电容器知识点

电容器知识点（共6篇）

篇1：电容器知识点

1. 电容器的组成：两个彼此绝缘又互相靠近的导体可构成一个电容器。电容器是储存电荷(电能)的元件。

2. 电容器的充放电

(1)把电容器的一个极板接电池正极，另一个极板接电池负极，两个极就分别带上了等量的异种电荷，这个过程叫做充电。

电容器充电时会在电路中形成随时间变化的充电电流，充电时，电流从电源正极流向电容器的正极板，从电容器的负极板流向电源的负极。

(2)用一根导线把充电后的两极接通，两极上的电荷互相中和，电容器就不带电，这个过程叫做放电。

电容器放电时，电流从电容器正极板流出，通过电路流向电容器的负极。

(3)电容器所带的电荷量是指电容器的一个极板上所带电荷量的绝对值。

3. 电容C

(1)定义：电容器所带的电荷量Q(任一个极板所带电量的绝对值)与两个极板间的电势差U的比值叫做电容器的电容。

篇2：电容器知识点

任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体，都可以看成是一个电容器，这两个导体就是电容器的两个极。

电容器能够储存电荷。将电容器的两极与电池的两极分别连接起来，则与电池的正极相连接的极带正电荷，与电池负极相连接的极带等童的负电荷，这个过程叫电容器的充电。充电后两极带有等量异种电荷，两极板间建立了电场，并存在一定的电势差。充电后的电容器，其任一极上电荷的绝对值，叫做电容器带的电量。充电后，若用导线将电容器两极连接，则两极板上的等量电荷通过导线互相中和，使充电后的电容器失去电荷，这个过程叫做电容器的放电。放电完毕，两极间的电场消失，电势差也不存在了。

电容器是一种重要的电器元件，它广泛地应用于电子技术和电工技术中。如照相机的闪光灯电路，就是利用充了电的电容器，通过线圈放电，在相邻的线圈中感应出瞬时高电压，触发闪光灯而发光的。

二、电容

电容器带电的时候，它的两极之间产生电势差。实验证明，对任何一个电容器来说，两极间的电势差都随所带电量的增加而增加。不同的电容器，在电势差升高lv时需要增加的电量是不同的，这种情况可用图中两个装水的容器形象说明。两个直径不同的直简形容器，要使它们的水面升高1cm所需的水量是不同的，b容器比a容器儒要的水量大，表示b容器的容量大。同样,电容器两极板间的电势差增加lv所需要的电量多，电容器储存的电量就多;所需要的电量少，电容器储存的电量就少。电容器所带的电量与两极间的电势差的比值，叫做电容。如果用Q表示电容器带的电量，用U表示两极板间的电势差，用C表示电容器的电容。

篇3：电解电容器专利分析

电解电容器是电子工程中极为重要的基础电子元件之一, 在电路中除了用作铝箔、耦合和旁路等用途之外, 还在校正电路、泵电源电路和交流电动机启动电路等特殊电路应用中具有不可替代的作用。随着全球移动通讯、数码产品以及汽车电子的迅猛发展, 全球供应商对电容的生产和研发投入也不断加大。本文从专利文献入手, 以专利分析的视角综述了电解电容器的专利现状, 并展望电解电容器专利技术的发展趋势。

电解电容器专利概况分析

电解电容器专利技术分析的样本构成

本文所依据的数据分别检索自德温特世界专利索引数据库 (DWPI) , 公开日截止于2013年12月31日。

在DWPI库中采用关键词:electrolytic 1d (capacitor or condenser) ;结合分类号H01G9+, 以及公开日PD字段在DWPI库中检索到14389篇专利文献。

本文以在上述DWPI库中检索到的专利文献为基础样本。

电解电容器专利申请数量的变化趋势

以在DWPI数据库中检索的14389篇专利文献为样本, 以下将分别分析电解电容器专利在世界范围申请数量的变化趋势、各主要国家的专利申请数量及变化趋势以及电解电容器各个主要部件领域内的申请量数量。

电解电容器专利在世界范围申请数量的变化趋势

20世纪60年代末期, 欧洲和日本最早出现了电解电容器的专利申请。在DWPI数据库中, 采用AP申请号字段对样本进行限定, 以五年为一时间段, 得出世界电解电容器专利申请数量的变化趋势如图1。从图1可以看出, 1972年之前电解电容器专利申请数量很少, 仅有149篇;在70年代后期一直到90年代初期, 电解电容器的专利数量呈直线上升状态;90年代中期至今, 专利数量基本处于平稳期, 维持在2900件/年 (部分专利存在他国专利同族, 导致各年份数量之和大于总样本数) 。

电解电容器在主要国家的专利申请数量及变化趋势。

在DWPI数据库中, 采用国家/PN (公开号) 对中、日、欧、韩、美的专利申请进行检索, 可以得出如图2的主要国家电解电容器专利申请数量图。从图2中我们可以看出在日本申请的专利数量占据绝对优势, 在日本申请的专利有11986件, 在美国申请的专利位居次席仅为1962件, 中、韩、欧的数量依次减少, 由此可以看出日本制造在电解电容器领域占据领先地位, 中、美、韩、欧在电解电容器领域的技术研发相对落后。

同时, 在DWPI数据库中, 采用国家/PN字段以及AP字段相结合的方式对中、日、欧、韩、美的专利申请进行检索可以得出如图3的主要国家专利数量变化趋势图。

从图3可以看出, 电解电容器在日本的专利申请数量从60年代末到90年代初处于急速上升期, 在90年代中期至今进入了稳定期, 数值维持在2000左右, 2012年的数值的下降很可能是因为部分2012年申请的案件还没有公开;而电解电容器在中国的专利申请数量自90年代末期也进入急速上升期, 并在2008-2012远远超过美国, 电解电容器在中国的专利申请已进入迅猛发展期;美国、欧洲、韩国的专利申请数量基本维持在低值, 没有明显提高, 也反映出美、欧、韩企业在电解电容器领域的研发投入相对偏低。

电解电容器专利申请人分析

日本专利申请人分析

在DWPI数据库中, 通过对AP字段申请人进行统计, 可发现电解电容器领域专利申请数量前五的企业均来自日本, 它们分别是MATSUSHITA CHEM CORP (MCC) 、NIPPON CHEMICON CORP、NICHICON CAPACITOR LTD (NCL) 、三洋、NEC TOKIN CORP。为了更好的对自己的技术实施保护, 这些日本企业热衷于在世界范围申请专利, 并成为世界级知名企业。

图4给出了上述五个知名企业的专利申请数量, 从图4可以看出这五家知名企业在电解电容器领域的专利申请数量均超过了500件。其中NIPPON CHEMICON CORP和MATSUSHITA CHEM CORP两家公司的专利申请量分别超过了在中国、欧洲、韩国申请的专利总数量, 接近在美国申请的专利总数量, 这进一步显示出日本制造在电解电容器领域的领先地位。

笔者分析, 日本企业在电解电容器领域领先的原因在于:日本企业深知高性价比的基础元件是高性价比的移动通讯、数码、汽车产品的基础, 也是在世界市场扩张的基础, 因此日本企业非常重视基础元件的研发, 其在电阻、电容、电感领域的专利数量均领先于欧美国家;另外在研发中, 日本企业注重细节, 专利创新覆盖区域广, 也是其技术领先的另一个原因, 日本企业的专利申请在从原材料的选用、到形成器件的结构、甚至形成器件的细微步骤等各个方面均有覆盖, 专利技术的应用为日本企业提高电解电容器的技术水平提供了保障。

国内申请人的专利申请的概况

在DWPI数据库中, 对申请人的专利申请数量进行排序得出裕邦电子无锡公司申请27件专利、福建国光公司申请22件专利、上海永明电子有限公司申请22件专利、深圳江浩电子有限公司申请22件专利、湖南艾华申请17件, 这五家企业的申请数量排在国内申请人的前列。根据上述专利的具体内容看, 这些公司的专利以实用新型为主, 更多涉及的是结构的改进, 很少涉及核心的电解质材料以及电极技术, 中国企业的电解电容器的技术水平仅处于产品应用的创新上, 而在核心元件的创新上与日本企业还有相当大的差距。一些企业的电解液配方还在沿用日本19世纪80年代的电解液配方。

电解电容器专利申请的领域分布

涉及电解电容器的专利主要是针对引出端、隔膜、电解质、电极、电介质层、外壳六个方面, 上述六个方面分别具有在国际专利分类表中相对应的分类号。

引出端对应H01G9/008或/012;隔膜对应H01G9/02;电解质对应H01G9/022、H01G9/025、H01G9/0228、H01G9/032或H01G9/035;电极对应H01G9/04、H01G9/042、H01G9/045、H01G9/048、H01G9/052、H01G9/055或H01G9/06;电介质层对应H01G9/07;外壳对应H01G9/08、H01G9/10、H01G9/12。

在DWPI数据库中, 采用上述六个方面对应的分类号进行检索, 可以得出如图4的电解电容器各主要部件的专利申请数量图。从图5可以看出电极和电解质的专利申请数量要比其他部件的专利申请数量高很多, 这两个方面是电解电容器领域研究的重点, 直接影响着电解电容器的容量。

其中, 电极的专利申请主要包括以材料为特征的专利申请和以结构为特征的专利申请, 以材料为特征的专利申请为4613件, 以结构为特征的为2322件 (部分专利既涉及材料又涉及结构) ;电解质的专利申请主要包括以固体电解质为特征和以液体电解质为特征两种, 以固体电解质为特征的专利申请为754件, 以液体电解质为特征的为2198件。这些专利中, 与材料有关的专利占据大多数的原因, 主要是日本企业在电解质和电极材料方面拥有着巨大的专利申请数量, 推高了与材料相关的专利比重。

中国电解电容器的现状

电解电容器在中国的专利申请量为1967件, 与在美国的专利申请量接近。尽管在2008年至2012年期间, 电解电容器在中国的专利申请数量远超过美国, 但这并不足以让中国创造感到骄傲。我们需要清楚看到, 在这1967件申请中, 对申请数量贡献最多的前十家企业都是日本企业, 最多的是三洋公司占了161件, 10家日本企业一共申请了836件, 占到了42.5%;中国企业贡献最多的仅是裕邦电子无锡公司贡献的27件, 排名为13名。根据前面的分析, 目前, 中国企业的电解电容器专利呈现出技术水平较低、很少涉及核心内容的特点。

结语

篇4：学生不是接受知识的“容器”

一、以生为本，把质疑问难的权利还给学生

生本课堂体现了“以学定教”的教学理念。只有“以学定教”的课堂教学才能具有较强的针对性，教师的教与学生的学也才能最大程度发生共振共鸣；只有把学生当作学习任务的“首要责任人”，教师由教的“控制者”变为学生学习的“共同体”时，“充满生机与活力”的课堂才能实现。因此在课堂上应该为学生创设自主质疑的空间，让他们在质疑问难中获取知识，提升能力，感受成功的愉悦。

在课堂教学中很多教师表面上也重视学生自主质疑，在教学预设中也有这样的环节，如“读了课题，你有什么问题？”但这样的质疑往往流于形式，走过场而已。真正的问题还是教师提出的，然后学生的读书、交流都是围绕着教师提出的问题进行。学生的回答也是顺着教师的启发，往教师预先设计的一个个圈套钻。

我就曾听过一位教师上《富饶的西沙群岛》一课：

教师在学生了解了课文内容后，让学生自选伙伴组成海面风光考察队，海底、海岛生物考察队。考察什么呢？教师出示以下问题：西沙群岛的海面为什么会五光十色？海底、海岛各有哪些生物？接着学生接二连三汇报考察结果。课堂气氛很热烈，效果似乎很好。课末教师似乎随便问一句：学了课文你们还有什么问题？没想到一生站起来说：教师你让我们考察的这些问题都能在课文中找到答案。但我很想知道的是：为什么海水有深有浅，海面的颜色有不同？西沙群岛的海里为什么有那么多的鱼，海岛为什么有那么多的鸟？”那位教师一愣，显然这是他没有考虑到的，随即敷衍道：“这些问题我们课后再讨论吧。”

书中明白如话的内容让学生煞有介事地去探究，而真正来自学生的问题却被忽略了。这样的课堂无疑是在浪费时间，浪费生命。是“赤裸裸的教育假象”，虽然是严肃认真的却是徒劳的努力。

亚里士多德说：“思维从疑问和惊奇开始。”质疑打破了思维的平衡状态，出现活跃的不平衡，从而激发学生寻求一种新的平衡。学习成了学生自主的、内在的需求。这样的课堂教学才是有效的。实践证明，让学生提出一个问题要比我们告诉他们一个真理还重要，还要有价值

二、以生为本，把默读思考的时间交给学生

生本课堂教学过程要求教师尽量减少对学生学习时间的占领，把学习的大部分时间交给学生，让学生自己“生产”知识，只有学生自已“生产”出来的浸润着学生聪明才智的获得才是有生命的，才会产生刻骨铭心的记忆。这是生本课堂教学生成的重要标志。

但是在阅读教学中，我们常常看到这样一种现象：不少教师片面追求热烈的课堂气氛，把阅读简单地与朗读划上了等号，读得热闹非凡，却有意无意地忽视了课堂上给足学生默读思考的时间。或者刚刚让学生默读思考，还没安静几分钟，就被教师迫不及待地打断，开始了此起彼伏的讨论和纷纷嚷嚷的朗读。刚刚启动的默读思考就这样灰飞烟灭了，变得“热闹”了，变得“生动”了。教师截断了学生的思维空间，牵着学生的鼻子直奔“标准答案”。这样的默读只贴上了一个“讨论”的标签，却抛弃了课堂默读的真正意义和价值所在。

有效的感知性默读是需要时间的。默读一大段、一篇课文，一般要三五分钟。若要边读边查，边读边思，边读边画，真正做到自悟自得，那就要若干个三五分钟。学生默读课文，是教学的基础，离开了这个基础，课堂的讲解、问答、议论等，不过是一种走过场而已。

我认为在阅读教学中，需要书声琅琅，需要热烈讨论，更需要潜心的默读思考，需要教师“耐得住寂寞”，让学生积极营造静谧的默读思考空间。把更多的时间让给学生，让学生静静地读，静静地想，静静地圈划批注，让学生从书面符号中获取和转换文本的信息。当然这时教师虽基本保持沉默，却要密切关注学生的思维，并做简要的观察记录，做到心中有数，为引导点拨做充分的准备。

三、以生为本，把平等对话的舞台留给学生

生本课堂首先是营造了浸润着民主、平等、激励和谐的人文课堂环境。因此教师要转换角色，从“知识的神坛”上走下来，成为学生学习的伙伴，组建起“学习共同体”，与学生平等地交流和探讨。这就必须打破教师的话语“霸权”，使儿童拥有话语权。但是在阅读教学中，教师在课堂上滔滔不绝，学生不连贯的，或是答非所问的话语被教师“挥手制止”，改由教师代言或者请其他学生“帮忙”的现象并不鲜见。看似教师劳心劳力，但其实剥夺了学生的话语权，学生不能融入属于自己的课堂。为了学生的发展，课堂教学呼唤学生主体意识的回归，学生需要拥有课堂教学话语权。

毕竟文本解读的主体是学生，因此我们在研读文本时首先就应考虑学生的需要。考虑到学生是一个不成熟的读者，他们的经验、认识与文本意义还存在差距，因此他们的阅读感受也是处于一种“浅阅读”状态。这就要求教师能真正“蹲下来”，从成年世界、成年情感、成年逻辑转变到儿童意识、儿童情感、儿童思维，以学生为起点，做学生的知音，拥有一颗童心，以儿童的审美与体验形式走进文本。毕竟文本解读，最终是为学生服务。

因此在课堂上教师要少一些喋喋不休，少一些独自抒情，多一些积极地旁观，多一些用心倾听。教师只有真正学会倾听学生的声音，真正欣赏学生的独特见解，教学才能焕发出新的活力。让课堂成为师生平等对话的平台，让阅读教学在轻松愉悦的气氛中真正实现个性化阅读，让学生学习语文成为一种美的享受。

篇5：电容器知识点

检验基础知识

1.什么是无损检测

为了保证产品质量和设备安全运行，必须对产品和设备进行检验。一般检验分为破坏性检验和无损检验两大类。

破坏被检对象来检测材料或产品性能质量的方法称为破坏性检验。如机械性能试验、化学分析、金相分析和爆破试验等。

在不损坏试件的前提下，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件内部及表面的结构，性质，状态进行检查和测试的方法，称为无损检验，又称无损探伤。如工业上的超声波探伤、射线探伤、磁粉探伤、渗透探伤和涡流探伤等。

无损探伤是一门新兴的应用技术科学，在电力、机械、化工、冶金、交通、航空和航天等工业部门得到愈来愈广泛的应用。

无损检测是在现代科学技术发展的基础上产生的。例如，用于工业产品缺陷的X射线照相法是在德国物理学家伦琴发现X射线后产生的；超声波检测是在两次大战中迅速发展的声纳技术和雷达技术的基础上开发出来的；磁粉检测建立在电磁学理论的基础上，而渗透检测得益于物理化学的进展，等等。

在无损检测技术发展过程中出现过三个名称，即：无损探伤（Non—distructive Inspection）, 无损检测（Non—distructive Testing）, 无损评价（Non—distructive Evalution）。一般认为，这三个名称体现了无损检测技术发展的三个阶段，其中无损探伤是早期阶段的名称，其涵义是探测和发现缺陷；无损检测是当前阶段的名称，其涵义不仅仅是探测缺陷，还包括探测试件的一些其他信息，例如结构、性质、状态，并试图通过测试，掌握更多的信息；而无损评价则是即将进入或正在进入的新的发展阶段。无损评价包涵更广泛、更深刻的内容，它不仅要求发现缺陷，探测试件的结构、性质、状态，还要求获取更全面，更准确地综合的信息，例如缺陷的形状、尺寸、位臵、取向、内含物、缺陷部位的组织、残余应力等，结合成像技术、自动化技术、计算机数据分析和处理等技术，与材料力学、断裂力学等知识应用，对试件或产品质量和性能给出全面，准确地评价。

2.无损检测的任务

由于科学技术和工业生产迅速发展，对材料性能的要求愈来愈高，然而当前冶金技术不可能提供

完美无缺的材料。同时各种设备在制造过程中也会产生这样或那样的缺陷，如焊接中的气孔、夹渣、未焊透等，铸造中的缩松、气孔等，锻造中的白点、折迭等。当承载零部件，特别是高温、高压、高速的零部件内部存在缺陷时，往往是十分危险的，有时甚至会使整个机构损毁，引起重大设备人身事故，造成重大损失。这方面的例子在世界各国都是累见不鲜的。

第二次世界大战期间，美国货船发生1000多次破坏性事故。1944年美国俄亥俄州液化天燃气爆炸，死亡133人，损失680万美元。1969年美国一架F-111飞机 发动机曲轴在热处理中开裂，结果在飞行中左机翼脱落，飞机坠毁，人机双亡。

日本也常发生爆炸性事故，1968年日本两个大球罐在水压试验时炸裂。1972年至1973年日本石化行业发生13起大爆炸事故，损失惨重。

我国一惯比较重视安全生产，但事故仍不断发生。据统计1979年我国共发生爆炸事故223起，其中吉林一次液化气爆炸死亡86人，损失627万元。1984年元旦，大连石化公司液化气管焊缝断裂引起爆炸，相当于一次小地震，附近车间房屋顷刻夷为平地，1.5公里内房屋玻璃全部破碎，死伤300多人，损失上1000万元。

我国电力部门也发生过一些重大事故，如1965年郑州热电厂4号机组汽轮机叶轮键槽处开裂，叶轮冲破气缸盖飞出车间外。1967年包头第一热电厂汽缸螺栓断裂，汽缸盖冲破车间屋顶飞出车间。这两次事故都引起工厂停产，造成很大损失。

以上事实充分说明，如何挑选合格产品或把正在运行着的存在缺陷的零部件检测出来，采取措施，消除隐患，防止事故的发生，提高设备的安全可靠性，已成为工程技术中一个重要课题。这正是无损探伤所要承担的首要任务。

此外无损探伤还可发现毛坯中的缺陷，防止后续工时的浪费，从而降低产品成本。还有无损探伤对于改进焊接、铸造等工艺等工艺也是十分有益的，先设计一些不同的工艺方案，然后进行试验，最后通过无损探伤来确定最佳的工艺方案。近年来，无损探伤在设备监督方面也开始发挥作用。

应用无损检测技术，通常是为了达到以下目的： 2.1、保证产品质量

应用无损检测技术，可以探测到肉眼无法看到的内部的缺陷；在对试件表面质量进行检验时，通过无损检测方法可以探测出许多肉眼很难看见得细小缺陷。由于无损检测技术对缺陷检测的应用范围广，灵敏度高，检测结果可靠性好，因此在承压类特种设备和其它产品制造的过程检验和最终质量检验中普遍采用。

应用无损检测技术的另一个优点是可以进行100%的检验。众所周知，采用破坏性检测，在检测完成的同时，试件也被破坏了，因此破坏性检测只能进行抽样检验。与破坏性检测不同，无损检测不需损坏试件就能完成检测过程，因此无损检测能对产品进行100%检验或逐件检验。许多重要的材料，结构或产品，都必须保证万无一失，只有采用无损检测手段，才能为质量提供有效保证。

2.2、保障使用安全

即使是设计和制造质量完全符合规范要求的承压类特种设备，在经过一段时间使用后，也有可能发生破坏事故，这是由于苛刻的运行条件使设备状况发生变化，例如由于高温和应力的作用导致材料蠕变；由于温度、压力的波动产生交变应力，使设备的应力集中部位产生疲劳；由于腐蚀作用使壁厚减薄或材质劣化；等等。上述因素可能使设备中原来存在的，制造规范允许的小缺陷扩展开裂，或使设备中原来没有缺陷的地方产生这样或那样的新生缺陷，最终导致设备失效。为了保障使用安全，对在用锅炉压力容器压力管道，必须定期进行检验，及时发现缺陷，避免事故发生，而无损检测就是在用锅炉压力容器压力管道定期检验的主要内容和发现缺陷最有效的手段。

除了锅炉压力容器压力管道外，其它使用中的重要设备、构件、零部件进行定期检验时，也经常应用无损检测手段。

2.3、改进制造工艺

在产品生产中，为了了解制造工艺是否适宜，必须事先进行工艺试验。在工艺试验中，经常对工艺试样进行无损检测，并根据检测结果改进制造工艺，最终确定理想的制造工艺。

2.4、降低生产成本

在产品制造过程中进行无损检测，往往被认为要增加检查费用，从而使制造成本增加。可是如果在制造过程中间的适当环节正确地进行无损检测，就是防止以后的工序浪费，减少返工，降低废品率，从而降低制造成本。例如，在厚板焊接时，如果在焊接全部完成后再无损检测，发现超标缺陷需要返修，要花费很多工时或者很难修补。因此可以在焊至一半时先进行一次无损检测，确认没有超标缺陷后再继续焊接，这样虽然无损检测费用有所增加，但总的制造成本降低了。又如，对铸件进行机械加工，有时不允许机加工后的表面出现夹渣、气孔、裂纹等缺陷，选择在机加工前对进行加工的部位实施无损检测，对发现缺陷的部位就不再加工，从而降低了废品率，节省了加工工时。

3.无损检测的应用特点

无损检测应用时，应掌握以下几方面的特点 3.1、无损检测要与破坏性检测相配合

无损检测的最大特点是能在不损伤材料、工件和结构的前提下来进行检测，所以实施无损检测后，产品的检查率可以达到100％。但是，并不是所有需要测试的项目和指标都能进行无损检测，无损检测技术自身还有局限性。某些试验只能采用破坏性检测，因此，在目前无损检测还不能完全代替破坏性检测。也就是说，对于一个工件、材料、机器设备的评价，必须把无损检测与破坏性检测的结果互相对比和配合，才能作出准确的评定。例如液化石油气钢瓶除了无损检测外还要进行爆破试验。锅炉管子焊缝，有时要切取试样做金相和断口检验。

3.2、正确选用无损检测的时机 在进行无损检测时，必须根据无损检测的目的，正确选择无损检测实施的时机。例如锻件的超声波探伤，一般安排在锻造和粗加工后，钻孔、铣槽、精磨等最终机加前进行，因为此时扫查面较平整，耦合较好，可能干扰探伤的孔、槽、台还未加工，发现质量问题处理也比较容易，损失也较少；又例如，要检查高强钢焊缝有无延迟裂纹，无损检测实施的时机，就应安排在焊接完成24小时以后进行。要检查热处理后是否发生再热裂纹，就应将无损检测实施时机放在热处理之后进行。电渣焊焊接接头晶粒粗大，超声波检测就应在正火处理细化晶粒后再进行。只有正确选用实施无损检测的时机，才能顺利地完成检测，正确评价产品质量。

3.3、正确选用最适当的无损检测方法

无损检测在应用中，由于检测方法本身有局限性，不能适用于所有工件和所有缺陷，为了提高检测结果的可靠性，必须在检测前，根据被检物的材质、结构‘形状、尺寸、预计可能产生什么种类，什么形状的缺陷，在什么部位、什么方向产 3 生；根据以上种种情况分析，然后根据无损检测方法各自的特点选择最合适的检测方法。例如，钢板的分层缺陷因期延伸方向与板平行，就不适合射线检测而应选择超声波检测。检查工件表面细小的裂纹就不应选择射线合超声波检测，而应选择磁粉合渗透检测。此外，选用无损检测方法合应用时还应充分的认识到，检测的目的不是片面的追求那种过高要求的产品“高质量”，而是在保证充分安全性的同时要保证产品的经济性。只有这样，无损检测方法的选择才会是正确的、合理的。

3.4、综合应用各种无损检测方法

在无损检测应用中，必须认识到任何一种无损检测方法都不是万能的，每种无损检测方法都有它自己的优点，也有它的缺点。因此，在无损检测的应用中，如果可能，不要只采用一种无损检测方法，而应尽可能多的采用几种方法，以便保证各种检测方法互相取长补短，从而取得更多的信息。另外，还应利用无损检测以外的其他检测所得的信息，利用有关材料、焊接、加工工艺的知识及产品结构的指示，综合起来进行判断，例如，超声波对裂纹探测灵敏度较高，但定性不准是其不足，而射线的优点之一是对缺陷定性准确，两者配合使用，就能保证检测结果既可靠又准确。

4.承压类特种设备无损检测标准

随着科学技术的发展，新的无损探伤方法不断涌现，据有关资料介绍至今已发展到50多种，不过目前常用的依然是射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透渗透和涡流检测等五大常规方法。承压类特种设备无损检测执新行的标准时JB4730—2005《承压设备无损检测》。该标准共分六个部分：

——第一部分：通用要求

——第二部分：射线检测（RT）——第三部分：超声检测（UT）——第四部分：磁粉检测（MT）——第五部分：渗透渗透（PT）——第六部分：涡流检测（ET）5.超声波检测基础知识

超声波检测主要用于探测试件的内部缺陷，它的应用十分广泛。所谓超声波是指超过人耳听觉，频率大于20千赫兹的声波。用于检测的超声波，频率为0.4～25兆赫兹，其中用得最多的是1～5兆赫兹。

利用声响来检测物体的好坏，这种方法早已被人们所采用。例如：用手拍拍西瓜听听是否熟了；敲敲磁碗，看看磁碗是否坏了等等。但这些依靠人的听觉来判断的声音检测法，往往是凭人的经验，而且难于作出定量的表示。

在金属的探测中用的是高频率的超声波。这是因为：1.超声波的指向性好，能形成窄的波束；2.波长短，小的缺陷也能较好地反射；3.距离分辨力好，分辨缺陷的能力高。

超声波探伤方法很多，但目前用得最多的是脉冲反射法，在显示超声信号方面，目前用得最多而且较为成熟的是A型显示。下面主要叙述A型显示脉冲反射超声 4 波探伤法。

5.1超声波的发生及其性质 5.1.1声波是一种机械波，机械波是由机械振动产生的。超声波是一种高频机械波，而工业探伤用的高频超声波，是通过压电换能器产生的。压电材料主要有石英、钛酸钡、锆钛酸铅和硫酸锂。这些材料为什么能发生超声波呢？住要是它们具有压电效应，可以将电振动转化成机械振动，也能将继续振动转化成电振动。

要使压电材料产生超声波，可以把它切成能在一定频率下共振的片子，这种片子叫做晶片，将晶片两面都镀上银，作为电极。当高频电压加到这两个电极上时，晶片就在厚度方向产生伸缩（振动），这样就把电振动转化成了机械振动。这种机械振动发生的超声波，可以传播到被检物中去。

反之，将高频振动传到晶片上时，晶片就被振动，在晶片两极之间就会产生频率与超声波相等、强度与长声波成正比的高频电压，这个高频电压经放大、检波、显示在示波屏上，这就是超声波的接受。通常在超声波探伤中只用一个晶片，这个晶片既作发射又作接收。

5.1.2超声波的种类 超声波有许多种类，找介质中传播有不同的方式，波型不同，其振动方式不同，传播速度也不同。空气中传播的声波只有疏密波，声波的介质质点振动方向与传播方向一致，叫纵波。在水中也只能传播纵波。可是在固体介质中除了纵波外还有剪切波，又叫横波。因固体介质能承受剪切应力，所以可在固体介质其中传播介质质点振动方向和传播方向垂直的波。

此外，还有在固体介质的表面传播的表面波、在固体介质的表面下传播得爬波和薄板中传播的板波，它们都可用来探伤。

5.2超声波检测原理

超声波缉拿车可以分为超声波探伤和超声波测厚，以及超声波测晶力度、测应力等。在超声波探伤中，有根据缺陷的回波和底面的回波进行判断的脉冲反射法；有根据缺陷的阴影来判断缺陷情况的穿透法；还有由被检物产生驻波来判断缺陷情况或者判断板厚的共振法。目前用得最多的方法是脉冲反射法。脉冲反射法在垂直探伤时用纵波，在斜入射探伤时大多用横波。纵波垂直入射和横波倾斜入射是超声波探伤中两种主要探伤方法。两种方法各有用途，互为补充，纵波探伤容易发现与探测面平行或稍有倾斜的缺陷，主要用于钢板、锻件、铸件的探伤，而斜射的横波探伤，容易发现垂直与探测面或倾斜较大的缺陷，主要用于焊缝的探伤。

5.2.1垂直探伤法

当把脉冲震荡器发生的电压加到晶片上时，晶片振动，产生超声波。如果被检物是钢工件的话，超声波以5900米/秒的固定速度在钢工件内传播，超声波碰到缺陷时，一部分从缺陷反射回到晶片，而另一部分未碰到缺陷的超声波继续前进，一直到被检物底面才反射回来。因此，情绪处反射的超声波先回到晶片，底面反射后回到晶片。回到晶片上的超声波又反过来被传化成高频电压，通过接收、放大进入示波器，示波器将缺陷回波和底面回波显示在荧光屏。因此，在示波器上 5 可以得到反射图形，从这个图形上可以看出有没有缺陷、缺陷的位臵及其大小。

5.2.2斜射探伤法

在斜射法探伤中，由于超声波在被检物中是斜向传播的，超声波是斜向射到底面，所以不会有底面回波。因此不能再用底面回波调节来对缺陷进行定位。要知道缺陷的位臵，需要用适当的标准试块来把示波管横坐标调整到适当状态。

横波探伤中的位臵不仅取决于声程，还取决于折射角，所以横波探伤中扫描线的调节比纵波要复杂一些，对扫描线的调节是横波探伤中一个重要的不可缺少的步骤。

目前对扫描线的调整方法有三种方法：

（1）按水平距离调整扫描线。通过调整，使时基线刻度按一定比例代表反射点的水平距离，在探伤时，根据缺陷波在荧光屏上水平刻度位臵可直接读出缺陷的水平距离。

（2）按深度调整扫描线。通过调整，使时基线刻度按一定比例代表反射点的声称。在探伤时，根据缺陷波在荧光屏上水平刻度的位臵可直接读出缺陷的深度。

（3）按声称调整扫描线。通过调整，使时基线刻度按一定比例代表反射点的声程。在探伤时，根据缺陷波在荧光屏上时基线上的位臵可直接读出缺陷的声称。

5.3试块

在无损检测技术中，常常采用与已知量相比较的方法来确定被检物的状况。例如在射线探伤中，是以透度计（像质计）的影像来作为比较的依据。超声波探伤中是以试块作为比较的依据。试块上有各种已知的特征，例如特定的尺寸，规定的人工缺陷，即某一尺寸的平底孔、横通孔、凹槽等。用试块作为调节仪器、定量缺陷的参考依据，是超声波探伤的一个特点。超声波探伤的发展，一直与试块的研制、使用分不开。

试块在超声波探伤中的用途主要有三方面：（1）确定合适的探伤方法。(2)确定探伤灵敏度和评价缺陷的大小。(3)校阳仪器和测试探头性能。

5.4超声波检测特点慨括

超声波检测的优点和局限性慨括如下：

（1）面积型缺陷的检出率较高，而体积型缺陷的检出率较低。（2）适宜检验厚度较大的工件，不适宜检验厚度较薄的工件。（3）应用范围广，可用于各种试件。

（4）检测成本低、速度快，仪器体积小，重量轻，现场使用方便。（5）无法得到缺陷直观图象，定线困难，定量精度不高。（6）检测结果无直接见证记录。

（7）对缺陷在工件厚度方向上的定位较准确。（8）材质、晶粒度对探伤油影响。

（9）工件不规则的外形和一些结构会影响检测。（10）不平或粗糙的表面会影响耦合和扫查。6.磁粉检测基础知识 6.1磁粉检测原理

自然界有些物质具有吸引铁、钴、镍等物质的特性，我们把这些具有磁性的物体称为磁体。使原来不带磁性的物体变得具有磁性叫磁化，能够被磁化的材料称为磁性材料。磁体各处的磁性大小不同，在它的两端最强，这两端称为磁极。每一磁体都有一对磁极即N极和S极。它们具有不可分割的特性，即使把磁体分割成无数小磁体，每一个小磁体同样存在N极和S极。

如果把两块磁铁的同性磁极靠在一起，两个磁体之间就存在一个相斥的力使磁体分离；把两块磁铁的异性磁极靠在一起，两个磁体之间就存在一个相吸的力使磁体靠近。这说明磁体周围空间存在有力的作用，我们把磁力作用的空间成为磁场。

为了形象地描述磁场，人们采用了磁力线的慨念，并且规定①磁力线密度表示磁感应强度大小，磁力线密度大的地方表示磁感应强度大，磁力线密度小的地方表示磁感应强度小。②磁力线的方向表示磁场的方向。③磁力线永不相交。④磁力线由磁铁的N极和出发经外部空间到达S极，再由S极经磁体内部回到N极，形成闭合曲线。

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性（包括缺陷造成的不连续性和结构、形状、材质等原因造成的布连续性），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，漏磁场的局部磁极能够吸引铁磁物质。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（即磁痕），从而达到检测铁磁性材料表明和近表面缺陷的目的。

6.2磁粉检测设备器材 6.2.1磁力探伤机分类

按设备体积和重量，磁力探伤机可分为固定式、移动式、便携式三类。

（1）固定式探伤机

最常见的固定式探伤机为卧式湿法探伤机，设有放臵工件的床身，可进行包括通电法、中心导体法、线圈法多种磁化，配臵了退磁装臵和磁悬液搅拌喷洒装臵，紫外灯，最大磁化电流可达12kA，主要用于中小型工件探伤。

（2）移动式探伤机

体积重量中等，配有滚轮，可运至检验现场作业，能进行多种方法磁化，输出电流为3～6kA。检验对象为不易搬运的大型工件。

（3）便携式探伤机

体积小、重量轻，适合野外和高空作业，多用于锅炉压力容器压力管道焊缝和大型工件的局部探伤，最常使用的是电磁轭探伤机。

6.2.2灵敏度试片

灵敏度试片用于检查磁粉探伤设备、磁粉、磁悬液的综合性能。

灵敏度试片通常用由一侧刻有一定深度的直线或圆形细槽的薄铁片制成。A型试片是用100μm厚的软磁材料制成，型号有1#： 15/100 2#：30/100 3#：60/100三种。数字含义为：分子表示槽深多少微米、分母表示片厚多少微米。

使用时，将试片刻有人工槽的一侧与被检工件表面贴紧。然后对工件进行磁化 7 并施加磁粉，如果磁化方法、规范选择得当，在试片表面上应能看到与人工刻槽相应的清晰显示。

6.2.3磁粉与磁悬液

磁粉是具有高磁导率和低剩磁的四氧化三铁或三氧化二铁粉末。湿法磁粉平均粒度为2～10μm，干法磁粉平均粒度不大于90μm。按假如的染料可将磁粉分为荧光磁粉和非荧光磁粉，非荧光磁粉有黑、红、白几种不同颜色供选用。由于荧光磁粉的显示对比度比非荧光磁粉高得多，所以采用荧光磁粉进行检测具有磁痕观察容易，监测速度快，灵敏度高的优点。但荧光磁粉检测需要一些附加条件：暗环境和黑光灯。

磁悬液是以水或煤油为介分散质，加入磁粉配成的悬浮液，配制浓度一般为：非荧光磁粉10～20g/L,荧光磁粉1～3g/L。

6.3磁化工艺要点 6.3.1磁化方法

常用的磁化方法有：①线圈法②磁轭法③轴向通电法④触头法⑤中心导体法⑥旋转磁场磁化法。

按磁力线方向分类：①②称为纵向磁化，③④⑤称为周向磁化，⑥两相交流复合磁化。实际工作中可根据试件的情况选择适当的磁化方法。

6.3.2磁粉探伤方法分类

磁粉探伤方法有多种分类方式：

按检验时机可分为连续法和剩磁法。磁化、施加磁粉和观察同时进行的方法称为连续法；先磁化，后施加磁粉和检验的方法称为剩磁法，后者只适用于剩磁很大的硬磁材料。

按使用的电磁种类可分为交流法、直流法两大类。交流电因集肤效应，对表面缺陷检测灵敏度较高。

按施加磁粉的方法分类可分为湿法和干法，其中湿法采用磁悬液，干法则直接喷洒干粉。前者适宜检测表面光滑的工件上的细小缺陷，后者多用于粗糙表面。

6.3.3磁粉探伤的一般程序

探伤操作包括以下几个步骤：预处理、磁化和施加磁粉、观察、记录以及后处理（包括退磁）等。

（1）预处理

把试件表面的油脂、涂料以及铁锈等除掉，以免妨碍磁粉附着在缺陷上。用于干磁粉时还应使试件表面干燥。组装的部件药一件一件的拆开后进行探伤。

（2）磁化

选择适当的磁化方法和磁化电流值。然后接通电源，对试件进行磁化操作。（3）施加磁粉

按所选的干法或湿法施加干粉或磁悬液。

磁粉的喷洒时间，按连续法和剩磁法两种施加方式。连续法是在磁化工件的同时喷洒磁粉，磁化一直延续到磁粉施加完成为止。而剩磁法则在磁化工件之后才施加磁粉。

8（4）磁痕的观察与判断

磁痕的观察是在施加磁粉后进行的，用非荧光磁粉探伤时，在光线明亮的地方，用自然的日光或灯光进行观察；而用荧光磁粉探伤时，则在暗室等暗处用紫外线灯进行观察。在磁粉探伤中，肉眼见到的磁粉堆积，简称磁痕，但不是所有磁痕都是缺陷，形成磁痕的原因很多，所以对磁痕必须进行分析判断，把假磁痕排除掉。有时还需要用其他探伤方法（如渗透探伤法）重新探伤进行验证。

为了记录磁粉磁痕，可采用照相或用透明胶带巴磁痕粘下备查，这样的记录具有简便、直观得优点。

（5）后处理

探伤完后，根据据需要，应对工件进行退磁、除去磁粉和防锈处理。进行退磁处理的原因是，因为剩磁可能造成工件运行受阻和加大料零件的磨损，尤其是转动部件经磁粉探伤后，更应进行退磁处理。

6.4磁粉检测特点慨括

磁粉检测的优点和局限性慨括如下：

（1）适宜贴此材料探伤，不能用于非铁磁材料检验。用于制造承压类特种设备的材料中，属于铁磁材料有：各种碳钢、低合金钢、马氏体不锈钢、铁氏体不锈钢、镍及镍合金；不具有铁磁性质的材料有：奥氏体不锈钢、钛及钛合金、铝及铝合金、铜及铜合金。

（2）可以及检出表面和近表面缺陷，不能用于检查内部缺陷。可检出的`缺陷埋藏深度与工件状况、缺陷状况以及工艺条件有关，对光洁表面，例如磨削加工的轴，一般可检出深度为1～2mm近表面缺陷，采用强直流磁场可检出3～5mm近表面缺陷。但对焊缝检测来说，因为表面粗糙不平，背景噪声高，弱信号难以识别，近表面缺陷漏检的几率是很高的。

（3）检测灵敏度很高，可以发现极细小的裂纹以及其他缺陷。有关理论和实验结果认为：磁粉检测可检出的最小裂纹尺寸约为：宽度1μm，深度10μm，长度1mm,但实际现场应用时可检出的裂纹尺寸达不到这一水平，比上述数值要到得多。虽然如此，在RT、UT、MT、PT四种无损检测方法中，对表面裂纹检测灵敏度最高的仍是MT。

（4）检测成本低，速度快。

（5）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。7.渗透检测基础知识 7.1渗透检测的基本原理

渗透检测的原理是：零件表面被施涂含有荧光染料活着色染料的渗透液后，在毛细管作用下，经过一定时间，渗透液可以渗进表面开口的缺陷中；经去除零件表面多余的渗透液后；再在零件表面施涂显像剂，同样，在毛细管作用下，显像剂将吸引缺陷中保留的渗透液，渗透液回渗到显像剂中；在一定的光源下（紫外线光或白光），期限处的渗透液痕迹被显示，从而探测出缺陷的形貌及分部状态。

渗透探伤操作的基本步骤有以下四个：（1）渗透

首先将试件浸渍于渗透液中或者用喷雾器或刷子把渗透液涂在试件表面。如果试件表面有缺陷，渗透液就渗入缺陷，这个过程叫渗透。

（2）清洗

待渗透液充分地渗透到缺陷内之后，用水或清洗剂把试件表面的渗透液洗掉。这个过程叫清洗。

（3）显像

把显像剂喷洒或涂敷在试件表面上，使残留在缺陷中的渗透液吸出，保姆上形成放大的黄绿色荧光或者红色的显示痕迹，这个过程叫做显像。

（4）观察

荧光渗透液的显示痕迹在紫外线照射下呈黄绿色，着色渗透因为地显示痕迹在自然光下呈红色。用肉眼观察就可以发现很细小的缺陷。这个过程叫观察。

7.2渗透探伤的优缺点

着色法只需在白光或日光下进行，在没有电源的场合也能工作。荧光法需要配备黑光灯和暗室，无法在没有电源及暗室的场合下工作。

溶剂去除型着色法应用较广，特别是使用喷灌，可简化操作，适宜于大型零件的局部检验。

7.3渗透探伤注意事项

（1）预处理时，要在试件表面造成充分的润湿条件，以便形成渗透液的薄膜。要充分去除试件表面优质、涂料、锈蚀和水等影响渗透液渗透的障碍物。

（2）要根据渗透液的种类，试件的材质、预计缺陷种类和大小以及渗透时的温度等来考虑确定适当的渗透时间。正常渗透温度为15～50℃，渗透时间不得少于10分钟。

（3）清洗时，只需去除附着在试件表面的渗透液，不要过度清洗，不要使在缺陷中的渗透液流出，而要使其保留下来。采用溶剂清洗时，只能用蘸有溶剂的布或纸擦洗，且应沿一个方向擦拭，不得往复擦拭，不得用清洗剂直接冲洗。

（4）干式显像前进行干燥时，要有合适的干燥温度，在尽可能短的时间里有效地完成干燥。

7.4渗透检测特点慨括

渗透检测的优点和局限性慨括如下：

（1）渗透探伤可以用于除了疏松多孔性材料外任何种类的材料。工程材料中，疏松多孔性材料很少，绝大部分材料，包括钢铁材料、有色金属、陶瓷材料和塑料等都是非多孔性材料。所以渗透检测对承压类特种设备材料的适应性是最广的。但考虑到方法特性、成本、效率等各种因素，一般对铁磁材料工件首选磁粉探伤，渗透探伤只是作为代替方法。但对非铁磁性材料，渗透探伤是表面缺陷检测的首选方法。

（2）形状复杂的部件也可用渗透探伤，并一次操作就可大致做到全面检测。工件几何形状对磁粉探伤影响较大，但对渗透探伤的影响很小。对应结构、形状、尺寸不利于实施磁化的工件，可考虑用渗透探伤代替磁粉探伤。

（3）同时存在几个方向上的缺陷，用一次操作就可完成检测。为保证缺陷不 10 漏检，磁粉探伤需要进行至少两个方向的磁化检测，而渗透探伤只需一次探伤操作。

（4）不需要大型的设备，可不用水、电。对无水源、电源、或高空作业的现场，使用携带式喷灌着色渗透探伤剂十分方便。

（5）试件表面光洁度影响大，探伤结果往往容易受操作人员水平的影响。工件表面光洁度低会导致本底很高，影响缺陷识别，所以表面光洁度越高，渗透探伤效果越好。由于渗透探伤是手工操作，过程工序多，如果操作不当，就会造成漏检。

（6）可以检出表面开口缺陷，但对埋藏缺陷或闭合型的表面缺陷无法检出。（7）检测工序多，速度慢。

（8）检测灵敏度比磁粉探伤低。从实际应用效果评价，渗透探伤的灵敏度比磁粉探伤要低很多，可检出缺陷尺寸大约要大3～5倍。即便如此，与射线或超声波检测相比，渗透探伤的灵敏度还是很高的，至少要高一个数量级。

（9）材料较贵、成本较高。

（10）有些材料易燃、有毒。渗透探伤所用的探伤剂，几乎都是油类可燃性物质。喷灌式探伤剂有时是用极易燃的丙烷气充装的，这种探伤剂的贮存、运输和使用要特别注意防火要求。渗透探伤所用的探伤剂一般是低毒的，如果人体直接接触和吸收渗透液、清洗剂等，有时会感到不舒服，会出现头痛和恶心。尤其是在密封的容器内或室内探伤时，容易聚集挥发性的气体和有毒气体，所以必须充分地进行通风。

8.射线检测基础知识

射线的种类很多，其中易于穿透物质的有X射线、γ射线、中子射线三种。这三种射线都被用于无损检测，其中X射线和γ射线广泛用于锅炉压力容器压力管道焊缝和其它工业产品、结构材料的无损检测，而中子射线仅用于一些特殊场合。

射线检测是工业检测的一个重要专业门类。射线机拉扯最主要的应用是探测试件内部的宏观几何缺陷（探伤）。按照不同特征（例如使用的射线种类、记录的器材、工艺和技术特点等）可将射线检测分为许多种不同的方法。

8.1射线照相法的原理

X射线、γ射线都是波长极短的电磁波。从现代物理波粒二相性的观点看也可将其视为能量极高的光子束流。

x射线是从x射线管总产生的，x射线管是一种两极电子管，x射线发生原理：将阴极灯丝通电，使之白炽，电子就在真空中放出，如果两极之间加几千伏以至几百千伏的电压（叫做管电压）时，电子就从阴极向阳极方向加速飞行，获得很大的动能，这些高速电子撞击阳极，与金属原子的核外库仑场作用，发生一

致辐射而放出x射线。电子的动能一小部分转变为x射线，其余大部分都转变为热能。受电子撞击的地方叫做焦点。电子是从阴极移向阳极的，而电流则相反，是从阳极向阴极流动的。这个电流叫做管电流，要调节管电流，只要调节灯丝加热电流即可，管道压得调节是靠调整x射线装臵主变压器的初级电压来实现的。

篇6：压力容器之基础知识（共）

一、压力容器：

工农业生产及人民生活中广泛使用的承载一定压力载荷的密封 容器。承压容器很多，但易造成事故且危害性较大的只是一部分。《条例》规定：

压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力载荷的密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa(表压)，且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa/L的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa(表压)，且压力与容积的乘积大于或者等于1.0MPa/L的气体、液化气体标准沸点等于或者低于60℃液体的气瓶、氧舱等。《容规》规定：具有下列条件才能划入压力容器 1.最高工作压力（PW）≥0.1Mpa(不含液体压力下同);2.内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于或等于0.15m，且容积（V）大于或等于0.025m3;3.盛装介质为气体、液化气体和最高工作温度高于或等于标准沸点的液体。

二、压力容器的特点

1.由于压力容器的压力源具有动态性质，所以潜伏着超过额定压力而引起爆炸的可能性，有三种情况：

(a)压缩机和蒸汽锅炉的超压引起爆炸；(b)伴有化学反应的压力容器反应中超压

(c)一般压力容器受环境温度影响升温升压引起爆炸。

2.压力容器中介质复杂：一旦爆炸，社会影响面大，甚至严重的 影响社会的安定。

3.压力容器运行状况是相对静止的，但内部储存有巨大能量，事故具有隐蔽性和突发性.三、压力容器的压力来源。

压力容器的压力来源可以来自两个方面，一是气体的压力在容器外产生（增大）的，另一种是气体的压力是在容器内产生（增大）的。

(1)气体的压力在容器外产生（增大）的压力源一般来自二个设备：

a.压力产生于气体的压缩机。工作介质为压缩气体的容器，压力由压缩机对气体的压缩而产生的，例如贮气罐、油分离器等，这些容器承受的压力取决于压缩机出口的压力。b.压力产生于蒸汽锅炉。工作介质为蒸汽的压力容器，如蒸汽加热器、蒸发器、夹套容器加热的夹套等，它们的压力来源于蒸汽锅炉，压力的大小取决于锅炉的出汽压力.有时候压力容器所需要的蒸汽压力小于锅炉的出汽压力，则在容器的进口管上装设减压阀，调整减压阀即可以得到容器所需要的蒸汽压力.(2)在容器内产生（增加）的气体压力，在压力容器内气体压力一般是二个原因形成的。一是由于容器内介质的聚集状态发生改变因而产生（增大）压力的,一般是液化气体在密闭容器内受热因而蒸发或分解为气体，体积剧烈膨胀,但受到了器内空间的限制，于是密度大为增加，容器压力升高，这就是器内的压力随着温度变化的蒸汽压力。例如液氨，在0℃时的饱和蒸汽压力为4.38绝对大气压，温度为50℃时，压力即升高至20.7绝对大气压，由此可见温度升高时其压力要升高4.7倍.二是由于介质在器内发生体积增加的化学反应。如反应器、聚合釜等。其容器的压力取决于参与化学反应物料的数量和进行化学反应的程度等。例如电解1m3的水可以分解成1240 m3氢气和620 m3氧气，反应后的气体体积比原来水的体积增大两千倍。又如碳化钙加水制造乙炔的反应是体积增大的反应，它是用固体的碳化钙和液态的水产生化学反应生成乙炔,在密闭的容器内因为体积无法增大产生极高压力。为此应在设备上设置安全装置如爆破片、安全阀，若无相应措施可能酿成爆炸事故。

四、压力容器的应用

压力容器是近代工业生产过程中不可缺少的一种设备。它广泛地

应用于石油化工、外层空间、海洋科学、能源系统及人民生活等诸方面。在科学研究的许多领域中起着重要的作用。现仅就石油化学工业、能源工业、科研及军事工业等方面，简要分述如下。

（1）石油化学工业上的应用、石油化学工业的部门很多，有炼油、化肥、农药、无机化工和有机化工等行业，这些部门中都离不开压力容器。这些压力容器在生产装置中有的作为流体输送与贮存用。有的用于传热传质进行热力过程和反应过程用。例如以一个年产六万吨合成氨装置而言，这一生产工艺需要化工设备与机器约122台，其中化工设备占67%，若按操作压力分，中、低压以上的设备占76%，见表1-1。由上述合成氨厂的设备统计说明，在各种化工设备中压力容器就是基本设备之一。此外，各种化工设备中虽然所起的作用各不同，但在结构上都是一个容器，只是内部装设某些工艺装置内件才构成一个完整的设备。例如化肥工业中氨合成塔、尿素合成塔、二氧化碳吸收塔、氨分离器等。又如在乙稀装置中所用的各种低温吸收塔。聚乙稀装置中所用的各种超高压容器、聚合釜，在石油精制装置中的加氢脱硫反应器、加氢裂化反应器和各种分离器、换热器、吸收塔等。

（2）在能源工业上的应用，随着世界性的能源危机，世界许多国 家一方面正在寻找新的能源，开发煤和天然气以代替日渐枯竭的石 油。另一方面正积极开发新的能源，以缓和日益紧张的能源危机，这 些新开发的能源中有太阳能的应用、核动力的发电、人造石油、煤的 液化等，这些装置都采用了大量的、条件苛刻的大型压力容器。例如，核动力装置中反应堆压力容器是在长期辐照条件下的大型厚壁高温 高压容器。又如煤液化反应器就采用内径为5米，厚度为450毫米，设计压力为25Mpa(265公斤力/厘米2),温度高达440～550℃。同时其 操作环境又有腐蚀介质存在的高压容器。

（3）在国防工业方面的应用，随着航天、海洋开发、军事工业等 科学技术的发展，又为压力容器的开发和应用开拓了新的领域。例如 航天工业中所用的各类动力火箭均为压力容器，飞机上的各种专用气 瓶、作为武器用的大炮都是高压容器。在海洋探测中使用的深海探测 容器都需要承受高到1000大气压以上的外压容器。

外压容器在民用上也获得了广泛的应用，例如城市、各企业 的煤气、液化气瓶、液化气体贮藏及槽车都是压力容器，在食品工业 的制冷装置中蒸发器、冷凝器、液体冷冻剂贮罐等都是压力容器.还 有医疗、卫生、地质勘探、文教体育等国民经济各部门也大量使用各 种压力容器。由此可见压力容器的应用范围是极为普遍的。尤其在石 油化学工业中几乎每一个工艺过程都使用压力容器，而且往往是整个 装置生产的核心，不可缺少的设备。

五、压力容器的基本要求

保证压力容器可靠的、安全的运行。在设计、制造压力容器时必 须满足以下要求：(1)选择合理的结构型式

选型应考虑容器的：功能、压力、温度、介质特性等条件，及结构材料、容器大小、加工制造工艺、空间位置等各种因素。(2)选择合理的材料

压力容器选材：主要考虑操作条件、材料机械性能、物理性能、耐腐性能、制造工艺、材料组成外，还要考虑其经济性和易于获得。

(3)满足压力容器的强度、刚度、寿命和密封性要求。

a.强度：压力容器的所需零件尺寸要准确计算，以保证其足够的项序

b.刚度：刚度是构件在外力作用下保持其原来形状的能力。刚度不足，则可能出现失稳变形。c.寿命：压力容器的寿命取决于材料的腐蚀与疲劳。

d.密封性：许多容器内盛放的工艺介质有易燃、易爆、或有毒的物质必须保证密封性能.六、压力容器的主要工艺参数(1)压力P（压强）

压强：单位面积上的垂直作用力为压强，P=F/A a.大气压力：标准海平面上的大气压力为标准大气压岸线1atm=101325Pa;工程压力：1at=98066.5Pa;绝对压力：最高承受的压力与含真空之差 表压：绝对压力—大气压力。b.最高工作压力：

最高工作压力：是压力容器在正常工作过程中可能达到的最高表压力，超过此压力安全装置将要的动作.c.设计压力：

设计压力：在相应设计温度下，用以确定容器壳体厚度的压力，即铭牌上标注的设计压力，设计压力高于或等于最高工作压力.d.公称压力：

公称压力：用一种标准化的压力数值将众多压力归纳成一定数值的糸列。e.真空度：

容器内的压力比当地大气压力低的数值，真空度=大气压力—绝对压力.f.饱和蒸汽压力: 在一个密闭的容器内，当汽液两相达到气液平衡时，在液体界面上的蒸汽压力。（2）温度： 表示物体冷热程度的物理量。是物体分子运动平均动能的标志。a.温度表示方法

摄式温标℃：在标准大气压，水结成冰的温度为0℃；水沸腾的温度为100℃.将之分成100格，每格为1℃.热力学温度（开氏温标）K：将水之冰、水、蒸汽共存点定为273.16K,其主分度与摄氏相同。华氏温标F0，在标准大气压下，水的冰点为320F;沸点2120F,两者之间分180格，每格为10F。F=95 t +32 b.设计温度：设计温度是指压力容器在正常操作情况和相应的设计压力下，设定的受压元件的金属温度,不得高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，则设计温度不得低于金属可能达到的最低金属温度，也即铭牌上标出的设计温度。

c.试验温度：

试验温度：是指进行试验时，容器壳体的金属温度。（3）直径：一般所设定的内径直径，单位为mm(4)容积：压力容器的内容积，单位为m3(5)介质：压力容器内的工作物质。a.毒性：极度、高度、中度、轻度 b.可燃性：易燃、易爆

七、压力容器的分类

压力容器的分类方法很多，在实际工作中，常有如下几种分类方法(1)按设计压力高低分类：

低压容器：0.1Mpa≤P＜1.6Mpa

中压容器：1.6Mpa≤P＜10Mpa

高压容器：10Mpa≤P＜100Mpa

超高压容器： P≥100Mpa

(2)按在工作过程中的作用原理分类 a.反应容器：完成物理化学反应 b.换热容器：完成介质间热量交换

c.分离容器：完成介质流体的压力平衡和氧化净化分离等 d.储存压力容器盛装生产用的原料气体、液体、液化气体等。(3)按工作介质分： a.按介质毒性分类 极度危害 高度 中度危害 轻度危害

b.按介质的易燃、易爆性分类

易燃、易爆介质与空气混合下限小于10%，上限与下限之差大于20%的气体.4.按《容规》分类 为了有利于安全技术监督和管理、压力容器安全技术监察规程根据容器压力的高低、介质的危害程度以及在生产过程中的重要作用，将规程适用范围内的压力容器划分为三类。(1)低压容器（第2、3款规定的除外）为第一类压力容器。(2)下列情况之一为第二类压力容器： a.中压容器（第3款规定的除外）；

b.易燃介质或毒性程度为中度危害介质的低压反应容器和储存容器； c.低压管壳式余热锅炉；

d.毒性程度为极度和高度危害介质的低压容器； e.搪玻璃压力容器。

(3)下列情况之一为第三类压力容器：

a.毒性程度为极度和高度危害介质的中压容器和p•V≥0.2MPa•m3的低压容器（p指设计压力）；