金属材料材质分析范文

导语：如何才能写好一篇金属材料材质分析，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：金属材料；焊接缺陷；裂纹控制

随着经济的不断发展，工业依然处于重要的市场领域，金属被广泛应用在各行各业，成为日常生产生活中不可缺少的材料。随着金属材料的广泛使用，焊接技术也在不断进步，但是，金属焊接过程中难免会出现各种各样的缺陷，这些缺陷不仅对焊接结构带来灾难性后果，也有可能威胁人们的生命安全。所以为避免焊接出现缺陷，还需做好防范措施，要求焊接工作者严格遵守焊接的相关规定，选择科学合理的焊接程序，进一步开发新的焊接方法，从而提高焊接质量。

一、金属材料焊接中的夹渣缺陷以防治

从概念来看，夹渣是存在于焊缝的各种物质，它对金属整体强度具有严重影响。出现这种现象的原因主要是：浇筑前没有将浮渣清理干净，或者挡渣工作没有做好在浮渣的同时，也就随着金属液体进入内部；在浇注中，由于没有合理设计系统，对挡渣效果造成了很大影响，在渣子进入浇注系统后，很容易进入型腔，却不易排出。从焊件来看：由于焊接层清理不干净，在焊接速度过快、电流过小、操作不当的情况下，对焊接母材以及材料分配造成了很大的影响，最后对坡口设计也造成了不利影响。一旦夹渣产生，夹渣会随着裂纹沿展，减小强度，让焊缝存在开裂。对于这种情况，为了保障使用效益，必须保障金属液体的平稳流动，通过设置集渣包，减小硫含量，提高金属液体温度。对于浇包，除了要保障清洁度外，还应该使用茶壶进行浇包，或者利用冰晶石、稻草灰去除渣剂。

二、金属材料焊接中热裂纹缺陷及防治

在金属焊接中，热裂纹是金属在从液态转化成固态时，在中间区域出现的缝隙，同时也是很容易发现。出现这种现象的原因是：焊接熔池中的FeS 以及各种熔点较低的杂志凝结成强度较低的塑性，在凝结过程中，由于外在力影响，所以当金属处于凝结状态时，很容易在短时间内被拉开。另外，在金属材料中，一般都会包含硫成分，在硫的影响下，很容易出现这种现象。对于以上的情况，为了保障金属焊接成果，除了要严格依照施工步骤进行外，还必须结合实际情况，选用优秀的步骤以及方式、方法，减小焊接力；通过明确相关数值以及要素，在增强形状指标的同时，减小冷却速率。在这期间，最好的方法是活用焊接技术，从源头上避免中间位置出现缝隙，从而对焊接质量与后续使用造成不利影响。

三、金属材料焊接中未融合缺陷及防治

在金属焊接中，未焊透、未融合作为最普遍的问题，一旦出现，缝隙很容易出现骤然变化或者间断现象，这样不仅减小了工作强度，同时也很容易出现裂缝。未焊透是在金属焊接中，尾部或者结构没有焊透而出现的问题；没有融合，则是焊缝与焊件之间的部分区域没有融透的情况。从出现这种情况的原因来看：大部分存在于各个配件缝隙或者钝边过厚、角度偏小、焊条半径太大、速度大、电流小而电弧太长的情况；或者没有认真清理各个坡口周边的污物。在对该部分进行处理的过程中，由于该部分出现了熔渣，所以金属根本不能正常展开。另外，如果运条使用方式不对，让电弧处在坡口一边，也很难让边缘融合。对于上面出现的问题，除了要正确选用坡口以及规格，还必须在保障焊流速率的情况下，将周边污物清理掉。同时，对于底面也要彻底清除，在摆动适度的情况下，才可能做好融合以及周边融合。

四、金属材料焊接中的冷裂纹缺陷及防治

从概念来看，冷裂纹是金属焊接在冷却过程中或者冷却之后，金属材料、材料或者融汇焊接的区域出现的各种缝隙，它可能是当时出现，也可能是几个小时后或者几天后才出现。从冷裂纹出现的要素来看，热循环是影响焊接区域以及组织的重要因素，一旦焊缝存在较多的扩散氢，浓集现象就会产生。而对于接头部分，受整体因素影响，需要承担很多约束力。针对冷裂纹产生的原因以及特征，为了确保金属材料焊接成果，我们可以使用少量含有氢气的物质，从而减小成分。在这期间，为了避免过多水分对焊接质量的影响，必须根据实际情况做好物质保存以及活动运行；通过明确油迹状况，使用比较优秀的数值进行焊接，这样就能有效去除材料内部应力与组织回火，从而增强焊接部分的韧性与指标。另外，需要注意的是，必须使用恰当的步骤，从减小干扰出发，保障焊接使用安全。

五、金属材料焊接中的气孔缺陷及防治

在金属材料焊接中，气孔一般表现为氢气孔，具体有：表面、内部与街头气孔。出现这种现象的主要原因是：由于没有及时处理坡口污物，在焊芯存在锈迹或者掉落时，没有整合相关规定对其进行烘焙。另外，也可能是速率过快、电弧太长所致。为了确保金属使用效益，除了要保障焊流速率，还必须及时清除附近污物，在整合相关规定以及材料清理活动的同时，尽量避免变质材料的应用，通过做好运行管控，及时处理好焊丝，减小锈迹的不利影响。在对薄板进行焊接时，应该尽量减小线能量与焊接速度。

综上所述，在金属焊接中，为了确保金属焊接的有效性，除了不能在背水、带压情况下消除焊补，对于预热性材质，必须使用对应的预热措施。它要求在焊件热处理时，及时对缺陷进行修正，避免使用过大的电流进行焊接，而是运用不摆动、小电流、多道多层的方式进行焊接。在刚性较大的结构焊接时，除了第一与最后一层，还必须在热状态下做好锤击工作，并且每道收弧与起弧都必须分开。在手工焊补中，通常使用线能量控制的方式进行焊接，并且每个缺陷都不允许停顿，在焊补进行完毕后，让层间与预热温度在100 度以上。另外，也可以在整合探伤标准中，对缝隙进行深层分析，如果察觉高于数值，就必须再次处理，直到满足要求，当然焊补次数不能超出要求。因此，在实际工作中，必须结合实际情况，从源头上消除不良情况，控制不良运作。

参考文献：

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关键词：金属浮雕壁画；材质；形态

中图分类号：J205 文献标识码：A 文章编号：1005-5312（2013）33-0045-01

一、金属浮雕壁画材质分析

（一）金属浮雕壁画材质的同质性

金属材质由金属合金和金属材料之分，这也决定了金属浮雕壁画材质的同质性，其主要体现在以下几个方面：金属结构相差甚微，多表现为固体和晶格形式；性能相近，其不但具备较好的导热性能，而且可塑性、柔韧性以及延展性的特性相近，能够制成金属化合物和合金；表面形态一样，具有金属特有的光泽和色彩。浮雕壁画使用金属材料历史比较悠久，而且经过多年的发展雕塑艺术已经和金属锻造、铸造、焊接等工艺已达到了完美的融合，使金属浮雕壁画提升至空间艺术的层面，并有自己独特的造型和装饰语言。寻找材料和与材料的沟通赋予了艺术家新的启示，进而将艺术灵感与材料有机地融为一体创造很多优秀作品，其中较为典型的代表性有：出自邵旭先生之手的煅铜壁画《孔子六艺图》，以及由韩金宝先生创作的《金木水火土》等。采用不同材质创作而成的金属浮雕逐渐转变成新型的艺术表现形式，而且在创作的过程中还可以借助高科技手段获得特殊的视觉效果。如林楠先生创作的《数字新时代》，经过对不锈钢进行抛光，反射光线会因为观看者观看的时间、角度、灯光、距离而映射出各种不同的图案，增强了审美感。

（二）金属浮雕壁画材质的差异性

金属浮雕壁画材质的差异性主要表现在：工艺技术与表现手法、综合性与包容性两个方面。金属工艺技术发展史上金属壁画造型手法分为錾刻和铸造两种类型。后来，陆续出现了一些不同质地的金属材料，以及新的加工手段和工艺技术。例如锻造、焊接、切割以及现代的锐、钻、抛等技艺，为不断丰富金属材质表现形式奠定了坚实的基础，进一步拓展了创作空间。金属浮雕壁画的制作除了自身的材质美，还具有独特的技术美。同样的加工技术，却使不同的材质呈现出不同技术美，如将材料处理的锐利平滑，可以使金属锋利和坚硬的属性得到充分的展现，若将其处理成斑驳陆离的形式，能够很容易感触到金属的厚重和粗糙属性。

而金属浮雕壁画的铸造技术，将工艺技术与浮雕壁画创作进行有机结合，将物质创造和精神进行有机结合，有利于创造出更加完美的浮雕壁画。另外，从一定程度上来说，金属浮雕壁画运用材料的不断扩充极大地影响了创作观念进和表现手法，同时充分展现了不同材质浮雕壁画的独特特点。并且属性不同的金属材料在综合性影响下，摒弃了原有缺陷，活力提升到了新的层次。综上所述，包容性和综合性在浮雕壁画创作中发挥重要作用，成为浮雕壁画创作过程中的重要元素。

二、属浮雕壁画的设计形态分析

（一）材质与设计形态

金属浮雕壁画材质的运用突出形体图像设计，强调材质的属性、质感、色泽在创作过程中体现的艺术视觉和组合形式，其中较具代表性的为出自郭选昌之手的青铜浮雕《风雨同舟、共商国是――中国派历史纪念壁雕》。可以说，金属浮雕画的成功与否和材料的使用联系密切，尤其对材料属性以及其所发挥的装饰性能的充分把握，会给创作者追求的设计效果造成重要影响。金属浮雕创作时选用的铁、铜、银等金属材质凭借其自身色泽、质感，融合创作中的技法。使创作产生了千变万化的空间组合，提升了创作者对金属材料的进一步认识，进而开拓对金属材料的设计思维，使金属材料和浮雕壁画融为一体，推动金属材料在金属浮雕壁画中的良好运用。

（二）环境与设计形态

金属浮雕壁画设计受限于一定的空间环境，同时也受空间环境结构特征的影响和规范，进而形成独特的设计语言和表现形式。但金属浮雕壁画设计并不是与空间环境进行简单的排列或组合，而是要具有一定的设计意图，然后对设计意图不断进行凝练，对材料不断进行选择。以此，当创作者面对特定空间进行创作的时候，要始终保持自己的设计思想或创作意图与所在空间相协调，并以不同形式的构图表现自己的设计思想。如在科学研究所、天文中心、科学馆等科研型较强的建筑环境中，画面多采用抛物线、垂直线和不规则曲线进行构图，形成一个不断变化，变幻无穷的意境，促使人们不断进行探索和发现奥秘。而在体育场、影视剧院、歌舞厅、演奏厅等常规的公共建筑中，画面一般多采用S线、弧线、波浪线等曲线进行构图，利于表现空间环境的欢乐、跳跃、流动的气氛。也就是说，金属浮雕壁画设计要与空间环境和谐统一，使金属浮雕壁画成为空间环境有效的组成部分。

三、结语

总之，金属浮雕壁画要根据不同材料的本身属性，同时结合所处的空间环境进行创作，满足人们视觉的审美需求，促进金属浮雕壁画创作水平的不断提高。

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[关键词]石油化工设备 高温 高压 钢材的各种性能

石油化工设备操作具有多样性，使其用材种类繁多，既有金属材料又有非金属材料，掌握金属材料的性能是设计石油化工设备的重要环节，根据设备的具体操作条件，本文专门对石油化工设备用材中的金属材料做专门研究。

1石油化工设备用材的要求

根据石油化工设备操作的特性，合理选用石油化工设备材料，一般选材的基本原则是，材质要具有足够的强度和硬度，一定的塑性和韧性，耐腐蚀，具备良好的加工制造性能和焊接性能；保证其使用寿命；经济合理；供货及时。对于特殊的设备还有特殊的要求，要具有较高的室温强度，足够的蠕变强度、持久强度；组织的稳定性、较低的敏感性、良好的加工工艺性能和焊接性能等。

2石油化工设备常用金属材料的种类及性能参数

2.1常用金属材料的分类

钢材做为石油化工设备常用的金属材料，按元素组成可分为两大类，碳素钢和合金钢。碳素钢又分为两类，一类是按含碳量多少分为低碳钢、中碳钢、高碳钢；另外一类按有害杂技含量分为普通碳素钢、优质碳素钢、高级优质碳素钢。合金钢按照含合金量的多少分为低合金钢、中合金刚、高合金钢。

2.2金属材料的性能参数

常用金属材料的机械性能主要包括：弹性、塑性、韧性、强度、硬度等。以及了解伸长率（6）、断面收缩率（φ）、冲击韧性值（ak），硬度：布氏硬度（HB）、

洛氏硬度（HRC）、维氏硬度（Hv）等。

3石油化工设备常用金属材料的耐蚀性分析

常用金属材料的化学性能是指金属材料具有的耐腐蚀性、抗氧化性、物理性能、加工工艺性能等。耐腐蚀材料一般认为腐蚀速率在0.1mm/a以下的材料。

金属被腐蚀破坏后的形态有均匀腐蚀和局部腐蚀。造成腐蚀的原因有两类，化学腐蚀和电化学腐蚀，例如金属的高温氧化、钢的脱碳、氢脆、氢腐蚀、腐蚀原电池、微电池等都是造成钢材腐蚀的原因。所以石油化工设备常用的金属材料要选用具有耐腐蚀性能的钢材。18―8钢具有良好的耐腐蚀性，对于浓度为65%以下，温度70℃以下的硝酸以及硫酸盐、硝酸盐、硫化氢等化学物质中，具有良好的耐腐蚀性，抗氢、氮的腐蚀。但在盐酸、稀硫酸、氯离子溶液中易受耐蚀。为了防止晶间腐蚀，采取的办法：对钢材重新进行淬火处理，以便于cr、c溶入奥氏体中，这样减少了钢中的含碳量，还可以加入Ti、Ni等元素。

4石油化工设备常用金属材料的热处理方式

将固态钢、铁高温下加热，加热到一定温度使其保温，采用不同的冷却方式将其降温，从而改变金相组织，来满足石油仪器所要求的物理、化学与力学性能，被称为热处理。生产中的热处理主要有普通热处理和表面热处理。普通热处理包括退火、正火、淬火、回火；表面热处理包括表面淬火和化学热处理。下面具体介绍一下热处理的技术。

退火：将金属材料缓慢加热，当加热到临界点以上的某一温度时，保温，过一段时间以后，缓慢冷却。这样可以提高力学性能；硬度降低，提高塑性，便于进行冷加工；同时还可以消除内应力，防止仪器变形。

正火：将金属置于空气中进行冷却。使晶粒变细，提高金属韧性。锻件、铸件切削加工前都要进行退火或者正火。

淬火：对金属加热至30℃―50℃时，为淬火温度，将其保温一段时间，然后投入淬火剂中使其冷却。得到马氏体，增加了家属的强度、硬度和耐磨性。空气、油、盐水、水都属于淬火剂，冷却能力在盐水中最强。

回火：淬火后，进行的一种更低温度的加热和冷却热处理工艺。回火可有效降低零件在淬火后的内应力。在150℃―250℃范围内进行回火称为“低温回火”。低温回火可使马氏体提高硬度和耐磨性，降低内应力和脆性。量具、刃具要进行低温回火处理。在300℃―450℃范围内进行回火称为“中温回火”，轴类、轴套、刀杆等工具需进行中温回火。在500℃―680℃范围内进行回火称为“高温回火”，高温回火后综合性能较好。如果淬火和“高温回火”一起进行被称为“调质处理”。可用于轴类零件、齿轮、连杆、螺栓等的加工。

表面淬火：对金属进行快速加热后立即进行淬火冷却，热量还未传至中心时，迅速予以冷却，表层被淬硬变为马氏体，而中心仍是未淬火的组织。

化学热处理后，渗碳可提高零件的硬度；渗铝可提高金属的耐热、抗氧化性；渗硅可提高金属的耐酸性。

5石油化工设备以压力容器为例进行选材分析

根据压力容器的特性选用不同的钢材，常温下压力容器要求其材料的冲击韧性值不得低于50J/cm；低温操作时，要求其材料的冲击值不得低于30J/cm。根据这一特性，压力容器选用的钢材有：09MnNiDR、15MnNiDR、16MnDR、09Mn2VDR等钢板；16Mn、09MnD、16MnD、20MnMo、09MnNiD等钢管。压力容器和多层高压容器一般选用16MnR钢材；低温压力容器选用16MnDR、

15MnNiDR、09MnNiDR钢材；15MnMoR用于制造壁温不超过560℃的压力容器；20MnMo用于制造-40℃―470℃的重要锻件；09MnNiD用于制造-40℃―-60℃的低温容器；12CrMoV用于制造高压压力容器。

压力容器选用高合金钢：压力容器和它的内件钢号有0Cr13、1Cr13、2Cr13、0Cr18Ni9、00Cr19Ni10、0Crl8Ni10Ti、0Cr17Ni12M02等。如制造轴、活塞杆、螺栓、阀件一般选用0Cr13、1Cr13、2Cr13等钢材；抗腐蚀性较强的设备一般选用0Cr18Ni9、00Cr19Ni10、0Cr18Ni10Ti、0Cr17Ni12M02等钢材。

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互联网电视机的形态要素主要包含：形态中的造型、形态中的色彩、形态中的内在功能结构、材质与人机关系等。他们给予使用者怎么样的心理体验，有什么意义与作用？

1.造型

造型设计的过程本身就是对一件产品力度观感的再次塑造。产品因为力的倾向，表现出一定的个性、理念和风格，是张扬还是内敛？是轻盈还是稳健？是夸张还是朴实？电视的设计风格造型强调专业感、稳定感、力度感、舒适感、安全性。造型的细节部分还包括前壳、背光板、中框、后壳、支撑颈、底座。

近年来，电视机的造型设计趋势受硬边风格和现代极简主义的影响，偏向简洁有力的几何形式，通常使用铝、不锈钢、塑料等工业材料，通过其简洁美观的外形和精巧的制造工艺，赋予产品满现代感与未来感。同时，电视机的造型还与其大小紧密相关，根据不同用户的居家环境需求，居住在小户型和大户型的用户在电视机造型选择上就会有差异。同时，随着数字高清技术的推进，大尺寸成为近些年各品牌追逐的热点，在2005年CES大会上，松下就曾推出过150英寸的等离子电视和 OLED电视，在2014年CES大会上，三星了105英寸的UHD曲面电视，视频画面不再由传统平板屏幕呈现，弯曲的屏幕提供了更宽广的视野和其他电视无法比拟的全景效果，让观看者有身临其境的感觉。大尺寸、窄边框的趋势对电视机的承重、喇叭、呼吸灯等结构方式有了更高的要求，但电视机的造型仍维持着基本的形态。

在各品牌积极推行大尺寸、无边框的同时，电视机的外观造型设计主要集中于底座的变化和外壳材质的创新。

就目前趋势来看，底座成为造型突破的亮点，市场上较为普遍的有平面底座、X形平面式变形底座、两点式底座、异性底座。两点式底座多采用金属电镀的方式。随着电视尺寸不断加大，两点支撑也使得电视机的视觉稳定性更好，避免呆板视感。

2.色彩

随着人们享乐型消费观念的转变，不再仅仅满足产品功能有效性，更追求视觉、心理、精神上的满足，人们对情感的需求已经超过对物质的需求，从上世纪 80年代单调色彩到如今多样化选择，这种感性诉求无疑直接影响了家电外观的改变。色彩应用研究成为了一种新的消费形态的研究方式，引导设计师来设计更“人性化”的作品。

电视机的色彩应用应该与其现代化的产品的外形一致，如何在这种大众化的色彩搭配下给产品一个亮点，成了电视机色彩应用的难点。通过分析家电产品的色彩研究案例，电视机的色彩应用可遵循以下几条规则进行：

・ 对比，如大面积的淡色玻璃陪衬小块抛光金属是音响产品常用的方式。

・ 调和，如磨砂黑与光亮黑的对比调和是电视机边框和底座常用的方式。

・ 突现，如冰箱外壳经常使用各种形态和色彩的花纹或图案。

近五年，各品牌畅销品中黑色、银色、金属色仍为主流，同时材质色彩表现更多样：黑色有高亮黑、哑光黑；银色有拉丝银、珠光银。色彩变化主要在于材质和表面处理不同。研究电视机的色彩应用，一是利于快捷感知产品；二是考虑使人感到愉悦；三是由物质上升的精神美感。因此，不能孤立地研究产品的色彩造型，要与环境和人联系起来作宏观考虑。

3.材质

电视机的材质发展与其技术进步紧密相关。上世纪 50 年代，拥有一台木制外壳电视机是富裕的象征。随着塑料逐渐被接受，电视机也成为了塑料大显身手的绝佳代表之一，不断发展的注塑工艺让电视机的外观更加精致，价格也越来越便宜。同时硬边风格的盛行，玻璃、金属以及复合材料等装饰性很强的现代材料开始应用在电视机上。

未来电视机对金属材料的需求将会更大。但金属材料在加工性能及价格上和塑料相比还存在劣势，为了达到消费者对材质的要求，克服加工局限及价格偏高的不足将成为金属材料应用的焦点。钢材和铝、铜等金属材质相比，虽然在价格上占据优势，但其在机械加工和保存上仍存在缺陷，为了得到令人满意的材料，需要对不同材料工程化和非工程化各项特征进行综合评比，才能确定适合生产的最终材质。

4.表面处理

表面处理的基本定义是：使基体材料表面上人为的形成一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法。表面处理的目的是满足产品的耐蚀性、耐磨性、装饰或其他特种功能要求。 表面处理手段有三：1.赋予材料新的色彩；2.赋予材料表面新的肌理质感；3.赋予材料新的表面性能（如硬度、防锈能力等）。实际操作中，一种表面处理工艺可能会给材料带来不止一个变化，如金属经过电镀后，既可以提高防锈能力，又能改变其本身色彩，有时，质感也会发生改变。

对于电视机外壳，塑料材质经常用到的表面处理手段包括磨砂、抛光、表面镀覆、热转印等。塑料的二次表现力很强，根据表面加工的不同表现丰富的肌理状态。

在表面处理上，为满足消费者的需求，并实现良好的加工性能和成本控制要求，金属材料的表面处理至关重要，且加工性能和成本将是选材重点考虑的依据。

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【关键词】304不锈钢；奥氏体；沿晶开裂；连多硫酸

304不锈钢化学牌号为06Cr19Ni10 旧牌号（0Cr18Ni9） 含铬19%，含镍8-10%。

304不锈钢化学成份：

304不锈钢是一种通用性的不锈钢材料，防锈性能比200系列的不锈钢材料要强。耐高温方面也比较好，能高到1000～1200度。304不锈钢具有优良的不锈耐腐蚀性能和较好的抗晶间腐蚀性能。对氧化性酸，在实验中得出：浓度≤65%的沸腾温度以下的硝酸中，304不锈钢具有很强的抗腐蚀性。对碱溶液及大部分有机酸和无机酸亦具有良好的耐腐蚀能力。

某化工厂进行某车间定期检验检测时，发现在管线运行中存在个别弯头向外有“冒汗”现象，但由于量不是很大，在运行过程中又没有其他现象就一直在运行中。对此条管线从设计上并不存在很大的压力，过高或过低的温度，从理论上不会出现这种现象，同时设备员和工艺的人员提供，这些个别的管段部位有时会有些介质少量的渗出，尤其是热影响区附近。资料显示，这条管线的材质是304不锈钢。因为出现了介质外排现象，所以选择了渗透这种检测形式，对这些存在问题的管件进行了检测。检测过程中发现在母材、热影响区、焊道中均出现了裂纹的显像，由于存在多处，且裂纹的形式各异，故对此条管线进行了整体检测。发现所有管件均存在裂纹现象，故此采集了部分试样进行硬度检测和金相检测。发现硬度无明显变化，但是金相图谱显示存在沿晶开裂的现象。由此推断可能是介质或是材质的问题，对此为了深层是的检测，选择了光谱分析材质。光谱结果显示所检材质均为304不锈钢，并无异议，最后定可能为介质问题，继续分析金相图样。

对拥有裂纹的管件进行取样，经金相检验得出结果：

1.金相组织和裂纹形貌

开裂处取两件金相试样：一件试样观察面为环向截面，包含部分管件与接管连接焊缝和数条纵向裂纹；一件试样观察面为纵向截面，包含一条横向（环向）裂纹没有焊缝。

管件母材金相组织见照片1、2（纵向样母材金相组织；横向样母材与纵向样金相组织相同），为等轴晶奥氏体，晶粒大小不太均匀（有3级，也有6～7级），晶界有链状碳化物析出；母材夹杂物较多，硫化物多呈现椭圆状。焊缝金相组织见照片3，为奥氏体+δ-铁素体，δ-铁素体轻微分解。熔合区形貌见照片4，过热区金相组织为奥氏体+少量δ-铁素体。两件金相试样所见到的裂纹相貌基本相同，主要为沿晶扩展，较细，有较多分枝，见照片5（纵向样，为浸蚀）、6、7（纵向样，已浸蚀）、8（横向样，未浸蚀）、9（横向样，已浸蚀）。个别部位可见穿晶裂纹，其尺寸非常小。横向样裂纹启自管件内表面，垂直内表面向外表面方向扩展，扩展到焊缝后终止，未进入焊缝。

2.讨论

（1）管件母材金相组织为单向奥氏体[3]，材质应为奥氏体不锈钢；但奥氏体晶界链状碳化物析出明显，表明材质含碳量偏高超过304不锈钢正常含量，且热处理不当。奥氏体晶界碳化物呈链状析出不仅对材料的力学性能不利，还使材料的抗腐蚀能力大幅度下降，使其易发生晶间腐蚀和沿晶应力腐蚀。焊缝和热影响区金相组织应属奥氏体不锈钢正常金相组织。

（2）管件裂纹是沿晶开裂。从管件的工作状态看，发生沿晶开裂的性质可能有两种：一是奥氏体不锈钢由于晶界贫铬引起的晶间腐蚀；一是由于应力和腐蚀介质共同作用引起的应力腐蚀。奥氏体不锈钢晶间腐蚀多发生于焊缝热影响区，平行于焊缝扩展。管件母材碳化物沿晶界呈链状析出易发生晶间腐蚀，但腐蚀裂纹也应发生于热影响区或母材接触到介质的各个部位，不应仅限近缝区。从裂纹发生于近缝区（焊接残余应力较大部位），有较多分枝看，裂纹性质应属应力腐蚀。

（3）产生应力腐蚀裂纹的应力应来自焊接残余应力和工作应力。腐蚀介质应来自管件内的介质。引起奥氏体不锈钢发生沿晶应力腐蚀常见介质有连多硫酸、碱等。试样发生的沿晶应力腐蚀裂纹可能与介质中的硫有关。试样奥氏体不锈钢母材晶界有链状碳化物析出，晶界严重弱化，也有发生氯离子引起的沿晶腐蚀的可能[4]。

3.结论

试样裂纹性质应为应力腐蚀裂纹。产生应力腐蚀裂纹的应力来自焊接残余应力和工作应力；腐蚀介质来自管件内部的工作介质，最大可能是硫化物（连多硫酸）。

从以上分析可以得知，真正致使化工厂304不锈钢劣化的原因为硫化物，加之焊道的应力没有很好的消除，才会产生大量裂纹的出现。

【参考文献】

[1]安继儒，李新德.新编金属材料速查手册.化学工业出版社.

[2]李维钺，李军.中外金属材料牌号和化学成分对照手册.机械工业出版社.

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接地体是接地系统中的重要组成部分，接地体的好坏，直接影响到通信系统的接地（防雷接地、工作接地和防静电接地）的效果。由于地下环境多样，长期会对接地体造成腐蚀，近年来因为接地体腐蚀引发的事故安全隐患时有发生，进而对整个通信系统造成破坏，造成通信失败。因此加强通信系统接地体的防腐蚀措施，对于系统安全稳定运行非常重要。

关键词：

通信系统；接地体；腐蚀；防护

通信系统接地体主要是为了保证通信系统安全，主要包括电力供应的功能接地、电气设备的工作接地，以及电子信息设备信号电路接地和防雷接地。这些接地体由于长期埋设在底下，会受到材质和环境对接地体的腐蚀。如果防护措施不及时、不到位，一旦遭到雷击、对地短接、静电流等影响时，就不能及时发挥泄流作用，会直接影响到整个通信系统的安全，甚至造成通信设备的严重损毁。因此，加强对接地体的腐蚀防护，是通信设备维护工作重要的一环。

一、接地体作用

接地体是指埋入土壤中或混凝土中，直接与大地接触的起散流作用的金属导体，主要分为自然接地体和人工接地体两类。通信系统一般多为各种金属导体为材质，比如各种基座等，或者为传输媒介，如常用的通信线缆等。因此必须保护系统不受静电、外来电流等的影响。接地体因为与大地土壤密切接触，可以充当与大地之间电气连接的导体，因此可以将通信系统静电、雷击能量泄入大地，保护系统安全。

二、腐蚀的原因分析

通信系统接地体的腐蚀是以化学腐蚀为主，其本质是金属失去电子被氧化的过程。而化学腐蚀中表现最多的是电化学腐蚀。电化学腐蚀是金属表面的杂志氧化物以及钝化膜等，在其局部形成电位差造成的；或者是同一金属的不同部位所处环境液体中盐类的浓度、氧气的含量等不同，使其表面形成阳极部分和阴极部分，造成阳极的腐蚀。一般通信工程中，接地系统的接地体电化学腐蚀主要有以下三种情形：一是微生物腐蚀。微生物腐蚀主要是由环境中的微生物直接与金属表面接触引起的腐蚀，或者因为介质中微生物的繁衍和新陈代谢等影响，改变了与之接触的金属表面的某些理化性质而造成的腐蚀。如土壤中的有机物、水分或者植物等。二是电偶电池腐蚀。由于受到环境中盐分浓度、氧气含量不同影响，使得同一介质中异种金属接触处形成了不同的电位，这种电位的存在加快接触处的腐蚀，就是电偶腐蚀，通常也称为接触腐蚀或者双金属腐蚀，如：接地引下线与接地极之间的连接点、各接地极之间的连接带等。三是电腐蚀。敷设在土壤中的金属接地极，由于某种原因流过了来自外部的电流造成的腐蚀。如：雷电、设备漏电、供电线路搭铁等。

三、常见防护措施为了预防和减轻接地体的腐蚀对通信系统的影响，可采取三种预防接地体腐蚀的保护措施

3.1改良接地体的安设条件

一是对利用通信机房结构基础的桩、柱作为自然接地体的，可以通过改良混凝土的成分阻止自然空气腐蚀；二是对人工敷设在土壤中的接地体，可以通过提高土壤的碱度或者更换埋设的土壤，如沿海地区可以用良性土壤代替高盐分土壤，以减轻土壤的酸性对接地体腐蚀，延长其工作寿命。

3.2采用耐腐蚀的金属材料

通常接地系统主要包括接地体本身和各辅助连接部分。一是接地体要采用耐腐蚀金属材料。根据国内外对不同材质金属棒接地腐蚀试验，以及不同种类金属与钢进行接触的接地腐蚀试验表明，以镁、铝、锌做成的金属棒腐蚀最为严重，钢棒、渡锌钢棒次之，而覆铜钢棒、不锈钢棒、覆不锈钢棒腐蚀最轻。因此对于沿海地区采用不锈钢、覆不锈钢的材质接地体最合适，而对于土壤干燥的地区可采用渡锌钢、覆铜钢、不锈钢和覆不锈钢等材质的接地体。二是各辅助连接部分除了采用耐腐蚀金属材质外，还应该改进不同金属之间的结合方式，以防止连接处接触不良或者腐蚀过快。如：接地引下线与接地体的连接点、各接地体之间的连接，除采用传统的铜质螺栓连接外，若采用焊接方式连接，应注意根据不同材质采用高碳钢焊条或者白钢焊条，或者铜焊条等。

3.3采用导电防腐涂料

导电防腐涂料主要是通过特殊工艺，将纳米碳覆盖到镀锌扁钢上，形成双导电复合材料。这样，其就综合了镀锌扁钢和纳米碳的特点，既有钢的高强度和热稳定性，又有纳米碳的导电性与强抗腐蚀性。因此，它能抗击大电流的冲击，不会发生开裂与脱落现象，对酸性环境不敏感。尤其适合在发电站、配电室、通信台站（基站）和网络机房等场所使用。

四、结束语

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【关键词】压力容器 设计 热处理 探究

压力容器在人们的工业生产中具有非常广泛的用途，主要用于盛装气体或者液体，并能够承受一定压力，广泛应用于能源工业、科学研究事业、军队工程以及石油化工工程等多种行业，是安全和达标生产时的重要设备。压力容器设计中进行的热处理技术是运用相应介质，将压力容器所使用的金属材料或者合金材料进行加热、保温和冷却过程，进而在不改变金属材料的外部形状的情况下，使其内部的纤维组织及其部分化学成分发生改变，以调控金属材料的基本性能并使其得到最大的潜力发挥的技术。在压力容器设计的过程中，往往涉及到许多复杂而必要的处理技术，其中热处理技术是一项技术比较细腻和传统的重要环节。热处理技术对于改善压力容器的金属材料以及完善其金属本质性能具有重要的作用。

1 有关热处理基本工艺技术的简述

热处理技术基本上主要是加热、保温和冷却三个基本过程的有机配合和衔接的技术。首先，热处理的温度值是一个重要的技术参数标准之一。制定和控制适当的温度值范围是提高热处理质量的重要问题，但是由于在压力容器的设计中因使用不同的金属或者合金材料，必须在适当的时间设计适当的温度值，才能保证金属材料的基本性能得到最大的潜力发挥，才能获得较高的容器质量。其次，金属材料加热后必然需要冷却的过程。工业生产上要求因压力容器的材质不同和技术标准的不同，必须采用不同的冷却速度。人们在不断地探索实践中，主要设定三种冷却速度和一种冷却方式，即冷却速度最慢的退火、冷却速度比较快的正火、冷却速度最快的淬火以及与淬火十分密切的回火。第三，热处理的加热技术是重要的设计程序之一。现今的加热方法有很多种，比如，以液体或者气体燃料作为热源或者以电加热等进行直接加热。也可以利用液态盐或金属，以至浮动粒子进行间接加热。

2 压力容器设计中的焊接后的热处理问题2.1 以奥氏体不锈钢为金属材料制造压力容器的热处理问题

金属焊接后进行的热处理技术原理：高温下，金属或者合金材料的变形指数降低，高应力处就会产生流型变化，以消除焊接后产生的残余应力，完善焊接后的韧度，最终提高金属的抗腐蚀性。比较适应这种原理的金属材料的结构是体心立方晶体结构，相反地，奥氏体不锈钢的金属材料的晶体结构是面心立方体结构。两种结构的不同点主要表现在面心立方体的滑移面比较多，从而体现其较好的韧性。此外，设计压力容器必须遵循的目的是防腐和温度，而奥氏体不锈钢的金属材料符合此目的以及其市场价格比较昂贵，材料的壁厚度相对较薄，所以对于以奥氏体不锈钢为金属材料的压力容器没有必要进行热处理技术的处理。这是因为以奥氏体不锈钢为材料的压力容器的塑性和韧性比较好，其残余应力的性能比较小，当冷却后金属材料硬化的后果比较低。然而理论上的消除应力热处理技术的温度范围为：600℃-620℃，保温时间为两个小时；在 400℃-850℃的温度范围内，对奥氏体不锈钢进行缓慢冷却后会发生材料结构间的腐蚀，形成奥氏体不锈钢的过敏化。所以当要求比较高的抗腐蚀性或者高温要求时，设计压力容器时需要制定适应的热处理方法，以保证压力容器的性能。

2.2 复合板式压力容器的焊接后热处理问题

复合板式压力容器的焊接后热处理问题必须要重视考虑和处理。一般而言，构成复合板的基层材料要进行焊接后热处理时，那么，以该材料制成的压力容器也必须进行焊接后的热处理技术，并且必须考虑到热处理对复合板式的材料的化学性和物理性的不利影响。因为这种热处理技术在很大程度上能够使复合材料以及焊接处发生碳化，从而使材料的性能变弱，甚至消失。基于以上，设计师在设计复合板式的压力容器的热处理时，要考虑到热处理对复合板式的材料的化学性和物理性的不利影响，以免影响复合材料的耐腐蚀性。基本上复合板式的压力容器所使用的材料应该符合以下要求：第一，碳质钢的厚度要大于或等于圆筒内直径的3%；第二，其他的合金钢材的厚度要大于或等于圆筒内直径的2.5%。

2.3 设计压力容器时进行热处理技术需要注意的内容

首先，设计压力容器时焊接元件的步骤要放在热处理技术的前面。其次，制造压力容器的过程中，完成全部的焊接任务而且技术检验符合常规后，进行热处理技术，再进行耐压性实验。第三，焊接后的管板式容器要进行消除应力热处理技术，但是以不锈钢为材料的设计方案不包括此范围内。第四，碳质钢材、低含量的合金钢制品的焊接程序的管箱侧面开口超过圆筒内直径的三分之一，然后在焊接后进行消除应力的热处理技术，再进行密封面的处理步骤。第五，但是考虑不同品种的焊接点，应该根据热处理的具体要求，判断是否进行焊接后的热处理。第六，进行焊接后的热处理技术时绝不能采用燃煤炉。

2.4 以液态氨为介质的压力容器的热处理问题

经验得出，不是所有的以液态氨为介质的压力容器都要进行热处理技术，这是由应力腐蚀的情况决定。当压力容器接触的液态氨具有腐蚀性应该符合的条件是：第一，以液态的氨为介质，环境内含水量应该小于或者等于0.2%，此外，环境可能受到了空气成分--氧气或者二氧化碳的污染。第二，环境温度范围应该在零下5℃以上。特别是，当压力容器的固定管板式换热器的壳程介质是液态氨时，热处理时应该采取分步法进行处理，也就是说首先使换热器的外壳进行热处理，然后把外壳和管板进行焊接，最后进行局部热处理。

3 结束语

压力容器的用途比较广泛，具有能够发生化学反应或者物理反应、能够传导热能、能够进行分离和存储以及具有耐压性能等功能，在能源工业、科学研究事业、军队工程以及石油化工工程等多种行业具有举足轻重的地位。压力容器的使用环境比较恶劣，设计过程比较复杂，如果压力容器一旦被损坏，造成的影响也十分严重。所以，要选取合适的材料和方法进行热处理技术，以保证压力容器的质量，确保这种大型的压力容器的安全性和可靠性。

作者简介

魏瑞，（1984，8-）男，籍贯山东省淄博市，就职于山东省特种设备检验研究院淄博分院，检验员，助理工程师。

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关键词：压力容器；焊接质量；分析

“质量-市场-效益-生存-发展”已成为现代经济生活的生命线，随着科学技术和世界范围的经济、贸易和交往迅速发展，质量也成为一个永恒的、跨越国界的主题。压力容器能否安全运行，首先取决于它的制造质量，而焊接质量又是压力容器制造质量的关键。

1 压力容器焊接常见的缺陷及原因分析

广义的焊接缺陷是指焊接过程中在焊接接头处产生不符合设计或工艺文件要求的缺陷，亦称为焊接缺欠。焊接过程中有着许多不能够人为控制的因素，焊件出现缺陷是不可能完全避免。焊接缺陷按其形成的部位可分为焊缝内部缺陷和焊缝外部缺陷两大类，其中内部缺陷有未熔透、未熔合、夹渣、内部气孔、内部裂纹等；外部缺陷有焊缝尺寸与形状不符合要求、咬边、焊瘤、凹坑（包括弧坑）、塌陷、烧穿、表面气孔、表面裂纹等。

1.1 压力容器焊接常见的内部缺陷

夹渣是指焊后非金属夹杂物残留在焊道之间或焊缝与坡口侧壁之间的焊渣，究其原因主要是焊接过程中的被焊边缘和各层焊缝清渣不干净；焊条角度和运条技法不当；焊接电流过小，焊接速度过快；坡口设计加工不合适等。气孔是指在焊接过程中，熔池金属高温时产生和吸收的气泡，在凝固时未能及时逸出，残存于焊缝之中所形成的空穴。气孔的产生有很多原因，主要的原因表现为焊接材料不干净或受潮，未按规定温度烘干；焊接线能量过小且熔池冷却速度大导致气体难以逸出；焊接区未能得到有效保护等。未焊透和未熔合是焊接时会产生的严重缺陷，未熔合是指在熔焊时，焊缝金属与母材金属之间熔化不良的现象。未焊透是指焊接时，母材金属未熔化，焊缝金属没有进入接头根部。未焊透和未熔合一般出现在焊缝坡口中间。

1.2 压力容器焊接常见的外部缺陷

焊接裂纹是一种会造成极大安全隐患的严重缺陷，裂纹是指焊缝及附近区域内部或表面有裂纹。它具有尖锐的缺口和较大的长宽比，通常在焊接接头中是不允许存在的。焊接材料或工件化学成分不当、焊缝深宽比太大、焊缝金属冷却凝固过快、焊道太窄（特别是角焊缝和底层焊道）、焊接工艺不合理等都是造成焊接裂纹的主要原因。咬边则是由于焊接工艺参数选择不当，操作不当、焊接电流大、焊接速度太快或焊接材料与母材化学成分匹配不当造成的焊趾（或焊根）处出现的低于母材表面的凹陷或沟槽。

2 加强压力容器焊接质量控制的相应措施

压力容器是典型的焊接结构，其制造质量不可仅仅看做是焊接技术部门或检验部门的职责，因为压力容器的生产过程很复杂，涉及的因素很多，诸如设计、材料、工艺规范、焊接设备、检验手段及人的因素（操作技能、个性、情绪）等均能直接影响焊接质量。

2.1 焊接结构设计

在结构设计时，设计者应综合考虑压力容器的结构形状、使用要求、变形大小、焊件厚度、坡口加工的难易程度、焊接材料的消耗量等因素，以确定接头形式和总体结构形式。

2.2 焊接结构件材料的选择

制造压力容器的材料种类很多，总体上可以分为金属材料和非金属材料。目前除了极少数的低压容器采用非金属材料外，绝大多数都采用金属材料，而且多用钢材，主要是碳钢和合金钢。在满足工作性能要求的前提下，焊接结构应优先选择焊接性好的材料。压力容器用钢的良好焊接性能是保证压力容器产品安全可靠的首要条件。如碳质量分数小于0.25%的低碳钢和碳当量小于0.4%的低合金钢，塑性和冲击韧性优良，都具有良好的可焊性，设计中应尽量选用。对于焊接性较差的钢，只要采取合适的焊接工艺措施，也能获得质量较好的焊接接头。

对于同种金属的焊接，在选择焊接材料时，应尽量使它的成分接近基体金属的成分。而对于异种金属的焊接，必须考虑它们的焊接性及其差异。一般要求接头强度不低于被焊钢材中的强度较低者。

2.3 焊接过程的工艺设计

用焊接方法制造、安装、修理、改造压力容器的主要受压元件前，施焊单位应编写焊接工艺指导书，并进行焊接工艺评定，在符合国家标准的要求后，应提交完整的焊接工艺评定报告，并根据该报告和图样的要求制订焊接工艺流程。除设计规定外，焊接配件时不得强力对正。焊接装配和定位焊的质量应符合工艺文件要求后才允许焊接。焊接工的操作水平对焊缝质量起着决定性的作用，因此，还应注重焊接工的操作水平，最好是持有国家考试证书经基本知识考试和焊接操作技能考试合格的高级焊工，熟悉焊接工艺参数、焊接顺序、操作方法及其对焊接质量的影响，掌握焊接质量管理体系、规章制度、工艺文件、工艺纪律、焊接工艺评定、焊工管理规则等基本知识。

2.4 焊后热处理

焊后热处理是指工件焊完之后对焊接区域或焊接工件进行的热处理，其作用主要是消除或部分消除焊接残余应力和改善焊接区的性能等有害影响，稳定零部件的结构形状和尺寸。压力容器用钢热处理的常见类型有退火、固溶、正火、回火、淬火、低温消除应力、析出热处理等。

2.5 焊接的质量检验

焊接过程中焊接出现缺陷是不可能完全避免，要控制焊接的质量，焊接检验过程是必不可少的。其中包括原材料检验、各工序的质量检验和设备的整体质量检验。

工序的质量检验是制造中的关键环节，它主要包括尺寸和几何形状及材质性质两方面的检验，其中材质方面的质量检验主要指焊接接头的质量检验。焊接接头的检验内容包括从图样设计到产品制出整个生产过程中所使用的材料、工具、设备、工艺过程和成品质量的检验，主要分为三个阶段：焊前检验、焊接过程中的检验和焊后成品的检验。检验方法根据对产品是否造成损伤可分为破坏性检验和无损检测两类。

（1）焊前检验。焊前检验包括检验技术文件（图样、工艺规程）是否齐备、焊接材料（焊条、焊丝）和母材金属的质量检验、毛坯装配和焊接件边缘质量的检验、焊接设备是否完善，以及焊工操作水平的鉴定等。（2）焊接过程中的检验。包括焊接工艺规范的检验、焊缝尺寸的检查、夹具情况和结构装置质量的检查等。（3）焊后成品检验。焊后成品检验是焊接质量检验的关键，是焊件质量最后的评定。常见的焊后成品检验方法很多，常用的有以下两种：一是外观检验，主要是肉眼观察。主要是发现焊缝表面的缺陷和尺寸上的偏差。一般通过肉眼观察，借助标准样板、量规和放大镜等工具进行检验。二是物理方法检验。物理方法检验的主要手段是无损检测，设备的整体质量检验除外形尺寸测量外，一般只做耐压试验和泄漏试验。

3 结束语

焊接产品质量的好坏，将直接影响产品结构的安全性。通过分析压力容器焊接过程中所存在的缺陷，我们可以知道，焊接产品的质量除了取决于结构设计、材料选择、施工工艺等因素外，为了保证产品质量，还应在制造过程中对焊接材料、焊接工艺和焊缝检验进行控制，减少和避免焊接缺陷的产生，以便及时消除缺陷，这样才能确保压力容器的生产安全。

参考文献

[1]毕应利.焊接质量控制之浅析[J].价值工程，2013（20）.

[2]马云龙.浅谈压力容器焊接技术[J].石化技术，2015（10）.

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关键词：化工压力容器；防腐蚀；方法

压力容器在化工领域的应用非常广泛，在实际应用中经常出现腐蚀疲劳、缝隙腐蚀、应力腐蚀等，不仅造成化工压力容器的损坏和失效，而且容易引发各种安全事故，造成严重的经济损失和人员伤亡，因此必须高度重视化工压力容器的防腐蚀处理，采用科学合理的方法，延长化工压力容器的使用寿命。

1 化工压力容器常见的腐蚀类型

1.1 电化学腐蚀

电化学腐蚀主要是电解质溶液和压力容器金属表面发生电化学反应，造成金属表面损坏。根据电化学反应机理，压力容器金属表面发生的腐蚀主要包括阴极反应和阳极反应[1]，介质离子流和金属电子流形成回路。压力容器阳极反应是一种常见的氧化反应，压力容器金属失去电子后，进入电解质溶液；阴极反应是一种还原反应，氧化剂吸收溶液和金属表面的电子。化工压力容器腐蚀多数是电化学腐蚀，通常情况下，其不仅仅是一种电化学作用，经常和生物、机械、物理等相互作用。

1.2 化学腐蚀

化学腐蚀也被称为干腐蚀，是指非电解质和压力容器金属表面发生的一种纯化学反应，造成压力容器破坏，其主要发生在非电解质溶液和干燥气体中[2]。化学腐蚀最主要的特点是非电解质和金属表面原子之间发生氧化还原反应，产生腐蚀产物。在氧化剂和金属原子之间发生电子交换，这种化学反应不会产生电流。

1.3 物理腐蚀

物理腐蚀是指由于物理溶解造成的压力容器金属损坏，例如，钢容器被盛放的熔融锌溶液腐蚀，铁容器和液态锌发生物理腐蚀。

2 化工压力容器防腐蚀的方法

2.1 选择合适的主体材料

根据化工压力容器承受的压力、温度、介质情况以及实际用途，在加工制作压力容器时，应选择合适的主体材料，可在金属材料中适当加入一些合金元素，或者用多种材料加工成耐蚀合金，例如，在钢材料中添加镍元素，加工成不锈钢材料，可有效提高化工压力容器的防腐蚀性，减缓金属材料发生腐蚀。化工压力容器材料选择和介质腐蚀性有着密切关系，在很大程度上，介质毒性和易燃程度对于选材也有着重要影响。例如，Q235-B材料的压力容器不能盛装高危介质；Q235-A材料的压力容器不能盛装易燃、易爆介质[3]。

2.2 重视防腐蚀设计

根据化工行业的相关规定，只有具备相应资格认证的企业或者单位才能制造或设计化工压力容器。为了有效控制化工压力容器发生腐蚀，应高度重视容器的防腐蚀设计，在设计过程中合理控制集中应力，减少有可能造成腐蚀介质大量积聚的缝隙和缺口，优化压力容器的结构组织。在设计化工压力容器过程中，除了严格满足《化学压力容器规定》和GB150外，还要考虑到主体材料受到不同介质的影响。例如，在湿润的H2S环境中，尽量采用低合金钢和碳钢；在液氨环境中，尽量采用高强度低合金钢和低碳钢。化工压力容器化工设计要选择合适的设备衬里和材质，压力容器主体材料可主要采用碳钢，或者采用钛材、铜材或不锈钢，衬里材料做好选择聚四氟乙烯、瓷砖、玻璃、石墨、橡胶等抗腐蚀材料[4]。

2.3 采用缓蚀剂

对化工压力容器采用缓蚀剂，可获得良好的经济效益。通常情况下，缓蚀剂主要由多种有助于减缓和防止压力容器发生腐蚀的化学物质组成，结合化工压力容器应用的实际情况，在金属材料中加入少量或者微量的缓蚀剂，可明显降低化工压力容器的腐蚀速度，并且不影响金属材料的机械和物理性能。

2.4 电化学保护

电化学保护可采用外加电流法和牺牲阳极保护法，外加电流法是指将保护金属材料作为阴极，附件电极作为阳极，对化工压力容器外加直流电，保护阴极金属材料，这个方法可有效防止河水、土壤中的压力容器发生腐蚀；牺牲阳极保护法是指将比电极电势低的合金或金属作为阳极，被保护金属做阴极[5]，在实际应用中，合金、锌和铝等可作为牺牲阳极材料，用于保护石油管路、工业金属构件等。

2.5 表面覆盖保护层

对化工压力容器表面覆盖一层保护层，将周围介质和金属材料有效隔离，例如，在化工压力容器表面覆盖搪瓷、涂刷油漆等物质，避免水或者空气直接和钢铁制品相接触，或者在压力容器表面镀上Ni、Cr、Sn、Zn等金属，通过这种表面覆盖法，在压力容器表面形成一层氧化物薄膜。

2.6 加强维护管理

化工压力容器防腐蚀有很多种方法，不同腐蚀类型，采用不同的防腐蚀措施，每种防腐蚀方法有其特殊的应用范围和条件。为了进一步提高化工压力容器的抗腐蚀性能，应做好日常的维护管理，化工企业在日常生产运营中，应严格按照化工压力容器的相关法律法规，结合压力容器的操作使用规范，定期进行取样检查，全面了解压力容器的腐蚀状况和缺陷情况，一旦发现问题，及时进行维护处理，避免压力容器腐蚀范围扩大。化工压力容器腐蚀严重影响其安全运行，应结合其腐蚀形态，注意分析其腐蚀破坏原因，从而有针对性地采取防腐蚀措施，抑制和减缓压力容器腐蚀，提高安全性和稳定性。

3 结束语

化工压力容器对于化工企业的正常生产运营有着不可替代的重要作用，一旦发生腐蚀损坏，会严重影响化工安全生产。因此应结合化工压力容器常见的腐蚀类型，注意分析和研究其腐蚀原因，采取合理有效的防腐蚀方法，提高化工压力容器的抗腐蚀性。

参考文献：

[1] 王非.化工压力容器设计中对局部腐蚀的考虑[J].化工设备与管道，2000（04）：50-53.

[2] 周野，丁磊，杨冰.浅析化工压力容器的防腐蚀措施[J].中国石油和化工标准与质量，2011（02）：202.

[3] 2005～2009年度全国防腐蚀行业优秀耐蚀非金属压力容器生产企业[J].全面腐蚀控制，2010（05）：50.

[4] 王非，林英.在化工设备设计中对防腐蚀的考虑[J].化工设备设计，1999（04）：30-32+4.

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为建立检测抗菌金属材料的抗菌性能的方法。分别用ASTME2149-13a法和ISO22196———2011法对抗菌金属的抗菌性能和适用性进行比对研究，得出这两种方法都不太适合抗菌金属材料的抗菌性能检测。提出适宜于抗菌金属及其制品的抗菌性能检测方法：采用贴膜法，抗菌金属材料与菌液的作用时间为2h。经实验证明：该方法重复性好、再现性佳，3种不同抗菌剂处理的金属材料抗菌率，其重复性分别为5.5%、5.6%和2.5%，同种抗菌剂处理的金属材料抗菌率的再现性为5.5%，说明该方法能应用于抗菌金属及相关材料抗菌性能检测。

关键词：

抗菌性能；金属；检测方法；抗菌材料

随着社会生活资料的不断丰富，人居环境的安全性及材料的抗菌功能日益受到重视；因此，新一代兼有抗菌性能的产品应运而生，在日常家具、厨具及卫生用品方面展示出广阔的市场前景[1]。抗菌材料是指那些具有抑菌和杀菌性能的功能材料，与普通材料相比，抗菌产品具有卫生自洁功能，可免去许多清洁工作，能有效避免细菌传播，减少交叉感染，对改善人们生活质量，保护健康具有重要意义[2]。当前对于“抗菌材料”概念的过度炒作让产品真假难辨，产品是否使用抗菌材料无从判断，技术指标无法统一，技术质量监督和管理很困难，消费者的合法权益难以得到保障，对抗菌制品存在信任危机。所谓的抗菌材料是否真正具有抗菌效果，抗菌性能究竟如何？建立一种抗菌材料的抗菌性能检测方法尤为重要。一方面可以规范市场，提升产品品质，另一方面则防止消费者掉入宣传的套路中[3]。我国虽有SN/T2399———2010《抗菌金属材料评价方法》[4]，但该标准内容完全参照JISZ2801———2000《抗菌测试标准》[5]进行，JISZ2801———2000只有纺织品和塑料的抗菌性能检测方法。本研究选择可用于抗菌金属抗菌性能检测的标准ASTME2149-13a[6]和ISO22196———2011[7]进行复现，在此基础上研究建立实验室方法，并对该方法进行方法学考察，得出适合抗菌金属材料的抗菌性能检测方法。

1材料及方法

1.1试剂、材料和菌株营养肉汤、平板计数琼脂培养基（购自北京陆桥技术有限公司）；缓冲液（0.3mmol/LKH2PO4，自制）；覆盖膜（聚乙烯薄膜，标准尺寸为（40±2）mm×（40±2）mm、厚度为0.05～0.10mm，用70%乙醇溶液浸泡1min，再用无菌水冲洗，自然干燥）；菌种（大肠埃希氏菌Escherichiacoli，ATCC25922）。

1.2仪器和设备培养箱（上海智诚ZSD-1270）；高压蒸汽灭菌器（日本TomyES-315）；紫外分光光度计（日本岛津UV-1700）；漩涡震荡仪（厦门XW-80A）；水浴锅（上海精宏DK-8B）。

1.3菌种活化与菌悬液制备将E.coli保藏菌转接到营养琼脂培养基平板上，在（37±1）℃下培养24h，后每天转接1次，不超过2周。试验时应采用连续转接2次后的新鲜细菌培养物（24h内转接的）。用接种环从营养琼脂培养基平板上取少量（刮1～2环）新鲜细菌，加入营养肉汤中培养18h，菌液用磷酸盐缓冲液稀释，直至菌液在475nm的吸光度为0.28±0.02；菌液再用磷酸盐缓冲液稀释1000倍，作为工作菌悬液。

1.4样品金属片：分别采用表面经过抗菌处理（抗菌样品）和未经抗菌处理（对照样）的直径5cm圆形金属片。

1.5抗菌性能检测

1.5.1ASTME2149-13a分别将抗菌表面积约为25.8cm2的抗菌金属样品和对照金属样品，切割成表面积0.5cm2的小片，放入250mL灭菌三角烧瓶中，每个烧瓶加入（50±0.5）mL工作菌悬液。并在另一个空三角烧瓶中加入（50±0.5）mL菌悬液作为菌液空白对照，立即对空白对照的菌液作梯度稀释并利用平板计数法对菌的含量计数，稀释过程不能超过5min。将3个三角烧瓶放入恒温振荡器，用最大的震荡速度震荡（60±5）min，立即对每瓶菌液梯度稀释至1000倍，并用平板计数法对每个梯度做菌落计数，每个梯度做3个平行，（36±1）℃培养24h。选择30～300菌落数的平板进行计数，3个平行菌落数的平均数乘以稀释倍数即为每毫升菌液的菌数。

1.5.2ISO22196———2011用平板计数法对工作菌悬液计数并作为菌液空白，同时分别取菌悬液0.2mL滴加在对照金属片和抗菌金属片上，对照金属片做6个平行，每种抗菌金属片样品做3个平行，用灭菌镊子夹起灭菌覆盖膜分别覆盖在对照金属片和抗菌金属片上，确保铺平，使菌均匀接触样品，且菌液不要超过覆盖膜边缘。立即回收3个对照金属片上的菌，用20mL磷酸缓冲液反复冲洗（最好用镊子夹起薄膜冲洗）并收集液体，将收集液充分摇匀后，作梯度稀释，取适宜稀释的液体倾注平板计数琼脂，在（36±1）℃下培养24h后菌落计数，作为对照样0h的菌落数。将剩余的3片对照金属片和抗菌金属片小心置于灭菌平皿中，在（36±1）℃、相对湿度大于90%条件下培养，培养24h。培养完成后取出培养的样品，采用相同方法冲洗金属片及覆盖膜并对收集液做菌落计数。

1.5.3本文改进方法同1.5.2，对照金属片做9个平行，0，1，2h的各培养3个并作菌落计数；每种抗菌金属片样品做6个平行，3个培养1h，3个培养2h并作菌落计数。

2试验结果及分析

ASTME2149-13a方法的抗菌性能检测结果见表1，将抗菌金属片做了各种抗菌处理，但是几乎没有抗菌效果，虽然该方法提出可用于表面有抗菌剂的固体（如金属片，塑料，玻璃，芯片，或类似坚硬表面的材质），但从本研究看来该方法不适合抗菌金属片的检测。ISO22196———2011法的抗菌性能检测结果见表2，样品在培养了24h后，菌液基本干了，因此洗脱液培养后都无菌落生长，只有对照样-3有9CFU，乘以稀释倍数20，计算出该金属片上的菌为180CFU，而其他金属片则是<20CFU。基于此在金属片下垫一个无菌的材料作支撑，再在培养皿上滴5mL灭菌水，以保持平皿内的湿度，培养24h，此时金属片与覆盖膜之间的菌液未干，洗脱后作菌落计数，结果见表3，培养24h后从金属片和覆盖膜上洗脱下来的菌太多，有些甚至无法计数，说明平皿内湿度太高，又造成了菌的迅速增殖。由于ISO22196———2011法培养需要24h，要保证洗脱的回收率（对照样0h的菌落数与菌液空白菌落数的百分比不能低于75%，对照样品接触24h后的菌落计数应不低于0h菌落计数的1/100）和菌液培养24h不干，试验的难度很大。基于此，将培养时间从24h缩短到了1h和2h，考察短时作用下抗菌金属片的抗菌效果；若短时作用下，抗菌金属片仍能达到很好的抗菌效果，则说明该金属片的抗菌性能很好，而且也减少了试验的难度，增加了试验的准确性。由表4可以看出，处理样随着处理时间改为1～2h，抗菌效果有提高。对照样在1h时，菌落数下降不明显，有些还有略微上升，这是因为菌有一定程度的增殖现象，而在2h时菌落数下降很明显，可能是随着时间的增长，水分蒸发，细菌的死亡速度超过了增殖速度。

微生物在相同的条件其生长情况都有可能不同，为满足试验的重复性和再现性，每个样品至少要做3个以上平行，每个数据的相对偏差不能大于15%。本研究中每个样品（对照和抗菌样）都做了3个平行，包括每种接触时间都分别做了3个平行，但ISO22196———2011法的重复性都不好，只有本文改进的方法满足要求，1h的抗菌率相对偏差为7.4%、5.5%和6.0%；2h抗菌率相对偏差为5.5%、5.6%和2.5%；因此对抗菌效果最好的一种处理方法的抗菌材料做了再现性试验。3次独立的试验，1h的抗菌率分别为47%、32%和41%，相对偏差7.55%，未超过15%；2h的抗菌率分别为71%、61%和59%，相对偏差5.48%也未超过15%，说明同种抗菌剂处理的金属材料抗菌率的再现性为5.5%。由上可知，培养2h比1h的抗菌率高，基本能达到70%，而且2h时菌液也未干，因此将2h作为抗菌金属抗菌性能检测之反应时间（即作用时间），既能达到客观评价抗菌制品的抗菌功能的目的，又能节省大量时间。解学魁[8]的研究也证明很多抗菌制品在与菌作用2h后抑菌率不再随着作用时间的延长而明显增加，如果延长作用时间，抑菌率虽可能有一定的提高，但却大大增加了实验时间，同时也为实验的质量控制提高了难度。

3结束语

ASTME2149-13a将抗菌金属片做了各种抗菌处理，但是几乎没有抗菌效果，虽然该标准提出可用于表面有抗菌剂的固体（如金属片，塑料，玻璃，芯片，或类似有坚硬表面的材质）检测，但从本研究看来该方法不适合抗菌金属片，而本文改进方法相比ISO22196———2011法时间缩短至2h，但抗菌率达到60%~70%。说明本文改进方法更适合用于抗菌金属片的抗菌性能检测。

参考文献

[1]季君晖，史维明.抗菌材料[M].北京：化学工业出版社，2003：46-60.

[2]刘秀英，吕斌，郭红莲，等.我国抗菌产品性能检测标准体系现状[J].中国人造板，2009（8）：27-30.

[3]张晓，鲁建国，刘皓男.家电产品抗菌、除菌检测方法综述[C]∥2012年中国家用电器技术大会集，2012：621-623.