梯、起重机、场（厂）内机动车、游乐设施、客运架空索道。

30．什么叫锅炉？锅炉的主要参数是什么？答：锅炉是利用燃料燃烧时产生的热能或其它能源的热能，把工质加热到一定温度和压力的热能转换设备。