侯雷 1 廖方鸣2
1中核兰州铀浓缩有限公司 甘肃省 兰州市 730065; 2 兰州兰石重型装备股份有限公司 甘肃省 兰州市 730065
摘要：压力容器在化工、食品、医药等领域占有重要作用，因为这些领域涉及人们的生活的方方面面，对于设备的要求极高，所以在压力容器的生产过程中我们对于材料、焊接、无损检测、理化试验的要求就极为苛刻。一台压力容器的成型要经历许多步骤，理化试验就是其中不可或缺的重要步骤之一。本文就理化试验在压力容器生产过程中起到的关键作用进行了阐述。
关键词：理化试验；压力容器；生产；关键作用
1、引言
理化试验，就是借助物理、化学的方法，使用某种测量工具或仪器设备，如千分尺、千分表、验规、显微镜等所进行的检验。与官能检验一样是质量检验的方式之一。质量检验的方式按检验性质划分，可分为理化检验和官能检验。理化检验又称"器具检验"，就是借助物理、化学的方法，使用某种测量工具或仪器设备，如千分尺、千分表、验规、显微镜等所进行的检验。
2、理化试样检验的必要性
理化性能试验是检验材料性能和焊接性能的必要手段,也是保障压刀容器制造安全性的检验手段,要得到正确的理化性能试验结果,其前提是理化性能试样须符合要求,因此,理化性能试样的检验也是非常必要。
3、理化性能试验最主要内容
压力容器的理化试验包括材料的复验、焊接工艺评定的试验和产品焊接试板的试验。理化性能的内容主要包括力学性能、弯曲性能、化学性能。其中力学性能包括拉伸试验、冲击试验和硬度试验等。根据压力容器设计和制造要求确定是否需要的进行理化试验。理化实验室的常用设备为碳硫分析仪、摆锤冲击机、力学性能万用实验机、直读式光谱仪、分光光度计等。
3、理化试验在压力容器生产中的关键作用
3.1碳硫分析仪
碳硫分析仪一般是指对钢铁材料中的碳硫元素进行定量分析的仪器总称。碳硫分析仪按照分析方法和原理有下列几种:（1）红外吸收法碳硫分析仪:高频红外碳硫分析仪，电弧红外碳硫分析仪，管式红外碳硫分析仪；（2）气体容量法/碘量法碳硫分析仪:高速碳硫分析仪，气体容量法碳硫分析仪；（3）非水滴定法碳硫分析仪；（4）电导法碳硫分析仪；（5）还有ICP法、直读光谱法、X光荧光法、质谱法、色谱法、活化分析法等类碳硫分析仪。红外碳硫分析仪配合高温管式炉能快速、准确地测定铜铁、合金、不锈钢、碳钢、合金钢、铸铁、球铁、有色金属、稀土金属、水泥、矿石、焦、煤，炉渣、陶瓷、催化剂、铸造型芯砂、铁矿、无机物有机物及其它材料中碳、硫两元素的质量分数。
高频红外碳硫分析仪针对压力容器的效果分厂好，压力容器的材料一般为钢类材料，可以很准确的分析出碳和硫的含量等。
3.2摆锤冲击机
摆锤冲击试验机用于测定金属材料在动负荷下抵抗冲击的性能，从而判断材料在动负荷作用下的质量状况。冲击试验机严格符合国标GB/T3808-2002《摆锤式冲击试验机的检验》，按国标GB/T229-1994《金属夏比缺口冲击试验方法》对金属材料进行冲击试验。是金属材料首选理想冲击试验仪器。在现代工业机械的生产过程中，精确的材料力学性能控制是促进生产力和产品质量的主要因素。高盛低温槽为提高制造业的市场竞争力，提高产品质量，增加利润，减少废品率，提供可靠的冲击试验检测。
摆锤冲击机工作条件：1）室温20°C±5°C范围内；2）相对湿度不大于85%；3）周围无腐蚀性介质、无震动、无强电磁场干扰的环境中；4）安装在厚度不小于200mm的混凝土地基上或固定在大于1400Kg的基础上；5）机座上安装基准面的水平度调至2/1000内。
3.3力学性能万用实验机
钢板万能力学性能试验机主要用于检测压力容器用碳素钢和低合金钢板、锅炉和压力容器用钢板、低温压力容器用钢板、建筑用低屈服强度钢板、石油天然气输送管件用钢板的拉伸强度、抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、弯曲强度、厚度方向拉伸强度试验（针对厚钢板）、180°弯曲试验（针对石油天然气用钢板）、规定总延伸强度等力学性能试验的检测。
3.4直读式光谱仪
全谱直读光谱仪全新设计的桌面光谱仪，广泛应用压力容器的制造、试验检测，采用全电脑控制全数字火花光源，运用CCD检测技术及独特的真空光室可测定非金属元素中C、P、S等以及各种合金元素含量，实现全谱分析。测定结果，重现性及长期稳定性佳。
光谱仪，全谱直读光谱仪，锅炉压力容器认证检测光谱分析仪产品配置及特点：（1）采用独特设计的真空光室可测定非金属元素中C、P、S等以及各种合金元素含量，测定结果，重现性及长期稳定性佳。（2） 独特的真空光学室结构设计，使真空室容积更小，抽真空速度不到普通光谱仪的一半。将入射窗与真空室分离使入射窗日常清洗维护方便快捷。（3）光学系统自动进行谱线扫描，自动光路校准，确保谱线接收的正确性，免除繁琐的波峰扫描工作。（4）独特的激发台及氩气气路设计，大大降低了氩气使用量。灵活的样品夹设计，以满足客户现场的各种形状大小的样品分析。（5）不增加硬件设施的情况下，即可实现多基体分析。相比光电倍增管光谱仪可大大降低客户使用成本及使用范围。（6）采用的喷射电技术。在激发状态下，电周围会形成氩气喷射气流，这样在激发过程中激发点周围不会与外界空气接触，提高激发精度；（7）配上专用的光谱操作软件完全兼容于windows系统。同时可以根据客户需求配备各种语言版本。软件操作简单即使没有任何光谱仪知识及操作经验的人员只需经过简单的知识培训即可上手使用。（8）采用高性能FPGA、DSP及ARM处理器，具有超高速数据采集分析功能，并能自动实时监测控制光室温度、真空度、氩气压力、、激发光源等模块的运行状况。（9）全数字化等等离子激发光源，超稳定能量释放在氩气环境中激发样品。全数字激发脉冲，确保激发样品等离子体能量超高分辨率和高稳定输出。满足各种不同材料的激发要求。（10）样品激发台采用铜火花台底座，钨材料电；铜火花台底座为激发台提供较好的散热及坚固等特性，同时钨电使用寿命长，耐高温等特性也提高了激发的性能；电自吹扫功能的设计，为激发创造了良好的环境，也使激发台清洁电更加容易。
3.5分光光度计
分光光度法的原理为：根据朗伯比尔定律，分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸光度或发光强度，对该物质进行定性和定量分析的方法。按波长分：(1)200～400nm的紫外光区，(2)400～760nm的可见光区， (3)2.5～25μm(按波数计为4000cm-1～400cm-1)的红外光区，现化验室所用分光光度多为紫外线可见光分光分度计，是集紫外可见功 能为一身的设备。例如总氮GB11894-89碱性过硫酸钾消解紫外分 光光度法；铅GB7475-87原子吸收分光光度法；六价铬GB7467-87 二笨碳酰二肼分光光度法。
分光光度计可用于压力容器测定项目单火焰原子吸收测定仪可测定ppm级铬、镍、铅、锌等20多种元素。选配石墨炉后可检测ppb级银、铝、砷等20多种元素。测量方法可采用标准曲线法、标准加入法和吸光度法；未知样品测量时可通过取样体积与重量自动计算结果浓度，简化操作。包括波长范围为400~760 nm的可见光区和波长范围为200~400 nm的紫外光区.不同的光源都有其特有的发射光谱,因此可采用不同的发光体作为仪器的光源。氢灯(或氘灯)的发射光谱:氢灯能发出185~400 nm波长的光谱可作为紫外光光度计的光源。钨灯的发射光谱:钨灯光源所发出的400~760nm波长的光谱光通过三棱镜折射后,可得到由红橙,黄绿,蓝靛,紫组成的连续色谱;该色谱可作为可见光分光光度计的光源。
如果在光源和棱镜之间放上某种物质的溶液,此时在屏上所显示的光谱已不再是光源的光谱,它出现了几条暗线,即光源发射光谱中某些波长的光因溶液吸收而消失,这种被溶液吸收后的光谱称为该溶液的吸收光谱。不同物质的吸收光谱是不同的.因此根据吸收光谱,可以鉴别溶液中所含的物质。
4、结束语
理化试验是压力容器制造工程实现产品目标对质量产生影响的关键过程，所以必须对理化试验过程实施有效控制，防止和杜绝不合格品的产生，从而达到压力容器制造安全的目的。
参考文献：
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