導語：如何才能寫好一篇金屬材料材質分析，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：金屬材料；焊接缺陷；裂紋控制

隨著經濟的不斷發展，工業依然處于重要的市場領域，金屬被廣泛應用在各行各業，成為日常生產生活中不可缺少的材料。隨著金屬材料的廣泛使用，焊接技術也在不斷進步，但是，金屬焊接過程中難免會出現各種各樣的缺陷，這些缺陷不僅對焊接結構帶來災難性后果，也有可能威脅人們的生命安全。所以為避免焊接出現缺陷，還需做好防范措施，要求焊接工作者嚴格遵守焊接的相關規定，選擇科學合理的焊接程序，進一步開發新的焊接方法，從而提高焊接質量。

一、金屬材料焊接中的夾渣缺陷以防治

從概念來看，夾渣是存在于焊縫的各種物質，它對金屬整體強度具有嚴重影響。出現這種現象的原因主要是：澆筑前沒有將浮渣清理干凈，或者擋渣工作沒有做好在浮渣的同時，也就隨著金屬液體進入內部；在澆注中，由于沒有合理設計系統，對擋渣效果造成了很大影響，在渣子進入澆注系統后，很容易進入型腔，卻不易排出。從焊件來看：由于焊接層清理不干凈，在焊接速度過快、電流過小、操作不當的情況下，對焊接母材以及材料分配造成了很大的影響，最后對坡口設計也造成了不利影響。一旦夾渣產生，夾渣會隨著裂紋沿展，減小強度，讓焊縫存在開裂。對于這種情況，為了保障使用效益，必須保障金屬液體的平穩流動，通過設置集渣包，減小硫含量，提高金屬液體溫度。對于澆包，除了要保障清潔度外，還應該使用茶壺進行澆包，或者利用冰晶石、稻草灰去除渣劑。

二、金屬材料焊接中熱裂紋缺陷及防治

在金屬焊接中，熱裂紋是金屬在從液態轉化成固態時，在中間區域出現的縫隙，同時也是很容易發現。出現這種現象的原因是：焊接熔池中的FeS 以及各種熔點較低的雜志凝結成強度較低的塑性，在凝結過程中，由于外在力影響，所以當金屬處于凝結狀態時，很容易在短時間內被拉開。另外，在金屬材料中，一般都會包含硫成分，在硫的影響下，很容易出現這種現象。對于以上的情況，為了保障金屬焊接成果，除了要嚴格依照施工步驟進行外，還必須結合實際情況，選用優秀的步驟以及方式、方法，減小焊接力；通過明確相關數值以及要素，在增強形狀指標的同時，減小冷卻速率。在這期間，最好的方法是活用焊接技術，從源頭上避免中間位置出現縫隙，從而對焊接質量與后續使用造成不利影響。

三、金屬材料焊接中未融合缺陷及防治

在金屬焊接中，未焊透、未融合作為最普遍的問題，一旦出現，縫隙很容易出現驟然變化或者間斷現象，這樣不僅減小了工作強度，同時也很容易出現裂縫。未焊透是在金屬焊接中，尾部或者結構沒有焊透而出現的問題；沒有融合，則是焊縫與焊件之間的部分區域沒有融透的情況。從出現這種情況的原因來看：大部分存在于各個配件縫隙或者鈍邊過厚、角度偏小、焊條半徑太大、速度大、電流小而電弧太長的情況；或者沒有認真清理各個坡口周邊的污物。在對該部分進行處理的過程中，由于該部分出現了熔渣，所以金屬根本不能正常展開。另外，如果運條使用方式不對，讓電弧處在坡口一邊，也很難讓邊緣融合。對于上面出現的問題，除了要正確選用坡口以及規格，還必須在保障焊流速率的情況下，將周邊污物清理掉。同時，對于底面也要徹底清除，在擺動適度的情況下，才可能做好融合以及周邊融合。

四、金屬材料焊接中的冷裂紋缺陷及防治

從概念來看，冷裂紋是金屬焊接在冷卻過程中或者冷卻之后，金屬材料、材料或者融匯焊接的區域出現的各種縫隙，它可能是當時出現，也可能是幾個小時后或者幾天后才出現。從冷裂紋出現的要素來看，熱循環是影響焊接區域以及組織的重要因素，一旦焊縫存在較多的擴散氫，濃集現象就會產生。而對于接頭部分，受整體因素影響，需要承擔很多約束力。針對冷裂紋產生的原因以及特征，為了確保金屬材料焊接成果，我們可以使用少量含有氫氣的物質，從而減小成分。在這期間，為了避免過多水分對焊接質量的影響，必須根據實際情況做好物質保存以及活動運行；通過明確油跡狀況，使用比較優秀的數值進行焊接，這樣就能有效去除材料內部應力與組織回火，從而增強焊接部分的韌性與指標。另外，需要注意的是，必須使用恰當的步驟，從減小干擾出發，保障焊接使用安全。

五、金屬材料焊接中的氣孔缺陷及防治

在金屬材料焊接中，氣孔一般表現為氫氣孔，具體有：表面、內部與街頭氣孔。出現這種現象的主要原因是：由于沒有及時處理坡口污物，在焊芯存在銹跡或者掉落時，沒有整合相關規定對其進行烘焙。另外，也可能是速率過快、電弧太長所致。為了確保金屬使用效益，除了要保障焊流速率，還必須及時清除附近污物，在整合相關規定以及材料清理活動的同時，盡量避免變質材料的應用，通過做好運行管控，及時處理好焊絲，減小銹跡的不利影響。在對薄板進行焊接時，應該盡量減小線能量與焊接速度。

綜上所述，在金屬焊接中，為了確保金屬焊接的有效性，除了不能在背水、帶壓情況下消除焊補，對于預熱性材質，必須使用對應的預熱措施。它要求在焊件熱處理時，及時對缺陷進行修正，避免使用過大的電流進行焊接，而是運用不擺動、小電流、多道多層的方式進行焊接。在剛性較大的結構焊接時，除了第一與最后一層，還必須在熱狀態下做好錘擊工作，并且每道收弧與起弧都必須分開。在手工焊補中，通常使用線能量控制的方式進行焊接，并且每個缺陷都不允許停頓，在焊補進行完畢后，讓層間與預熱溫度在100 度以上。另外，也可以在整合探傷標準中，對縫隙進行深層分析，如果察覺高于數值，就必須再次處理，直到滿足要求，當然焊補次數不能超出要求。因此，在實際工作中，必須結合實際情況，從源頭上消除不良情況，控制不良運作。

參考文獻：

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關鍵詞：金屬浮雕壁畫；材質；形態

中圖分類號：J205 文獻標識碼：A 文章編號：1005-5312（2013）33-0045-01

一、金屬浮雕壁畫材質分析

（一）金屬浮雕壁畫材質的同質性

金屬材質由金屬合金和金屬材料之分，這也決定了金屬浮雕壁畫材質的同質性，其主要體現在以下幾個方面：金屬結構相差甚微，多表現為固體和晶格形式；性能相近，其不但具備較好的導熱性能，而且可塑性、柔韌性以及延展性的特性相近，能夠制成金屬化合物和合金；表面形態一樣，具有金屬特有的光澤和色彩。浮雕壁畫使用金屬材料歷史比較悠久，而且經過多年的發展雕塑藝術已經和金屬鍛造、鑄造、焊接等工藝已達到了完美的融合，使金屬浮雕壁畫提升至空間藝術的層面，并有自己獨特的造型和裝飾語言。尋找材料和與材料的溝通賦予了藝術家新的啟示，進而將藝術靈感與材料有機地融為一體創造很多優秀作品，其中較為典型的代表性有：出自邵旭先生之手的煅銅壁畫《孔子六藝圖》，以及由韓金寶先生創作的《金木水火土》等。采用不同材質創作而成的金屬浮雕逐漸轉變成新型的藝術表現形式，而且在創作的過程中還可以借助高科技手段獲得特殊的視覺效果。如林楠先生創作的《數字新時代》，經過對不銹鋼進行拋光，反射光線會因為觀看者觀看的時間、角度、燈光、距離而映射出各種不同的圖案，增強了審美感。

（二）金屬浮雕壁畫材質的差異性

金屬浮雕壁畫材質的差異性主要表現在：工藝技術與表現手法、綜合性與包容性兩個方面。金屬工藝技術發展史上金屬壁畫造型手法分為鏨刻和鑄造兩種類型。后來，陸續出現了一些不同質地的金屬材料，以及新的加工手段和工藝技術。例如鍛造、焊接、切割以及現代的銳、鉆、拋等技藝，為不斷豐富金屬材質表現形式奠定了堅實的基礎，進一步拓展了創作空間。金屬浮雕壁畫的制作除了自身的材質美，還具有獨特的技術美。同樣的加工技術，卻使不同的材質呈現出不同技術美，如將材料處理的銳利平滑，可以使金屬鋒利和堅硬的屬性得到充分的展現，若將其處理成斑駁陸離的形式，能夠很容易感觸到金屬的厚重和粗糙屬性。

而金屬浮雕壁畫的鑄造技術，將工藝技術與浮雕壁畫創作進行有機結合，將物質創造和精神進行有機結合，有利于創造出更加完美的浮雕壁畫。另外，從一定程度上來說，金屬浮雕壁畫運用材料的不斷擴充極大地影響了創作觀念進和表現手法，同時充分展現了不同材質浮雕壁畫的獨特特點。并且屬性不同的金屬材料在綜合性影響下，摒棄了原有缺陷，活力提升到了新的層次。綜上所述，包容性和綜合性在浮雕壁畫創作中發揮重要作用，成為浮雕壁畫創作過程中的重要元素。

二、屬浮雕壁畫的設計形態分析

（一）材質與設計形態

金屬浮雕壁畫材質的運用突出形體圖像設計，強調材質的屬性、質感、色澤在創作過程中體現的藝術視覺和組合形式，其中較具代表性的為出自郭選昌之手的青銅浮雕《風雨同舟、共商國是――中國派歷史紀念壁雕》。可以說，金屬浮雕畫的成功與否和材料的使用聯系密切，尤其對材料屬性以及其所發揮的裝飾性能的充分把握，會給創作者追求的設計效果造成重要影響。金屬浮雕創作時選用的鐵、銅、銀等金屬材質憑借其自身色澤、質感，融合創作中的技法。使創作產生了千變萬化的空間組合，提升了創作者對金屬材料的進一步認識，進而開拓對金屬材料的設計思維，使金屬材料和浮雕壁畫融為一體，推動金屬材料在金屬浮雕壁畫中的良好運用。

（二）環境與設計形態

金屬浮雕壁畫設計受限于一定的空間環境，同時也受空間環境結構特征的影響和規范，進而形成獨特的設計語言和表現形式。但金屬浮雕壁畫設計并不是與空間環境進行簡單的排列或組合，而是要具有一定的設計意圖，然后對設計意圖不斷進行凝練，對材料不斷進行選擇。以此，當創作者面對特定空間進行創作的時候，要始終保持自己的設計思想或創作意圖與所在空間相協調，并以不同形式的構圖表現自己的設計思想。如在科學研究所、天文中心、科學館等科研型較強的建筑環境中，畫面多采用拋物線、垂直線和不規則曲線進行構圖，形成一個不斷變化，變幻無窮的意境，促使人們不斷進行探索和發現奧秘。而在體育場、影視劇院、歌舞廳、演奏廳等常規的公共建筑中，畫面一般多采用S線、弧線、波浪線等曲線進行構圖，利于表現空間環境的歡樂、跳躍、流動的氣氛。也就是說，金屬浮雕壁畫設計要與空間環境和諧統一，使金屬浮雕壁畫成為空間環境有效的組成部分。

三、結語

總之，金屬浮雕壁畫要根據不同材料的本身屬性，同時結合所處的空間環境進行創作，滿足人們視覺的審美需求，促進金屬浮雕壁畫創作水平的不斷提高。

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[關鍵詞]石油化工設備 高溫 高壓 鋼材的各種性能

石油化工設備操作具有多樣性，使其用材種類繁多，既有金屬材料又有非金屬材料，掌握金屬材料的性能是設計石油化工設備的重要環節，根據設備的具體操作條件，本文專門對石油化工設備用材中的金屬材料做專門研究。

1石油化工設備用材的要求

根據石油化工設備操作的特性，合理選用石油化工設備材料，一般選材的基本原則是，材質要具有足夠的強度和硬度，一定的塑性和韌性，耐腐蝕，具備良好的加工制造性能和焊接性能；保證其使用壽命；經濟合理；供貨及時。對于特殊的設備還有特殊的要求，要具有較高的室溫強度，足夠的蠕變強度、持久強度；組織的穩定性、較低的敏感性、良好的加工工藝性能和焊接性能等。

2石油化工設備常用金屬材料的種類及性能參數

2.1常用金屬材料的分類

鋼材做為石油化工設備常用的金屬材料，按元素組成可分為兩大類，碳素鋼和合金鋼。碳素鋼又分為兩類，一類是按含碳量多少分為低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼；另外一類按有害雜技含量分為普通碳素鋼、優質碳素鋼、高級優質碳素鋼。合金鋼按照含合金量的多少分為低合金鋼、中合金剛、高合金鋼。

2.2金屬材料的性能參數

常用金屬材料的機械性能主要包括：彈性、塑性、韌性、強度、硬度等。以及了解伸長率（6）、斷面收縮率（φ）、沖擊韌性值（ak），硬度：布氏硬度（HB）、

洛氏硬度（HRC）、維氏硬度（Hv）等。

3石油化工設備常用金屬材料的耐蝕性分析

常用金屬材料的化學性能是指金屬材料具有的耐腐蝕性、抗氧化性、物理性能、加工工藝性能等。耐腐蝕材料一般認為腐蝕速率在0.1mm/a以下的材料。

金屬被腐蝕破壞后的形態有均勻腐蝕和局部腐蝕。造成腐蝕的原因有兩類，化學腐蝕和電化學腐蝕，例如金屬的高溫氧化、鋼的脫碳、氫脆、氫腐蝕、腐蝕原電池、微電池等都是造成鋼材腐蝕的原因。所以石油化工設備常用的金屬材料要選用具有耐腐蝕性能的鋼材。18―8鋼具有良好的耐腐蝕性，對于濃度為65%以下，溫度70℃以下的硝酸以及硫酸鹽、硝酸鹽、硫化氫等化學物質中，具有良好的耐腐蝕性，抗氫、氮的腐蝕。但在鹽酸、稀硫酸、氯離子溶液中易受耐蝕。為了防止晶間腐蝕，采取的辦法：對鋼材重新進行淬火處理，以便于cr、c溶入奧氏體中，這樣減少了鋼中的含碳量，還可以加入Ti、Ni等元素。

4石油化工設備常用金屬材料的熱處理方式

將固態鋼、鐵高溫下加熱，加熱到一定溫度使其保溫，采用不同的冷卻方式將其降溫，從而改變金相組織，來滿足石油儀器所要求的物理、化學與力學性能，被稱為熱處理。生產中的熱處理主要有普通熱處理和表面熱處理。普通熱處理包括退火、正火、淬火、回火；表面熱處理包括表面淬火和化學熱處理。下面具體介紹一下熱處理的技術。

退火：將金屬材料緩慢加熱，當加熱到臨界點以上的某一溫度時，保溫，過一段時間以后，緩慢冷卻。這樣可以提高力學性能；硬度降低，提高塑性，便于進行冷加工；同時還可以消除內應力，防止儀器變形。

正火：將金屬置于空氣中進行冷卻。使晶粒變細，提高金屬韌性。鍛件、鑄件切削加工前都要進行退火或者正火。

淬火：對金屬加熱至30℃―50℃時，為淬火溫度，將其保溫一段時間，然后投入淬火劑中使其冷卻。得到馬氏體，增加了家屬的強度、硬度和耐磨性。空氣、油、鹽水、水都屬于淬火劑，冷卻能力在鹽水中最強。

回火：淬火后，進行的一種更低溫度的加熱和冷卻熱處理工藝。回火可有效降低零件在淬火后的內應力。在150℃―250℃范圍內進行回火稱為“低溫回火”。低溫回火可使馬氏體提高硬度和耐磨性，降低內應力和脆性。量具、刃具要進行低溫回火處理。在300℃―450℃范圍內進行回火稱為“中溫回火”，軸類、軸套、刀桿等工具需進行中溫回火。在500℃―680℃范圍內進行回火稱為“高溫回火”，高溫回火后綜合性能較好。如果淬火和“高溫回火”一起進行被稱為“調質處理”。可用于軸類零件、齒輪、連桿、螺栓等的加工。

表面淬火：對金屬進行快速加熱后立即進行淬火冷卻，熱量還未傳至中心時，迅速予以冷卻，表層被淬硬變為馬氏體，而中心仍是未淬火的組織。

化學熱處理后，滲碳可提高零件的硬度；滲鋁可提高金屬的耐熱、抗氧化性；滲硅可提高金屬的耐酸性。

5石油化工設備以壓力容器為例進行選材分析

根據壓力容器的特性選用不同的鋼材，常溫下壓力容器要求其材料的沖擊韌性值不得低于50J/cm；低溫操作時，要求其材料的沖擊值不得低于30J/cm。根據這一特性，壓力容器選用的鋼材有：09MnNiDR、15MnNiDR、16MnDR、09Mn2VDR等鋼板；16Mn、09MnD、16MnD、20MnMo、09MnNiD等鋼管。壓力容器和多層高壓容器一般選用16MnR鋼材；低溫壓力容器選用16MnDR、

15MnNiDR、09MnNiDR鋼材；15MnMoR用于制造壁溫不超過560℃的壓力容器；20MnMo用于制造-40℃―470℃的重要鍛件；09MnNiD用于制造-40℃―-60℃的低溫容器；12CrMoV用于制造高壓壓力容器。

壓力容器選用高合金鋼：壓力容器和它的內件鋼號有0Cr13、1Cr13、2Cr13、0Cr18Ni9、00Cr19Ni10、0Crl8Ni10Ti、0Cr17Ni12M02等。如制造軸、活塞桿、螺栓、閥件一般選用0Cr13、1Cr13、2Cr13等鋼材；抗腐蝕性較強的設備一般選用0Cr18Ni9、00Cr19Ni10、0Cr18Ni10Ti、0Cr17Ni12M02等鋼材。

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互聯網電視機的形態要素主要包含：形態中的造型、形態中的色彩、形態中的內在功能結構、材質與人機關系等。他們給予使用者怎么樣的心理體驗，有什么意義與作用？

1.造型

造型設計的過程本身就是對一件產品力度觀感的再次塑造。產品因為力的傾向，表現出一定的個性、理念和風格，是張揚還是內斂？是輕盈還是穩健？是夸張還是樸實？電視的設計風格造型強調專業感、穩定感、力度感、舒適感、安全性。造型的細節部分還包括前殼、背光板、中框、后殼、支撐頸、底座。

近年來，電視機的造型設計趨勢受硬邊風格和現代極簡主義的影響，偏向簡潔有力的幾何形式，通常使用鋁、不銹鋼、塑料等工業材料，通過其簡潔美觀的外形和精巧的制造工藝，賦予產品滿現代感與未來感。同時，電視機的造型還與其大小緊密相關，根據不同用戶的居家環境需求，居住在小戶型和大戶型的用戶在電視機造型選擇上就會有差異。同時，隨著數字高清技術的推進，大尺寸成為近些年各品牌追逐的熱點，在2005年CES大會上，松下就曾推出過150英寸的等離子電視和 OLED電視，在2014年CES大會上，三星了105英寸的UHD曲面電視，視頻畫面不再由傳統平板屏幕呈現，彎曲的屏幕提供了更寬廣的視野和其他電視無法比擬的全景效果，讓觀看者有身臨其境的感覺。大尺寸、窄邊框的趨勢對電視機的承重、喇叭、呼吸燈等結構方式有了更高的要求，但電視機的造型仍維持著基本的形態。

在各品牌積極推行大尺寸、無邊框的同時，電視機的外觀造型設計主要集中于底座的變化和外殼材質的創新。

就目前趨勢來看，底座成為造型突破的亮點，市場上較為普遍的有平面底座、X形平面式變形底座、兩點式底座、異性底座。兩點式底座多采用金屬電鍍的方式。隨著電視尺寸不斷加大，兩點支撐也使得電視機的視覺穩定性更好，避免呆板視感。

2.色彩

隨著人們享樂型消費觀念的轉變，不再僅僅滿足產品功能有效性，更追求視覺、心理、精神上的滿足，人們對情感的需求已經超過對物質的需求，從上世紀 80年代單調色彩到如今多樣化選擇，這種感性訴求無疑直接影響了家電外觀的改變。色彩應用研究成為了一種新的消費形態的研究方式，引導設計師來設計更“人性化”的作品。

電視機的色彩應用應該與其現代化的產品的外形一致，如何在這種大眾化的色彩搭配下給產品一個亮點，成了電視機色彩應用的難點。通過分析家電產品的色彩研究案例，電視機的色彩應用可遵循以下幾條規則進行：

? 對比，如大面積的淡色玻璃陪襯小塊拋光金屬是音響產品常用的方式。

? 調和，如磨砂黑與光亮黑的對比調和是電視機邊框和底座常用的方式。

? 突現，如冰箱外殼經常使用各種形態和色彩的花紋或圖案。

近五年，各品牌暢銷品中黑色、銀色、金屬色仍為主流，同時材質色彩表現更多樣：黑色有高亮黑、啞光黑；銀色有拉絲銀、珠光銀。色彩變化主要在于材質和表面處理不同。研究電視機的色彩應用，一是利于快捷感知產品；二是考慮使人感到愉悅；三是由物質上升的精神美感。因此，不能孤立地研究產品的色彩造型，要與環境和人聯系起來作宏觀考慮。

3.材質

電視機的材質發展與其技術進步緊密相關。上世紀 50 年代，擁有一臺木制外殼電視機是富裕的象征。隨著塑料逐漸被接受，電視機也成為了塑料大顯身手的絕佳代表之一，不斷發展的注塑工藝讓電視機的外觀更加精致，價格也越來越便宜。同時硬邊風格的盛行，玻璃、金屬以及復合材料等裝飾性很強的現代材料開始應用在電視機上。

未來電視機對金屬材料的需求將會更大。但金屬材料在加工性能及價格上和塑料相比還存在劣勢，為了達到消費者對材質的要求，克服加工局限及價格偏高的不足將成為金屬材料應用的焦點。鋼材和鋁、銅等金屬材質相比，雖然在價格上占據優勢，但其在機械加工和保存上仍存在缺陷，為了得到令人滿意的材料，需要對不同材料工程化和非工程化各項特征進行綜合評比，才能確定適合生產的最終材質。

4.表面處理

表面處理的基本定義是：使基體材料表面上人為的形成一層與基體的機械、物理和化學性能不同的表層的工藝方法。表面處理的目的是滿足產品的耐蝕性、耐磨性、裝飾或其他特種功能要求。 表面處理手段有三：1.賦予材料新的色彩；2.賦予材料表面新的肌理質感；3.賦予材料新的表面性能（如硬度、防銹能力等）。實際操作中，一種表面處理工藝可能會給材料帶來不止一個變化，如金屬經過電鍍后，既可以提高防銹能力，又能改變其本身色彩，有時，質感也會發生改變。

對于電視機外殼，塑料材質經常用到的表面處理手段包括磨砂、拋光、表面鍍覆、熱轉印等。塑料的二次表現力很強，根據表面加工的不同表現豐富的肌理狀態。

在表面處理上，為滿足消費者的需求，并實現良好的加工性能和成本控制要求，金屬材料的表面處理至關重要，且加工性能和成本將是選材重點考慮的依據。

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【關鍵詞】304不銹鋼；奧氏體；沿晶開裂；連多硫酸

304不銹鋼化學牌號為06Cr19Ni10 舊牌號（0Cr18Ni9） 含鉻19%，含鎳8-10%。

304不銹鋼化學成份：

304不銹鋼是一種通用性的不銹鋼材料，防銹性能比200系列的不銹鋼材料要強。耐高溫方面也比較好，能高到1000～1200度。304不銹鋼具有優良的不銹耐腐蝕性能和較好的抗晶間腐蝕性能。對氧化性酸，在實驗中得出：濃度≤65%的沸騰溫度以下的硝酸中，304不銹鋼具有很強的抗腐蝕性。對堿溶液及大部分有機酸和無機酸亦具有良好的耐腐蝕能力。

某化工廠進行某車間定期檢驗檢測時，發現在管線運行中存在個別彎頭向外有“冒汗”現象，但由于量不是很大，在運行過程中又沒有其他現象就一直在運行中。對此條管線從設計上并不存在很大的壓力，過高或過低的溫度，從理論上不會出現這種現象，同時設備員和工藝的人員提供，這些個別的管段部位有時會有些介質少量的滲出，尤其是熱影響區附近。資料顯示，這條管線的材質是304不銹鋼。因為出現了介質外排現象，所以選擇了滲透這種檢測形式，對這些存在問題的管件進行了檢測。檢測過程中發現在母材、熱影響區、焊道中均出現了裂紋的顯像，由于存在多處，且裂紋的形式各異，故對此條管線進行了整體檢測。發現所有管件均存在裂紋現象，故此采集了部分試樣進行硬度檢測和金相檢測。發現硬度無明顯變化，但是金相圖譜顯示存在沿晶開裂的現象。由此推斷可能是介質或是材質的問題，對此為了深層是的檢測，選擇了光譜分析材質。光譜結果顯示所檢材質均為304不銹鋼，并無異議，最后定可能為介質問題，繼續分析金相圖樣。

對擁有裂紋的管件進行取樣，經金相檢驗得出結果：

1.金相組織和裂紋形貌

開裂處取兩件金相試樣：一件試樣觀察面為環向截面，包含部分管件與接管連接焊縫和數條縱向裂紋；一件試樣觀察面為縱向截面，包含一條橫向（環向）裂紋沒有焊縫。

管件母材金相組織見照片1、2（縱向樣母材金相組織；橫向樣母材與縱向樣金相組織相同），為等軸晶奧氏體，晶粒大小不太均勻（有3級，也有6～7級），晶界有鏈狀碳化物析出；母材夾雜物較多，硫化物多呈現橢圓狀。焊縫金相組織見照片3，為奧氏體+δ-鐵素體，δ-鐵素體輕微分解。熔合區形貌見照片4，過熱區金相組織為奧氏體+少量δ-鐵素體。兩件金相試樣所見到的裂紋相貌基本相同，主要為沿晶擴展，較細，有較多分枝，見照片5（縱向樣，為浸蝕）、6、7（縱向樣，已浸蝕）、8（橫向樣，未浸蝕）、9（橫向樣，已浸蝕）。個別部位可見穿晶裂紋，其尺寸非常小。橫向樣裂紋啟自管件內表面，垂直內表面向外表面方向擴展，擴展到焊縫后終止，未進入焊縫。

2.討論

（1）管件母材金相組織為單向奧氏體[3]，材質應為奧氏體不銹鋼；但奧氏體晶界鏈狀碳化物析出明顯，表明材質含碳量偏高超過304不銹鋼正常含量，且熱處理不當。奧氏體晶界碳化物呈鏈狀析出不僅對材料的力學性能不利，還使材料的抗腐蝕能力大幅度下降，使其易發生晶間腐蝕和沿晶應力腐蝕。焊縫和熱影響區金相組織應屬奧氏體不銹鋼正常金相組織。

（2）管件裂紋是沿晶開裂。從管件的工作狀態看，發生沿晶開裂的性質可能有兩種：一是奧氏體不銹鋼由于晶界貧鉻引起的晶間腐蝕；一是由于應力和腐蝕介質共同作用引起的應力腐蝕。奧氏體不銹鋼晶間腐蝕多發生于焊縫熱影響區，平行于焊縫擴展。管件母材碳化物沿晶界呈鏈狀析出易發生晶間腐蝕，但腐蝕裂紋也應發生于熱影響區或母材接觸到介質的各個部位，不應僅限近縫區。從裂紋發生于近縫區（焊接殘余應力較大部位），有較多分枝看，裂紋性質應屬應力腐蝕。

（3）產生應力腐蝕裂紋的應力應來自焊接殘余應力和工作應力。腐蝕介質應來自管件內的介質。引起奧氏體不銹鋼發生沿晶應力腐蝕常見介質有連多硫酸、堿等。試樣發生的沿晶應力腐蝕裂紋可能與介質中的硫有關。試樣奧氏體不銹鋼母材晶界有鏈狀碳化物析出，晶界嚴重弱化，也有發生氯離子引起的沿晶腐蝕的可能[4]。

3.結論

試樣裂紋性質應為應力腐蝕裂紋。產生應力腐蝕裂紋的應力來自焊接殘余應力和工作應力；腐蝕介質來自管件內部的工作介質，最大可能是硫化物（連多硫酸）。

從以上分析可以得知，真正致使化工廠304不銹鋼劣化的原因為硫化物，加之焊道的應力沒有很好的消除，才會產生大量裂紋的出現。

【參考文獻】

[1]安繼儒，李新德.新編金屬材料速查手冊.化學工業出版社.

[2]李維鉞，李軍.中外金屬材料牌號和化學成分對照手冊.機械工業出版社.

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接地體是接地系統中的重要組成部分，接地體的好壞，直接影響到通信系統的接地（防雷接地、工作接地和防靜電接地）的效果。由于地下環境多樣，長期會對接地體造成腐蝕，近年來因為接地體腐蝕引發的事故安全隱患時有發生，進而對整個通信系統造成破壞，造成通信失敗。因此加強通信系統接地體的防腐蝕措施，對于系統安全穩定運行非常重要。

關鍵詞：

通信系統；接地體；腐蝕；防護

通信系統接地體主要是為了保證通信系統安全，主要包括電力供應的功能接地、電氣設備的工作接地，以及電子信息設備信號電路接地和防雷接地。這些接地體由于長期埋設在底下，會受到材質和環境對接地體的腐蝕。如果防護措施不及時、不到位，一旦遭到雷擊、對地短接、靜電流等影響時，就不能及時發揮泄流作用，會直接影響到整個通信系統的安全，甚至造成通信設備的嚴重損毀。因此，加強對接地體的腐蝕防護，是通信設備維護工作重要的一環。

一、接地體作用

接地體是指埋入土壤中或混凝土中，直接與大地接觸的起散流作用的金屬導體，主要分為自然接地體和人工接地體兩類。通信系統一般多為各種金屬導體為材質，比如各種基座等，或者為傳輸媒介，如常用的通信線纜等。因此必須保護系統不受靜電、外來電流等的影響。接地體因為與大地土壤密切接觸，可以充當與大地之間電氣連接的導體，因此可以將通信系統靜電、雷擊能量泄入大地，保護系統安全。

二、腐蝕的原因分析

通信系統接地體的腐蝕是以化學腐蝕為主，其本質是金屬失去電子被氧化的過程。而化學腐蝕中表現最多的是電化學腐蝕。電化學腐蝕是金屬表面的雜志氧化物以及鈍化膜等，在其局部形成電位差造成的；或者是同一金屬的不同部位所處環境液體中鹽類的濃度、氧氣的含量等不同，使其表面形成陽極部分和陰極部分，造成陽極的腐蝕。一般通信工程中，接地系統的接地體電化學腐蝕主要有以下三種情形：一是微生物腐蝕。微生物腐蝕主要是由環境中的微生物直接與金屬表面接觸引起的腐蝕，或者因為介質中微生物的繁衍和新陳代謝等影響，改變了與之接觸的金屬表面的某些理化性質而造成的腐蝕。如土壤中的有機物、水分或者植物等。二是電偶電池腐蝕。由于受到環境中鹽分濃度、氧氣含量不同影響，使得同一介質中異種金屬接觸處形成了不同的電位，這種電位的存在加快接觸處的腐蝕，就是電偶腐蝕，通常也稱為接觸腐蝕或者雙金屬腐蝕，如：接地引下線與接地極之間的連接點、各接地極之間的連接帶等。三是電腐蝕。敷設在土壤中的金屬接地極，由于某種原因流過了來自外部的電流造成的腐蝕。如：雷電、設備漏電、供電線路搭鐵等。

三、常見防護措施為了預防和減輕接地體的腐蝕對通信系統的影響，可采取三種預防接地體腐蝕的保護措施

3.1改良接地體的安設條件

一是對利用通信機房結構基礎的樁、柱作為自然接地體的，可以通過改良混凝土的成分阻止自然空氣腐蝕；二是對人工敷設在土壤中的接地體，可以通過提高土壤的堿度或者更換埋設的土壤，如沿海地區可以用良性土壤代替高鹽分土壤，以減輕土壤的酸性對接地體腐蝕，延長其工作壽命。

3.2采用耐腐蝕的金屬材料

通常接地系統主要包括接地體本身和各輔助連接部分。一是接地體要采用耐腐蝕金屬材料。根據國內外對不同材質金屬棒接地腐蝕試驗，以及不同種類金屬與鋼進行接觸的接地腐蝕試驗表明，以鎂、鋁、鋅做成的金屬棒腐蝕最為嚴重，鋼棒、渡鋅鋼棒次之，而覆銅鋼棒、不銹鋼棒、覆不銹鋼棒腐蝕最輕。因此對于沿海地區采用不銹鋼、覆不銹鋼的材質接地體最合適，而對于土壤干燥的地區可采用渡鋅鋼、覆銅鋼、不銹鋼和覆不銹鋼等材質的接地體。二是各輔助連接部分除了采用耐腐蝕金屬材質外，還應該改進不同金屬之間的結合方式，以防止連接處接觸不良或者腐蝕過快。如：接地引下線與接地體的連接點、各接地體之間的連接，除采用傳統的銅質螺栓連接外，若采用焊接方式連接，應注意根據不同材質采用高碳鋼焊條或者白鋼焊條，或者銅焊條等。

3.3采用導電防腐涂料

導電防腐涂料主要是通過特殊工藝，將納米碳覆蓋到鍍鋅扁鋼上，形成雙導電復合材料。這樣，其就綜合了鍍鋅扁鋼和納米碳的特點，既有鋼的高強度和熱穩定性，又有納米碳的導電性與強抗腐蝕性。因此，它能抗擊大電流的沖擊，不會發生開裂與脫落現象，對酸性環境不敏感。尤其適合在發電站、配電室、通信臺站（基站）和網絡機房等場所使用。

四、結束語

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【關鍵詞】壓力容器 設計 熱處理 探究

壓力容器在人們的工業生產中具有非常廣泛的用途，主要用于盛裝氣體或者液體，并能夠承受一定壓力，廣泛應用于能源工業、科學研究事業、軍隊工程以及石油化工工程等多種行業，是安全和達標生產時的重要設備。壓力容器設計中進行的熱處理技術是運用相應介質，將壓力容器所使用的金屬材料或者合金材料進行加熱、保溫和冷卻過程，進而在不改變金屬材料的外部形狀的情況下，使其內部的纖維組織及其部分化學成分發生改變，以調控金屬材料的基本性能并使其得到最大的潛力發揮的技術。在壓力容器設計的過程中，往往涉及到許多復雜而必要的處理技術，其中熱處理技術是一項技術比較細膩和傳統的重要環節。熱處理技術對于改善壓力容器的金屬材料以及完善其金屬本質性能具有重要的作用。

1 有關熱處理基本工藝技術的簡述

熱處理技術基本上主要是加熱、保溫和冷卻三個基本過程的有機配合和銜接的技術。首先，熱處理的溫度值是一個重要的技術參數標準之一。制定和控制適當的溫度值范圍是提高熱處理質量的重要問題，但是由于在壓力容器的設計中因使用不同的金屬或者合金材料，必須在適當的時間設計適當的溫度值，才能保證金屬材料的基本性能得到最大的潛力發揮，才能獲得較高的容器質量。其次，金屬材料加熱后必然需要冷卻的過程。工業生產上要求因壓力容器的材質不同和技術標準的不同，必須采用不同的冷卻速度。人們在不斷地探索實踐中，主要設定三種冷卻速度和一種冷卻方式，即冷卻速度最慢的退火、冷卻速度比較快的正火、冷卻速度最快的淬火以及與淬火十分密切的回火。第三，熱處理的加熱技術是重要的設計程序之一。現今的加熱方法有很多種，比如，以液體或者氣體燃料作為熱源或者以電加熱等進行直接加熱。也可以利用液態鹽或金屬，以至浮動粒子進行間接加熱。

2 壓力容器設計中的焊接后的熱處理問題2.1 以奧氏體不銹鋼為金屬材料制造壓力容器的熱處理問題

金屬焊接后進行的熱處理技術原理：高溫下，金屬或者合金材料的變形指數降低，高應力處就會產生流型變化，以消除焊接后產生的殘余應力，完善焊接后的韌度，最終提高金屬的抗腐蝕性。比較適應這種原理的金屬材料的結構是體心立方晶體結構，相反地，奧氏體不銹鋼的金屬材料的晶體結構是面心立方體結構。兩種結構的不同點主要表現在面心立方體的滑移面比較多，從而體現其較好的韌性。此外，設計壓力容器必須遵循的目的是防腐和溫度，而奧氏體不銹鋼的金屬材料符合此目的以及其市場價格比較昂貴，材料的壁厚度相對較薄，所以對于以奧氏體不銹鋼為金屬材料的壓力容器沒有必要進行熱處理技術的處理。這是因為以奧氏體不銹鋼為材料的壓力容器的塑性和韌性比較好，其殘余應力的性能比較小，當冷卻后金屬材料硬化的后果比較低。然而理論上的消除應力熱處理技術的溫度范圍為：600℃-620℃，保溫時間為兩個小時；在 400℃-850℃的溫度范圍內，對奧氏體不銹鋼進行緩慢冷卻后會發生材料結構間的腐蝕，形成奧氏體不銹鋼的過敏化。所以當要求比較高的抗腐蝕性或者高溫要求時，設計壓力容器時需要制定適應的熱處理方法，以保證壓力容器的性能。

2.2 復合板式壓力容器的焊接后熱處理問題

復合板式壓力容器的焊接后熱處理問題必須要重視考慮和處理。一般而言，構成復合板的基層材料要進行焊接后熱處理時，那么，以該材料制成的壓力容器也必須進行焊接后的熱處理技術，并且必須考慮到熱處理對復合板式的材料的化學性和物理性的不利影響。因為這種熱處理技術在很大程度上能夠使復合材料以及焊接處發生碳化，從而使材料的性能變弱，甚至消失。基于以上，設計師在設計復合板式的壓力容器的熱處理時，要考慮到熱處理對復合板式的材料的化學性和物理性的不利影響，以免影響復合材料的耐腐蝕性。基本上復合板式的壓力容器所使用的材料應該符合以下要求：第一，碳質鋼的厚度要大于或等于圓筒內直徑的3%；第二，其他的合金鋼材的厚度要大于或等于圓筒內直徑的2.5%。

2.3 設計壓力容器時進行熱處理技術需要注意的內容

首先，設計壓力容器時焊接元件的步驟要放在熱處理技術的前面。其次，制造壓力容器的過程中，完成全部的焊接任務而且技術檢驗符合常規后，進行熱處理技術，再進行耐壓性實驗。第三，焊接后的管板式容器要進行消除應力熱處理技術，但是以不銹鋼為材料的設計方案不包括此范圍內。第四，碳質鋼材、低含量的合金鋼制品的焊接程序的管箱側面開口超過圓筒內直徑的三分之一，然后在焊接后進行消除應力的熱處理技術，再進行密封面的處理步驟。第五，但是考慮不同品種的焊接點，應該根據熱處理的具體要求，判斷是否進行焊接后的熱處理。第六，進行焊接后的熱處理技術時絕不能采用燃煤爐。

2.4 以液態氨為介質的壓力容器的熱處理問題

經驗得出，不是所有的以液態氨為介質的壓力容器都要進行熱處理技術，這是由應力腐蝕的情況決定。當壓力容器接觸的液態氨具有腐蝕性應該符合的條件是：第一，以液態的氨為介質，環境內含水量應該小于或者等于0.2%，此外，環境可能受到了空氣成分--氧氣或者二氧化碳的污染。第二，環境溫度范圍應該在零下5℃以上。特別是，當壓力容器的固定管板式換熱器的殼程介質是液態氨時，熱處理時應該采取分步法進行處理，也就是說首先使換熱器的外殼進行熱處理，然后把外殼和管板進行焊接，最后進行局部熱處理。

3 結束語

壓力容器的用途比較廣泛，具有能夠發生化學反應或者物理反應、能夠傳導熱能、能夠進行分離和存儲以及具有耐壓性能等功能，在能源工業、科學研究事業、軍隊工程以及石油化工工程等多種行業具有舉足輕重的地位。壓力容器的使用環境比較惡劣，設計過程比較復雜，如果壓力容器一旦被損壞，造成的影響也十分嚴重。所以，要選取合適的材料和方法進行熱處理技術，以保證壓力容器的質量，確保這種大型的壓力容器的安全性和可靠性。

作者簡介

魏瑞，（1984，8-）男，籍貫山東省淄博市，就職于山東省特種設備檢驗研究院淄博分院，檢驗員，助理工程師。

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關鍵詞：壓力容器；焊接質量；分析

“質量-市場-效益-生存-發展”已成為現代經濟生活的生命線，隨著科學技術和世界范圍的經濟、貿易和交往迅速發展，質量也成為一個永恒的、跨越國界的主題。壓力容器能否安全運行，首先取決于它的制造質量，而焊接質量又是壓力容器制造質量的關鍵。

1 壓力容器焊接常見的缺陷及原因分析

廣義的焊接缺陷是指焊接過程中在焊接接頭處產生不符合設計或工藝文件要求的缺陷，亦稱為焊接缺欠。焊接過程中有著許多不能夠人為控制的因素，焊件出現缺陷是不可能完全避免。焊接缺陷按其形成的部位可分為焊縫內部缺陷和焊縫外部缺陷兩大類，其中內部缺陷有未熔透、未熔合、夾渣、內部氣孔、內部裂紋等；外部缺陷有焊縫尺寸與形狀不符合要求、咬邊、焊瘤、凹坑（包括弧坑）、塌陷、燒穿、表面氣孔、表面裂紋等。

1.1 壓力容器焊接常見的內部缺陷

夾渣是指焊后非金屬夾雜物殘留在焊道之間或焊縫與坡口側壁之間的焊渣，究其原因主要是焊接過程中的被焊邊緣和各層焊縫清渣不干凈；焊條角度和運條技法不當；焊接電流過小，焊接速度過快；坡口設計加工不合適等。氣孔是指在焊接過程中，熔池金屬高溫時產生和吸收的氣泡，在凝固時未能及時逸出，殘存于焊縫之中所形成的空穴。氣孔的產生有很多原因，主要的原因表現為焊接材料不干凈或受潮，未按規定溫度烘干；焊接線能量過小且熔池冷卻速度大導致氣體難以逸出；焊接區未能得到有效保護等。未焊透和未熔合是焊接時會產生的嚴重缺陷，未熔合是指在熔焊時，焊縫金屬與母材金屬之間熔化不良的現象。未焊透是指焊接時，母材金屬未熔化，焊縫金屬沒有進入接頭根部。未焊透和未熔合一般出現在焊縫坡口中間。

1.2 壓力容器焊接常見的外部缺陷

焊接裂紋是一種會造成極大安全隱患的嚴重缺陷，裂紋是指焊縫及附近區域內部或表面有裂紋。它具有尖銳的缺口和較大的長寬比，通常在焊接接頭中是不允許存在的。焊接材料或工件化學成分不當、焊縫深寬比太大、焊縫金屬冷卻凝固過快、焊道太窄（特別是角焊縫和底層焊道）、焊接工藝不合理等都是造成焊接裂紋的主要原因。咬邊則是由于焊接工藝參數選擇不當，操作不當、焊接電流大、焊接速度太快或焊接材料與母材化學成分匹配不當造成的焊趾（或焊根）處出現的低于母材表面的凹陷或溝槽。

2 加強壓力容器焊接質量控制的相應措施

壓力容器是典型的焊接結構，其制造質量不可僅僅看做是焊接技術部門或檢驗部門的職責，因為壓力容器的生產過程很復雜，涉及的因素很多，諸如設計、材料、工藝規范、焊接設備、檢驗手段及人的因素（操作技能、個性、情緒）等均能直接影響焊接質量。

2.1 焊接結構設計

在結構設計時，設計者應綜合考慮壓力容器的結構形狀、使用要求、變形大小、焊件厚度、坡口加工的難易程度、焊接材料的消耗量等因素，以確定接頭形式和總體結構形式。

2.2 焊接結構件材料的選擇

制造壓力容器的材料種類很多，總體上可以分為金屬材料和非金屬材料。目前除了極少數的低壓容器采用非金屬材料外，絕大多數都采用金屬材料，而且多用鋼材，主要是碳鋼和合金鋼。在滿足工作性能要求的前提下，焊接結構應優先選擇焊接性好的材料。壓力容器用鋼的良好焊接性能是保證壓力容器產品安全可靠的首要條件。如碳質量分數小于0.25%的低碳鋼和碳當量小于0.4%的低合金鋼，塑性和沖擊韌性優良，都具有良好的可焊性，設計中應盡量選用。對于焊接性較差的鋼，只要采取合適的焊接工藝措施，也能獲得質量較好的焊接接頭。

對于同種金屬的焊接，在選擇焊接材料時，應盡量使它的成分接近基體金屬的成分。而對于異種金屬的焊接，必須考慮它們的焊接性及其差異。一般要求接頭強度不低于被焊鋼材中的強度較低者。

2.3 焊接過程的工藝設計

用焊接方法制造、安裝、修理、改造壓力容器的主要受壓元件前，施焊單位應編寫焊接工藝指導書，并進行焊接工藝評定，在符合國家標準的要求后，應提交完整的焊接工藝評定報告，并根據該報告和圖樣的要求制訂焊接工藝流程。除設計規定外，焊接配件時不得強力對正。焊接裝配和定位焊的質量應符合工藝文件要求后才允許焊接。焊接工的操作水平對焊縫質量起著決定性的作用，因此，還應注重焊接工的操作水平，最好是持有國家考試證書經基本知識考試和焊接操作技能考試合格的高級焊工，熟悉焊接工藝參數、焊接順序、操作方法及其對焊接質量的影響，掌握焊接質量管理體系、規章制度、工藝文件、工藝紀律、焊接工藝評定、焊工管理規則等基本知識。

2.4 焊后熱處理

焊后熱處理是指工件焊完之后對焊接區域或焊接工件進行的熱處理，其作用主要是消除或部分消除焊接殘余應力和改善焊接區的性能等有害影響，穩定零部件的結構形狀和尺寸。壓力容器用鋼熱處理的常見類型有退火、固溶、正火、回火、淬火、低溫消除應力、析出熱處理等。

2.5 焊接的質量檢驗

焊接過程中焊接出現缺陷是不可能完全避免，要控制焊接的質量，焊接檢驗過程是必不可少的。其中包括原材料檢驗、各工序的質量檢驗和設備的整體質量檢驗。

工序的質量檢驗是制造中的關鍵環節，它主要包括尺寸和幾何形狀及材質性質兩方面的檢驗，其中材質方面的質量檢驗主要指焊接接頭的質量檢驗。焊接接頭的檢驗內容包括從圖樣設計到產品制出整個生產過程中所使用的材料、工具、設備、工藝過程和成品質量的檢驗，主要分為三個階段：焊前檢驗、焊接過程中的檢驗和焊后成品的檢驗。檢驗方法根據對產品是否造成損傷可分為破壞性檢驗和無損檢測兩類。

（1）焊前檢驗。焊前檢驗包括檢驗技術文件（圖樣、工藝規程）是否齊備、焊接材料（焊條、焊絲）和母材金屬的質量檢驗、毛坯裝配和焊接件邊緣質量的檢驗、焊接設備是否完善，以及焊工操作水平的鑒定等。（2）焊接過程中的檢驗。包括焊接工藝規范的檢驗、焊縫尺寸的檢查、夾具情況和結構裝置質量的檢查等。（3）焊后成品檢驗。焊后成品檢驗是焊接質量檢驗的關鍵，是焊件質量最后的評定。常見的焊后成品檢驗方法很多，常用的有以下兩種：一是外觀檢驗，主要是肉眼觀察。主要是發現焊縫表面的缺陷和尺寸上的偏差。一般通過肉眼觀察，借助標準樣板、量規和放大鏡等工具進行檢驗。二是物理方法檢驗。物理方法檢驗的主要手段是無損檢測，設備的整體質量檢驗除外形尺寸測量外，一般只做耐壓試驗和泄漏試驗。

3 結束語

焊接產品質量的好壞，將直接影響產品結構的安全性。通過分析壓力容器焊接過程中所存在的缺陷，我們可以知道，焊接產品的質量除了取決于結構設計、材料選擇、施工工藝等因素外，為了保證產品質量，還應在制造過程中對焊接材料、焊接工藝和焊縫檢驗進行控制，減少和避免焊接缺陷的產生，以便及時消除缺陷，這樣才能確保壓力容器的生產安全。

參考文獻

[1]畢應利.焊接質量控制之淺析[J].價值工程，2013（20）.

[2]馬云龍.淺談壓力容器焊接技術[J].石化技術，2015（10）.

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關鍵詞：化工壓力容器；防腐蝕；方法

壓力容器在化工領域的應用非常廣泛，在實際應用中經常出現腐蝕疲勞、縫隙腐蝕、應力腐蝕等，不僅造成化工壓力容器的損壞和失效，而且容易引發各種安全事故，造成嚴重的經濟損失和人員傷亡，因此必須高度重視化工壓力容器的防腐蝕處理，采用科學合理的方法，延長化工壓力容器的使用壽命。

1 化工壓力容器常見的腐蝕類型

1.1 電化學腐蝕

電化學腐蝕主要是電解質溶液和壓力容器金屬表面發生電化學反應，造成金屬表面損壞。根據電化學反應機理，壓力容器金屬表面發生的腐蝕主要包括陰極反應和陽極反應[1]，介質離子流和金屬電子流形成回路。壓力容器陽極反應是一種常見的氧化反應，壓力容器金屬失去電子后，進入電解質溶液；陰極反應是一種還原反應，氧化劑吸收溶液和金屬表面的電子。化工壓力容器腐蝕多數是電化學腐蝕，通常情況下，其不僅僅是一種電化學作用，經常和生物、機械、物理等相互作用。

1.2 化學腐蝕

化學腐蝕也被稱為干腐蝕，是指非電解質和壓力容器金屬表面發生的一種純化學反應，造成壓力容器破壞，其主要發生在非電解質溶液和干燥氣體中[2]。化學腐蝕最主要的特點是非電解質和金屬表面原子之間發生氧化還原反應，產生腐蝕產物。在氧化劑和金屬原子之間發生電子交換，這種化學反應不會產生電流。

1.3 物理腐蝕

物理腐蝕是指由于物理溶解造成的壓力容器金屬損壞，例如，鋼容器被盛放的熔融鋅溶液腐蝕，鐵容器和液態鋅發生物理腐蝕。

2 化工壓力容器防腐蝕的方法

2.1 選擇合適的主體材料

根據化工壓力容器承受的壓力、溫度、介質情況以及實際用途，在加工制作壓力容器時，應選擇合適的主體材料，可在金屬材料中適當加入一些合金元素，或者用多種材料加工成耐蝕合金，例如，在鋼材料中添加鎳元素，加工成不銹鋼材料，可有效提高化工壓力容器的防腐蝕性，減緩金屬材料發生腐蝕。化工壓力容器材料選擇和介質腐蝕性有著密切關系，在很大程度上，介質毒性和易燃程度對于選材也有著重要影響。例如，Q235-B材料的壓力容器不能盛裝高危介質；Q235-A材料的壓力容器不能盛裝易燃、易爆介質[3]。

2.2 重視防腐蝕設計

根據化工行業的相關規定，只有具備相應資格認證的企業或者單位才能制造或設計化工壓力容器。為了有效控制化工壓力容器發生腐蝕，應高度重視容器的防腐蝕設計，在設計過程中合理控制集中應力，減少有可能造成腐蝕介質大量積聚的縫隙和缺口，優化壓力容器的結構組織。在設計化工壓力容器過程中，除了嚴格滿足《化學壓力容器規定》和GB150外，還要考慮到主體材料受到不同介質的影響。例如，在濕潤的H2S環境中，盡量采用低合金鋼和碳鋼；在液氨環境中，盡量采用高強度低合金鋼和低碳鋼。化工壓力容器化工設計要選擇合適的設備襯里和材質，壓力容器主體材料可主要采用碳鋼，或者采用鈦材、銅材或不銹鋼，襯里材料做好選擇聚四氟乙烯、瓷磚、玻璃、石墨、橡膠等抗腐蝕材料[4]。

2.3 采用緩蝕劑

對化工壓力容器采用緩蝕劑，可獲得良好的經濟效益。通常情況下，緩蝕劑主要由多種有助于減緩和防止壓力容器發生腐蝕的化學物質組成，結合化工壓力容器應用的實際情況，在金屬材料中加入少量或者微量的緩蝕劑，可明顯降低化工壓力容器的腐蝕速度，并且不影響金屬材料的機械和物理性能。

2.4 電化學保護

電化學保護可采用外加電流法和犧牲陽極保護法，外加電流法是指將保護金屬材料作為陰極，附件電極作為陽極，對化工壓力容器外加直流電，保護陰極金屬材料，這個方法可有效防止河水、土壤中的壓力容器發生腐蝕；犧牲陽極保護法是指將比電極電勢低的合金或金屬作為陽極，被保護金屬做陰極[5]，在實際應用中，合金、鋅和鋁等可作為犧牲陽極材料，用于保護石油管路、工業金屬構件等。

2.5 表面覆蓋保護層

對化工壓力容器表面覆蓋一層保護層，將周圍介質和金屬材料有效隔離，例如，在化工壓力容器表面覆蓋搪瓷、涂刷油漆等物質，避免水或者空氣直接和鋼鐵制品相接觸，或者在壓力容器表面鍍上Ni、Cr、Sn、Zn等金屬，通過這種表面覆蓋法，在壓力容器表面形成一層氧化物薄膜。

2.6 加強維護管理

化工壓力容器防腐蝕有很多種方法，不同腐蝕類型，采用不同的防腐蝕措施，每種防腐蝕方法有其特殊的應用范圍和條件。為了進一步提高化工壓力容器的抗腐蝕性能，應做好日常的維護管理，化工企業在日常生產運營中，應嚴格按照化工壓力容器的相關法律法規，結合壓力容器的操作使用規范，定期進行取樣檢查，全面了解壓力容器的腐蝕狀況和缺陷情況，一旦發現問題，及時進行維護處理，避免壓力容器腐蝕范圍擴大。化工壓力容器腐蝕嚴重影響其安全運行，應結合其腐蝕形態，注意分析其腐蝕破壞原因，從而有針對性地采取防腐蝕措施，抑制和減緩壓力容器腐蝕，提高安全性和穩定性。

3 結束語

化工壓力容器對于化工企業的正常生產運營有著不可替代的重要作用，一旦發生腐蝕損壞，會嚴重影響化工安全生產。因此應結合化工壓力容器常見的腐蝕類型，注意分析和研究其腐蝕原因，采取合理有效的防腐蝕方法，提高化工壓力容器的抗腐蝕性。

參考文獻：

[1] 王非.化工壓力容器設計中對局部腐蝕的考慮[J].化工設備與管道，2000（04）：50-53.

[2] 周野，丁磊，楊冰.淺析化工壓力容器的防腐蝕措施[J].中國石油和化工標準與質量，2011（02）：202.

[3] 2005～2009年度全國防腐蝕行業優秀耐蝕非金屬壓力容器生產企業[J].全面腐蝕控制，2010（05）：50.

[4] 王非，林英.在化工設備設計中對防腐蝕的考慮[J].化工設備設計，1999（04）：30-32+4.

篇10

為建立檢測抗菌金屬材料的抗菌性能的方法。分別用ASTME2149-13a法和ISO22196———2011法對抗菌金屬的抗菌性能和適用性進行比對研究，得出這兩種方法都不太適合抗菌金屬材料的抗菌性能檢測。提出適宜于抗菌金屬及其制品的抗菌性能檢測方法：采用貼膜法，抗菌金屬材料與菌液的作用時間為2h。經實驗證明：該方法重復性好、再現性佳，3種不同抗菌劑處理的金屬材料抗菌率，其重復性分別為5.5%、5.6%和2.5%，同種抗菌劑處理的金屬材料抗菌率的再現性為5.5%，說明該方法能應用于抗菌金屬及相關材料抗菌性能檢測。

關鍵詞：

抗菌性能；金屬；檢測方法；抗菌材料

隨著社會生活資料的不斷豐富，人居環境的安全性及材料的抗菌功能日益受到重視；因此，新一代兼有抗菌性能的產品應運而生，在日常家具、廚具及衛生用品方面展示出廣闊的市場前景[1]。抗菌材料是指那些具有抑菌和殺菌性能的功能材料，與普通材料相比，抗菌產品具有衛生自潔功能，可免去許多清潔工作，能有效避免細菌傳播，減少交叉感染，對改善人們生活質量，保護健康具有重要意義[2]。當前對于“抗菌材料”概念的過度炒作讓產品真假難辨，產品是否使用抗菌材料無從判斷，技術指標無法統一，技術質量監督和管理很困難，消費者的合法權益難以得到保障，對抗菌制品存在信任危機。所謂的抗菌材料是否真正具有抗菌效果，抗菌性能究竟如何？建立一種抗菌材料的抗菌性能檢測方法尤為重要。一方面可以規范市場，提升產品品質，另一方面則防止消費者掉入宣傳的套路中[3]。我國雖有SN/T2399———2010《抗菌金屬材料評價方法》[4]，但該標準內容完全參照JISZ2801———2000《抗菌測試標準》[5]進行，JISZ2801———2000只有紡織品和塑料的抗菌性能檢測方法。本研究選擇可用于抗菌金屬抗菌性能檢測的標準ASTME2149-13a[6]和ISO22196———2011[7]進行復現，在此基礎上研究建立實驗室方法，并對該方法進行方法學考察，得出適合抗菌金屬材料的抗菌性能檢測方法。

1材料及方法

1.1試劑、材料和菌株營養肉湯、平板計數瓊脂培養基（購自北京陸橋技術有限公司）；緩沖液（0.3mmol/LKH2PO4，自制）；覆蓋膜（聚乙烯薄膜，標準尺寸為（40±2）mm×（40±2）mm、厚度為0.05～0.10mm，用70%乙醇溶液浸泡1min，再用無菌水沖洗，自然干燥）；菌種（大腸埃希氏菌Escherichiacoli，ATCC25922）。

1.2儀器和設備培養箱（上海智誠ZSD-1270）；高壓蒸汽滅菌器（日本TomyES-315）；紫外分光光度計（日本島津UV-1700）；漩渦震蕩儀（廈門XW-80A）；水浴鍋（上海精宏DK-8B）。

1.3菌種活化與菌懸液制備將E.coli保藏菌轉接到營養瓊脂培養基平板上，在（37±1）℃下培養24h，后每天轉接1次，不超過2周。試驗時應采用連續轉接2次后的新鮮細菌培養物（24h內轉接的）。用接種環從營養瓊脂培養基平板上取少量（刮1～2環）新鮮細菌，加入營養肉湯中培養18h，菌液用磷酸鹽緩沖液稀釋，直至菌液在475nm的吸光度為0.28±0.02；菌液再用磷酸鹽緩沖液稀釋1000倍，作為工作菌懸液。

1.4樣品金屬片：分別采用表面經過抗菌處理（抗菌樣品）和未經抗菌處理（對照樣）的直徑5cm圓形金屬片。

1.5抗菌性能檢測

1.5.1ASTME2149-13a分別將抗菌表面積約為25.8cm2的抗菌金屬樣品和對照金屬樣品，切割成表面積0.5cm2的小片，放入250mL滅菌三角燒瓶中，每個燒瓶加入（50±0.5）mL工作菌懸液。并在另一個空三角燒瓶中加入（50±0.5）mL菌懸液作為菌液空白對照，立即對空白對照的菌液作梯度稀釋并利用平板計數法對菌的含量計數，稀釋過程不能超過5min。將3個三角燒瓶放入恒溫振蕩器，用最大的震蕩速度震蕩（60±5）min，立即對每瓶菌液梯度稀釋至1000倍，并用平板計數法對每個梯度做菌落計數，每個梯度做3個平行，（36±1）℃培養24h。選擇30～300菌落數的平板進行計數，3個平行菌落數的平均數乘以稀釋倍數即為每毫升菌液的菌數。

1.5.2ISO22196———2011用平板計數法對工作菌懸液計數并作為菌液空白，同時分別取菌懸液0.2mL滴加在對照金屬片和抗菌金屬片上，對照金屬片做6個平行，每種抗菌金屬片樣品做3個平行，用滅菌鑷子夾起滅菌覆蓋膜分別覆蓋在對照金屬片和抗菌金屬片上，確保鋪平，使菌均勻接觸樣品，且菌液不要超過覆蓋膜邊緣。立即回收3個對照金屬片上的菌，用20mL磷酸緩沖液反復沖洗（最好用鑷子夾起薄膜沖洗）并收集液體，將收集液充分搖勻后，作梯度稀釋，取適宜稀釋的液體傾注平板計數瓊脂，在（36±1）℃下培養24h后菌落計數，作為對照樣0h的菌落數。將剩余的3片對照金屬片和抗菌金屬片小心置于滅菌平皿中，在（36±1）℃、相對濕度大于90%條件下培養，培養24h。培養完成后取出培養的樣品，采用相同方法沖洗金屬片及覆蓋膜并對收集液做菌落計數。

1.5.3本文改進方法同1.5.2，對照金屬片做9個平行，0，1，2h的各培養3個并作菌落計數；每種抗菌金屬片樣品做6個平行，3個培養1h，3個培養2h并作菌落計數。

2試驗結果及分析

ASTME2149-13a方法的抗菌性能檢測結果見表1，將抗菌金屬片做了各種抗菌處理，但是幾乎沒有抗菌效果，雖然該方法提出可用于表面有抗菌劑的固體（如金屬片，塑料，玻璃，芯片，或類似堅硬表面的材質），但從本研究看來該方法不適合抗菌金屬片的檢測。ISO22196———2011法的抗菌性能檢測結果見表2，樣品在培養了24h后，菌液基本干了，因此洗脫液培養后都無菌落生長，只有對照樣-3有9CFU，乘以稀釋倍數20，計算出該金屬片上的菌為180CFU，而其他金屬片則是<20CFU。基于此在金屬片下墊一個無菌的材料作支撐，再在培養皿上滴5mL滅菌水，以保持平皿內的濕度，培養24h，此時金屬片與覆蓋膜之間的菌液未干，洗脫后作菌落計數，結果見表3，培養24h后從金屬片和覆蓋膜上洗脫下來的菌太多，有些甚至無法計數，說明平皿內濕度太高，又造成了菌的迅速增殖。由于ISO22196———2011法培養需要24h，要保證洗脫的回收率（對照樣0h的菌落數與菌液空白菌落數的百分比不能低于75%，對照樣品接觸24h后的菌落計數應不低于0h菌落計數的1/100）和菌液培養24h不干，試驗的難度很大。基于此，將培養時間從24h縮短到了1h和2h，考察短時作用下抗菌金屬片的抗菌效果；若短時作用下，抗菌金屬片仍能達到很好的抗菌效果，則說明該金屬片的抗菌性能很好，而且也減少了試驗的難度，增加了試驗的準確性。由表4可以看出，處理樣隨著處理時間改為1～2h，抗菌效果有提高。對照樣在1h時，菌落數下降不明顯，有些還有略微上升，這是因為菌有一定程度的增殖現象，而在2h時菌落數下降很明顯，可能是隨著時間的增長，水分蒸發，細菌的死亡速度超過了增殖速度。

微生物在相同的條件其生長情況都有可能不同，為滿足試驗的重復性和再現性，每個樣品至少要做3個以上平行，每個數據的相對偏差不能大于15%。本研究中每個樣品（對照和抗菌樣）都做了3個平行，包括每種接觸時間都分別做了3個平行，但ISO22196———2011法的重復性都不好，只有本文改進的方法滿足要求，1h的抗菌率相對偏差為7.4%、5.5%和6.0%；2h抗菌率相對偏差為5.5%、5.6%和2.5%；因此對抗菌效果最好的一種處理方法的抗菌材料做了再現性試驗。3次獨立的試驗，1h的抗菌率分別為47%、32%和41%，相對偏差7.55%，未超過15%；2h的抗菌率分別為71%、61%和59%，相對偏差5.48%也未超過15%，說明同種抗菌劑處理的金屬材料抗菌率的再現性為5.5%。由上可知，培養2h比1h的抗菌率高，基本能達到70%，而且2h時菌液也未干，因此將2h作為抗菌金屬抗菌性能檢測之反應時間（即作用時間），既能達到客觀評價抗菌制品的抗菌功能的目的，又能節省大量時間。解學魁[8]的研究也證明很多抗菌制品在與菌作用2h后抑菌率不再隨著作用時間的延長而明顯增加，如果延長作用時間，抑菌率雖可能有一定的提高，但卻大大增加了實驗時間，同時也為實驗的質量控制提高了難度。

3結束語

ASTME2149-13a將抗菌金屬片做了各種抗菌處理，但是幾乎沒有抗菌效果，雖然該標準提出可用于表面有抗菌劑的固體（如金屬片，塑料，玻璃，芯片，或類似有堅硬表面的材質）檢測，但從本研究看來該方法不適合抗菌金屬片，而本文改進方法相比ISO22196———2011法時間縮短至2h，但抗菌率達到60%~70%。說明本文改進方法更適合用于抗菌金屬片的抗菌性能檢測。

參考文獻

[1]季君暉，史維明.抗菌材料[M].北京：化學工業出版社，2003：46-60.

[2]劉秀英，呂斌，郭紅蓮，等.我國抗菌產品性能檢測標準體系現狀[J].中國人造板，2009（8）：27-30.

[3]張曉，魯建國，劉皓男.家電產品抗菌、除菌檢測方法綜述[C]∥2012年中國家用電器技術大會集，2012：621-623.