金屬材料材質(zhì)分析范文

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

篇1

關(guān)鍵詞：金屬材料；焊接缺陷；裂紋控制

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工業(yè)依然處于重要的市場領(lǐng)域，金屬被廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)，成為日常生產(chǎn)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(shù)也在不斷進(jìn)步，但是，金屬焊接過程中難免會出現(xiàn)各種各樣的缺陷，這些缺陷不僅對焊接結(jié)構(gòu)帶來災(zāi)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(xiàn)缺陷，還需做好防范措施，要求焊接工作者嚴(yán)格遵守焊接的相關(guān)規(guī)定，選擇科學(xué)合理的焊接程序，進(jìn)一步開發(fā)新的焊接方法，從而提高焊接質(zhì)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(zhì)，它對金屬整體強(qiáng)度具有嚴(yán)重影響。出現(xiàn)這種現(xiàn)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(shí)，也就隨著金屬液體進(jìn)入內(nèi)部；在澆注中，由于沒有合理設(shè)計(jì)系統(tǒng)，對擋渣效果造成了很大影響，在渣子進(jìn)入澆注系統(tǒng)后，很容易進(jìn)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(dāng)?shù)那闆r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(shè)計(jì)也造成了不利影響。一旦夾渣產(chǎn)生，夾渣會隨著裂紋沿展，減小強(qiáng)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(wěn)流動，通過設(shè)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(yīng)該使用茶壺進(jìn)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(tài)轉(zhuǎn)化成固態(tài)時(shí)，在中間區(qū)域出現(xiàn)的縫隙，同時(shí)也是很容易發(fā)現(xiàn)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是：焊接熔池中的FeS 以及各種熔點(diǎn)較低的雜志凝結(jié)成強(qiáng)度較低的塑性，在凝結(jié)過程中，由于外在力影響，所以當(dāng)金屬處于凝結(jié)狀態(tài)時(shí)，很容易在短時(shí)間內(nèi)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(xiàn)這種現(xiàn)象。對于以上的情況，為了保障金屬焊接成果，除了要嚴(yán)格依照施工步驟進(jìn)行外，還必須結(jié)合實(shí)際情況，選用優(yōu)秀的步驟以及方式、方法，減小焊接力；通過明確相關(guān)數(shù)值以及要素，在增強(qiáng)形狀指標(biāo)的同時(shí)，減小冷卻速率。在這期間，最好的方法是活用焊接技術(shù)，從源頭上避免中間位置出現(xiàn)縫隙，從而對焊接質(zhì)量與后續(xù)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(xiàn)，縫隙很容易出現(xiàn)驟然變化或者間斷現(xiàn)象，這樣不僅減小了工作強(qiáng)度，同時(shí)也很容易出現(xiàn)裂縫。未焊透是在金屬焊接中，尾部或者結(jié)構(gòu)沒有焊透而出現(xiàn)的問題；沒有融合，則是焊縫與焊件之間的部分區(qū)域沒有融透的情況。從出現(xiàn)這種情況的原因來看：大部分存在于各個(gè)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(rèn)真清理各個(gè)坡口周邊的污物。在對該部分進(jìn)行處理的過程中，由于該部分出現(xiàn)了熔渣，所以金屬根本不能正常展開。另外，如果運(yùn)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(xiàn)的問題，除了要正確選用坡口以及規(guī)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(shí)，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(qū)域出現(xiàn)的各種縫隙，它可能是當(dāng)時(shí)出現(xiàn)，也可能是幾個(gè)小時(shí)后或者幾天后才出現(xiàn)。從冷裂紋出現(xiàn)的要素來看，熱循環(huán)是影響焊接區(qū)域以及組織的重要因素，一旦焊縫存在較多的擴(kuò)散氫，濃集現(xiàn)象就會產(chǎn)生。而對于接頭部分，受整體因素影響，需要承擔(dān)很多約束力。針對冷裂紋產(chǎn)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(zhì)，從而減小成分。在這期間，為了避免過多水分對焊接質(zhì)量的影響，必須根據(jù)實(shí)際情況做好物質(zhì)保存以及活動運(yùn)行；通過明確油跡狀況，使用比較優(yōu)秀的數(shù)值進(jìn)行焊接，這樣就能有效去除材料內(nèi)部應(yīng)力與組織回火，從而增強(qiáng)焊接部分的韌性與指標(biāo)。另外，需要注意的是，必須使用恰當(dāng)?shù)牟襟E，從減小干擾出發(fā)，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(xiàn)為氫氣孔，具體有：表面、內(nèi)部與街頭氣孔。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是：由于沒有及時(shí)處理坡口污物，在焊芯存在銹跡或者掉落時(shí)，沒有整合相關(guān)規(guī)定對其進(jìn)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(shí)清除附近污物，在整合相關(guān)規(guī)定以及材料清理活動的同時(shí)，盡量避免變質(zhì)材料的應(yīng)用，通過做好運(yùn)行管控，及時(shí)處理好焊絲，減小銹跡的不利影響。在對薄板進(jìn)行焊接時(shí)，應(yīng)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(bǔ)，對于預(yù)熱性材質(zhì)，必須使用對應(yīng)的預(yù)熱措施。它要求在焊件熱處理時(shí)，及時(shí)對缺陷進(jìn)行修正，避免使用過大的電流進(jìn)行焊接，而是運(yùn)用不擺動、小電流、多道多層的方式進(jìn)行焊接。在剛性較大的結(jié)構(gòu)焊接時(shí)，除了第一與最后一層，還必須在熱狀態(tài)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(bǔ)中，通常使用線能量控制的方式進(jìn)行焊接，并且每個(gè)缺陷都不允許停頓，在焊補(bǔ)進(jìn)行完畢后，讓層間與預(yù)熱溫度在100 度以上。另外，也可以在整合探傷標(biāo)準(zhǔn)中，對縫隙進(jìn)行深層分析，如果察覺高于數(shù)值，就必須再次處理，直到滿足要求，當(dāng)然焊補(bǔ)次數(shù)不能超出要求。因此，在實(shí)際工作中，必須結(jié)合實(shí)際情況，從源頭上消除不良情況，控制不良運(yùn)作。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：金屬浮雕壁畫；材質(zhì)；形態(tài)

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

一、金屬浮雕壁畫材質(zhì)分析

（一）金屬浮雕壁畫材質(zhì)的同質(zhì)性

金屬材質(zhì)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(zhì)的同質(zhì)性，其主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：金屬結(jié)構(gòu)相差甚微，多表現(xiàn)為固體和晶格形式；性能相近，其不但具備較好的導(dǎo)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(tài)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(jīng)過多年的發(fā)展雕塑藝術(shù)已經(jīng)和金屬鍛造、鑄造、焊接等工藝已達(dá)到了完美的融合，使金屬浮雕壁畫提升至空間藝術(shù)的層面，并有自己獨(dú)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(shù)家新的啟示，進(jìn)而將藝術(shù)靈感與材料有機(jī)地融為一體創(chuàng)造很多優(yōu)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(chuàng)作的《金木水火土》等。采用不同材質(zhì)創(chuàng)作而成的金屬浮雕逐漸轉(zhuǎn)變成新型的藝術(shù)表現(xiàn)形式，而且在創(chuàng)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(chuàng)作的《數(shù)字新時(shí)代》，經(jīng)過對不銹鋼進(jìn)行拋光，反射光線會因?yàn)橛^看者觀看的時(shí)間、角度、燈光、距離而映射出各種不同的圖案，增強(qiáng)了審美感。

（二）金屬浮雕壁畫材質(zhì)的差異性

金屬浮雕壁畫材質(zhì)的差異性主要表現(xiàn)在：工藝技術(shù)與表現(xiàn)手法、綜合性與包容性兩個(gè)方面。金屬工藝技術(shù)發(fā)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(xù)出現(xiàn)了一些不同質(zhì)地的金屬材料，以及新的加工手段和工藝技術(shù)。例如鍛造、焊接、切割以及現(xiàn)代的銳、鉆、拋等技藝，為不斷豐富金屬材質(zhì)表現(xiàn)形式奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，進(jìn)一步拓展了創(chuàng)作空間。金屬浮雕壁畫的制作除了自身的材質(zhì)美，還具有獨(dú)特的技術(shù)美。同樣的加工技術(shù)，卻使不同的材質(zhì)呈現(xiàn)出不同技術(shù)美，如將材料處理的銳利平滑，可以使金屬鋒利和堅(jiān)硬的屬性得到充分的展現(xiàn)，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(shù)，將工藝技術(shù)與浮雕壁畫創(chuàng)作進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，將物質(zhì)創(chuàng)造和精神進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，有利于創(chuàng)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(yùn)用材料的不斷擴(kuò)充極大地影響了創(chuàng)作觀念進(jìn)和表現(xiàn)手法，同時(shí)充分展現(xiàn)了不同材質(zhì)浮雕壁畫的獨(dú)特特點(diǎn)。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(chuàng)作中發(fā)揮重要作用，成為浮雕壁畫創(chuàng)作過程中的重要元素。

二、屬浮雕壁畫的設(shè)計(jì)形態(tài)分析

（一）材質(zhì)與設(shè)計(jì)形態(tài)

金屬浮雕壁畫材質(zhì)的運(yùn)用突出形體圖像設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)材質(zhì)的屬性、質(zhì)感、色澤在創(chuàng)作過程中體現(xiàn)的藝術(shù)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(fēng)雨同舟、共商國是――中國派歷史紀(jì)念壁雕》。可以說，金屬浮雕畫的成功與否和材料的使用聯(lián)系密切，尤其對材料屬性以及其所發(fā)揮的裝飾性能的充分把握，會給創(chuàng)作者追求的設(shè)計(jì)效果造成重要影響。金屬浮雕創(chuàng)作時(shí)選用的鐵、銅、銀等金屬材質(zhì)憑借其自身色澤、質(zhì)感，融合創(chuàng)作中的技法。使創(chuàng)作產(chǎn)生了千變?nèi)f化的空間組合，提升了創(chuàng)作者對金屬材料的進(jìn)一步認(rèn)識，進(jìn)而開拓對金屬材料的設(shè)計(jì)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(yùn)用。

（二）環(huán)境與設(shè)計(jì)形態(tài)

金屬浮雕壁畫設(shè)計(jì)受限于一定的空間環(huán)境，同時(shí)也受空間環(huán)境結(jié)構(gòu)特征的影響和規(guī)范，進(jìn)而形成獨(dú)特的設(shè)計(jì)語言和表現(xiàn)形式。但金屬浮雕壁畫設(shè)計(jì)并不是與空間環(huán)境進(jìn)行簡單的排列或組合，而是要具有一定的設(shè)計(jì)意圖，然后對設(shè)計(jì)意圖不斷進(jìn)行凝練，對材料不斷進(jìn)行選擇。以此，當(dāng)創(chuàng)作者面對特定空間進(jìn)行創(chuàng)作的時(shí)候，要始終保持自己的設(shè)計(jì)思想或創(chuàng)作意圖與所在空間相協(xié)調(diào)，并以不同形式的構(gòu)圖表現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)思想。如在科學(xué)研究所、天文中心、科學(xué)館等科研型較強(qiáng)的建筑環(huán)境中，畫面多采用拋物線、垂直線和不規(guī)則曲線進(jìn)行構(gòu)圖，形成一個(gè)不斷變化，變幻無窮的意境，促使人們不斷進(jìn)行探索和發(fā)現(xiàn)奧秘。而在體育場、影視劇院、歌舞廳、演奏廳等常規(guī)的公共建筑中，畫面一般多采用S線、弧線、波浪線等曲線進(jìn)行構(gòu)圖，利于表現(xiàn)空間環(huán)境的歡樂、跳躍、流動的氣氛。也就是說，金屬浮雕壁畫設(shè)計(jì)要與空間環(huán)境和諧統(tǒng)一，使金屬浮雕壁畫成為空間環(huán)境有效的組成部分。

三、結(jié)語

總之，金屬浮雕壁畫要根據(jù)不同材料的本身屬性，同時(shí)結(jié)合所處的空間環(huán)境進(jìn)行創(chuàng)作，滿足人們視覺的審美需求，促進(jìn)金屬浮雕壁畫創(chuàng)作水平的不斷提高。

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[關(guān)鍵詞]石油化工設(shè)備 高溫 高壓 鋼材的各種性能

石油化工設(shè)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(shè)計(jì)石油化工設(shè)備的重要環(huán)節(jié)，根據(jù)設(shè)備的具體操作條件，本文專門對石油化工設(shè)備用材中的金屬材料做專門研究。

1石油化工設(shè)備用材的要求

根據(jù)石油化工設(shè)備操作的特性，合理選用石油化工設(shè)備材料，一般選材的基本原則是，材質(zhì)要具有足夠的強(qiáng)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(jīng)濟(jì)合理；供貨及時(shí)。對于特殊的設(shè)備還有特殊的要求，要具有較高的室溫強(qiáng)度，足夠的蠕變強(qiáng)度、持久強(qiáng)度；組織的穩(wěn)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(shè)備常用金屬材料的種類及性能參數(shù)

2.1常用金屬材料的分類

鋼材做為石油化工設(shè)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(yōu)質(zhì)碳素鋼、高級優(yōu)質(zhì)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(shù)

常用金屬材料的機(jī)械性能主要包括：彈性、塑性、韌性、強(qiáng)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(shè)備常用金屬材料的耐蝕性分析

常用金屬材料的化學(xué)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(rèn)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(tài)有均勻腐蝕和局部腐蝕。造成腐蝕的原因有兩類，化學(xué)腐蝕和電化學(xué)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(shè)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(xué)物質(zhì)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(jìn)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(shè)備常用金屬材料的熱處理方式

將固態(tài)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(xué)與力學(xué)性能，被稱為熱處理。生產(chǎn)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(xué)熱處理。下面具體介紹一下熱處理的技術(shù)。

退火：將金屬材料緩慢加熱，當(dāng)加熱到臨界點(diǎn)以上的某一溫度時(shí)，保溫，過一段時(shí)間以后，緩慢冷卻。這樣可以提高力學(xué)性能；硬度降低，提高塑性，便于進(jìn)行冷加工；同時(shí)還可以消除內(nèi)應(yīng)力，防止儀器變形。

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

淬火：對金屬加熱至30℃―50℃時(shí)，為淬火溫度，將其保溫一段時(shí)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(qiáng)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(qiáng)。

回火：淬火后，進(jìn)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(nèi)應(yīng)力。在150℃―250℃范圍內(nèi)進(jìn)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(nèi)應(yīng)力和脆性。量具、刃具要進(jìn)行低溫回火處理。在300℃―450℃范圍內(nèi)進(jìn)行回火稱為“中溫回火”，軸類、軸套、刀桿等工具需進(jìn)行中溫回火。在500℃―680℃范圍內(nèi)進(jìn)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(jìn)行被稱為“調(diào)質(zhì)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(jìn)行快速加熱后立即進(jìn)行淬火冷卻，熱量還未傳至中心時(shí)，迅速予以冷卻，表層被淬硬變?yōu)轳R氏體，而中心仍是未淬火的組織。

化學(xué)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(shè)備以壓力容器為例進(jìn)行選材分析

根據(jù)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(shí)，要求其材料的沖擊值不得低于30J/cm。根據(jù)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(nèi)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(qiáng)的設(shè)備一般選用0Cr18Ni9、00Cr19Ni10、0Cr18Ni10Ti、0Cr17Ni12M02等鋼材。

篇4

互聯(lián)網(wǎng)電視機(jī)的形態(tài)要素主要包含：形態(tài)中的造型、形態(tài)中的色彩、形態(tài)中的內(nèi)在功能結(jié)構(gòu)、材質(zhì)與人機(jī)關(guān)系等。他們給予使用者怎么樣的心理體驗(yàn)，有什么意義與作用？

1.造型

造型設(shè)計(jì)的過程本身就是對一件產(chǎn)品力度觀感的再次塑造。產(chǎn)品因?yàn)榱Φ膬A向，表現(xiàn)出一定的個(gè)性、理念和風(fēng)格，是張揚(yáng)還是內(nèi)斂？是輕盈還是穩(wěn)健？是夸張還是樸實(shí)？電視的設(shè)計(jì)風(fēng)格造型強(qiáng)調(diào)專業(yè)感、穩(wěn)定感、力度感、舒適感、安全性。造型的細(xì)節(jié)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(jī)的造型設(shè)計(jì)趨勢受硬邊風(fēng)格和現(xiàn)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(yè)材料，通過其簡潔美觀的外形和精巧的制造工藝，賦予產(chǎn)品滿現(xiàn)代感與未來感。同時(shí)，電視機(jī)的造型還與其大小緊密相關(guān)，根據(jù)不同用戶的居家環(huán)境需求，居住在小戶型和大戶型的用戶在電視機(jī)造型選擇上就會有差異。同時(shí)，隨著數(shù)字高清技術(shù)的推進(jìn)，大尺寸成為近些年各品牌追逐的熱點(diǎn)，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(tǒng)平板屏幕呈現(xiàn)，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(jī)的承重、喇叭、呼吸燈等結(jié)構(gòu)方式有了更高的要求，但電視機(jī)的造型仍維持著基本的形態(tài)。

在各品牌積極推行大尺寸、無邊框的同時(shí)，電視機(jī)的外觀造型設(shè)計(jì)主要集中于底座的變化和外殼材質(zhì)的創(chuàng)新。

就目前趨勢來看，底座成為造型突破的亮點(diǎn)，市場上較為普遍的有平面底座、X形平面式變形底座、兩點(diǎn)式底座、異性底座。兩點(diǎn)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(diǎn)支撐也使得電視機(jī)的視覺穩(wěn)定性更好，避免呆板視感。

2.色彩

隨著人們享樂型消費(fèi)觀念的轉(zhuǎn)變，不再僅僅滿足產(chǎn)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(jīng)超過對物質(zhì)的需求，從上世紀(jì) 80年代單調(diào)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(yīng)用研究成為了一種新的消費(fèi)形態(tài)的研究方式，引導(dǎo)設(shè)計(jì)師來設(shè)計(jì)更“人性化”的作品。

電視機(jī)的色彩應(yīng)用應(yīng)該與其現(xiàn)代化的產(chǎn)品的外形一致，如何在這種大眾化的色彩搭配下給產(chǎn)品一個(gè)亮點(diǎn)，成了電視機(jī)色彩應(yīng)用的難點(diǎn)。通過分析家電產(chǎn)品的色彩研究案例，電視機(jī)的色彩應(yīng)用可遵循以下幾條規(guī)則進(jìn)行：

? 對比，如大面積的淡色玻璃陪襯小塊拋光金屬是音響產(chǎn)品常用的方式。

? 調(diào)和，如磨砂黑與光亮黑的對比調(diào)和是電視機(jī)邊框和底座常用的方式。

? 突現(xiàn)，如冰箱外殼經(jīng)常使用各種形態(tài)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(shí)材質(zhì)色彩表現(xiàn)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(zhì)和表面處理不同。研究電視機(jī)的色彩應(yīng)用，一是利于快捷感知產(chǎn)品；二是考慮使人感到愉悅；三是由物質(zhì)上升的精神美感。因此，不能孤立地研究產(chǎn)品的色彩造型，要與環(huán)境和人聯(lián)系起來作宏觀考慮。

3.材質(zhì)

電視機(jī)的材質(zhì)發(fā)展與其技術(shù)進(jìn)步緊密相關(guān)。上世紀(jì) 50 年代，擁有一臺木制外殼電視機(jī)是富裕的象征。隨著塑料逐漸被接受，電視機(jī)也成為了塑料大顯身手的絕佳代表之一，不斷發(fā)展的注塑工藝讓電視機(jī)的外觀更加精致，價(jià)格也越來越便宜。同時(shí)硬邊風(fēng)格的盛行，玻璃、金屬以及復(fù)合材料等裝飾性很強(qiáng)的現(xiàn)代材料開始應(yīng)用在電視機(jī)上。

未來電視機(jī)對金屬材料的需求將會更大。但金屬材料在加工性能及價(jià)格上和塑料相比還存在劣勢，為了達(dá)到消費(fèi)者對材質(zhì)的要求，克服加工局限及價(jià)格偏高的不足將成為金屬材料應(yīng)用的焦點(diǎn)。鋼材和鋁、銅等金屬材質(zhì)相比，雖然在價(jià)格上占據(jù)優(yōu)勢，但其在機(jī)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(xiàng)特征進(jìn)行綜合評比，才能確定適合生產(chǎn)的最終材質(zhì)。

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(jī)械、物理和化學(xué)性能不同的表層的工藝方法。表面處理的目的是滿足產(chǎn)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(zhì)感；3.賦予材料新的表面性能（如硬度、防銹能力等）。實(shí)際操作中，一種表面處理工藝可能會給材料帶來不止一個(gè)變化，如金屬經(jīng)過電鍍后，既可以提高防銹能力，又能改變其本身色彩，有時(shí)，質(zhì)感也會發(fā)生改變。

對于電視機(jī)外殼，塑料材質(zhì)經(jīng)常用到的表面處理手段包括磨砂、拋光、表面鍍覆、熱轉(zhuǎn)印等。塑料的二次表現(xiàn)力很強(qiáng)，根據(jù)表面加工的不同表現(xiàn)豐富的肌理狀態(tài)。

在表面處理上，為滿足消費(fèi)者的需求，并實(shí)現(xiàn)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(guān)重要，且加工性能和成本將是選材重點(diǎn)考慮的依據(jù)。

篇5

【關(guān)鍵詞】304不銹鋼；奧氏體；沿晶開裂；連多硫酸

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

304不銹鋼化學(xué)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(qiáng)。耐高溫方面也比較好，能高到1000～1200度。304不銹鋼具有優(yōu)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(shí)驗(yàn)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(qiáng)的抗腐蝕性。對堿溶液及大部分有機(jī)酸和無機(jī)酸亦具有良好的耐腐蝕能力。

某化工廠進(jìn)行某車間定期檢驗(yàn)檢測時(shí)，發(fā)現(xiàn)在管線運(yùn)行中存在個(gè)別彎頭向外有“冒汗”現(xiàn)象，但由于量不是很大，在運(yùn)行過程中又沒有其他現(xiàn)象就一直在運(yùn)行中。對此條管線從設(shè)計(jì)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(xiàn)這種現(xiàn)象，同時(shí)設(shè)備員和工藝的人員提供，這些個(gè)別的管段部位有時(shí)會有些介質(zhì)少量的滲出，尤其是熱影響區(qū)附近。資料顯示，這條管線的材質(zhì)是304不銹鋼。因?yàn)槌霈F(xiàn)了介質(zhì)外排現(xiàn)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(jìn)行了檢測。檢測過程中發(fā)現(xiàn)在母材、熱影響區(qū)、焊道中均出現(xiàn)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(jìn)行了整體檢測。發(fā)現(xiàn)所有管件均存在裂紋現(xiàn)象，故此采集了部分試樣進(jìn)行硬度檢測和金相檢測。發(fā)現(xiàn)硬度無明顯變化，但是金相圖譜顯示存在沿晶開裂的現(xiàn)象。由此推斷可能是介質(zhì)或是材質(zhì)的問題，對此為了深層是的檢測，選擇了光譜分析材質(zhì)。光譜結(jié)果顯示所檢材質(zhì)均為304不銹鋼，并無異議，最后定可能為介質(zhì)問題，繼續(xù)分析金相圖樣。

對擁有裂紋的管件進(jìn)行取樣，經(jīng)金相檢驗(yàn)得出結(jié)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(huán)向截面，包含部分管件與接管連接焊縫和數(shù)條縱向裂紋；一件試樣觀察面為縱向截面，包含一條橫向（環(huán)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(xiàn)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(qū)形貌見照片4，過熱區(qū)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(kuò)展，較細(xì)，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(gè)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(nèi)表面，垂直內(nèi)表面向外表面方向擴(kuò)展，擴(kuò)展到焊縫后終止，未進(jìn)入焊縫。

2.討論

（1）管件母材金相組織為單向奧氏體[3]，材質(zhì)應(yīng)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(zhì)含碳量偏高超過304不銹鋼正常含量，且熱處理不當(dāng)。奧氏體晶界碳化物呈鏈狀析出不僅對材料的力學(xué)性能不利，還使材料的抗腐蝕能力大幅度下降，使其易發(fā)生晶間腐蝕和沿晶應(yīng)力腐蝕。焊縫和熱影響區(qū)金相組織應(yīng)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(tài)看，發(fā)生沿晶開裂的性質(zhì)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(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用引起的應(yīng)力腐蝕。奧氏體不銹鋼晶間腐蝕多發(fā)生于焊縫熱影響區(qū)，平行于焊縫擴(kuò)展。管件母材碳化物沿晶界呈鏈狀析出易發(fā)生晶間腐蝕，但腐蝕裂紋也應(yīng)發(fā)生于熱影響區(qū)或母材接觸到介質(zhì)的各個(gè)部位，不應(yīng)僅限近縫區(qū)。從裂紋發(fā)生于近縫區(qū)（焊接殘余應(yīng)力較大部位），有較多分枝看，裂紋性質(zhì)應(yīng)屬應(yīng)力腐蝕。

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

3.結(jié)論

試樣裂紋性質(zhì)應(yīng)為應(yīng)力腐蝕裂紋。產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋的應(yīng)力來自焊接殘余應(yīng)力和工作應(yīng)力；腐蝕介質(zhì)來自管件內(nèi)部的工作介質(zhì)，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?yàn)榱蚧铮又傅赖膽?yīng)力沒有很好的消除，才會產(chǎn)生大量裂紋的出現(xiàn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]安繼儒，李新德.新編金屬材料速查手冊.化學(xué)工業(yè)出版社.

[2]李維鉞，李軍.中外金屬材料牌號和化學(xué)成分對照手冊.機(jī)械工業(yè)出版社.

篇6

接地體是接地系統(tǒng)中的重要組成部分，接地體的好壞，直接影響到通信系統(tǒng)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(huán)境多樣，長期會對接地體造成腐蝕，近年來因?yàn)榻拥伢w腐蝕引發(fā)的事故安全隱患時(shí)有發(fā)生，進(jìn)而對整個(gè)通信系統(tǒng)造成破壞，造成通信失敗。因此加強(qiáng)通信系統(tǒng)接地體的防腐蝕措施，對于系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行非常重要。

關(guān)鍵詞：

通信系統(tǒng)；接地體；腐蝕；防護(hù)

通信系統(tǒng)接地體主要是為了保證通信系統(tǒng)安全，主要包括電力供應(yīng)的功能接地、電氣設(shè)備的工作接地，以及電子信息設(shè)備信號電路接地和防雷接地。這些接地體由于長期埋設(shè)在底下，會受到材質(zhì)和環(huán)境對接地體的腐蝕。如果防護(hù)措施不及時(shí)、不到位，一旦遭到雷擊、對地短接、靜電流等影響時(shí)，就不能及時(shí)發(fā)揮泄流作用，會直接影響到整個(gè)通信系統(tǒng)的安全，甚至造成通信設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p毀。因此，加強(qiáng)對接地體的腐蝕防護(hù)，是通信設(shè)備維護(hù)工作重要的一環(huán)。

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(dǎo)體，主要分為自然接地體和人工接地體兩類。通信系統(tǒng)一般多為各種金屬導(dǎo)體為材質(zhì)，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(hù)系統(tǒng)不受靜電、外來電流等的影響。接地體因?yàn)榕c大地土壤密切接觸，可以充當(dāng)與大地之間電氣連接的導(dǎo)體，因此可以將通信系統(tǒng)靜電、雷擊能量泄入大地，保護(hù)系統(tǒng)安全。

二、腐蝕的原因分析

通信系統(tǒng)接地體的腐蝕是以化學(xué)腐蝕為主，其本質(zhì)是金屬失去電子被氧化的過程。而化學(xué)腐蝕中表現(xiàn)最多的是電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)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(huán)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(tǒng)的接地體電化學(xué)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(huán)境中的微生物直接與金屬表面接觸引起的腐蝕，或者因?yàn)榻橘|(zhì)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(zhì)而造成的腐蝕。如土壤中的有機(jī)物、水分或者植物等。二是電偶電池腐蝕。由于受到環(huán)境中鹽分濃度、氧氣含量不同影響，使得同一介質(zhì)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(diǎn)、各接地極之間的連接帶等。三是電腐蝕。敷設(shè)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(shè)備漏電、供電線路搭鐵等。

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

3.1改良接地體的安設(shè)條件

一是對利用通信機(jī)房結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)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(shè)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(shè)的土壤，如沿海地區(qū)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(tǒng)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(jù)國內(nèi)外對不同材質(zhì)金屬棒接地腐蝕試驗(yàn)，以及不同種類金屬與鋼進(jìn)行接觸的接地腐蝕試驗(yàn)表明，以鎂、鋁、鋅做成的金屬棒腐蝕最為嚴(yán)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(qū)采用不銹鋼、覆不銹鋼的材質(zhì)接地體最合適，而對于土壤干燥的地區(qū)可采用渡鋅鋼、覆銅鋼、不銹鋼和覆不銹鋼等材質(zhì)的接地體。二是各輔助連接部分除了采用耐腐蝕金屬材質(zhì)外，還應(yīng)該改進(jìn)不同金屬之間的結(jié)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(diǎn)、各接地體之間的連接，除采用傳統(tǒng)的銅質(zhì)螺栓連接外，若采用焊接方式連接，應(yīng)注意根據(jù)不同材質(zhì)采用高碳鋼焊條或者白鋼焊條，或者銅焊條等。

3.3采用導(dǎo)電防腐涂料

導(dǎo)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(dǎo)電復(fù)合材料。這樣，其就綜合了鍍鋅扁鋼和納米碳的特點(diǎn)，既有鋼的高強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，又有納米碳的導(dǎo)電性與強(qiáng)抗腐蝕性。因此，它能抗擊大電流的沖擊，不會發(fā)生開裂與脫落現(xiàn)象，對酸性環(huán)境不敏感。尤其適合在發(fā)電站、配電室、通信臺站（基站）和網(wǎng)絡(luò)機(jī)房等場所使用。

四、結(jié)束語

篇7

【關(guān)鍵詞】壓力容器 設(shè)計(jì) 熱處理 探究

壓力容器在人們的工業(yè)生產(chǎn)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(yīng)用于能源工業(yè)、科學(xué)研究事業(yè)、軍隊(duì)工程以及石油化工工程等多種行業(yè)，是安全和達(dá)標(biāo)生產(chǎn)時(shí)的重要設(shè)備。壓力容器設(shè)計(jì)中進(jìn)行的熱處理技術(shù)是運(yùn)用相應(yīng)介質(zhì)，將壓力容器所使用的金屬材料或者合金材料進(jìn)行加熱、保溫和冷卻過程，進(jìn)而在不改變金屬材料的外部形狀的情況下，使其內(nèi)部的纖維組織及其部分化學(xué)成分發(fā)生改變，以調(diào)控金屬材料的基本性能并使其得到最大的潛力發(fā)揮的技術(shù)。在壓力容器設(shè)計(jì)的過程中，往往涉及到許多復(fù)雜而必要的處理技術(shù)，其中熱處理技術(shù)是一項(xiàng)技術(shù)比較細(xì)膩和傳統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。熱處理技術(shù)對于改善壓力容器的金屬材料以及完善其金屬本質(zhì)性能具有重要的作用。

1 有關(guān)熱處理基本工藝技術(shù)的簡述

熱處理技術(shù)基本上主要是加熱、保溫和冷卻三個(gè)基本過程的有機(jī)配合和銜接的技術(shù)。首先，熱處理的溫度值是一個(gè)重要的技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一。制定和控制適當(dāng)?shù)臏囟戎捣秶翘岣邿崽幚碣|(zhì)量的重要問題，但是由于在壓力容器的設(shè)計(jì)中因使用不同的金屬或者合金材料，必須在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)臏囟戎担拍鼙ＷC金屬材料的基本性能得到最大的潛力發(fā)揮，才能獲得較高的容器質(zhì)量。其次，金屬材料加熱后必然需要冷卻的過程。工業(yè)生產(chǎn)上要求因壓力容器的材質(zhì)不同和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不同，必須采用不同的冷卻速度。人們在不斷地探索實(shí)踐中，主要設(shè)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(shù)是重要的設(shè)計(jì)程序之一。現(xiàn)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(jìn)行直接加熱。也可以利用液態(tài)鹽或金屬，以至浮動粒子進(jìn)行間接加熱。

2 壓力容器設(shè)計(jì)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(jìn)行的熱處理技術(shù)原理：高溫下，金屬或者合金材料的變形指數(shù)降低，高應(yīng)力處就會產(chǎn)生流型變化，以消除焊接后產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，完善焊接后的韌度，最終提高金屬的抗腐蝕性。比較適應(yīng)這種原理的金屬材料的結(jié)構(gòu)是體心立方晶體結(jié)構(gòu)，相反地，奧氏體不銹鋼的金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)是面心立方體結(jié)構(gòu)。兩種結(jié)構(gòu)的不同點(diǎn)主要表現(xiàn)在面心立方體的滑移面比較多，從而體現(xiàn)其較好的韌性。此外，設(shè)計(jì)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(jià)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(jìn)行熱處理技術(shù)的處理。這是因?yàn)橐詩W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(yīng)力的性能比較小，當(dāng)冷卻后金屬材料硬化的后果比較低。然而理論上的消除應(yīng)力熱處理技術(shù)的溫度范圍為：600℃-620℃，保溫時(shí)間為兩個(gè)小時(shí)；在 400℃-850℃的溫度范圍內(nèi)，對奧氏體不銹鋼進(jìn)行緩慢冷卻后會發(fā)生材料結(jié)構(gòu)間的腐蝕，形成奧氏體不銹鋼的過敏化。所以當(dāng)要求比較高的抗腐蝕性或者高溫要求時(shí)，設(shè)計(jì)壓力容器時(shí)需要制定適應(yīng)的熱處理方法，以保證壓力容器的性能。

2.2 復(fù)合板式壓力容器的焊接后熱處理問題

復(fù)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(gòu)成復(fù)合板的基層材料要進(jìn)行焊接后熱處理時(shí)，那么，以該材料制成的壓力容器也必須進(jìn)行焊接后的熱處理技術(shù)，并且必須考慮到熱處理對復(fù)合板式的材料的化學(xué)性和物理性的不利影響。因?yàn)檫@種熱處理技術(shù)在很大程度上能夠使復(fù)合材料以及焊接處發(fā)生碳化，從而使材料的性能變?nèi)酰踔料А；谝陨希O(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)復(fù)合板式的壓力容器的熱處理時(shí)，要考慮到熱處理對復(fù)合板式的材料的化學(xué)性和物理性的不利影響，以免影響復(fù)合材料的耐腐蝕性。基本上復(fù)合板式的壓力容器所使用的材料應(yīng)該符合以下要求：第一，碳質(zhì)鋼的厚度要大于或等于圓筒內(nèi)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(nèi)直徑的2.5%。

2.3 設(shè)計(jì)壓力容器時(shí)進(jìn)行熱處理技術(shù)需要注意的內(nèi)容

首先，設(shè)計(jì)壓力容器時(shí)焊接元件的步驟要放在熱處理技術(shù)的前面。其次，制造壓力容器的過程中，完成全部的焊接任務(wù)而且技術(shù)檢驗(yàn)符合常規(guī)后，進(jìn)行熱處理技術(shù)，再進(jìn)行耐壓性實(shí)驗(yàn)。第三，焊接后的管板式容器要進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理技術(shù)，但是以不銹鋼為材料的設(shè)計(jì)方案不包括此范圍內(nèi)。第四，碳質(zhì)鋼材、低含量的合金鋼制品的焊接程序的管箱側(cè)面開口超過圓筒內(nèi)直徑的三分之一，然后在焊接后進(jìn)行消除應(yīng)力的熱處理技術(shù)，再進(jìn)行密封面的處理步驟。第五，但是考慮不同品種的焊接點(diǎn)，應(yīng)該根據(jù)熱處理的具體要求，判斷是否進(jìn)行焊接后的熱處理。第六，進(jìn)行焊接后的熱處理技術(shù)時(shí)絕不能采用燃煤爐。

2.4 以液態(tài)氨為介質(zhì)的壓力容器的熱處理問題

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

3 結(jié)束語

壓力容器的用途比較廣泛，具有能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或者物理反應(yīng)、能夠傳導(dǎo)熱能、能夠進(jìn)行分離和存儲以及具有耐壓性能等功能，在能源工業(yè)、科學(xué)研究事業(yè)、軍隊(duì)工程以及石油化工工程等多種行業(yè)具有舉足輕重的地位。壓力容器的使用環(huán)境比較惡劣，設(shè)計(jì)過程比較復(fù)雜，如果壓力容器一旦被損壞，造成的影響也十分嚴(yán)重。所以，要選取合適的材料和方法進(jìn)行熱處理技術(shù)，以保證壓力容器的質(zhì)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(shè)備檢驗(yàn)研究院淄博分院，檢驗(yàn)員，助理工程師。

篇8

關(guān)鍵詞：壓力容器；焊接質(zhì)量；分析

“質(zhì)量-市場-效益-生存-發(fā)展”已成為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)生活的生命線，隨著科學(xué)技術(shù)和世界范圍的經(jīng)濟(jì)、貿(mào)易和交往迅速發(fā)展，質(zhì)量也成為一個(gè)永恒的、跨越國界的主題。壓力容器能否安全運(yùn)行，首先取決于它的制造質(zhì)量，而焊接質(zhì)量又是壓力容器制造質(zhì)量的關(guān)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(chǎn)生不符合設(shè)計(jì)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(xiàn)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(nèi)部缺陷和焊縫外部缺陷兩大類，其中內(nèi)部缺陷有未熔透、未熔合、夾渣、內(nèi)部氣孔、內(nèi)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(nèi)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(cè)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(yùn)條技法不當(dāng)；焊接電流過小，焊接速度過快；坡口設(shè)計(jì)加工不合適等。氣孔是指在焊接過程中，熔池金屬高溫時(shí)產(chǎn)生和吸收的氣泡，在凝固時(shí)未能及時(shí)逸出，殘存于焊縫之中所形成的空穴。氣孔的產(chǎn)生有很多原因，主要的原因表現(xiàn)為焊接材料不干凈或受潮，未按規(guī)定溫度烘干；焊接線能量過小且熔池冷卻速度大導(dǎo)致氣體難以逸出；焊接區(qū)未能得到有效保護(hù)等。未焊透和未熔合是焊接時(shí)會產(chǎn)生的嚴(yán)重缺陷，未熔合是指在熔焊時(shí)，焊縫金屬與母材金屬之間熔化不良的現(xiàn)象。未焊透是指焊接時(shí)，母材金屬未熔化，焊縫金屬沒有進(jìn)入接頭根部。未焊透和未熔合一般出現(xiàn)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(yán)重缺陷，裂紋是指焊縫及附近區(qū)域內(nèi)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(xué)成分不當(dāng)、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(shù)選擇不當(dāng)，操作不當(dāng)、焊接電流大、焊接速度太快或焊接材料與母材化學(xué)成分匹配不當(dāng)造成的焊趾（或焊根）處出現(xiàn)的低于母材表面的凹陷或溝槽。

2 加強(qiáng)壓力容器焊接質(zhì)量控制的相應(yīng)措施

壓力容器是典型的焊接結(jié)構(gòu)，其制造質(zhì)量不可僅僅看做是焊接技術(shù)部門或檢驗(yàn)部門的職責(zé)，因?yàn)閴毫θ萜鞯纳a(chǎn)過程很復(fù)雜，涉及的因素很多，諸如設(shè)計(jì)、材料、工藝規(guī)范、焊接設(shè)備、檢驗(yàn)手段及人的因素（操作技能、個(gè)性、情緒）等均能直接影響焊接質(zhì)量。

2.1 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者應(yīng)綜合考慮壓力容器的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)形式。

2.2 焊接結(jié)構(gòu)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(shù)的低壓容器采用非金屬材料外，絕大多數(shù)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(jié)構(gòu)應(yīng)優(yōu)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(chǎn)品安全可靠的首要條件。如碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.25%的低碳鋼和碳當(dāng)量小于0.4%的低合金鋼，塑性和沖擊韌性優(yōu)良，都具有良好的可焊性，設(shè)計(jì)中應(yīng)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(zhì)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(shí)，應(yīng)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(qiáng)度不低于被焊鋼材中的強(qiáng)度較低者。

2.3 焊接過程的工藝設(shè)計(jì)

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(yīng)編寫焊接工藝指導(dǎo)書，并進(jìn)行焊接工藝評定，在符合國家標(biāo)準(zhǔn)的要求后，應(yīng)提交完整的焊接工藝評定報(bào)告，并根據(jù)該報(bào)告和圖樣的要求制訂焊接工藝流程。除設(shè)計(jì)規(guī)定外，焊接配件時(shí)不得強(qiáng)力對正。焊接裝配和定位焊的質(zhì)量應(yīng)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(zhì)量起著決定性的作用，因此，還應(yīng)注重焊接工的操作水平，最好是持有國家考試證書經(jīng)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(shù)、焊接順序、操作方法及其對焊接質(zhì)量的影響，掌握焊接質(zhì)量管理體系、規(guī)章制度、工藝文件、工藝紀(jì)律、焊接工藝評定、焊工管理規(guī)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(qū)域或焊接工件進(jìn)行的熱處理，其作用主要是消除或部分消除焊接殘余應(yīng)力和改善焊接區(qū)的性能等有害影響，穩(wěn)定零部件的結(jié)構(gòu)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(yīng)力、析出熱處理等。

2.5 焊接的質(zhì)量檢驗(yàn)

焊接過程中焊接出現(xiàn)缺陷是不可能完全避免，要控制焊接的質(zhì)量，焊接檢驗(yàn)過程是必不可少的。其中包括原材料檢驗(yàn)、各工序的質(zhì)量檢驗(yàn)和設(shè)備的整體質(zhì)量檢驗(yàn)。

工序的質(zhì)量檢驗(yàn)是制造中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它主要包括尺寸和幾何形狀及材質(zhì)性質(zhì)兩方面的檢驗(yàn)，其中材質(zhì)方面的質(zhì)量檢驗(yàn)主要指焊接接頭的質(zhì)量檢驗(yàn)。焊接接頭的檢驗(yàn)內(nèi)容包括從圖樣設(shè)計(jì)到產(chǎn)品制出整個(gè)生產(chǎn)過程中所使用的材料、工具、設(shè)備、工藝過程和成品質(zhì)量的檢驗(yàn)，主要分為三個(gè)階段：焊前檢驗(yàn)、焊接過程中的檢驗(yàn)和焊后成品的檢驗(yàn)。檢驗(yàn)方法根據(jù)對產(chǎn)品是否造成損傷可分為破壞性檢驗(yàn)和無損檢測兩類。

（1）焊前檢驗(yàn)。焊前檢驗(yàn)包括檢驗(yàn)技術(shù)文件（圖樣、工藝規(guī)程）是否齊備、焊接材料（焊條、焊絲）和母材金屬的質(zhì)量檢驗(yàn)、毛坯裝配和焊接件邊緣質(zhì)量的檢驗(yàn)、焊接設(shè)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(yàn)。包括焊接工藝規(guī)范的檢驗(yàn)、焊縫尺寸的檢查、夾具情況和結(jié)構(gòu)裝置質(zhì)量的檢查等。（3）焊后成品檢驗(yàn)。焊后成品檢驗(yàn)是焊接質(zhì)量檢驗(yàn)的關(guān)鍵，是焊件質(zhì)量最后的評定。常見的焊后成品檢驗(yàn)方法很多，常用的有以下兩種：一是外觀檢驗(yàn)，主要是肉眼觀察。主要是發(fā)現(xiàn)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(biāo)準(zhǔn)樣板、量規(guī)和放大鏡等工具進(jìn)行檢驗(yàn)。二是物理方法檢驗(yàn)。物理方法檢驗(yàn)的主要手段是無損檢測，設(shè)備的整體質(zhì)量檢驗(yàn)除外形尺寸測量外，一般只做耐壓試驗(yàn)和泄漏試驗(yàn)。

3 結(jié)束語

焊接產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，將直接影響產(chǎn)品結(jié)構(gòu)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(chǎn)品的質(zhì)量除了取決于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、施工工藝等因素外，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，還應(yīng)在制造過程中對焊接材料、焊接工藝和焊縫檢驗(yàn)進(jìn)行控制，減少和避免焊接缺陷的產(chǎn)生，以便及時(shí)消除缺陷，這樣才能確保壓力容器的生產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)

[1]畢應(yīng)利.焊接質(zhì)量控制之淺析[J].價(jià)值工程，2013（20）.

[2]馬云龍.淺談壓力容器焊接技術(shù)[J].石化技術(shù)，2015（10）.

篇9

關(guān)鍵詞：化工壓力容器；防腐蝕；方法

壓力容器在化工領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)腐蝕疲勞、縫隙腐蝕、應(yīng)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(fā)各種安全事故，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)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(xué)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(xué)腐蝕

電化學(xué)腐蝕主要是電解質(zhì)溶液和壓力容器金屬表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，造成金屬表面損壞。根據(jù)電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，壓力容器金屬表面發(fā)生的腐蝕主要包括陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)[1]，介質(zhì)離子流和金屬電子流形成回路。壓力容器陽極反應(yīng)是一種常見的氧化反應(yīng)，壓力容器金屬失去電子后，進(jìn)入電解質(zhì)溶液；陰極反應(yīng)是一種還原反應(yīng)，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(shù)是電化學(xué)腐蝕，通常情況下，其不僅僅是一種電化學(xué)作用，經(jīng)常和生物、機(jī)械、物理等相互作用。

1.2 化學(xué)腐蝕

化學(xué)腐蝕也被稱為干腐蝕，是指非電解質(zhì)和壓力容器金屬表面發(fā)生的一種純化學(xué)反應(yīng)，造成壓力容器破壞，其主要發(fā)生在非電解質(zhì)溶液和干燥氣體中[2]。化學(xué)腐蝕最主要的特點(diǎn)是非電解質(zhì)和金屬表面原子之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生腐蝕產(chǎn)物。在氧化劑和金屬原子之間發(fā)生電子交換，這種化學(xué)反應(yīng)不會產(chǎn)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(tài)鋅發(fā)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(jù)化工壓力容器承受的壓力、溫度、介質(zhì)情況以及實(shí)際用途，在加工制作壓力容器時(shí)，應(yīng)選擇合適的主體材料，可在金屬材料中適當(dāng)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(fā)生腐蝕。化工壓力容器材料選擇和介質(zhì)腐蝕性有著密切關(guān)系，在很大程度上，介質(zhì)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(zhì)；Q235-A材料的壓力容器不能盛裝易燃、易爆介質(zhì)[3]。

2.2 重視防腐蝕設(shè)計(jì)

根據(jù)化工行業(yè)的相關(guān)規(guī)定，只有具備相應(yīng)資格認(rèn)證的企業(yè)或者單位才能制造或設(shè)計(jì)化工壓力容器。為了有效控制化工壓力容器發(fā)生腐蝕，應(yīng)高度重視容器的防腐蝕設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中合理控制集中應(yīng)力，減少有可能造成腐蝕介質(zhì)大量積聚的縫隙和缺口，優(yōu)化壓力容器的結(jié)構(gòu)組織。在設(shè)計(jì)化工壓力容器過程中，除了嚴(yán)格滿足《化學(xué)壓力容器規(guī)定》和GB150外，還要考慮到主體材料受到不同介質(zhì)的影響。例如，在濕潤的H2S環(huán)境中，盡量采用低合金鋼和碳鋼；在液氨環(huán)境中，盡量采用高強(qiáng)度低合金鋼和低碳鋼。化工壓力容器化工設(shè)計(jì)要選擇合適的設(shè)備襯里和材質(zhì)，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(jīng)濟(jì)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(fā)生腐蝕的化學(xué)物質(zhì)組成，結(jié)合化工壓力容器應(yīng)用的實(shí)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(jī)械和物理性能。

2.4 電化學(xué)保護(hù)

電化學(xué)保護(hù)可采用外加電流法和犧牲陽極保護(hù)法，外加電流法是指將保護(hù)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(hù)陰極金屬材料，這個(gè)方法可有效防止河水、土壤中的壓力容器發(fā)生腐蝕；犧牲陽極保護(hù)法是指將比電極電勢低的合金或金屬作為陽極，被保護(hù)金屬做陰極[5]，在實(shí)際應(yīng)用中，合金、鋅和鋁等可作為犧牲陽極材料，用于保護(hù)石油管路、工業(yè)金屬構(gòu)件等。

2.5 表面覆蓋保護(hù)層

對化工壓力容器表面覆蓋一層保護(hù)層，將周圍介質(zhì)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(zhì)，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(qiáng)維護(hù)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(yīng)用范圍和條件。為了進(jìn)一步提高化工壓力容器的抗腐蝕性能，應(yīng)做好日常的維護(hù)管理，化工企業(yè)在日常生產(chǎn)運(yùn)營中，應(yīng)嚴(yán)格按照化工壓力容器的相關(guān)法律法規(guī)，結(jié)合壓力容器的操作使用規(guī)范，定期進(jìn)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(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)進(jìn)行維護(hù)處理，避免壓力容器腐蝕范圍擴(kuò)大。化工壓力容器腐蝕嚴(yán)重影響其安全運(yùn)行，應(yīng)結(jié)合其腐蝕形態(tài)，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(wěn)定性。

3 結(jié)束語

化工壓力容器對于化工企業(yè)的正常生產(chǎn)運(yùn)營有著不可替代的重要作用，一旦發(fā)生腐蝕損壞，會嚴(yán)重影響化工安全生產(chǎn)。因此應(yīng)結(jié)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(xiàn)：

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

[4] 王非，林英.在化工設(shè)備設(shè)計(jì)中對防腐蝕的考慮[J].化工設(shè)備設(shè)計(jì)，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(jìn)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(shí)間為2h。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明：該方法重復(fù)性好、再現(xiàn)性佳，3種不同抗菌劑處理的金屬材料抗菌率，其重復(fù)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(xiàn)性為5.5%，說明該方法能應(yīng)用于抗菌金屬及相關(guān)材料抗菌性能檢測。

關(guān)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(huán)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(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，在日常家具、廚具及衛(wèi)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(chǎn)品具有衛(wèi)生自潔功能，可免去許多清潔工作，能有效避免細(xì)菌傳播，減少交叉感染，對改善人們生活質(zhì)量，保護(hù)健康具有重要意義[2]。當(dāng)前對于“抗菌材料”概念的過度炒作讓產(chǎn)品真假難辨，產(chǎn)品是否使用抗菌材料無從判斷，技術(shù)指標(biāo)無法統(tǒng)一，技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督和管理很困難，消費(fèi)者的合法權(quán)益難以得到保障，對抗菌制品存在信任危機(jī)。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(guī)范市場，提升產(chǎn)品品質(zhì)，另一方面則防止消費(fèi)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(jià)方法》[4]，但該標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容完全參照J(rèn)ISZ2801———2000《抗菌測試標(biāo)準(zhǔn)》[5]進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)ASTME2149-13a[6]和ISO22196———2011[7]進(jìn)行復(fù)現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上研究建立實(shí)驗(yàn)室方法，并對該方法進(jìn)行方法學(xué)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?duì)I養(yǎng)肉湯、平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基（購自北京陸橋技術(shù)有限公司）；緩沖液（0.3mmol/LKH2PO4，自制）；覆蓋膜（聚乙烯薄膜，標(biāo)準(zhǔn)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(shè)備培養(yǎng)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(jì)（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(zhuǎn)接到營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基平板上，在（37±1）℃下培養(yǎng)24h，后每天轉(zhuǎn)接1次，不超過2周。試驗(yàn)時(shí)應(yīng)采用連續(xù)轉(zhuǎn)接2次后的新鮮細(xì)菌培養(yǎng)物（24h內(nèi)轉(zhuǎn)接的）。用接種環(huán)從營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基平板上取少量（刮1～2環(huán)）新鮮細(xì)菌，加入營養(yǎng)肉湯中培養(yǎng)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(jīng)過抗菌處理（抗菌樣品）和未經(jīng)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(gè)燒瓶加入（50±0.5）mL工作菌懸液。并在另一個(gè)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(jì)數(shù)法對菌的含量計(jì)數(shù)，稀釋過程不能超過5min。將3個(gè)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(jì)數(shù)法對每個(gè)梯度做菌落計(jì)數(shù)，每個(gè)梯度做3個(gè)平行，（36±1）℃培養(yǎng)24h。選擇30～300菌落數(shù)的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)，3個(gè)平行菌落數(shù)的平均數(shù)乘以稀釋倍數(shù)即為每毫升菌液的菌數(shù)。

1.5.2ISO22196———2011用平板計(jì)數(shù)法對工作菌懸液計(jì)數(shù)并作為菌液空白，同時(shí)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(gè)平行，每種抗菌金屬片樣品做3個(gè)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(gè)對照金屬片上的菌，用20mL磷酸緩沖液反復(fù)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(jì)數(shù)瓊脂，在（36±1）℃下培養(yǎng)24h后菌落計(jì)數(shù)，作為對照樣0h的菌落數(shù)。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(yǎng)，培養(yǎng)24h。培養(yǎng)完成后取出培養(yǎng)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(jì)數(shù)。

1.5.3本文改進(jìn)方法同1.5.2，對照金屬片做9個(gè)平行，0，1，2h的各培養(yǎng)3個(gè)并作菌落計(jì)數(shù)；每種抗菌金屬片樣品做6個(gè)平行，3個(gè)培養(yǎng)1h，3個(gè)培養(yǎng)2h并作菌落計(jì)數(shù)。

2試驗(yàn)結(jié)果及分析

ASTME2149-13a方法的抗菌性能檢測結(jié)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(jiān)硬表面的材質(zhì)），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(jié)果見表2，樣品在培養(yǎng)了24h后，菌液基本干了，因此洗脫液培養(yǎng)后都無菌落生長，只有對照樣-3有9CFU，乘以稀釋倍數(shù)20，計(jì)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(gè)無菌的材料作支撐，再在培養(yǎng)皿上滴5mL滅菌水，以保持平皿內(nèi)的濕度，培養(yǎng)24h，此時(shí)金屬片與覆蓋膜之間的菌液未干，洗脫后作菌落計(jì)數(shù)，結(jié)果見表3，培養(yǎng)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(jì)數(shù)，說明平皿內(nèi)濕度太高，又造成了菌的迅速增殖。由于ISO22196———2011法培養(yǎng)需要24h，要保證洗脫的回收率（對照樣0h的菌落數(shù)與菌液空白菌落數(shù)的百分比不能低于75%，對照樣品接觸24h后的菌落計(jì)數(shù)應(yīng)不低于0h菌落計(jì)數(shù)的1/100）和菌液培養(yǎng)24h不干，試驗(yàn)的難度很大。基于此，將培養(yǎng)時(shí)間從24h縮短到了1h和2h，考察短時(shí)作用下抗菌金屬片的抗菌效果；若短時(shí)作用下，抗菌金屬片仍能達(dá)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(yàn)的難度，增加了試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。由表4可以看出，處理樣隨著處理時(shí)間改為1～2h，抗菌效果有提高。對照樣在1h時(shí)，菌落數(shù)下降不明顯，有些還有略微上升，這是因?yàn)榫幸欢ǔ潭鹊脑鲋超F(xiàn)象，而在2h時(shí)菌落數(shù)下降很明顯，可能是隨著時(shí)間的增長，水分蒸發(fā)，細(xì)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(yàn)的重復(fù)性和再現(xiàn)性，每個(gè)樣品至少要做3個(gè)以上平行，每個(gè)數(shù)據(jù)的相對偏差不能大于15%。本研究中每個(gè)樣品（對照和抗菌樣）都做了3個(gè)平行，包括每種接觸時(shí)間都分別做了3個(gè)平行，但I(xiàn)SO22196———2011法的重復(fù)性都不好，只有本文改進(jìn)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(xiàn)性試驗(yàn)。3次獨(dú)立的試驗(yàn)，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(xiàn)性為5.5%。由上可知，培養(yǎng)2h比1h的抗菌率高，基本能達(dá)到70%，而且2h時(shí)菌液也未干，因此將2h作為抗菌金屬抗菌性能檢測之反應(yīng)時(shí)間（即作用時(shí)間），既能達(dá)到客觀評價(jià)抗菌制品的抗菌功能的目的，又能節(jié)省大量時(shí)間。解學(xué)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(shí)間的延長而明顯增加，如果延長作用時(shí)間，抑菌率雖可能有一定的提高，但卻大大增加了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，同時(shí)也為實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量控制提高了難度。

3結(jié)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(biāo)準(zhǔn)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(jiān)硬表面的材質(zhì)）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(jìn)方法相比ISO22196———2011法時(shí)間縮短至2h，但抗菌率達(dá)到60%~70%。說明本文改進(jìn)方法更適合用于抗菌金屬片的抗菌性能檢測。

參考文獻(xiàn)

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[2]劉秀英，呂斌，郭紅蓮，等.我國抗菌產(chǎn)品性能檢測標(biāo)準(zhǔn)體系現(xiàn)狀[J].中國人造板，2009（8）：27-30.

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