液化石油氣鋼瓶制造--機(jī)械性能試驗(yàn)及射線檢驗(yàn)工裝 教學(xué)單位 專業(yè)名稱 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 指導(dǎo)單位 完成時(shí)間 液化石油氣鋼瓶制造--機(jī)械性能試驗(yàn)及射線檢驗(yàn)工裝 摘 要 液化石油氣 ( LPG) 鋼瓶作為生活燃?xì)獾妮d體, 已在城鄉(xiāng)得到廣泛應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì), 目前在役的 LPG鋼瓶超過 1000萬只, 因此, 人們十分關(guān)心 LPG鋼瓶的安全性能。我國有關(guān)部門為了確保 LPG鋼瓶的安全, 制定了相應(yīng)的管理措施和規(guī)范, 如鋼瓶交付前須經(jīng)壓力試驗(yàn)檢驗(yàn), 合格后才能投入使用,LPG鋼瓶檢驗(yàn)周期為 5年, 使用 15年強(qiáng)制報(bào)廢等。 液化石油氣鋼瓶的性能檢驗(yàn)有很多方法，如力學(xué)性能檢驗(yàn)、耐壓試驗(yàn)、氣密試驗(yàn)、爆破試驗(yàn)等有損檢測；射線檢測、超聲檢測、磁粉檢測、滲透檢測等無損檢測。 關(guān)鍵詞: 液化石油氣；液化石油氣鋼瓶；機(jī)械性能試驗(yàn)；射線檢驗(yàn)工裝； Liquefied petroleum gas cylinder manufacturing - mechanical performance test and X-ray inspection tooling Abstract As a carrier of gas, LPG cylinder has been widely used in urban and rural areas. There are more than 10 million cylinders in service according to incomplete statistics which aroused people’s concern about the safety performance of the cylinders. China’s related departments have made corresponding management measures and specifications, such as the qualified cylinders require a pressure test before delivery; the inspection cycle for the cylinders is 5 years; compulsory discarding for 15-year-used cylinders and so on. There are several methods to test the performance of the cylinder: mechanical property test, compression test, the air tight test, the blasting test and other destructive testing; Radiographic testing, ultrasonic testing, magnetic particle testing, penetrant testing and other nondestructive testing. Key words: LPG; LPG cylinder; mechanical property test; ray inspection tooling; testing; radiographic testing 目錄 1 概 述 2 1.1 各種氣瓶的分類 2 1.2 液化石油氣鋼瓶結(jié)構(gòu)規(guī)格和結(jié)構(gòu) 2 1.2.1 液化石油氣鋼瓶的表示方法 2 1.2.2 液化石油氣鋼瓶規(guī)格 2 1.2.3 液化石油氣鋼瓶結(jié)構(gòu) 3 1.3 液化石油氣鋼瓶整體制造工藝 4 1.4 本次論文主要工作和思路 4 2 機(jī)械性能試驗(yàn) 5 2.1水壓試驗(yàn) 5 2.1.1水壓試驗(yàn)的作用 5 2.1.2實(shí)驗(yàn)操作方法 5 2.1.3試驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn) 6 2.2氣密性試驗(yàn) 6 2.3力學(xué)性能試驗(yàn) 7 2.3.1拉伸試驗(yàn) 7 2.3.2彎曲試驗(yàn) 8 2.3.3沖擊試驗(yàn) 9 3 射線檢驗(yàn)工裝設(shè)計(jì)方案 10 3.1射線照射法的原理 10 3.2射線檢測設(shè)備 13 3.3射線照相工藝要點(diǎn) 14 3.4 鋼瓶X射線檢測裝置工裝設(shè)計(jì)說明 17 3.4.1 X射線檢測裝置結(jié)構(gòu)簡述 18 3.4.2 檢測車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明 19 3.4.3 檢測裝置運(yùn)行過程 19 參考文獻(xiàn). 20 附錄一 液化石油氣鋼瓶制造工藝 21 附錄二 鋼瓶水壓試驗(yàn)工藝規(guī)程 22 附錄三 鋼瓶氣密試驗(yàn)工藝規(guī)程 23 附錄四 力學(xué)性能試驗(yàn)的拉力試樣圖 24 附錄五 力學(xué)性能檢驗(yàn)的取樣圖 25 附錄六 X射線檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖 26 附錄七 檢測車的結(jié)構(gòu)示意圖 27 致 謝 28 V 前 言 我國是世界最大的發(fā)展中國家，日常生活中其對石油氣的消耗也是非常巨大的。隨著科技的進(jìn)步，雖然管道石油氣也越來越多的走進(jìn)了城市人的家庭，但是現(xiàn)階段對絕大多數(shù)人來說，鋼瓶式液化石油氣才是市場的主力軍。 作為液化石油氣存儲容器之一，液化石油氣鋼瓶是特種設(shè)備，在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域和人民群眾生活中有廣泛的使用，中國的液化石油氣產(chǎn)業(yè)整體來說是健康的，對進(jìn)口氣的依賴程度在逐步下降。由于石油資源的制約，同期國內(nèi)液化石油氣的產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足這一消費(fèi)需求，國內(nèi)液化石油氣的缺口日益擴(kuò)大，因此液化石油氣瓶的生產(chǎn)和發(fā)展空間仍然巨大。 制作液化石油氣瓶需要按照國家有關(guān)規(guī)定（GB 5842—2006《液化石油氣鋼瓶》）進(jìn)行設(shè)計(jì)，生產(chǎn)，檢驗(yàn)。產(chǎn)品合格后方可投放市場。液化石油氣瓶的生產(chǎn)機(jī)械性能試驗(yàn)與射線檢驗(yàn)工裝是生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，關(guān)乎著液化石油氣鋼瓶是否安全地投放于我們生活之中，所以其檢驗(yàn)的效率與精度是否能做到高效、準(zhǔn)確，在生產(chǎn)中起了至關(guān)重要的作用。 1 1 概述 1.1 各種氣瓶的分類 液化石油氣鋼瓶是眾多氣瓶種類中的一種，氣瓶按不同的分類可有多種形式。 （一） 從結(jié)構(gòu)上分類 （1）無縫氣瓶——氧氣瓶（ 2）焊接氣瓶液化石油氣瓶 （二） 油氣鋼瓶從材質(zhì)上分類從材質(zhì)上分類從材質(zhì)上分類從材質(zhì)上分類 （1）鋼質(zhì)氣瓶（2）鋁質(zhì)氣瓶（3）玻璃鋼氣瓶（4）復(fù)合材料氣瓶 （5）其他材料氣瓶 （三） 從充裝介質(zhì)上分類 （1）永久氣體氣瓶（2）液化氣體氣瓶（3）溶解乙炔氣瓶 （四） 從制造方法上分類 （1）沖壓拉伸氣瓶（2）管子收口氣瓶（3）焊接氣瓶 （五） 從工作壓力分類 （1）高壓氣瓶＞5MPa （2）低壓氣瓶≤5MPa 1.2 液化石油氣鋼瓶結(jié)構(gòu)規(guī)格和結(jié)構(gòu) 1.2.1 液化石油氣鋼瓶的表示方法 YSP △ — □ 改型序號（用羅馬字母表示） 特征參數(shù)（鋼瓶的公稱容積，L） 表示液化石油氣瓶 注：改型序號用來表示YSP系列中某一規(guī)格鋼瓶的結(jié)構(gòu)，瓶閥型號等發(fā)生改變。如無改變，改型序號可不標(biāo)注。 1.2.2 液化石油氣鋼瓶規(guī)格 液化石油氣鋼瓶在國外規(guī)格較多，小到用過即扔的500g小瓶，大到可以重復(fù)充裝的100kg大瓶。在結(jié)構(gòu)上各國也有不同的區(qū)別。我國的液化石油氣鋼瓶在GB5842-2006《液化石油氣鋼瓶》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定常用規(guī)格有6種，GB17259-1998《機(jī)動(dòng)車用液化石油氣鋼瓶》，按公稱容積為150L、240L等幾種。常用鋼瓶型號和參數(shù)（如：表1） 表1 液化石油氣常用鋼瓶型號和參數(shù) 型號 參數(shù) 備注 鋼瓶內(nèi)直徑 mm 工程容積 L 最大充裝量 kg 封頭形狀系數(shù) YSP4.7 200 4.7 1.9 K = 1.0 YSP12 244 12.0 5.0 K = 1.0 YSP26.2 294 26.2 11.0 K = 1.0 YSP35.5 314 35.5 14.9 K = 0.8 YSP118 400 118 49.5 K = 1.0 YSP118-II 400 118 49.5 K = 1.0 用于氣化裝置的液化石油氣存儲設(shè)備 注:鋼瓶的護(hù)罩結(jié)構(gòu)尺寸、底座結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)符合產(chǎn)品圖樣要求。 1.2.3 液化石油氣鋼瓶結(jié)構(gòu) 液化石油氣鋼瓶有三種類別，其結(jié)構(gòu)現(xiàn)僅以其中之一YSP35.5進(jìn)行說明（如 圖1） 圖1液化石油氣鋼瓶（YSP35.5）結(jié)構(gòu)圖 圖2各種結(jié)構(gòu)的液化石油氣鋼瓶 以YSP35.5型鋼瓶為例，鋼瓶的瓶體由上、下封頭組成，中間有一條環(huán)焊縫，焊縫為帶墊板（或縮口）的單面自動(dòng)焊。閥座焊接在上封頭上，用以裝配瓶閥。護(hù)罩與上封頭采用焊接連接，即不可拆卸連接。護(hù)罩的作用一是保護(hù)瓶閥，二是便于提攜。護(hù)罩上刻有鋼字，表示鋼瓶的型號、規(guī)格、參數(shù)、制造廠名稱等內(nèi)容。底座焊接在下封頭上。底座的作用是使鋼瓶穩(wěn)定直立。底座上鉆有小孔，便于排除積水，防止底座和下封頭腐蝕生銹；底座應(yīng)有一定高度，以便使瓶底與地平面保持一定的距離。鋼瓶座直立，如果不直立，瓶內(nèi)液面會傾斜，至使液體直接從瓶閥流出，迅速氣化造成事故。為了保護(hù)鋼瓶外殼，鋼瓶表面涂有一層油漆或噴涂上一層環(huán)氧樹脂粉末，油漆或粉末經(jīng)加熱后固化在鋼瓶表面上。美國和歐洲的一些國家要求鋼瓶表面必須鍍鋅，以防空氣中有害離子的侵蝕。瓶閥主體材料是黃銅HPb59-1棒材。 1.3 液化石油氣鋼瓶整體制造工藝 （如 圖附錄一液化石油氣鋼瓶整體制造工藝圖） 液化石油氣鋼瓶的制作分四個(gè)流程：（一）零件成型線：封頭，底座，護(hù)罩，瓶閥（外購），瓶閥座（外購）。（二）零件組裝線：封頭車削，沖孔，組裝，焊接。（三）瓶體檢測線：環(huán)縫檢測，水爆實(shí)驗(yàn)，水壓試驗(yàn)（四）后續(xù)保障線：瓶體除銹，噴漆，上瓶閥，氣密性檢查，印刷，檢測，入庫。 1.4 本次論文主要工作和思路 液化石油氣鋼瓶制作是一項(xiàng)浩大的工程，總共分為20個(gè)組（人）來共同完成。中間生產(chǎn)制造過程分為許多個(gè)要點(diǎn)，本人主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)后的檢測工序的理論和實(shí)際的論述，主要由其機(jī)械性能試驗(yàn)和射線檢測兩大內(nèi)容組成。本次設(shè)計(jì)是以YSP35.5為例子進(jìn)行展開的。 2 機(jī)械性能試驗(yàn) 液化石油氣鋼瓶的機(jī)械性能試驗(yàn)主要包括：物理、化學(xué)性能試驗(yàn);力學(xué)性能試驗(yàn)；耐壓試驗(yàn)；氣密試驗(yàn)和爆破試驗(yàn)。這里主要介紹耐壓試驗(yàn)、氣密試驗(yàn)與力學(xué)性能試驗(yàn)。 2.1水壓試驗(yàn) 2.1.1水壓試驗(yàn)的作用 壓力容器的水壓試驗(yàn)是一種采用靜態(tài)超載方法驗(yàn)證容器整體強(qiáng)度的，對容器質(zhì)量進(jìn)行綜合性考核的試驗(yàn)。水壓試驗(yàn)可以防止帶有嚴(yán)重質(zhì)量問題或缺陷的容器投入使用。在容器設(shè)計(jì)或制造過程中有可能出現(xiàn)錯(cuò)誤，例如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，強(qiáng)度計(jì)算錯(cuò)誤，材料使用錯(cuò)誤，焊接、組裝、熱處理等工序出現(xiàn)失誤等等，雖然在設(shè)計(jì)或制造過程有各種審查、檢查和試驗(yàn)，但由于檢驗(yàn)的局限性，難免有漏檢情況。如果容器存在比較嚴(yán)重而又未被發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題或缺陷，通過水壓試驗(yàn)可使其暴露出來。因此，水壓試驗(yàn)是壓力容器產(chǎn)品竣工驗(yàn)收必需的和最重要的試驗(yàn)項(xiàng)目，只有水壓試驗(yàn)合格．產(chǎn)品才能出廠。 水壓試驗(yàn)也是在用壓力容器定期檢驗(yàn)的重要項(xiàng)目，在多年使用后．容器狀況可能發(fā)生變化(材質(zhì)劣化、壁厚減薄、原有缺陷擴(kuò)展或新缺陷產(chǎn)生)，此時(shí)需要判斷壓力容器在工藝要求的工作壓力下運(yùn)行是否安全。雖然在容器定期檢驗(yàn)中所進(jìn)行的各項(xiàng)檢驗(yàn)結(jié)果可以作為判斷依據(jù)，但有很多因素限制檢驗(yàn)不能充分進(jìn)行，同時(shí)檢驗(yàn)也可能出現(xiàn)疏漏。而水壓試驗(yàn)可以使容器存在的某些缺陷因過載而暴露，在試驗(yàn)壓力下產(chǎn)生明顯的塑性變形或破裂。可以說壓力容器的水壓試驗(yàn)的作用是其他檢驗(yàn)方法難以替代的。 水壓試驗(yàn)的另一作用是改變?nèi)萜鞯膽?yīng)力分布和改善缺陷處的應(yīng)力狀況。由于結(jié)構(gòu)或工藝方面的原因，容器局部區(qū)域可能存在較大的殘余拉伸應(yīng)力，試驗(yàn)時(shí)，它們與試驗(yàn)載荷應(yīng)力相疊加，有可能使材料局部屈服而產(chǎn)生應(yīng)力再分布，從而消除或減小原有的殘余拉伸應(yīng)力。較高的試驗(yàn)壓力，可以使裂紋尖端產(chǎn)生較大的塑性變形，裂紋尖端的曲率半徑將增大，從而使裂紋尖端處材料的應(yīng)力集中系數(shù)減小，降低了尖端附近的局部應(yīng)力。在卸壓后，裂紋尖端的塑性變形區(qū)會受到周圍彈性材料的收縮的影響．使此區(qū)域出現(xiàn)殘余壓縮應(yīng)力，從而可以部分抵消容器所承受的拉伸應(yīng)力。因此容器存在的裂紋經(jīng)受過載應(yīng)力后，在恒定低載荷下，裂紋擴(kuò)展速度可能明顯延緩。 當(dāng)壓力容器或零部件的強(qiáng)度難以準(zhǔn)確地計(jì)算時(shí)，還可以采用水壓試驗(yàn)來確定最高許用工作壓力。 2.1.2實(shí)驗(yàn)操作方法 ①將裝滿清水的鋼瓶置于水壓試驗(yàn)裝置上，裝置上的壓力表必須符合要求； ②初步壓緊瓶口，啟動(dòng)試壓泵．排除裝置中空氣，再壓緊瓶口； ③啟動(dòng)水壓泵，當(dāng)壓力表的示值升至1.6MPa壓力時(shí)，停止水壓泵，檢查受試瓶是否有泄滑。若發(fā)現(xiàn)某只受試瓶瓶體泄漏，則關(guān)閉相應(yīng)的進(jìn)水閥和開啟相應(yīng)的卸壓閥，中止該受試瓶的試驗(yàn)，在該瓶體上作出泄漏標(biāo)記，將泄漏情況記入記錄； ④在無泄漏的情況下，啟動(dòng)水壓泵，使其壓力升至3.2MPa后關(guān)閉試壓泵保壓，保壓時(shí)間至少lmin，且仔細(xì)觀察壓力麥值有無下降，瓶體有無滲漏等異?，F(xiàn)象； ⑤達(dá)到規(guī)定時(shí)間后，卸掉壓力，檢查瓶體有無可見變形、裂紋和滲漏； ⑥從試驗(yàn)裝置上卸下受試瓶。 2.1.3試驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn) 試驗(yàn)壓力為3.2MPa，保壓時(shí)間不得小于1min，在保壓過程中壓力表不允許有回降現(xiàn)象，氣瓶不允許有滲漏和肉眼可見的變形。 （其工藝規(guī)程表詳見附錄二） 2.2氣密性試驗(yàn) 氣密性試驗(yàn)必須安排在水壓試驗(yàn)之后，噴漆之前進(jìn)行。前者是為了檢驗(yàn)工作的安全，即避免發(fā)生物理性爆炸，后者是為了有效地進(jìn)行檢漏。有些缺陷，例如焊縫上的針孔泄漏，漆層覆蓋以后再進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，其泄漏處就難以發(fā)現(xiàn)。 受檢鋼瓶應(yīng)采用水浸法逐只進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，經(jīng)殘液回收及蒸汽吹掃或焚燒處理后合格的鋼瓶，其氣密性試驗(yàn)介質(zhì)可選擇空氣，否則應(yīng)選用氮?dú)?。試?yàn)壓力為2.1MPa，保壓不少于1min。在保壓過程中壓力表不允許有回降，氣瓶不允許有泄漏。氣密性試驗(yàn)裝置要考慮安全防護(hù)問題，應(yīng)在水槽中充氣，以免發(fā)生事故。水槽內(nèi)壁應(yīng)呈白色并應(yīng)保持清潔透明，氣密性試驗(yàn)的環(huán)境溫度應(yīng)不低于5°C。氣密性試驗(yàn)裝置的要求應(yīng)符合GB/T12137的規(guī)定。具體操作如下： ①將氣瓶與氣密性試驗(yàn)系統(tǒng)相連接，并將氣瓶放于水槽中，使氣瓶任伺部位離水面最小深度大于50mm； ②向氣瓶內(nèi)緩慢充入壓縮空氣至2.1MPa，保壓lmin，并緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)氣瓶，觀察瓶壁各部有無氣泡出現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)有固定不動(dòng)的氣泡，應(yīng)將其抹去，觀察是否繼續(xù)出現(xiàn)氣泡，如發(fā)現(xiàn)繼續(xù)出現(xiàn)氣泡或連續(xù)冒出的氣泡，則認(rèn)為該瓶氣密性試驗(yàn)不合格； ③試驗(yàn)結(jié)束后緩慢放氣使鋼瓶內(nèi)表壓力為零，并將不合格氣瓶瓶體滲漏處作好明顯標(biāo)記井記入記錄； ④記錄并將氣瓶表面擦干；記錄內(nèi)容應(yīng)包括實(shí)際試驗(yàn)壓力和實(shí)際保壓時(shí)間，瓶體有無泄漏，壓力表顯示有無壓力下降現(xiàn)象。 （其工藝規(guī)程表詳見附錄三） 2.3力學(xué)性能試驗(yàn) 壓力容器材料復(fù)驗(yàn)、焊接工藝評定、焊工考試和產(chǎn)品焊接試板都需要進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)。常用的力學(xué)性能試驗(yàn)主要有拉伸試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)。其中材料復(fù)驗(yàn)的力學(xué)性能試驗(yàn)應(yīng)符合GB l50附錄E的要求；焊接工藝評定的力學(xué)性能試驗(yàn)應(yīng)符合JB 4708《鋼制壓力容器焊接工藝評定》中的具體規(guī)定；產(chǎn)品焊接試板的力學(xué)性能試驗(yàn)應(yīng)符合GB 150附錄E和JB 4744《鋼制壓力容器產(chǎn)品焊接試板力學(xué)性能檢驗(yàn)》的要求。 原材料(板材、管材、鍛件、棒材)和焊接接頭是兩類不同性質(zhì)的試驗(yàn)對象，進(jìn)行試驗(yàn)和對結(jié)果評價(jià)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意它們之間存在的區(qū)別。此外，對有色金屬焊接接頭與鋼制焊接接頭進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)也要注意兩者的區(qū)別。 力學(xué)性能試驗(yàn)主要包括：拉伸試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)。下面主要介紹力學(xué)性能試驗(yàn)中的拉伸試驗(yàn)。 2.3.1拉伸試驗(yàn) 拉伸試驗(yàn)是測定材料在軸向、靜載下的強(qiáng)度和變形的一種試驗(yàn)，它可在常溫、高溫和低溫下進(jìn)行。這里所述的三個(gè)外界條件包括應(yīng)力狀態(tài)，溫度和加載速度。換句話說，拉伸試驗(yàn)是在指定溫度下，材料處于一種單向、均勻的拉應(yīng)力狀態(tài)下的一種試驗(yàn)方法。拉伸試驗(yàn)方法雖然比較簡單，但卻是最典型、最重要和應(yīng)用最廣泛的試驗(yàn)。 1)拉伸試驗(yàn)的驗(yàn)收指標(biāo) 按照金屬拉伸試驗(yàn)方法，對于原材料取圓截面拉伸試樣。通過拉伸試驗(yàn)，可測得屈服點(diǎn) σg、抗拉強(qiáng)度σb、伸長率δs和斷面收縮率∮。這四項(xiàng)指標(biāo)均可作為評價(jià)材料是否符合標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收指標(biāo)。 對于焊接試板，多采用矩形截面的扁拉伸試樣。與原材料的圓截面試樣不同的是，在拉伸變形時(shí)，由于受矩形截面的影響，σg、δs、∮這三項(xiàng)指標(biāo)不能準(zhǔn)確測定，故這三項(xiàng)不能作為驗(yàn)收指標(biāo)，只有σb才是驗(yàn)收指標(biāo)。同時(shí)，焊接接頭中的焊縫，熔合區(qū)、熱影響區(qū)的力學(xué)性能不均勻，斷裂位置在哪個(gè)區(qū)，對試驗(yàn)結(jié)果評定有影響，因此必須注明。如果不注明，就不能確定所得到試驗(yàn)數(shù)據(jù)是焊接接頭的還是母材的。為此，拉伸試驗(yàn)報(bào)告上必須有“斷裂位置”和“試樣截面尺寸”這兩項(xiàng)。 2)拉伸試樣的加工 ①試樣形狀、尺寸、表面粗糙度應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。尤其要注意原材料拉伸與焊接接頭拉伸的受試部分的長度不同，后者為縮截面試樣； ②矩形截面受試部分四棱邊應(yīng)倒圓，焊縫余高應(yīng)用機(jī)械方法削平，刀痕應(yīng)平行于試樣長軸； ③分層取樣時(shí)，按試驗(yàn)機(jī)能力在厚度方向均分； ④復(fù)合鋼板拉伸試樣，是否去掉覆層，取決于設(shè)計(jì)時(shí)的壁厚計(jì)算方法。若強(qiáng)度計(jì)算中計(jì)人覆層，則不能去掉；否則可保留也可去掉。 3)拉伸試驗(yàn)的操作 拉伸試驗(yàn)的具體操作要求在GB／T228《金屬材料 室溫拉伸試驗(yàn)方法》中有規(guī)定。監(jiān)督試驗(yàn)時(shí)需要注意的事項(xiàng)包括：試驗(yàn)機(jī)應(yīng)完好，且經(jīng)過計(jì)量檢定；測力指示正確，夾具對中；試樣符合標(biāo)準(zhǔn)，有標(biāo)記；應(yīng)采用專門表格，過程數(shù)據(jù)記錄應(yīng)齊全；試驗(yàn)完畢，應(yīng)及時(shí)計(jì)算強(qiáng)度值，做好數(shù)據(jù)修約處理，記錄斷裂位置。 4)拉伸結(jié)果的有效性 凡出現(xiàn)下列情況之一者，拉伸結(jié)果無效： ①試樣斷裂在標(biāo)記外或斷在機(jī)械刻劃的標(biāo)距標(biāo)記上，而且斷后伸長率小于規(guī)定最小值； ②試驗(yàn)期間設(shè)備發(fā)生故障，影響了試驗(yàn)結(jié)果。 5)拉伸結(jié)果的評定 ①評定原材料拉伸結(jié)果，要注意其數(shù)值是否在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的上下限之內(nèi)。認(rèn)為只要大于下限就為合格的看法是片面的。此外應(yīng)注意屈強(qiáng)比是否合格，當(dāng)屈強(qiáng)比大于0.8時(shí)，容器設(shè)計(jì)上需要特殊考慮或不允許。當(dāng)分層取樣時(shí)，一般以多個(gè)試樣的算術(shù)平均值作為評判指標(biāo)。 ②產(chǎn)品焊接試板的拉伸結(jié)果評定，σb合格指標(biāo)要大于或等于下列規(guī)定之一： a)產(chǎn)品圖樣的規(guī)定值； b)鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的抗拉強(qiáng)度下限值； c)對不同強(qiáng)度級別組成的焊接接頭，則為抗拉強(qiáng)度下限值較小者； d)分層取樣的算術(shù)平均值不低于上述要求，同時(shí)，該組單片試樣最低值不低于鋼材標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值的95％(碳素鋼)或97％(低合金鋼和高合金鋼)。 ③焊接工藝評定試板的拉伸結(jié)果評定，除分層取樣的每片拉伸抗拉強(qiáng)度大于或等于母材規(guī)定值的下限外，其余與產(chǎn)品焊接試板相同。 ④焊材鑒定的抗拉強(qiáng)度評定，按相應(yīng)焊材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。這些標(biāo)準(zhǔn)尚未規(guī)定上限值。 ⑤拉伸試驗(yàn)的復(fù)驗(yàn)，除焊接工藝評定外，其余均可取雙倍復(fù)驗(yàn)，且每個(gè)試樣均應(yīng)合格。 2.3.2彎曲試驗(yàn) 焊接接頭的彎曲試驗(yàn)的目的有兩個(gè)：一是評定焊接接頭的塑性變形能力，即測定力學(xué)性能；二是揭示接頭內(nèi)部缺陷，即評定焊接接頭的工藝性能和焊工的操作技能。 對于原材料一類均勻體來說，可以認(rèn)為進(jìn)行彎曲試驗(yàn)是單純評價(jià)金屬材料的塑性變形能力。而對于焊接接頭來說，其實(shí)彎曲試驗(yàn)評價(jià)的并不是簡單塑性變形能力，所評價(jià)的內(nèi)涵是比較復(fù)雜的。因?yàn)閺牧W(xué)角度來看，焊接接頭是不均勻體，焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū)的組織、強(qiáng)度、塑性各不相同。彎曲時(shí)這三個(gè)區(qū)域中的強(qiáng)度低者先塑性變形，隨著彎曲角度增大，不同區(qū)域的強(qiáng)度塑性差異導(dǎo)致變形不能協(xié)調(diào)而發(fā)生開裂。所以彎曲試驗(yàn)并不能表達(dá)各區(qū)的真正塑性，只是評價(jià)焊接接頭三個(gè)區(qū)之間的“比較塑性”，因此說彎曲試驗(yàn)是評定焊接接頭的比較塑性的力學(xué)性能試驗(yàn)。 選擇彎曲試驗(yàn)作為焊接接頭的工藝性能試驗(yàn)方法，就是通過“比較塑性”來檢驗(yàn)接頭三個(gè)區(qū)的塑性是否匹配，從而判斷焊材選擇、焊接工藝和焊后熱處理是否恰當(dāng)；預(yù)測壓力容器筒節(jié)校圓時(shí)的冷變形能力是否足夠；通過缺口彎曲試驗(yàn)，還可判斷焊工焊制優(yōu)質(zhì)焊縫的能力。 正因?yàn)槿绱耍诤附咏宇^彎曲試驗(yàn)中，當(dāng)接頭彎曲出現(xiàn)裂紋時(shí)，一定要注明裂在何處，以便做出正確判斷。 2.3.3沖擊試驗(yàn) 壓力容器的沖擊試驗(yàn)屬于簡支粱型式的缺口沖擊彎曲試驗(yàn)，通常在擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。由于沖擊試驗(yàn)試樣加工簡便、試驗(yàn)時(shí)間短，所以得到廣泛應(yīng)用。壓力容器材料與焊接接頭沖擊試樣規(guī)定采用夏比V型缺口，沖擊吸收功用AKV表示。 沖擊試驗(yàn)的目的：測定原材料和焊接接頭各區(qū)的沖擊韌性；根據(jù)沖擊韌性評價(jià)焊材選擇和焊接工藝的合理性；評定原材料的冶金質(zhì)量和熱加工后的產(chǎn)品質(zhì)量；評定材料在不同溫度下的脆性轉(zhuǎn)變趨勢；確定應(yīng)變時(shí)效敏感性。 3 射線檢驗(yàn)工裝設(shè)計(jì)方案 射線的種類很多，其中廣泛用于乘壓設(shè)備焊縫和其他工業(yè)產(chǎn)品、結(jié)構(gòu)材料缺陷檢測的是X射線和γ射線。射線檢測是工業(yè)無損檢測的一個(gè)重要專業(yè)門類。射線檢測最主要的應(yīng)用是探測試件內(nèi)部的宏觀幾何缺陷。按照不同特征（例如使用的射線種類、記錄的器材、工藝和技術(shù)特點(diǎn)等）可將射線檢測分為許多種不同的方法。射線照相法是指用X射線或γ射線穿透試件，試件中因缺陷存在影響射線的吸收而產(chǎn)生強(qiáng)度差異，通過測量這種差異來探測缺陷，并以膠片作為記錄信息的器材的無損檢測方法。該方法是最基本的，應(yīng)用最廣泛的一種射線檢測方法。 3.1射線照射法的原理 X射線和γ射線都是波長極短的電磁波，從現(xiàn)代物理學(xué)波粒二相性的觀點(diǎn)看也可將其視為能量極高的光于束流，兩者基本區(qū)別在于X射線是從X射線管中產(chǎn)生的，而γ射線是從放射性同位素的原子核中放射出來的。 X射線管是一種兩極電子管，將陰極燈絲通電，使之白熾，電子就在真空中放出，如果兩極之間加幾十千伏以至幾百千伏的電壓(叫做管電壓)時(shí)，電子就從陰極向陽極方向加速飛行。獲得很大的動(dòng)能，當(dāng)這些高速電子撞擊陽極時(shí)，與陽極金屬原子的核外庫侖場作用，發(fā)生韌致輻射而放出X射線（如圖3）。 圖3 X射線的發(fā)生 圖4 連續(xù)X射線譜 由X射線管所發(fā)出的X射線能譜（如圖4）所示。這種能譜稱為連續(xù)譜，因其波長分布是連續(xù)的。連續(xù)譜的最短波長。與管電壓千伏值(kVP)的關(guān)系為 （1） 管電壓越高，最短波長的值就越小，平均波長越短，X射線的能量越高，線質(zhì)越硬，穿透物質(zhì)時(shí)衰減越少，穿透力越強(qiáng)。所以在射線檢測時(shí)，一般是根據(jù)試件的材質(zhì)和厚度來選擇管電壓。X射線的強(qiáng)度大致與管電壓的平方和管電流的大小成正比。X射線的強(qiáng)度越大，照相所需的曝光時(shí)間越短。 放射性同位素是一類不穩(wěn)定的元素，會時(shí)刻不停地衰變并放出γ射線。每一種放射性同位素發(fā)出的γ射線的波長是一定的，也就是說γ射線的能量是由同位素的種類決定的。射線源的放射強(qiáng)度會隨著時(shí)間的推延而逐漸減弱，強(qiáng)度減小到初始強(qiáng)度的一半的時(shí)間叫做半衰期。在無損檢測中應(yīng)用的射線源，其半衰期至少應(yīng)在幾十天以上，否則就沒有什么實(shí)用價(jià)值。能滿足這個(gè)條件并且常用的同位素有Co60(鈷60)、Ir192(銥192)、Se75(硒75)等。γ射線強(qiáng)度是不可調(diào)節(jié)的，隨時(shí)間推移強(qiáng)度減弱，經(jīng)過2~3個(gè)半衰期后其強(qiáng)度顯得不足，需要較長的曝光時(shí)間。 圖5 Co60的 γ射線的線狀光譜 γ射線的波長是不連續(xù)的，例如Co60發(fā)出1.17MeV和1.33MeV兩種能量的射線，其能譜（如圖5）所示，這種能譜稱為線狀譜。射線的能量分布會影響照相靈敏度，具有連續(xù)譜的X射線的照相靈敏度比具有線狀譜的γ射線要高。 X射線和γ射線通過物質(zhì)時(shí)，其強(qiáng)度逐漸減弱。X射線和γ射線的強(qiáng)度減弱，一般認(rèn)為是由光電效應(yīng)引起的吸收、康普頓效應(yīng)引起的散射和電子對效應(yīng)引起的吸收三種原因造成的。射線強(qiáng)度的衰減由以下公式表示： (2) 式中：I--通過物體后的射線強(qiáng)度，R/min； Io--未通過物體前的射線強(qiáng)度，R/min； μ--物質(zhì)的衰減系數(shù)，cm-1； T--物體厚度，cm。 式(2)中，μ稱為衰減系數(shù)，它隨射線的種類和線質(zhì)的變化而變化，也隨穿透物質(zhì)的種類和密度而變化。對X射線和γ射線來說，假如穿透物質(zhì)相同，則波長越短μ就越??；假如波長相等，則穿透物質(zhì)的原于序數(shù)越小μ越??；物質(zhì)密度越小μ也越小。顯然，μ值越?。匆馕吨渚€穿透該物質(zhì)越容易。 當(dāng)X射線或γ射線照射膠片時(shí)，與普通光線一樣，能使膠片乳劑層中的鹵化銀產(chǎn)生潛像中心，即使膠片感光，經(jīng)過顯影和定影后就黑化，接收射線越多的部位黑化程度越高，這個(gè)作用叫做射線的照相作用。底片的黑化程度稱為底片黑度，定義為照射底片光強(qiáng)為Lo與透過底片后的光強(qiáng)為L的對數(shù)： （3） 工業(yè)射線檢測使用的膠片稱為非增感型膠片，膠片的感光特性可用（如圖6）所示的膠片特性曲線說明。該曲線縱坐標(biāo)表示黑度D，橫坐標(biāo)表示相對曝光量E的常用對數(shù)IgE。曲線A和B表示兩種非增感型膠片。特性曲線的斜率用G來表示，稱為梯度。實(shí)際使用的是平均梯度： （4） 由圖可知，G值隨黑度D增大而增大。膠片A與膠片B相比，較片B的梯度更大。此外，得到相同黑度D，膠片A所需的E比膠片B要小得多，所以曲線越偏于左面其感光速度就越快?？墒悄z片感光度越高，其梯度就越低(G值小)，粒度越粗，成像質(zhì)量越差。膠片性能最重要的指標(biāo)是梯噪比(梯度/顆粒度)，梯噪比大的膠片成像質(zhì)量好。膠片性能比較見（如表2）所示。 因?yàn)閄射線或γ射線的使鹵化銀感光作用比普通光線小得多，所以必須使用一種能加強(qiáng)感光作用的材料稱為增感屏，增感屏通常用鉛箔做成，除能提高感光效率，減少曝光時(shí)間外，增感屏還有過濾散射線，提高照相靈敏度的作用。 射線照相的原理（如圖7）所示，厚度為T(cm)的物體中有厚度為△T(cm)的缺陷時(shí)，X射線透過無缺陷部位的底片的黑度為D，而X射線透過有缺陷部位的底片黑度應(yīng)為D+△D，把這種曝過光的膠片在暗室中經(jīng)過顯影、定影、水洗和干燥。再將干燥的底片放在觀片燈上觀察，根據(jù)底片上有缺陷部位與無缺陷部位的黑度圖像不一樣，就可判斷出缺陷的種類、數(shù)量和大小。 圖6 X射線膠片的特性曲線 圖7 X射線照相原理 表2 膠片特性的比較 感光度 梯度 顆粒度（噪聲） 梯噪比（梯度/噪聲） 高 低 大 小 低 高 小 大 3.2射線檢測設(shè)備 射線照相設(shè)備可分為：X射線探傷機(jī)、高能射線探傷設(shè)備、γ射線探傷機(jī)三大類。 X射線探傷機(jī)有攜帶式和移動(dòng)式兩類。攜帶式X射線機(jī)主要用于現(xiàn)場射線照相，管電壓一般小于320kV，最大穿透厚度約50mm。移動(dòng)式X射線機(jī)用在透照室內(nèi)的射線檢測，它具有較高的管電壓和管電流，管電壓可達(dá)450kV，最大穿透厚度約100mm。更大厚度工件X射線照相需使用加速器，其穿透厚度最大可達(dá)500mm。使用X射線機(jī)照相靈敏度高；其管電壓可調(diào)節(jié)，可根據(jù)試件厚度選擇射線能量；照相曝光時(shí)間一般3~5min；放射防護(hù)相對容易。 高能X射線探傷裝置有直線加速器和電子回旋加速器，用于大厚度工件射線檢測，對鋼件的檢測厚度可達(dá)500mm。γ射線探傷機(jī)具有體積小，重量輕，不用電，可在狹窄場地、高空、水下工作，并可全景曝光等特點(diǎn)，應(yīng)用日益廣泛。當(dāng)前的設(shè)計(jì)制造水平為：硒75探傷機(jī)重量小于lOkg，銥192探傷機(jī)重量約20kg，鉆60探傷機(jī)重量超過100kg。其參數(shù)性能（如表3）所示。 表3 常用 γ射線源參數(shù) Γ射線源 鈷60（Co60） 銥192（Ir192） 硒75（Se75） 半衰期 5.3年 74天 120天 焦點(diǎn)尺寸（mm） ∮3*3 ∮3*3 ∮3*3 源強(qiáng)度（Ci） 100 100 80 平均能量（MeV） 1.25 0.355 0.20 適用厚度范圍（鋼）（mm） 30~200 20~100 10~40 3.3射線照相工藝要點(diǎn) 照相規(guī)范的確定 要得到一張好的射線照相底片，除了合理的選擇透照方式外，還必須選擇好透照規(guī)范，使裂紋能夠在底片上盡可能明顯地辨別出來，即照相要達(dá)到高靈敏度。射線照相對比度、清晰度、顆粒度是影響靈敏度的三大要素。 射線照相對比度是指射線底片上有缺陷部分與無缺陷部分的黑度差。用△D表示： （5） 式中：μ--材料的吸收系數(shù)； G--膠片梯度； △T--缺陷的厚度； n--散射比。 從式(5)中可以看出，如果所選擇的透照規(guī)范，使μ值大(較低的管電壓)，G值大(膠 片種類)，n值小(恰當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施)，則所得的缺陷圖像對比度就高。 射線照相清晰度是指底片上的圖像的清晰程度，它主要由兩部分組成，即固有不清晰度Ui和幾何不清晰度Ug，總的不清晰度U與Ui和Ug的關(guān)系為： （6） 固有不清晰度Ui主要取決于射線能量，射線能量越高，Ui值越大。此外Ui值還與增感屏種類、增感屏與膠片之間的貼緊程度有關(guān)。 幾何不清晰度Ug如圖7所示，由于X射線管的焦點(diǎn)和γ射線源具有一定尺寸，在缺陷的圖像周圍就會產(chǎn)生半影，缺陷的半影尺寸稱為缺陷的幾何不清晰度Ug，Ug可用式(7)表示： （7） 式中：b--工件表面到膠片的距離； df--源的大??； F--焦距(源到膠片的距離)。 從上式可以看出，射線源到膠片的距離F愈大，射線源尺寸df愈小，工件表面到膠片的距離b愈小，其半影愈小，清晰度愈好。 射線照相顆粒度是指底片上圖像的黑度隨機(jī)起伏不均勻的程度，即底片噪聲。此顆粒度疊加在缺陷影像上，會妨礙射線底片上小黑度差，即小缺陷或細(xì)節(jié)影像的識別。影響照相顆粒度的主要是膠片種類、射線能量和底片黑度。顆粒度越小，底片上小缺陷和影像細(xì)節(jié)顯示能力越強(qiáng)。 為得到高的缺陷檢出率，照相規(guī)范的選擇應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1)透照方式的選擇和K值控制 按射線源、工件和腔片之間的相互位置關(guān)系，透照方式分為縱縫透照法、環(huán)縫外透法、環(huán)縫內(nèi)透法、雙壁單影法和雙壁雙影法五種，（如圖8）所示。其中雙壁單影法用于小直徑的容器或大口徑管子焊縫；雙壁雙影法用于∮100mm以下管子對接環(huán)焊縫。 除了管道和無法進(jìn)入內(nèi)部的小直徑容器只能采用雙壁透照外，大多數(shù)容器殼體的焊縫照相都采用單壁透照，透照時(shí)可以把射線源放在外面而把膠片貼在內(nèi)壁(稱為外透法)，也可以把射線源放在里面而膠片貼在外面(稱為內(nèi)透法)。 外透法的優(yōu)點(diǎn)是操作比較方便；內(nèi)透法的優(yōu)點(diǎn)是透照厚度差小，在滿足透照厚度比K值的情況下，一次透照長度較大。 圖8 焊縫透照方式示意圖 透照厚度比K的含義（如圖10）所示，由圖中關(guān)系可知： （8） （9） 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：承壓設(shè)備焊縫AB級射線照相．縱縫的K值不得大于1.03，環(huán)縫的K值不得小于1.l。限制透照厚度比，也就間接控制了橫向裂紋檢出角θ，使之不致過大，過大的θ角有可能導(dǎo)致橫向裂紋漏檢。采用源在內(nèi)的透照方式，其θ角比源在外方式小得多，尤其是源在中心的內(nèi)透法，K值為1，θ角為0，是最佳透照方式。 圖9 工件中缺陷的幾何不清晰度 圖10 焊縫透照厚度比示意圖 （2）射線能量的選擇 愈是使用低能量的射線，吸收系數(shù)μ值就愈大，從而可以得到△D較大的缺陷圖像。為了達(dá)到這一目的，在采用X射線時(shí)要盡可能降低管電壓．在采用γ射線時(shí)，則要選擇能量較低的γ射線源。但是降低管電壓會導(dǎo)致射線穿透力減小，因而不能得到黑度足夠的底片。所以降低管電壓也是有一定限度的，完整的說法是：在能穿透工件的前提下，盡可能地降低X射線管電壓。 (3)透照距離的選擇 焦距(射線源到膠片的距離)愈大，被檢物體和膠片貼得愈緊．幾何不清晰度愈小，在選擇透照距離時(shí)，應(yīng)將焦距選得大一些。但是由于射線的強(qiáng)度I與焦距F的平方成反比，即： （10） 所以不能把焦距選得過大，否則透照時(shí)，射線強(qiáng)度將不夠，所以焦距的選擇應(yīng)在滿足幾何不清晰度要求的前提下合理選擇，一般在單壁透照時(shí)，焦距的選擇大多在600-800mm間，中心法透照時(shí)取工件半徑。 (4)曝光量的選擇 曝光量E為射線強(qiáng)度I與曝光時(shí)間t的乘積，即E=I*t。曝光量的大小要能保證足夠的底片黑度。如果管電壓偏高，那么小的曝光量也能使底片達(dá)到規(guī)定黑廑，但這樣的底片靈敏度不夠好．所以焦距為700mm時(shí)X射線照相的曝光量一般選擇15mA.min以上。 (5)膠片與增感屏的選擇 高梯噪比膠片具有細(xì)顆粒、高梯度、其底片對比度△D大、顆粒度小和裂紋檢出靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，因此檢測高強(qiáng)度鋼焊縫，或用γ射線檢測時(shí)．宜選擇此種膠片。 照相時(shí)根據(jù)射線能量選擇不同厚度的鉛箔增感屏或其他金屬增感屏。鉛箔吸收射線后放出二次電子，由于這種電子對膠片易于感光，因此用鉛箔時(shí)感光度可提高2～7倍。而且鉛箔能吸收散亂射線．使散射比n減小，從而提高底片的對比度。 (6)底片黑度控制 黑度D值增大，膠片G值也增大，因此一般來說，應(yīng)使底片黑度D大些，但黑度過大，觀片燈亮度不夠就不容易看清了，所以底片黑度也不宜太大，AB級照相一般規(guī)定底片黑度范圍為2.0~4.0。 (7)像質(zhì)計(jì)(透度計(jì))的應(yīng)用 像質(zhì)計(jì)是用來檢查透照技術(shù)和膠片處理質(zhì)量。衡量該質(zhì)量的數(shù)值是底片上能識別出的最細(xì)鋼絲的線編號。我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用線型像質(zhì)計(jì)，用底片上必須顯示的最小鋼絲直徑與相應(yīng)的像質(zhì)指數(shù)來表示照相的靈敏度。 所謂射線照相的靈敏度是射線照相能發(fā)現(xiàn)最小缺陷的能力，射線照相靈敏度分為絕對靈敏度和相對靈敏度。絕對靈敏度是指射線透照某工件時(shí)能發(fā)現(xiàn)最小缺陷的尺寸，如JB/T4730中規(guī)定B級照相時(shí)。母材厚度大于4~6mm時(shí)．應(yīng)能辨認(rèn)出∮o.1mm的鋼絲，這就是絕對靈敏度表示法。射線照相的相對靈敏度K用透照方向上所能發(fā)現(xiàn)缺陷的最小厚度尺寸△d與該處的穿透厚度d的百分比表示，即： （11） 目前標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的像質(zhì)指數(shù)，換算成相對靈敏度，其值大約在1%—2%之間。 3.4 鋼瓶X射線檢測裝置工裝設(shè)計(jì)說明 X射線檢測鋼瓶的設(shè)計(jì)是提高生產(chǎn)效率的一個(gè)重要主成部分，怎樣能高效，安全地對鋼瓶進(jìn)行檢測，其設(shè)計(jì)也需要走向更高的自動(dòng)化。 本次設(shè)計(jì)的X 射線鋼瓶檢測裝置，在檢測室兩側(cè)墻體上設(shè)置進(jìn)件窗口和出件窗口并在窗口上設(shè)置 X 射線防護(hù)窗，檢測室底部放置檢測車，檢測車底部裝有檢測車行走滑軌并固定于檢測室內(nèi)地面上，位于檢測車行走滑軌側(cè)面、檢測車行走滑軌正上方的 C 型臂裝置單獨(dú)安裝在檢測室地面上，進(jìn)件車和出件車分別設(shè)置在進(jìn)件窗口和出件窗口處。本發(fā)明采用 V 輥傳動(dòng)為鋼瓶運(yùn)輸設(shè)備核心部件，由現(xiàn)有檢測儀器單開門結(jié)構(gòu)改為方便自動(dòng)化監(jiān)測的雙側(cè)進(jìn)出件窗口結(jié)構(gòu) X 射線防護(hù)檢測室作為屏蔽保護(hù)，檢測室內(nèi)置有相對獨(dú)立 x 射線管及圖像增強(qiáng)器可升降夾持裝置，通過設(shè)備提供的鋼瓶運(yùn)動(dòng)，配合 V 輪傳動(dòng)，可對設(shè)計(jì)直徑區(qū)間內(nèi)任意直徑尺寸鋼瓶進(jìn)行連續(xù)的自適應(yīng)檢測。本發(fā)明涉及一種 X 射線鋼瓶無損檢測裝置，在檢測室兩側(cè)墻體上設(shè)置進(jìn)件窗口和出件窗口并在窗口上設(shè)置 X 射線防護(hù)窗，檢測室底部放置檢測車，檢測車底部裝有檢測車行走滑軌并固定于檢測室內(nèi)地面上，位于檢測車行走滑軌側(cè)面、檢測車行走滑軌正上方的 C 型臂裝置單獨(dú)安裝在檢測室地面上，進(jìn)件車和出件車分別設(shè)置在進(jìn)件窗口和出件窗口處。本設(shè)計(jì)采用 V 輥傳動(dòng)為鋼瓶運(yùn)輸設(shè)備核心部件，由現(xiàn)有檢測儀器單開門結(jié)構(gòu)改為方便自動(dòng)化監(jiān)測的雙側(cè)進(jìn)出件窗口結(jié)構(gòu) X 射線防護(hù)檢測室作為屏蔽保護(hù)，檢測室內(nèi)置有相對獨(dú)立 x 射線管及圖像增強(qiáng)器可升降夾持裝置，通過設(shè)備提供的鋼瓶運(yùn)動(dòng)，配合 V 輪傳動(dòng)，可對設(shè)計(jì)直徑區(qū)間內(nèi)任意直徑尺寸鋼瓶進(jìn)行連續(xù)的自適應(yīng)檢測。 3.4.1 X射線檢測裝置結(jié)構(gòu)簡述 （結(jié)構(gòu)圖詳見附錄六） 在檢測室(1) 兩側(cè)的墻體上對稱設(shè)置進(jìn)件窗口 (3) 和出件窗口 (6)，在進(jìn)件窗口 (3) 和出件窗口 (6)上設(shè)置 X 射線防護(hù)窗 (2)，在檢測室 (1) 的底部放置檢測車 (5)，檢測車 (5) 的底部裝有檢測車行走滑軌 (19)，檢測車行走滑軌 (19) 固定于檢測室 (1) 的地面上，位于檢測車行走滑軌 (19) 的側(cè)面、檢測車 (5) 行走滑軌的正上方的 C 型臂裝置 (4) 單獨(dú)安裝在檢測室 (1) 的地面上，進(jìn)件車 (36) 和出件車 (37) 分別設(shè)置在進(jìn)件窗口 (3) 和出件窗口 (6) 的一側(cè)。 C 型臂裝置 (4) 中的 C 型臂架體 (26) 獨(dú)立固定于檢測室 (1) 內(nèi)的地面上，C 型臂架體 (26) 的中間處安裝圖像增強(qiáng)器水平移動(dòng)調(diào)節(jié)裝置 (25)，圖像增強(qiáng)器水平移動(dòng)調(diào)節(jié)裝置 (25) 下懸掛圖像增強(qiáng)器 (27)，C 型臂架體 (26) 上分別安裝 C 型臂升降絲杠 (20)、C 型臂升降絲母 (21)、C 型臂升降動(dòng)力機(jī)構(gòu) (22)、C 型臂 (23) 和 C 型臂升降導(dǎo)動(dòng)滑軌 (24)，C 型臂 (23) 的另一端吊裝 X 射線管水平調(diào)整裝置 (35)，X 射線管水平調(diào)整裝置 (35) 下方吊裝 X 射線管旋轉(zhuǎn)裝置(34)，X 射線管旋轉(zhuǎn)裝置 (34) 下方吊裝 X 射線管 (33)。 檢測車(5) 的下方安裝有帶齒輪的檢測車行走電機(jī) (9)，車架 (8) 的下方安裝抬升導(dǎo)動(dòng)滑軌 (7)和抬升氣缸 (10)，抬升氣缸 (10) 下端固定于車架 (8) 上，另一端連接抬升架 (11)，抬升架(11)的上方安裝鋼瓶旋轉(zhuǎn)輥(18)，下方安裝鋼瓶滾動(dòng)動(dòng)力軸(13)，鋼瓶旋轉(zhuǎn)輥(18)和驅(qū)動(dòng)抬升架 (11) 中間通過鋼瓶滾調(diào)節(jié)滑軌 (16) 連接，V 輥傳動(dòng)電機(jī) (12) 通過軸承座 (14) 固定于抬升架 (11) 的下方，車架 (8) 上方固定了一排 V 輥 (32)，每個(gè) V 輥 (32) 均布置在鋼瓶旋轉(zhuǎn)輥 (18) 的間隙處。 進(jìn)件車(36) 固定在進(jìn)件窗口 (3) 外的地面上，車架 (8) 的下方安裝抬升導(dǎo)動(dòng)滑軌 (7) 和抬升氣缸(10)，抬升氣缸 (10) 下端固定于車架 (8) 上，另一端連接抬升架 (11)，抬升架 (11) 的上方安裝鋼瓶旋轉(zhuǎn)輥 (18)，鋼瓶旋轉(zhuǎn)輥 (18) 和驅(qū)動(dòng)抬升架 (11) 中間通過鋼瓶滾調(diào)節(jié)滑軌 (16)連接，車架 (8) 上方固定了一排 V 輥 (32)，V 輥傳動(dòng)電機(jī) (12) 安裝在車架 (8) 下半部，鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu) (15) 的一端連接于 V 輥傳動(dòng)電機(jī) (12)，另一端連接于 V 輥 (32)，每個(gè) V 輥 (32)均布置在鋼瓶旋轉(zhuǎn)輥 (18) 的間隙處。 出件車(37) 固定在出件窗口 (6) 外的地面上，車架 (8) 的上方固定了一排 V 輥 (32)，V 輥傳動(dòng)電機(jī)(12)安裝在車架(8)下半部，鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(15)的一端連接于V輥傳動(dòng)電機(jī)(12)，另一端連接于 V 輥 (32)，每個(gè) V 輥 (32) 均布置在鋼瓶旋轉(zhuǎn)輥 (18) 的間隙處。 3.4.2 檢測車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明 檢測車是整個(gè)檢測車結(jié)構(gòu)的核心，主要控制鋼瓶轉(zhuǎn)動(dòng)和左右運(yùn)動(dòng)，讓X射線對鋼瓶進(jìn)行拍照。其結(jié)構(gòu)在出件車和進(jìn)件車上改進(jìn)，所以本文針對檢測車進(jìn)行詳細(xì)的說明。（結(jié)構(gòu)圖詳見附錄七） 檢測車的下方安裝有帶齒輪的檢測車行走電機(jī)（3），為檢測車行走齒輪齒條機(jī)構(gòu)（16）提供動(dòng)力。車架的下方安裝抬升導(dǎo)動(dòng)滑軌（1）和抬升氣缸（4），抬升氣缸（4）下端固定于車架上，另一端連接抬升架（5）。由抬升氣缸（4）提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)抬升架（5）沿著抬升導(dǎo)動(dòng)滑軌（1）的導(dǎo)動(dòng)方向進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)。抬升架（5）的上方安裝鋼瓶旋轉(zhuǎn)輥（12），下方安裝鋼瓶滾動(dòng)動(dòng)力軸（7），鋼瓶旋轉(zhuǎn)輥（12）和驅(qū)動(dòng)抬升架（5）中間通過鋼瓶滾調(diào)節(jié)滑軌（10）連接，可以在鋼瓶輥調(diào)整電機(jī)（11）的作用下帶動(dòng)兩排鋼瓶旋轉(zhuǎn)輥（12）靠近或者遠(yuǎn)離，從而適應(yīng)鋼瓶直徑的變化。鋼瓶滾動(dòng)動(dòng)力軸（7）和鋼瓶旋轉(zhuǎn)輥（12）通過鋼瓶轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力皮帶（15）傳動(dòng)，鋼瓶滾動(dòng)動(dòng)力軸（13）可同時(shí)帶動(dòng)一組鋼瓶旋轉(zhuǎn)輥（12）轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼瓶滾動(dòng)動(dòng)力軸（7）的動(dòng)力由安裝在抬升架（5）側(cè)面的鋼瓶轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)（14）提供，兩者之間的動(dòng)力由在鋼瓶滾動(dòng)動(dòng)力軸（7）和鋼瓶旋轉(zhuǎn)滾（12）之間張緊的鋼瓶轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力皮帶（15）提供，V 輥傳動(dòng)電機(jī)（6）通過軸承座（8）固定于抬升架（5 的下方，車架上方固定了一排 V 輥（17），由安裝于車架下半部的 V 輥傳動(dòng)電機(jī)（6）提供的動(dòng)力，通過一端連接于 V 輥傳動(dòng)電機(jī)（6）另一端連接于 V 輥（17）的 V 輥鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（9）傳遞出來，用來使被測鋼瓶在檢測車上左右運(yùn)動(dòng)，每個(gè) V 輥（17）均布置在鋼瓶旋轉(zhuǎn)輥（12）的間隙處，鋼瓶旋轉(zhuǎn)輥（12）可以在需要的位置將鋼瓶舉起在圖像增強(qiáng)器和 X 射線管的間隙處進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，檢測車在檢測車行走滑軌（13）上的運(yùn)動(dòng)通過檢測車行走電機(jī)（3）提供的驅(qū)動(dòng)力量，利用檢測車行走齒輪齒條機(jī)構(gòu)（16）去完成。 3.4.3 檢測裝置運(yùn)行過程 進(jìn)件車將待檢鋼瓶通過進(jìn)件窗口傳送到檢測室內(nèi)的檢測車上，X 射線防護(hù)窗關(guān)閉后，檢測車運(yùn)動(dòng)于 C 型臂裝置的空隙處，配合 C 型臂裝置的運(yùn)動(dòng)和抬升機(jī)構(gòu)上的旋轉(zhuǎn)裝置對鋼瓶進(jìn)行全方位的實(shí)時(shí)成像檢測。檢測過程結(jié)束后，出件車將完成的鋼瓶從檢測車上通過出件窗口運(yùn)出，在出件車將完成檢測的鋼瓶從檢測車上通過出件窗口運(yùn)出的同時(shí)，進(jìn)件車將未檢測的鋼瓶通過進(jìn)件窗口傳送到檢測室內(nèi)的檢測車上，實(shí)現(xiàn)流水線化的高效自動(dòng)化檢測。 參考文獻(xiàn) [1] 陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].北京:高等教育出版社.2004. 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[8] 中國標(biāo)準(zhǔn)委員會.JB／T4730.2—2005射線檢測[M].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.2005. 27 附錄一 液化石油氣鋼瓶制造工藝 附錄一 液化石油氣鋼瓶制造工藝流程圖 附錄二 鋼瓶水壓試驗(yàn)工藝規(guī)程 文件號 產(chǎn)品型號 零件名稱 零件圖號 鋼瓶水壓試驗(yàn)工藝規(guī)程 毛坯名稱 材料牌號 工序定員 共 1 頁 第 1 頁 ZY01A-16　 YSP35.5　 鋼瓶 YSP35.5 鋼瓶 HP295 2 修改號： 設(shè)備名稱、型號 水壓試驗(yàn)機(jī)　 工裝模具　 試驗(yàn)臺、GO2-01、GO2-02 量具 　壓力表、計(jì)時(shí)器 序號 操 作 規(guī) 程 檢驗(yàn)規(guī)程 1 穿戴整齊勞動(dòng)保護(hù)用品，做好安全生產(chǎn)措施，檢查試運(yùn)行設(shè)備。檢查配備試壓用水，測量記錄水溫（≥5℃），。 檢驗(yàn)項(xiàng)目 檢驗(yàn)內(nèi)容 抽樣規(guī)格 抽樣頻率 2 設(shè)置好試驗(yàn)壓力和試壓時(shí)間并校驗(yàn)壓力表：選用兩只0.4級經(jīng)檢定合格的壓力表，將注滿清水的鋼瓶輕搖動(dòng)排走瓶內(nèi)空氣。連接加壓軟管并旋緊，確保連接處密封。 試驗(yàn)水溫 按技術(shù)要求 首次 一次 3 啟動(dòng)加壓泵往瓶內(nèi)加壓（以每秒不大于0.5MPa的升壓速度緩慢升至3.2MPa，不允許跳躍增壓），保壓后觀察兩壓力表讀數(shù)誤差小于1%。合格后按上述步驟開始對產(chǎn)品進(jìn)行耐壓測試。 壓力表校驗(yàn) 按技術(shù)要求 首次 一次 4 當(dāng)加壓至試驗(yàn)壓力3.2 MPa并1分鐘以上，開始檢查鋼瓶有無滲漏、宏觀變形現(xiàn)象，如無發(fā)現(xiàn)鋼瓶有滲漏、宏觀變形現(xiàn)象則該鋼瓶為試驗(yàn)合格，反之，則不合格。 水壓試驗(yàn) 按技術(shù)要求 全檢 100% 4 試壓完成緩慢卸除壓力，拆除加壓連接軟管，將瓶內(nèi)水倒干凈且無異物，放上輸送線轉(zhuǎn)下道工序。 5 對試驗(yàn)不合格的鋼瓶做紀(jì)錄、標(biāo)識和隔離，嚴(yán)格執(zhí)行“不合格品控制程序”。 6 作業(yè)完成后關(guān)閉設(shè)備電源，清理、清掃現(xiàn)場。 控制方法：首件確認(rèn)表、品質(zhì)記錄表 7 填寫生產(chǎn)報(bào)表。 反應(yīng)計(jì)劃：糾正、調(diào)整、篩選、隔離 技 術(shù) 要 求 1. 水壓試驗(yàn)壓力為3.2MPa，試驗(yàn)壓力下保持至少1分鐘，鋼瓶無宏觀變形、無滲漏，無壓力回降現(xiàn)象為合格。 2．壓力表必使用須在有效期內(nèi)，校準(zhǔn)周期為每班一次，讀數(shù)誤差小于1%。 3. 試驗(yàn)前應(yīng)應(yīng)確保瓶外壁干燥。試驗(yàn)用水溫≥5℃ 附錄二 鋼瓶水壓試驗(yàn)工藝規(guī)程 4. 不允許對同一只鋼瓶進(jìn)行連續(xù)加壓試驗(yàn)。 附錄三 鋼瓶氣密試驗(yàn)工藝規(guī)程 文件號 產(chǎn)品型號 零件名稱 零件圖號 鋼 瓶 氣 密 試 驗(yàn) 工 藝 規(guī) 程 毛坯名稱 材料牌號 工序定員 共 1 頁 第 1 頁 ZY01A-22　 YSP35.5　　 鋼瓶 YSP35.5 鋼瓶 HP295 2 修改號： 設(shè)備名稱、型號 　氣密試驗(yàn)裝置 工裝模具　 充氣槍 量具 　壓力表、計(jì)時(shí)器 序號 操 作 規(guī) 程 檢 驗(yàn) 規(guī) 程 1 穿戴整齊勞動(dòng)保護(hù)用品，做好安全生產(chǎn)措施，試運(yùn)行設(shè)備。檢查配備試壓用水，調(diào)節(jié)好充氣壓力和試驗(yàn)時(shí)間。 檢驗(yàn)項(xiàng)目 檢驗(yàn)內(nèi)容 抽樣規(guī)格 抽樣頻率 2 開啟鋼瓶閥門接上充氣槍，檢查閥門和充氣槍連接情況，確保緊密安全后打開充氣槍開關(guān)對鋼瓶進(jìn)行充氣，充氣壓力2.1MPa后關(guān)閉閥門開關(guān)和充氣槍開關(guān)，卸下充氣槍。 試驗(yàn)壓力 技術(shù)要求 首次 2小時(shí)巡檢 2件 2件 氣密性 技術(shù)要求 全檢 100% 3 將充好氣的鋼瓶放上試壓架上，開啟汽缸把試壓架連同鋼瓶浸入試驗(yàn)水箱，鋼瓶任何部位處于水面5cm以下。 控制方法：首件確認(rèn)表、品質(zhì)記錄表 4 保持1分鐘，期間檢查鋼瓶及附件的任何部位不得有泄漏、宏觀變形等現(xiàn)象，如有用紅色油漆作好標(biāo)記。 反應(yīng)計(jì)劃：糾正、調(diào)整、篩選、隔離 5 試驗(yàn)完成氣缸收合把試壓架連同鋼瓶拉出水面，取下鋼瓶打開閥門把瓶內(nèi)氣體卸盡，將試驗(yàn)合格的鋼瓶轉(zhuǎn)下工序。 6 將不合