非金属承压设备检测技术

《非金属承压设备检测技术》是根据非金属压力容器和非金属压力管道相关的国家标准、行业标准编写的。重点介绍了非金属承压设备的发展过程、分类及标准体系，非金属承压设备的基本物理性能、机械性能、热性能、耐腐蚀性能、耐候性能、电性能及阻燃性能、密封性能等性能的检测技术及注意事项，归纳了无损检测技术，总结了非金属承压设备的风险管理及风险评估应用。
本书可作为非金属承压设备生产制造企业、检验检测机构、设计单位与科研机构从事产品质量控制与研究人员的参考书，亦可作为大专院校相关专业的教材。

本书涵盖了大部分非金属承压设备的检测技术，知识范围广，对行业内普遍使用的检测内容或有市场前景的检测内容进行重点说明，对较少使用的检测内容简而概之，主次分明；结构框架纵横交错，条理清晰，大而不乱，层次分明，各项独立成章，便于读者阅读和查证；全书构建在现行标准的基础上，具有较高的实用价值，且各位作者曾参与国家行业标准的编写工作，具有行业权威性。目前市面还没有此类书籍，对行业内各项从业人员来说，本书的出版有一定的积极作用。

随着科技的不断发展、进步及新材料、新工艺的不断涌现，非金属压力容器比金属压力容器具有更好的耐酸、碱、盐等腐蚀介质的性能，石墨、玻璃钢、搪玻璃、塑料等材料制非金属承压设备，在石油化工、能源、核工业、冶金、城市公用事业等领域的应用越来越广泛。为了提高非金属压力容器的质量和安全，满足社会需求，较全面地开展非金属压力容器的检测技术研究非常必要。
本书是由中国腐蚀与防护学会高分子管道和容器专业委员会组织行业内的质检、特检、设计、制造等方面的专家共同编写的。本书从非金属承压设备的标准体系入手，参考了成熟的检测方法，较全面地介绍了原材料及非金属承压设备的基本性能、机械性能、热性能、耐腐蚀性、耐候性、电性能及阻燃性、密封性、无损检测、系统适用性及裂纹扩展性、连接性等各方面，最后对非金属承压设备的风险评估进行了介绍。本书汇集了近年来国内外非金属承压设备检测的新技术、新方法和有关研究成果，可作为非金属承压设备生产制造企业、检验检测机构、设计单位与科研机构从事非金属承压设备产品质量控制与研究人员的参考书，亦可作为大专院校相关专业的教材。
本书在编写和出版过程中得到了中国腐蚀与防护学会领导和行业专家的大力支持，也参照了国内外很多行业专家的论文、资料和研究成果。同时福建省产品质量检验研究院、温州赵氟隆有限公司、浙江方圆检测集团股份有限公司、宁波市特种设备检验研究院、承德市精密试验机有限公司等机构在编写和出版过程中给予了大力支持，在此一并表示衷心的感谢！
由于编写时间所限，书中不妥之处在所难免，敬请广大读者批评指正。

编著者
2024年5月

第1章 绪论 001
1.1 引言 001
1.2 非金属承压设备的发展 002
1.2.1 塑料设备 002
1.2.2 玻璃钢设备 004
1.2.3 石墨设备 005
1.3 非金属承压设备的标准体系 006
1.3.1 设备分类体系 006
1.3.2 国内外非金属承压容器标准体系 008
1.3.3 国内外非金属承压管道标准体系 013
1.3.4 国内外非金属承压标准体系的对比 030
1.4 非金属承压设备检测 032
1.4.1 检测技术简介 032
1.4.2 检测技术分类 032
1.5 检测技术的标准体系 033
1.5.1 非金属制及衬里压力容器检测技术标准体系 034
1.5.2 非金属压力管道检测技术标准体系 036
1.6 非金属承压设备标准化展望 041
参考文献 042

第2章 基本性能的检测 043
2.1 非泡沫塑料密度 043
2.1.1 概述 043
2.1.2 检测方法 045
2.1.3 讨论 055
2.2 粉粒料表观密度 055
2.2.1 概述 055
2.2.2 检测方法 056
2.2.3 讨论 057
2.3 炭素材料真密度 057
2.3.1 概述 057
2.3.2 检测方法 058
2.3.3 讨论 060
2.4 纤维增强塑料密度 060
2.4.1 概述 060
2.4.2 检测方法 061
2.4.3 讨论 063
2.5 塑料吸水性 063
2.5.1 概述 063
2.5.2 检测方法 064
2.5.3 讨论 068
2.6 塑料水分 068
2.6.1 概述 068
2.6.2 检测方法 069
2.6.3 讨论 074
2.7 热塑性塑料熔体流动速率 074
2.7.1 概述 074
2.7.2 检测方法 075
2.7.3 讨论 087
2.8 塑料黏度 088
2.8.1 概述 088
2.8.2 检测方法 089
2.8.3 讨论 092
参考文献 092

第3章 机械性能的检测 093
3.1 概述 093
3.2 拉伸性能 094
3.2.1 塑料及纤维增强塑料的拉伸性能的检测 094
3.2.2 表观环向拉伸强度测试方法 099
3.2.3 剥离强度测试方法 101
3.2.4 管环最小平均剥离力测试方法 103
3.2.5 管环径向拉力 104
3.2.6 纤维增强热固性塑料管轴向整体拉伸性能测试 105
3.2.7 拉伸载荷后的密封性及易操作性 108
3.2.8 搪玻璃设备的搪玻璃层抗拉强度测试 109
3.2.9 不透性石墨材料抗拉强度试验方法 112
3.3 压缩性能 114
3.3.1 环刚度 114
3.3.2 环柔性 117
3.3.3 初始挠曲性 118
3.3.4 蠕变比率 120
3.3.5 压缩性能 124
3.3.6 轴向压缩强度 126
3.3.7 不透性石墨材料抗压强度试验 127
3.4 弯曲性能 129
3.4.1 塑料及其纤维增强塑料的弯曲性能 129
3.4.2 不透性石墨材料的抗弯强度 132
3.5 扭转性能 135
3.5.1 操作扭矩 135
3.5.2 止动强度 136
3.6 冲击性能 139
3.6.1 落锤冲击试验 139
3.6.2 简支梁冲击性能(非仪器化冲击试验) 143
3.6.3 搪玻璃层耐机械冲击试验方法 146
3.7 蠕变性能 148
3.7.1 拉伸蠕变试验 148
3.7.2 三点弯曲蠕变 152
3.7.3 全缺口蠕变(FNCT)试验 156
3.8 磨损性能 162
3.8.1 滚动磨损试验 162
3.8.2 滑动摩擦磨损试验 165
3.8.3 塑料管材耐磨损试验 168
3.8.4 超高分子量聚乙烯砂浆磨耗试验 171
3.9 硬度 174
3.9.1 邵氏硬度 174
3.9.2 球压痕硬度 177
3.9.3 洛氏硬度 179
3.9.4 巴柯尔硬度试验 182
参考文献 185

第4章 热性能检测 187
4.1 负荷变形温度测试 187
4.1.1 概述 187
4.1.2 检测方法 188
4.1.3 讨论 189
4.2 维卡软化温度测试 190
4.2.1 概述 190
4.2.2 检测方法 190
4.2.3 讨论 192
4.3 线膨胀系数测试 193
4.3.1 概述 193
4.3.2 检测方法 193
4.3.3 讨论 195
4.4 热导率测试 196
4.4.1 概述 196
4.4.2 检测方法 197
4.4.3 讨论 199
4.5 玻璃化温度测试 199
4.5.1 概述 199
4.5.2 检测方法 200
4.5.3 讨论 201
4.6 尺寸稳定性测试 201
4.6.1 概述 201
4.6.2 检测方法 202
4.6.3 讨论 203
4.7 塑料脆化温度测试 203
4.7.1 概述 203
4.7.2 检测方法 203
4.7.3 讨论 205
4.8 塑料的熔融温度测试 205
4.8.1 概述 205
4.8.2 检测方法 206
4.8.3 讨论 207
4.9 氧化诱导时间和氧化诱导温度测试 207
4.9.1 概述 207
4.9.2 检测方法 208
4.9.3 讨论 212
参考文献 212

第5章 耐腐蚀性检测 213
5.1 塑料材料的耐腐蚀性能 214
5.1.1 概述 214
5.1.2 检测方法 215
5.2 玻璃钢材料的耐腐蚀性能 223
5.2.1 概述 223
5.2.2 检测方法 223
5.3 搪玻璃材料的耐腐蚀性能 226
5.3.1 概述 226
5.3.2 搪玻璃耐酸腐蚀性能 227
5.3.3 搪玻璃耐碱腐蚀性能 230
5.4 讨论 232
参考文献 233

第6章 耐候性检测 234
6.1 塑料材料的耐候性能 234
6.1.1 大气暴露试验 235
6.1.2 热氧老化试验 241
6.1.3 人工光源老化试验 243
6.2 玻璃钢老化性能测试 249
6.2.1 概述 249
6.2.2 大气暴露试验 249
6.2.3 湿热试验 251
6.2.4 耐水性试验 253
6.2.5 耐水性加速试验 254
6.3 讨论 255
参考文献 257

第7章 电性能及阻燃性能的检测 258
7.1 电阻率试验 258
7.1.1 概述 258
7.1.2 检测方法 259
7.1.3 讨论 264
7.2 介电强度试验 265
7.2.1 概述 265
7.2.2 检测方法 265
7.2.3 讨论 267
7.3 电火花试验 268
7.3.1 概述 268
7.3.2 检测方法 268
7.3.3 讨论 269
7.4 阻燃性试验 270
7.4.1 概述 270
7.4.2 检测方法 271
7.4.3 讨论 283
参考文献 285

第8章 密封性能检测 286
8.1 耐压试验 286
8.1.1 耐压试验通用要求 286
8.1.2 液压试验 287
8.1.3 气压试验 295
8.1.4 气液组合压力试验 298
8.2 密封性能 299
8.2.1 气密性试验 299
8.2.2 检漏试验 303
8.2.3 耐负压试验 304
8.3 爆破试验 304
8.3.1 原理 304
8.3.2 测试方法 304
8.3.3 注意事项 306
参考文献 306

第9章 无损检测 307
9.1 概述 307
9.2 目视检测 308
9.2.1 热风焊接头目视检测 309
9.2.2 热熔对接焊接头目视检测 311
9.2.3 热熔承插焊接接头目视检测 313
9.2.4 电熔焊接头目视检测 315
9.2.5 挤出焊接头目视检测 317
9.3 射线检测 320
9.3.1 检测要求 320
9.3.2 检测前准备 321
9.3.3 检测及结果报告 323
9.4 超声检测 325
9.4.1 检测要求 325
9.4.2 检测前准备 325
9.4.3 检测及结果报告 327
9.5 相控阵检测技术 329
9.5.1 检测要求 330
9.5.2 检测前准备 332
9.5.3 检测及结果报告 333
9.6 X射线计算机辅助成像(CR)检测技术 341
9.6.1 数字射线检测技术原理 341
9.6.2 CR在非金属承压设备无损检测中的应用 342
9.6.3 检测设备和器材 343
9.7 讨论 346
参考文献 347

第10章 系统适用性及裂纹扩展性能的检测 348
10.1 系统适用性 348
10.1.1 弹性密封圈件连接的密封性 348
10.1.2 耐拉拔试验 352
10.1.3 热循环试验 354
10.1.4 循环压力试验 355
10.1.5 耐真空试验 356
10.1.6 弯曲试验 357
10.1.7 内压密封试验 358
10.1.8 外压密封试验 359
10.1.9 压力降 360
10.2 裂纹扩展性能 362
10.2.1 耐慢速裂纹增长试验(SCG) 362
10.2.2 耐快速裂纹扩展(RCP)的测定——小尺寸稳态试验(S4试验) 369
参考文献 372

第11章 连接性能的检测 373
11.1 连接性能的通用检测 374
11.1.1 连接的强度检测 375
11.1.2 连接的密封性检测 378
11.1.3 连接的适用性检测 380
11.1.4 连接的耐内压检测 384
11.2 焊接性能的检测 387
11.2.1 概述 387
11.2.2 外观和尺寸 389
11.2.3 焊接工艺评定检测 393
11.2.4 焊接性能的通用性能检测 395
11.2.5 焊接性能的长期性能检测 405
11.2.6 焊接性能的耐脆性破坏性能检测 409
11.2.7 焊接性能的耐极端工况性能检测 422
11.2.8 焊接性能的施工现场检测 430
11.2.9 非金属压力容器和管道的定期检验 436
11.3 粘接性能的检测 439
11.3.1 概述 439
11.3.2 粘接性能的拉伸试验 440
11.3.3 粘接性能的剥离试验 441
11.3.4 粘接性能的剪切试验 443
参考文献 444

第12章 非金属承压设备的风险评估 445
12.1 概述 445
12.2 非金属承压设备的风险管理 446
12.2.1 风险管理概述 446
12.2.2 风险评估过程 447
12.2.3 风险应对处理 448
12.2.4 非金属承压类特种设备全生命周期的风险评估 449
12.3 非金属承压设备的风险评估技术 450
12.3.1 风险评估技术概述 450
12.3.2 定性风险评估技术 450
12.3.3 定量风险评估技术 452
12.3.4 半定量风险评估技术 453
12.3.5 其他风险评估技术 453
12.4 非金属承压设备风险评估的应用 454
12.4.1 风险评估内容 454
12.4.2 埋地管道的风险评估应用 455
12.4.3 成套装置的风险评估应用 457
12.4.4 风险评估报告 458
12.5 非金属承压设备的风险评估的展望 459
参考文献 459