管道材料基础知识（共7篇）
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。
一、耐热管道材料选择与研究
1. 耐热管道材料应具备的性能
耐热材料指的就是具有一定的高温强度、耐气体腐蚀性、耐氧化性、抗热冲击强度大、抗高温脆化等性能的材料。本文主要对耐氧化性材料选择进行研究。
2. 耐氧化性材料选择研究
在化工生产过程中, 高温钢管一般均是暴露在高温气体或者特殊气体、液体当中, 此时, 需要钢管具有很强的耐氧化性, 这样才可以确保化工生产的正常进行。然而, 碳素钢钢管在氧化作用下, 会在表面形成一层氧化膜, 却无法有效保护钢管基体。为了保证钢管具有很强的耐氧化性, 一定要添加适量的硅元素、铝元素、铬元素等有关金属元素, 通过这些元素的添加, 可以使钢管表面形成的氧化膜难以剥离。
铬元素会比铁元素提前氧化, 在金属表面形成一层氧化膜, 在一定程度上, 限制了氧化作用的进一步深入。所以, 在钢管材料中添加适量的铬元素、钼元素, 形成铬-钼系合金, 具有很强的耐氧化性。当管道材料中含有5%-9%铬元素的时候, 可以有效提高管道的耐氧化性, 一般均是将其应用在石油化工生产中;当管道材料中含有12%的铬元素时, 可以有效改善管道的耐氧化性。
二、低温管道材料选择与研究
1. 低温金属材料脆性
通常情况下, 低温范围指的就是从零下20℃到零上196℃, 温度再低就是深低温、超低温状态。针对钢管材料而言, 在低温范围内的选择划分可以为:在零下20℃到零上40℃的时候, 最好不要使用碳素钢钢管;在40℃到70℃的时候, 最好不要使用低合金钢钢管;在70℃到196℃的时候, 最好不要使用一般合金钢钢管。
通常而言, 碳素钢、低合金钢等铁素体刚, 在冰点之下就会体现出一种韧性急剧下降的情况, 其脆性会逐渐提升, 此种现象可以称之为冷脆现象。为了确保管道材料具有良好的性能, 不仅要保证材料在常温状态下具有良好的韧性、焊接性、强度, 在低温状态下的时候, 也要具有良好的脆性, 这样才可以为化工生产提供可靠的基础。
2. 低温管道材料选择
在化工生产过程中, 最为常用的就是20号钢, 其韧性与脆性的转变温度一般为零下40℃左右, 通常建议在零下20℃之上进行转换, 进而保证化工生产的安全。如果其转换温度低于零下20℃, 一定要根据相关规范标准的规定, 进行同温度的冲击韧性试验, 在保证其韧性与脆性转换温度符合生产要求的情况下, 继续开展生产活动。
如果选用更低温度管道钢材, 通常可以选用一些含有锰元素、镍元素等具有改善钢材温度脆性的管道材料。如果钢材中含有2.25%的镍元素, 通常适合应用在零下60℃的生产中;如果钢材中含有的镍元素达到了3.25%的时候, 可以在零下100℃的生产条件下予以应用, 这两种钢材都属于铁素体刚。如果钢材中镍元素的含量达到了9%, 那么可以将其应用在零下196℃到零下120℃的生产中, 此种钢材属于马氏体刚。
三、高温管道材料选择与研究
1. 金属材料高温力学性能
在化工生产过程中, 管道经常处在高温作业状态下。在高温条件下, 材料性能经常会变得越加复杂, 并且非常多变。通常而言, 和常温作业状态相较而言, 高温承载金属材料的力学性能主要具备以下特点:其一, 金属材料的屈服强度会随着温度的不断升高而下降, 塑性会随着温度的不断升高而增强;其二, 金属材料的力学性能和荷载持续时间有着一定的联系, 随着时间的不断推移, 会逐渐出现蠕变问题;其三, 金属材料的抗拉强度会随着温度的不断升高而降低;其四, 在高温环境下, 金属材料的腐蚀性会逐渐增大。
2. 高温管道材料选择
在化工生产过程中, 当温度超出350℃的时候, 就可以称之为高温。在化工生产中, 在高温状态下, 可能伴随着一定的腐蚀作用, 因此, 在选择管道材料的时候, 一定要注意其耐腐蚀性;也可能不具有腐蚀作用, 此时就要加强材料的耐高压、耐高温性能, 这样才可以保证化工生产的顺利完成。
一般而言, 碳素钢的最高使用温度是425℃上下, 当超出此温度的时候, 使用铝元素镇静钢、沸腾钢的效果要比使用硅元素镇静钢的效果好很多。并且, 在425℃的生产环境下, 碳素钢经常会出现石墨化情况, 导致其强度极大降低, 因此, 可以适当添加一些合金元素, 提高碳素钢的强度。钼元素可以在铁元素中进行固溶, 形成稳定化合物, 在一定程度上提高了材料蠕变强度。
四、特殊介质条件下的管道材料选择与研究
1. 非金属材料
在化工生产过程中, 当介质具有较强腐蚀性的时候, 不可以使用碳钢一类的金属材料制作管道, 此时, 可以考虑使用一些非金属材料, 如FRP、PP等。但是, 在实际应用的时候, 一定要对以下条件进行充分考虑:其一, 保证材料温度与压力符合化工生产要求;其二, 在环境温度、压力等因素突然变化的情况下, 因为一些材料会失去韧性, 产生一定的脆化, 所以, 一定要对此现象进行注意, 保证化工生产的正常进行。
2. 塑料衬里材料
通常而言, 化工生产塑料衬里材料的应用温度是不大于120℃, 比较适合应用在具有腐蚀性的介质当中。此类材料主要有聚四氟、聚丙烯等。在使用此类材料的时候, 经常会受到很多的限制:一定要保证其使用温度符合材料性能要求;保证介质环境稳定;不可以在苯溶解介质中应用等。应用此类材料的时候, 操作非常便利, 但是在遭到破坏之后, 就无法进行现场修复, 不能直接予以焊接, 因此, 在正式使用之前, 一定要进行全面的考虑与衡量, 之后再进行确定下料。
3. 苛性钠碱液管道
在应用此种管道的时候, 会对碳钢材料的使用产生一定的破坏作用, 因为存在着一定的应力腐蚀作用, 进而致使出现开裂的情况, 也就是碱脆。产生此种情况的主要原因就是在拉应力与腐蚀介质的共同影响下, 出现一定的开裂现象。因此, 在进行设计的时候, 一定要重视氢氧化钠温度与浓度的控制, 保证其可以为化工安全生产提供可靠依据。
4. 卫生级管道
在一些化工生产中, 选择管道材料的时候, 也要求其具有一定的卫生标准, 比如医药化工生产, 卫生级管道可以保证在生产或运输过程中, 避免滋生微生物。对注射用水、纯化水的材料选择也非常严格, 一定要保证其耐高温、耐腐蚀, 并且无毒。与此同时, 在安装卫生级管道的时候, 也要保证其过程无毒, 在安装之后, 进行一定的纯化、酸洗处理, 保证管道的正常、安全使用。
结束语
总而言之, 在化工生产过程中, 管道材料选择是非常重要的工作内容, 一定要引起人们的重点关注。因为管道工艺非常复杂、特殊, 所以, 在选择管道材料的时候, 一定要展开全面、综合的分析, 尤其是对环境、生产周期、采购等环节予以重视, 保证其安装之后, 可以进行正常使用, 保证化工生产的安全性、稳定性、可靠性, 进而实现化工生产的经济效益与社会效益。
摘要：随着化工生产的不断发展, 管道设计越来越重要, 而管道材料选择受到了人们的广泛关注。其性质好坏与管道安装生产安全及质量有着直接的关系, 同时, 其与使用效果好坏、生产成本高低等均有着密切的联系, 为此, 在化工生产过程中, 一定要重视管道材料的选择, 为化工生产提供可靠的保障。
关键词：化工生产,管道材料,选择与研究
参考文献
[1]张德姜, 王怀义.石油化工装置工艺管道安装设计手册[M].北京:中国石化出版社, 2009年.
[2]刘冠楠.化工生产中管道材料的选择探究[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2013 (24) .
[3]韦毅.新型石墨换热器在草甘膦生产中的应用[J].化工设备与管道, 2011 (03) .
【关键词】沟槽开挖；回填；管道基础；设计；应用
给排水管网是城市市政工程的重点项目，关系到了城市中各项工作与居民生活的正常运行，沟槽开挖、回填与管道基础是管网建设的基础，在设计上的完善，可以减小返修率，延长管网寿命，进而方便人们生活，确保人们安全。
一、沟槽开挖、回填与管道基础设计概述
（一）沟槽开挖、回填设计概述
市政给排水管道沟槽开挖设计工作分为确定断面形式与断面尺寸两个方面。确定沟槽断面形式与断面尺寸是否合理，决定了施工是否安全，也是管道施工质量的基础。
沟槽断面的确定内容要从土的种类、地下水位、管道断面尺寸、管道深度、开挖方式选择及现场环境等因素来综合考虑。沟槽断面形式一般分为直槽、梯形槽、混合槽等。应用最广泛的为直槽和梯形槽。直槽一般应用在老旧城区改造、管线附近障碍物多等不宜大面积开挖处。直槽为了施工安全，一般需要在槽壁进行支护处理。梯形槽主要用于管线附近障碍物较少处。
沟槽断面尺寸由深度、底宽、边坡坡度以及留台情况来确定。深度是由管线的用途以及整体铺设设计决定。底宽由管道直径与两边所需的最小工作面宽度进行确定。管道单边最小工作面宽度根据管径不同而不同，一般管径≤500时不小于300mm， 500<管径≤1000时不小于400mm，1000<管径≤1500时不小于500mm，1500<管径≤1800时不小于600mm，另管道有现场施工的防水层时单侧工作面宽度不应小于800mm。边坡根据土壤类别、地质条件以及坡顶荷载情况确定，一般为1：0.1-1：1.5，当遇到特殊地质时需要进行仔细计算确定。部分管道（如地势平缓处的排水管道）由于埋深较深，无法一次开挖，需进行放台处理，放台深度及宽度一般由开挖机械种类、性能等具体确定。
沟槽回填质量直接影响到管道工程质量。沟槽回填设计要点为回填材料和回填压实度。
为了保证管道不被尖锐物破坏和保证压实度符合要求，管道管顶以上500mm且不小于1倍管径处至沟槽底部需用符合要求的原状土或中、粗砂、碎石屑、最大粒径<40mm的砾石进行回填。严禁回填垃圾、冻土、烂泥及就地取砂后的筛余土。管道管顶以上500mm且不小于1倍管径处至地面处回填材料根据地面实际情况进行确定，当地面为道路时需根据道路要求进行回填。沟槽回填压实度是否达标，是管道是否可以正常运行的首要条件。沟槽回填压实度不达标时，往往会造成管道上方地面的不均匀沉降或管道发生位移、不均匀沉降从而导致管道无法正常运行。沟槽回填压实度一般要求为，管顶至沟槽底部压实度不小于95%；管顶至管顶上方500mm且不小于1倍管径处（管顶正上方）压实度不小于85±2%；管顶至管顶上方500mm且不小于1倍管径处（管顶上方两侧）压实度不小于90%；管顶上方500mm且不小于1倍管径至地面处压实度不小于90%，如地面为硬化道路则根据道路要求确定压实度。另沟槽回填需进行分层回填密实，压实后每层厚度为100～200mm。
（二）管道基础设计概述
管道基础的主要作用是将管道较为密集的荷载力均匀的分布，以此减少地基单位承受的压力，防止管道发生不均匀沉降。管道基础一般分为砂石基础和混凝土基础。管道基础形式选用时，应根据工程地质、地面荷载、施工条件、设计管径及管道埋深情况确定。
砂石基础，这种基础适用于在天然土弧不可以很好的和管道弧度相互吻合的情况，而且地基承载力较高的时候，可采用砂石基础进行稳固。砂石基础可选用的材料有天然级配砂石（其最大粒径不宜大于25mm），中砂、粗砂，级配碎石、石屑（其最大粒径不宜大于25mm）。管道支撑角的度数为90°～ 180°之间。由于化学建材管道宜被尖锐物损坏，故化学建材管一般选用中、粗砂基础。
混凝土基础，这种基础适用于在管底的原状土地基的承载力较低的时候，但管道本身没有很好的抵抗不均匀沉降能力，可以采用混凝土基础，前提条件为：管道地基支撑强度大于管道的土压力、地面车辆荷载、管道自重和管道内水重等作用在地基上的总荷载。浇筑混凝土时必须注意混凝土和管底外部的形状密切吻合，支撑角的度数为90°～ 180°之间。管径较小的时候可以使用素混凝土基础，管径较大时需要在混凝土基础浇筑时配置定量的钢筋，在管道柔性接口部位的现浇混凝土基础应用变形缝分离。
当遇有湿陷性黄土、膨胀土、多年冻土、液化土、软土等地基时，管道基础还需做专门处理。
二、常见不良地基基础应对技术
（一）湿陷性黄土地基基础应对技术
天然黄土在自重压力和附加压力的作用下，受水浸泡后，内部结构迅速破坏，发生显著的湿陷变形称为湿陷性黄土。若这种黄土作为管道的地基，湿陷变形会对管道带来不同程度的危害：沉降、坼裂、倾斜、严重影响其安全和使用年限。
常用的湿陷性黄土地基处理方法主要有强夯法和在管道基础下做3：7灰土垫层。
强夯法在处理湿陷性地基时效果非常明显，对于湿陷性黄土地基的稳固和强化有很好的作用。一般情况下，当夯击能力达到1000kN～2000kN的时候，可以消除夯面以下6～9m的深度地基。但是强夯需要沟槽断面较大，对于管道来说需增加开挖断面增加土方量。
3：7灰土垫层法作用机理是3：7灰土中未熟化的生石灰吸收水分，使土层中的含水量降低，增大土层土粒间的凝结效果，同时生石灰在吸水过程中放出热量，使土层含水量进一步蒸发，能使基础周围形成一种硬壳，达到加固地基的目的。3：7灰土基础一般为在管道的常用基础下加设300mm厚的3：7灰土垫层和150-300mm厚的土垫层。
（二）地下水位的应对技术
地下水位较高的地区土层都具含水量高，孔隙大，压缩性强和渗透性较差的特点，具有明显的结构性和特殊的流变性等。根据弱土层的地基处理方法，我们可以分为以下几种：换填土层法、排水固结法、置换及伴入法和土木聚合物等办法。常用方法为换填土层法和置换及伴入法。换填土层法就是将地基下面一定深度的软弱土层挖掘出来，回填一些强度很高的碎石和砂石等强度很高的材料，以此来提升土层的承受力。其作用在于：第一，提高浅土层的基础承载力。因为地基中的剪切破坏来自于地面，伴随着应力的增大开始了纵向的发展，所以抗剪程度很高的砂石可以很好的置换基础下面的软弱土层，减少地基的破坏。第二。防止冻胀、因为粗颗粒的垫层材料的孔隙非常大，不易产生毛细血管的现象，所以可以很好的防止在寒冷地区造成冻结和胀破现象。第三，加速软弱土层的排水固结。砂石等垫层材料的透水性能非常的强，软土层受到压力之后，垫层就可以很好的将基础下面的水压力迅速排解和消散，很好的提高了垫层下面的软弱土层的固结能力和强度，将地基发生塑像破坏的几率降到最低。置换及伴入法就是我们俗称的抛石挤於法，当管道基础下的淤泥层厚度较大而无法进行换填时，常常采用抛石挤於法进行处理。用尺寸均匀的卵石抛入至淤泥层中并压实，直至管道地基强度达到设计值。
（三）粉质砂石地基应对技术
当我们遇到的晚起冲击物形成的土层，岩性是黄色的低液限粘土，这种土层结构非常松散，表层属于发育性的植物根系，厚度为0.8m以下，其下面是粉质砂石，部分地区还有低液限粘土透镜体，结构也是十分松散，主要的成分是石英和云母。针对这样土层的处理办法为：施工之前需要对附近的河道进行疏导和引流，引流完之后再进行排水和降水，等到地下水位降到距离开挖底面有60cm的时候在进行管沟的施工，在开挖时不允许停止排水和降水，目的是为了防止流沙现象的出现。 挖完之后在开挖的地方换填60cm厚的砂石进行基础处理，以此提高地基的承载力度。
三、总结
沟槽开挖、回填及管道基础质量直接决定了给排水管道的质量，城市的给排水管道直接反映了一个城市的经济发展情况，在建设和维护的过程中也反映了一个城市的文明程度。城市给排水管道的建设直接关系到整个城市经济的建设和发展，所以对于给排水管道的设计质量必须严格把控，才可以建设更加优质的管道系统。
参考文献：
[1]郑卓维.浅析市政给水管道的常见施工及预防措施[J]. 商业文化（下半月）. 2011（07）.
[2]罗宇生.夯实法处理湿陷性黄土地基的效果[J]，陕西建筑.2005，（05）.
装修首先要进行的是基础工程，它的施工质量决定着以后生活的保障，因此基础工程用材一定要过硬，通常所用材料如：给排水管道、水泥、沙子、地砖、地板等等。今天有常州装修网小编先给大家介绍下给排水管道用材。给排水管道主要是指给水管道部分。现在市面上的管道材质五花八门，用户往往摸不到头绪。那么究竟有哪些种类，又有哪些适合使用呢?请看下面的介绍：
第一：镀锌铁管
镀锌铁管是目前使用量最大的一种材料。由于镀锌铁管的锈蚀造成水中重金属含量过高，影响人体健康，许多发达国家和地区的政府部门已开始明令禁止使用镀锌铁管。目前我国正在逐渐淘汰这种类型的管道。
第二：铜管
铜管是一种比较传统但价格较贵的管道材质，耐用而且施工较为方便。在很多进口卫浴产品中，铜管都是首选。价格是影响其使用量的最主要原因，另外铜蚀也是一方面的因素。
第三：不锈钢管
不锈钢管是一种较为耐用的管道材料。但其价格较高，且施工工艺要求比较高，尤其其材质强度较硬，现场加工非常困难，所以装修工程中用得较少。
第四：铝塑复合管
铝塑复合管是目前市面上较为吃香的一种管材，由于其质轻、耐用而且施工方便，其可弯曲性更适合在家装中使用。其主要缺点是在用做热水管时，长期的热胀冷缩会造成管壁错位以致渗漏。
第五：不锈钢复合管
不锈钢复合管与铝塑复合管在结构上差不多，在一定程度上，性能也比较接近。同样，由于钢的强度问题，施工仍较困难。
第六：PVC管
PVC(聚氯乙烯)塑料管是一种现代合成材料管材。但近年来科技界发现，能使PVC变得更为柔软的化学添加剂酞，对人体内肾、肝、睾丸影响甚大，会导致癌症、肾损坏，并破坏人体再造系统，影响发育。一般来说，由于其强度远远不能适应水管的承压要求，因此极少使用于自来水管。大部分情况下，PVC管适用于电线管道和排污管道。
第七：PP管
1.PP-B(嵌段共聚聚丙烯)。由于在施工中采用融接技术。因此也俗称热融管。其无毒、质轻、耐压、耐腐蚀，正在成为一种推广的材料，但目前装修工程中选用的还比较少。选用的还比较少。一般来说，这种材质不但适用于冷水管道，也适用于热水管道，甚至纯净饮用水管道。
2.PP-C(改共聚聚丙烯)管。性能基本同上。
3.PP-R(无规共聚聚丙烯)管。性能基本同上。
知识管理和流程管理之间是“流水”与“管道”的关系，在相互促进的同时，也相互制约，即“流程管道，知识活水”。也有人把业务流程比做人的血液，而知识流就对应人的神经系统，可见两者之间不是简单的关系。从流程管理的生命周期来看，有关流程的设计、执行和改善等流程管理各个阶段都需要知识的支持，流程团队成员之间的知识共享使他们能够更高效地协调，从而改善了流程的绩效。通过知识管理，才能理清业务流程中的知识流和知识地图，实现知识真正的共享和重用，达到提高企业效率和智能的目的。流程的变革，很大程度上是对执行流程活动所需知识的更新。许多业务流程变革失败的重要原因也在于业务流程模型对流程知识重视不足，在流程的优化同时没注意到知识流的梳理。从这个意义上说，知识管理是流程管理的推进剂。另一方面，流程是知识存在的媒介。专业化的分工（professional divisions）、部门的隔阂（compartmentalisation）阻碍了知识的共享，而流程打破了岗位、部门、甚至企业之间的界限，给知识管理一个“落地点”，也为知识管理提供了组织、制度、文化基础，使知识在业务流程中顺畅地流转。脱离了文化、绩效和流程的知识管理很难取得实际成效。
具体来说，流程观点也为知识管理带来一系列好处，如把知识管理和价值链联系起来，可以把流程管理方法运用到知识流程中。此外，流程也为各种复杂的企业知识分类、管理提供了一个参考系。一个粗放、管理不规范的流程，会导致流程中的知识零散存放。业务流程的梳理使知识流变得通畅，知识才能有机融入企业业务之中。流程的改进、组织的扁平化也为知识管理提供了催化剂，促进了流程各岗位、各部门之间的知识共享和交流，从而增强了组织学习的能力。这里的流程既包括业务流程，也包括战略决策流程，不过本书更关心的是业务流程。企业的研发、营销、顾客服务和销售等都已成为知识管理的用武之地。通过知识管理，可以有效地把握经营相关的各个环节知识的存在方式和强弱，以便采取相应的措施来沉淀、共享和创新，提供知识交流和应用的环境，为提高流程的绩效提供价值。业务流程和知识管理流程的结合，既支持流程的高效运行、改造和创新，使知识管理落实到实处。
流程知识大多是容易交流、存在业务运作的浅层，也有一些知识存在企业的深层，表现为一些隐性知识，难以获取和管理，但对企业的运营和变革起着不可或缺的作用。将来当信息技术逐渐日用品化后，信息技术可能不再重要，而流程的创新会取代信息技术成为企业获得持续竞争优势的源泉。企业的发展正是处于深层的流程知识支撑和促进浅层的流程运作。
从上可见，业务流程的运行和变革都离不开知识管理：
1、业务流程的优化是企业知识活动的结果，利用过去积累的各种运营知识，对环境因素进行分析，参考以往类似环境的应变策略知识，针对新问题设计流程的结构。
2、业务流程本身是企业知识的重要组成部分。通过流程描述，记录了企业在什么条件下、如何进行应变策略设计，应变策略如何实施，将获得什么样的预期结果。因此业务流程是企业知识的重要形式，是企业知识的一种动态的载体。
3、业务流程是知识积累的载体。从信息的角度看，业务流程的运作过程是信息积累并转变为有用知识的过程，通过对这些运作数据、信息的分析可以积累新的业务运作规律，最终转变吸收为企业知识。此外，流程运营中可能遇到原来设计阶段所未能充分预料的问题，这些问题的解决过程就是一种经验知识，对业务流程运作的评价则形成了对知识运用效果的注解。因此从知识管理的角度看，业务流程的设计可以看成企业以流程为载体，实现知识不断更新的过程。
《流程管理》 作者：赵卫东 俞东慧著ISBN: 9787801987020 知识产权出版社 2007年4月
【王玉荣.流程管道知识活水】流程上的反刍使人进步 问题的提出
近日和某大型建筑施工企业的领导沟通，他们说，最头疼的问题就是，“自己犯过的错还在犯，别人犯过的错同样还在犯”，具体的错有哪些呢？可能是施工现场上的一个墙面裂缝的技术处理在重复出错，也可能是安全管理上人命关天的大错一铸再铸。本来，为了花钱买教训也有情可原，可这花钱不止一次、同样的教训学费交了许多次，就委实让人头疼了。
那我们不禁要问了，不是企业里都有“失误总结会”、“项目经验交流会”吗，是否这些都流于了形式？交流下来，果然是这样，各行业的企业都和我们谈到了一些阻力和难点，归结在这里：
“失误的人会把问题捂住，他不愿意放在桌面上来谈„„”
“业绩压力都忙着呢，领导们和业务部门人员都扑业务、投标去了，没有时间来真正坐下来反思„„” “团队成员之间不愿诚意相互批评，不能坦诚谈到底„„”
“很多经验难以清晰表达，复杂的经验不容易分析提炼出来，难以找到容易记忆、容易学会的办法来提醒下次不要犯错„„”
看来中国人的老话“谦虚使人进步”在这里不奏效了，光有“吾日三省吾身”的大原则也不够了，如何真正“使人进步、使企业进步、不再多次交学费呢”？我们注意到，国内外一些行业纷纷在摸索一些更实效的反思方式、方法，我们权且把这些都称为“反刍式管理”，来看一些具体的例子吧。
问题的对策一问题的对策二问题的对策三
江苏淮安国税局：梳理过错项目，逐个反刍美国军方：先AAR再SAR，反刍挽救的是鲜血和生命瑞士IMD商学院：研发管理中的反刍总结水平，可以划分为五级
共性：（1）都结合了流程，不是闷头对着局部一小块进行反思，而是反复咀嚼全程（2）都通过反刍提炼了宝贵的知识和经验，再将这些知识经验运用到以后的工作中去。
问题的对策一
在国税系统，“如何让纳税人满意”一直是和老大难问题，纳税人经常抱怨：税务人员工作过错多、执法效率低、要多次跑多头跑排长队才能解决问题。
针对这些抱怨，淮安国税局的做法是：围绕税收事务处理中的重点部位、关键环节，逐条梳理，在“受理、审核、发票、发证”等174条工作流中共找出654个关键控点，采取举措
（一）：对可量化的关键控制点进行控制指标的设置，其中准入性指标60个、强制性指标65个、提示性指标46个，增强了监控针对性；举措
（二）：在工作流处理过程中，领导或职能部门可通过“流程追踪”进行监控，下一节点发现上一节点的执法过错，可退回工作流；举措
（三）对可能出现的执法过错，共梳理342个过错项目、48个过错类别，分6个过错级次，并固化于系统中，系统不仅记录执法结果，而且记录执法轨迹，实行人机结合的考核和责任追究追究。
淮安国税的流程梳理和过错分类反刍的做法，得到了纳税人、国税总局的认可，现在，不仅流程简化了，办税环节由原来的200个减少到80个，平均办税时间缩短了60%，对纳税户调查、检查次数减少了一半了，而且从很多信息源头上降低了出错、犯错的概率，现在从纳税人首次到税务机关办理“税务登记”时，就一次性采集纳税人所有的涉税信息资料近300条，避免纳税人在办理不同涉税事物，需提供各种材料、证明结果导致信息处理繁琐继而交叉出错。2003年10月12日，中央电视台新闻联播节目对淮安国税局的改革进行了专题报道。
问题的对策二
事后总结（AAR，After Action Review）的方法是美国军方在70年代首创的，作为军队执行行动之后的总结方法。这种方法操作非常简单，基本分为如下六个步骤：
1、准备阶段，主持人介绍基本规则（Introduction and rules）
2、我们预期发生什么？（What was supposed to happen?）
3、实际发生了什么？（What actually happened?）
4、造成这种差异的原因是什么？（Why did it happen that way?）
5、如何在下次改进？（What will we do to improve the way we do it next time?）
6、记录供下次使用的评价和建议。Closing comments and agreement on next steps
如果你有机会看到几个身着迷彩装、面涂土色颜料的美国大兵正在散兵坑的旁边热烈的讨论，四周硝烟弥漫，那么很有可能这就是一个AAR的现场。美军上校沃瑞这样解释说：“AAR是在军队行动结束时参与者立即集合在一起，可能在山坡上、教室里、树荫下，来讨论‘我们开始打算做什么？我们实际做了什么？为什么有差异？’ ”。
1994年美军侵入海地和新近的伊拉克战争中，美军都普遍采用这种事后总结的学习方式。包括这次911事件调查，也是典型的正式的长期的AAR（最后检讨犯了错误，以及可以采取的37条行动）。
海地战争中，通过AAR每周都会产生许多记录，中层官员的工作便会从中提取精华并形成学习材料，然后按照两个途径传播这些信息，一是平级分发，发给其他分队的对应中层官员；二是垂直传播，传给高层军官，最后形成在全军分发的学习材料。这些宝贵的知识和经验被提炼出来，运用于下一次、下下一次的战斗行动中，一位师长回忆说：“我们到达之前，第一批军队已经总结了24个主要经验，我们训练了运用这些经验的训练，结果在海地，训练的24个情节我实际用到了23个！”
不仅是AAR，美国军方还重视在AAR中 充分利用资深人士的作用。资深人员会提出一些当事人不能思考到的问题，以及从旁观者的觉得来看待正反方面的问题。利用自己的经验为总结小组提供非常有价值的特定行动建议（SAR，Specific Actionable Recommendations），作为正在行动中的小组的下一步行动指南。
问题的对策三
重复出错，在企业的研发管理中同样是一个难题。2000-2001年瑞士IMD商学院做了一项调查，发现40多家企业和12个行业的欧、美、日一流企业的研发经理中，充分开展项目事后回顾（PPR，post-project review）的企业不到1/4，研发经验的传递多还是靠人员的项目间流动、文件记录这样传统的方式。
那么什么是PPR呢、怎么开展PPR呢？瑞士IMD总结了这样一些要点：
1.将PPR视为一种小型项目；
2.训练有素的独立会议主持人；
3.团队成员的充分准备；
4.适当的环境和时间；
5.邀请目前及将来项目的利益相关者参与；
6.撰写总结性文件，指出后续改进的实施负责人
瑞士IMD还认为，PPR的开展水平是有高有低的，具体可以分为5级，读者可以对照下图，来分析自己所熟悉的企事业单位的研发管理是哪个水平级别。
阴保讲义
长输管道阴极保护及阴极保护站维护基础知识
1.目的
为了使阴极保护站场内维护人员以及现场巡线人员有效地实施阴极保护，做到科学操作、安全维护、确保质量、特编此文，提供对站场内及管线上阴极保护系统正常运行并科学维护指导。一.防腐蚀的重要意义
自然界中，大多数金属是以化合状态存在的。通过炼制，被赋予能量，才从离子状态转变成原子状态。然而，回归自然状态是金属固有本性。我们把金属与周围的电解质发生反应、从原子变成离子的过程称为腐蚀。
金属腐蚀广泛的存在于我们的生活中, 国外统计表明，每年由于腐蚀而报废的金属材料, 约相当于金属产量的20～40％,全世界每年因腐蚀而损耗的金属达1 亿吨以上,金属腐蚀直接和间接地造成巨大的经济损失, 据有关国家统计每年由于腐蚀而造成的经济损失,美国为国民经济总产值的4.2％;英国为国民经济总产值的3.5％;日本为国民经济总值1.8 ％。二.防腐蚀工程发展概况
六十年代初,我国开始研究阴极保护方法,六十年代末期在船舶,闸门等钢铁构筑物上得到应用。我国埋地油气管道的阴极保护始于1958 年,六十年代在新疆、大庆、四川等油气管道上推广应用,目前,全国主要油气管道已全部安装了阴极保护系统，收到明显的效果。
2.阴极保护原理
2.1 所谓阴极保护是通过降低管道的腐蚀电位而使管道得到保护的电化学保护（其实质：给金属补充大量的电子,使被保护金属整体处于电子过剩的状态,使金属表面各点低于一负电位，使金属原子不容易失去电子而变成离子溶入电解质的过程。）。通常施加阴极保护电流有两种方法：强制电流和牺牲阳极保护。
2.2 牺牲阳极阴极保护是将电位更负的金属与被保护金属连接,并处于同一电解质 四川宇通管道技术有限责任公司
阴保讲义
中，通过电解质向被保护体提供一个阴极电流，使被保护体进行阴极极化，从而实现阴极保护。
阴极保护牺牲阳极原理是由托马晓夫三电极原理来解释，内容是：（a）两电极电位不同的两电极；（b）两电极必须在同一电解质溶液里；（c）两电极间必须有导线连接。
该方式简便易行，不需要外加电源，很少产生腐蚀干扰，广泛应用于保护小型（电流一般小于1 安培）或处于低土壤电阻率环境下（土壤电阻率小于100 欧姆.米）的金属结构。如，城市管网、小型储罐等。根据国内有关资料的报道，对于牺牲阳极的使用有很多失败的教训，认为牺牲阳极的使用寿命一般不会超过3 年，最多5 年。牺牲阳极阴极保护失败的主要原因是阳极表面生成一层不导电的硬壳，限制了阳极的电流输出。本人认为，产生该问题的主要原因通常是阳极成份达不到规范要求，其次是阳极所处位置土壤电阻率太高。因此，设计牺牲阳极阴极保护系统时，除了严格控制阳极成份外，一定要选择土壤电阻率低的阳极床位置。
强制电流保护原理：由外部的直流电源向被保护金属构筑物通以保护电流，使之阴极极化，达到阴极保护的一种方法。该方式主要用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构，如：长输埋地管道，大型罐群等。
强制电流保护原理图； 四川宇通管道技术有限责任公司
阴保讲义
3.阴极保护参数测试
3.1 要判定管道是否得到了保护，则须通过测得管道所在处的管地电位来判定。为了便于实际应用，通过多年的实践与研究，得出了以下几个判断结构是否得到充分保护得判断准则。
1.NACE RP 0169 建议“在通电的情况下,埋地钢铁结构最小保护电位为-0.85V CSE 或更负, 在有硫酸盐还原菌存在的情况下，最小保护电位为-0.95V CSE，该电位不含土壤中电压降（IR 降）”。实际测量时，应根据瞬时断电电位进行判断。目前流行的通电电位测量方法简便易行，但对测量中IR 降的含量没有给予足够重视。其后果是很多认为阴极保护良好的管道发生腐蚀穿孔。这方面的教训是很多的。如：四川气田南干线，认为阴极保护良好，但实际内检测发现腐蚀深度在壁厚的10-19% 的点多达410 处；个别位置的点蚀深度达到50%。进行断电电位测量发现，很多点保护电位（断电电位）没有达到-0.85V CSE。有效的方法是实际测量几点的IR 降，保护电位按0.85 + IR 降来确定。IR 降可以通过通电电位减去瞬时断电电位来获得，也可以用瞬时通电电位减去结构自然电位来获得。
2.瞬时断电电位与自然电位电位之差不得小于100mV。在有些情况下，在断开电源0.2-0.5 秒内测量断电电位，待结构去极化后（24 或48 小时后）再测量结构电位（自然电位），其差值应不小于 100mV。也可以用通电电位（极化后）减去瞬时通电电位来计算极化电位。
3.最大保护电位的限制应根据覆盖层及环境确定，以不损坏覆盖层的粘结力为准,一般瞬时断电电位不得低于-1.10V CSE。由于受旧规范的影响，很多人还认为阴极保护最大电位不能低于-1.5V CSE。事实上这种观念使错误的，造成的危害也是巨大的。判断阴极保护电位是否过大应以断电电位为判断基础，只要断电电位不低于-1.1V CSE（西欧为-1.15V CSE），通电电位再大也没有关系。3.2 管地电位是管道与其相邻土壤的电位差。3.3 管地电位的测试方法：
（1）当采用数字万用表测管地电位时，应将电压表的负接线柱（COM）与硫酸铜参比电极连接（硫酸铜参比电极应安放在管道的正上方并确保与大地土壤接触良好），正接线柱（V）与管道连接，仪表值指示的是管道相对于参比电极的电位值，正常情况下显示负值； 四川宇通管道技术有限责任公司
阴保讲义
（2）当采用直流指针式电压表测量管地电位时，应将直流指针式电压表的负接线柱（COM）与管道连接，正极接线柱（V）与硫酸铜参比电极连接（硫酸铜参比电极应安放在管道的正上方并确保与大地土壤接触良好），在指针发生反转的情况下，所记录的数据应该加负号。3.4管地电位的组成
（1）IR降：即电流流经涂层管子和土壤接触的界面以及和参比电极之间的土壤时产生的IR降；
（2）由管地界面处的电化学变化引起的极化电位；
（3）最初的或静态的管地电位，也称自然电位，即无外部电流影响的腐蚀电位；（在进行阴极保护之前，管子在土壤中所处的平衡电位就是腐蚀电位）
所以最初用数字万用表测得的管地电位不是管道的真正保护电位，而是含有几种因素所组成的电位，所以要排出几种因素后，才能得道的真正阴极保护电位，就要采取进一步的测量。3.5 极化探头使用方法
最有效排除IR降的方法是采用极化探头测试，极化探头是一种长效、高稳定、消除IR降的埋地钢质管道阴极保护电位测量探头，主要适用于埋地及水下钢质管道腐蚀控制工程阴极保护电位的检测与监测，并能同时测量自腐蚀电位。具有长效性、高稳定性特点，并能通过探头的特殊结构，消除土壤中90%左右的IR降。
极化探头具有三根接线（1号线为红色是参比电极，2号线为绿色是连接到极化试片，3号线为黄色是连接到自腐蚀试片）。
在测量管地电位时，首先把探头插入被测体附近的土壤中，如果土壤干燥，应在探头周围的土壤中浇入纯净水湿润。在用2号绿色接线进行与管道的极化，当极化完全后，再将1 号参比电极线接到万用表的地线，把万用表的正极接到2号线同时接到被测体，待电位值稳定后，读取被测量体阴极保护电位值。将2号线换为3号线接到万用表的正极，同时不要与被测量体相连接，待电位稳定后，即测量到自腐蚀电位。
如果要对管道进行长期监测时，就要把电位测量探头作为监测电极长期埋入地下，首先把探头装入牺牲阳极用在填料包内再埋入土壤中，并在探头周围的土壤中浇入纯净水湿润；再把1 号红色接线接到万用表的地线，2号接线接万用表的正极，同时与被测体固定连接，待电位稳定后，读取测量阴极保护电位值。将2号接线换3号接线 四川宇通管道技术有限责任公司
阴保讲义
接到万用表的正极，同时不要与被测量体连接，待电位稳定后，即测量到自腐蚀电位。3.6 测试桩之间阴极保护状况检测
防腐层与阴极保护装置是埋地钢质管道的联合保护，保护效果的好坏直接关系到管道的使用寿命，因此对阴极保护系统运行状况的检测与评价也是非常重要的一项内容。
管道阴极保护系统有效性检测采用CIPS（密间隔电位）法按标准规定间距对管道ON/OFF电位进行测试。
在埋地管道的阴极保护系统中，被保护的管道每间隔一定的距离（例如一公里）有一个管地电位测试桩，是用导线与管体金属联结，然后引到地面上，并做好与地的绝缘。阴极保护站的工作人员定期用毫伏表沿管线逐个在桩上测量该点的管对地电位，从阴极保护站的加电点开始观察所施加的电压沿管道的衰减情况，用以了解保护的范围和异常衰减的区段。但是这种测量的结果是很粗糙的，只能对阴极保护状况做个大致的观察。由于IR降的存在，在每个桩上所测得的管对地电位并不是直接加在破损点管道金属表面与土壤接触界面之间的电位，并不能准确判断对管道保护的效果。
CIPS测量成果图
在消除IR降的诸多方法之中，断流法被普遍采用。就是在中断阴极保护电流后的一瞬间，测量管体与土壤界面之间极化电位。这个电位才是阴极保护对破损处金属所施加的起保护作用的电位。通常我们把断流前所测的电位叫做ON电位，断流后所测的电位叫做OFF电位。
CIPS的含义是近间距管对地电位测量。测量时，在阴极保护电源输出线上串接断流器，断流器以一定的周期断开或接通阴极保护电流。例如在一秒周期中1/3秒断开，2/3秒接通。测量从一个阴极保护测试桩开始，将尾线接在桩上，与管道连通，操作员 四川宇通管道技术有限责任公司
阴保讲义
手持探杖，沿管顶每间隔一定距离测量一个点，记录下每个点的ON/OFF电位。这样就可以得到沿管道的管对地电位的两条曲线，如前所述，OFF电位值是代表实际对金属表面施加的真实保护电位，看它相对-850毫伏的变化，可知某处阴极保护的实际效果。根据NACE（美国腐蚀工程师协会）相应的解释标准对CIPS结果曲线进行解释。
CIPS的应用在对管道阴极保护的有效性评价及发现防腐层失效范围方面比以前前进了一大步。首先，它的OFF电位曲线是基本消除了IR降的结果，更真实的描述了管道阴极保护的有效性。其次，它可以反映出防腐层失效范围。给出管道上阴极保护和防腐效果的具体的详细的描述。因此CIPS系统一经问世，便被各管道公司广泛采用。
4.阴极保护站内维护与测试
阴极保护站场内的主要是对恒电位仪仪器的自检和对仪器接线的测试，还有就是对绝缘接头（法兰）的漏电电阻、长效参比电极进行测试，并测试出辅助阳极接地电阻，判断它的接地性能；
4.1 恒电位仪的特点
恒电位仪的特点具体如下：
——具有数字显示输出电压、输出电流、电位测量值； ——机上装有假负载，便于仪器的自检，便于对仪器的维修；
——仪器具有软起动功能、能防止雷击余波、可以阻抗50Hz的工频干扰，还可以进行限流、进行误差的报警等功能； 四川宇通管道技术有限责任公司
阴保讲义
——仪器具有运行状态自动切换的功能，当在无法进行恒电位控制的时候（如参比电极回路开路），变压整流器将会自动从恒电位工作状态切换到恒电流工作状态，并恒定在预先设定的电流值上；当远控给定信号输入时，变压整流器将会受到远控给定控制。
4.2 变压整流器的工作原理
当仪器处于（自动）工作状态时，机内给定信号（标称电压）或外控给定信号和经阻抗变换器分离后的参比信号一起送入比较放大器，经高精度、高稳定性的比较放大器比较放大，输出误差控制信号（放大的差动电压），将此信号送入移相触发器根据该信号的大小，自动调节脉冲的移相时间，通过脉冲变压器输出触发脉冲调整极化回路可控硅的导通角，改变输出电压、电流的大小，使保护电位等于设定的给定电位，从而实现恒电位保护。4.3 变压整流器的自检
当仪器需要自检时，应事先将仪器后板的输出阳极连线断开，没有必要断开其他的接线，在进行仪器自检前先将仪器面板上的“输出调节”旋钮反时针旋到底，再将工作方式打到“自动”档位，测量选择到控制的档位，将仪器的开关扳到“自检”状态，仪器电源的指示灯将亮，各面板表将应均会有显示；顺时针旋动“控制调节”旋钮，将控制电位调到调制到想调的值上，此时，仪器工作于“自检”状态，测量选择开关将在“控制”与“保护”档位之间拔动，电位表显示的值基本上将不会改变，这表明仪器正常。
4.4 检查仪器的外围连接接线方法
在对仪器外围接线进行检查时，应先检查接线的准确性，然后通过参比电极、零位接阴、输出阳极和输出阴极几组接线测量出几组接线的电位，通过测量出的电位值然后判定接线是否良好。4.5 长效参比电极
测试长效参比电极的目的是判定长效参比电极是否失效。
在对长效参比电极进行测试时应先测试出长效参比电极的电位，然后测试出校正好的参比电极的电位，把长效参比电极测试出的电位与校正后的参比电极的电位进行比较，然后判断长效参比电极是否失效。4.6 辅助阳极接地电阻 四川宇通管道技术有限责任公司
阴保讲义
辅助阳极接地电阻采用接地电阻测量仪测试，测试接线示意图见下图；
当采用图中接线测试时，在土壤电阻率均匀的地区，d1取2L，d2取L；在土壤不 均匀的地区，d1取3L，d2取1.7L。在测试过程中，电位极沿辅助阳极与电流极的连线
移动三次，每次移动的距离为d1的5%左右，若三次测试值接近，取其平均值作为辅助阳极接地电阻率；若测试值不接近，将电位极往电流极方向移动，直至测试值接近为止。
4.7 控制电位的调节
在对变压整流器的电位进行调节时，要合理的调节，在进行调节时要将仪器从工作状态打到调节状态再进行调节，首先调节的电位不能高于恒电位的范围内，其次不能高于阴极保护电位的正常值。4.9 绝缘接头（法兰）绝缘性能
我们通常采用的测量方法是电位法，通过使用数字万用表测量绝缘接头（法兰）两端的电位，是用来判断其绝缘性能的好坏。
1、在被保护管道通电之前，用数字万用表V测试绝缘接头（法兰）非保护侧a的管地电位Va1;
2、调节阴极保护电源，使保护侧b点的管地电位Vb达到-0.85~-1.50V之间，再测试a 点的管地电位Va2；
3、若Va1与Va2基本相等，则认为绝缘接头（法兰）的绝缘性能良好；若Va2〉Va1；且Va2接近Vb值，则认为绝缘接头（法兰）的绝缘性能可疑；若辅助阳极距绝缘 四川宇通管道技术有限责任公司
阴保讲义
接头（法兰）足够远，且判断与非保护测相连的管道没同保护侧的管道接近或交叉，则可判定为绝缘接头（法兰）的绝缘性能很差； 4.10 机壳接地电阻
在有需要的时候将会机壳接地电阻进行测试，在进行接地电阻测试时是通过接地电阻仪来测得的，在接线前要将机壳接地线断开，还需要短接接地电阻仪的短接片并接上机壳接地线，然后辅助阳极接地电阻测试方法测试。
5.管线上的维护
5.1 在对管线上进行维护时必须对测试桩进行保护，防止人为的损坏，如果是遭到自然环境破坏的（如泥石流、滑坡、塌崩等自然因素引起的破坏），应及时对测试桩附近进行修补保证接线的完好，如果不能及时修补或者是不能再进行修补的测试桩应在测试桩所在的具体位置做好标志，已被测试人员能够准确的查找出具体位置进行测试； 5.2 管道巡线工应特别注意，未经过上级允许便在管道上方开挖与扎桩的，要进行劝阻，如果是发现有人企图对管道进行破坏的，应及时进行阻止与当场进行教育，对教育后不改正的人员送往当地公安机关进行改造。
附：阴极保护的运行管理
一.阴极保护投入前的准备和验收(一)阴极保护投入前对被保护管道的检查 1.管道对地绝缘的检查
从阴极保护的原理介绍, 已得知没有绝缘就没有保护。为了确保阴极保护的正常运行, 在施加阴极保护电流前,必须确保管道的各项绝缘措施正确无误。应检查管道的绝缘法兰的绝缘性能是否正常;管道沿线布置的设施如阀门、抽水缸、闸井均应与土壤有良好的绝缘;管道与固定墩、跨越塔架、穿越套管处也应有正确有效的绝缘处理措施。管道在地下不应与其它金属构筑物有“短接”等故障。管道表面防腐层应无漏敷点,所有施工时期引起的缺陷与损伤,均应在施工验收时使用DCVG 检漏仪检测,修补后回填。2.管道导电性检查
对被保护管道应具有连续的导电性能。
3.旧管道对地绝缘状态的检查,应按设计要求处理。对是否修补防腐涂层,排除接地故 四川宇通管道技术有限责任公司
阴保讲义
障(如防静电接地极等),应根据技术经济条件比较确定。对管道导电性的检查,仍需按前述要求进行。
(二)对阴极保护施工质量的验收
1.对阴极保护间内所有电气设备的安装是否符合《电气设备安装规程》的要求,各种接 地设施是否完成，并符合图纸设计要求。
2.对阴极保护的站外设置的选材、施工是否与设计一致。对通电点、测试桩、阳极地 床、阳极引线的施工与连接应严格符合规范要求。尤其是阳极引线接正极,管道江流点接负极,严禁电极接反。3.图纸、设计资料齐全完备。二.阴极保护投入运行
1.组织人员测定全线管道自然电位、土壤电阻率、各站阳极地床接地电阻。同时对管道环境有一个比较详尽的了解,这些资料均需分别记录整理,存档备用。2.阴极保护站投入运行
按照直流电源(整流器、恒电位仪、蓄电池等)操作程序给管道送电,使电位保持在-1.30 伏左右,待管道阴极极化一段时间(四小时以上)开始测试直流电源输出电流、电压、通电点电位、管道沿线保护电位、保护距离等。然后根据所测保护电位,调整通电点电位至规定值, 继续给管道送电使其完全极化(通常在24 小时以上)。再重复第一次测试工作,并做好记录。若个别管段保护电位过低,则需再适当调节通电点电位至满足全线阴极保护电位指标为止。3.保护电位的控制
各站通电点电位的控制数值, 应能保证相邻两站间的管段保护电位达到-0.85 伏,同时, 各站通电点最负电位不允许超过规定数值。调节通电点电位时,管道上相邻阴极保护站间加强联系,保证各站通电点电位均衡。
4.当管道全线达到最小阴极保护电位指标后,投运操作完毕。各阴极保护站进入正常连续工作阶段。
三.阴极保护站的日常维护管理 1.阴极保护设施的日常维护
电气设备定期技术检查。电气设备的检查每周不得少于一次,有下列内容: 1)检查各电气设备电路接触的牢固性,安装的正确性,个别元件是否有机械障碍。检查接接阴极保护站的电源导线,以及接至阳极地床、通电点的导线是否完好,接头是否牢 四川宇通管道技术有限责任公司
阴保讲义
固。
2)检查配电盘上熔断器的保险丝是否按规定接好,当交流回路中的熔断器保险丝被烧毁时,应查明原因及时恢复供电。
3)观察电气仪表,在专用的表格上记录输出电压、电流、通电点电位数值, 与前次记录(或值班记录)对照是否有变化,若不相同,应查找原因，采取相应措施,使管道全线达到阴极保护。
4)应定期检查工作接地和避雷器接地, 并保证其接地电阻不大于10 欧姆,在雷雨季节要注意防雷。5)搞好站内设备的清洁卫生,注意保 持室内干燥,通电良好,防止仪器过热。2.恒电位仪的维护。
1)阴极保护恒电位仪一般都配置两台, 互为备用,因此应按管理要求定时切换使 用。改用备用的仪器时，应即时进行一次 观测和维修。仪器维修过程中不得带电插、拔各插接件、印刷电路板等。
2)观察全部零件是否正常,元件有无腐蚀,脱焊、虚焊、损坏、各连接点是否可靠, 电路有无故障,各紧固件是否松动,熔断器是否完好,如有熔断，需查清原因再更换。3)清洁内部,除去外来物。
4)发现仪器故障应及时检修,并投入备用仪器,保证供电。每年要计算开机率。3.硫酸铜电极的维护。
1)使用定型产品或自制硫酸铜电极,其底部均要求做到渗而不漏,忌污染。使用后应保 持清洁,防止溶液大量漏失。
2)作为恒定电位仪信号源的埋地硫酸铜参比电极,在使用过程中需每周查看一次,及时添加饱和硫酸铜溶液。严防冻结和干涸,影响仪器正常工作。
3)电极中的紫铜棒使用一段时间后,表面会粘附一层兰色污物,应定期擦洗干净, 露出铜的本色。配制饱和硫酸铜溶液必须使用纯净的硫酸铜和蒸馏水。4.阳极地床的维护。
1)阳极架空线:每月检查一次线路是否完好,如电杆有无倾斜,瓷瓶、导线是否松动,阳极导线与地床的连接是否牢固,地床埋设标志是否完好等。发现问题及时整改。四川宇通管道技术有限责任公司
阴保讲义
2)阳极地床接地电阻每半年测试一次,接地电阻增大至影响恒电位仪不能提供管道所需保护电流时,应该更换阳极地床或进行维修,以减小接地电阻。5.测试桩的维护。
1)检查接线柱与大地绝缘情况，电阻值应大于100 千欧,用万用表测量,若小于此值应检查接线柱与外套钢管有无接地,若有,则需更换或维修。2)测试桩应每年定期刷漆和编号。
3)防止测试桩的破坏丢失,对沿线城乡居民及儿童作好爱护国家财产的宣传教育工作。
6．绝缘法兰的维护。
1)定期检测绝缘法兰两侧管地电位,若与原始记录有差异时,应对其性能好坏作鉴别。如有漏电情况应采取相应措施。
2)对有附属设备的绝缘法兰(如限流电阻、过压保护二极管、防雨护罩等)均应加强维 护管理工作,保证完好。
3)保持绝缘法兰清洁、干燥,定期刷漆。7.阴极保护管理
1)每条阴极保护管道,都应制符合本管道实际情况的<<阴极保护运行管理规定>>,使阴 极保护的日常测试、控制、调整、维修等方面的工作均按此进行。
2)加强阴极保护的组织、领导。保持室内设备整洁,达到无故障、无缺陷、无锈蚀、无外来物。实现三图上墙,即线路走向图、保护电位曲线图、岗位责任制。
3)阴极保护站投产后,电气设备接线不得擅自改动,需要改变的应由主管部门作出方案, 经批准后方能执行。
4)每日检查测量通电点电位,填写好运行日志,向生产调度部门汇报阴极保护站运行情 况。
5)阴极保护站向管道输送电不得中断。停运一天以上须报主管部门备案。利用管道停 电方法调整仪器, 一次不得超过2 小时,全年不超过30 小时。保证全年98％以上时间给管道送电。
6)保持通电点电位在规定值,沿管道测定阴极保护电位,此种测量在阴极保护站运行初 期每周一次, 以后每两周或一月测量一次。并将保护电位测量记录，造表，绘图上报主管部门。
7)每年在规定时间内测量管道沿线自然电位和土壤电阻率各一次。四川宇通管道技术有限责任公司
阴保讲义
8)检查和消除管道接地故障,使全线达到完全的阴极保护。四.牺牲阳极的维护
管道牺牲阳极保护日常维护工作量不多, 除按外加电流阴极保护的要求进行保护电位测量, 测试桩维护保养,绝缘法兰检测,接地故障排除等工作外,建议每月测定各参数。据此分析管道保护状况。若阳极性能变坏,则需采取相应措施。五.阴极保护系统常见故障的分析
1.保护管道绝缘不良,漏电故障的危害在阴极保护站投入运行,或牺牲阳极保护投产一段时间后,出现了在规定的通电点电位下, 输出电流增大,管道保护距离却缩短的现象,或者在牺牲阳极系统中,牺牲阳极组的输出电流量增大,其值已超过管道的保护电流需要, 但保护电位仍达不到规定指标的现象。发生上述情况的原因,主要是被保护金属管道与未被保护的金属结构物“短路”,这种现象称之为阴极保护管道漏电,或者叫做“接地故障”。接地故障,使得被保护管道的阴极保护电流流入非保护金属体,在两管道的“短接”处形成“漏电点”, 这就会造成,阴极保护电流的增大;阴极保护电源的过负荷和阴极保护引起的干扰。
另外,阳极地床断路,阴极开路,零位接阴断路都会导致阴极保护不能投保。例如:格尔木站,甘森站,93 年由于阳极电缆断路,造成阴极保护体系不能正常工作,判断阳极地床连接电缆断路时,可采用:(1)测输出电流,将恒电位仪开启,在恒电位仪阳极输出端串上一电流表,如果电流为零, 则说明有断路现象。
(2)将恒电位仪机后阳极输出线断开,接入临时地床或其它接地装置,若有输出电压、电流,则可断定阳极地床连接线断路。在阳极电缆与地床阳极接线处应设置接线用水泥井或标志。
2.造成管道漏电的原因
(1)施工不当,交叉管道间距不合规范,即当两条管道,一条为阴极保护的管道,另一条为未保护的管道交叉时,施工要求应保持管道间的垂直净距不小于0.3m,并在交叉点前后一定长度内将管道作特别绝缘,如果施工时不严格按照上述规定去做,那么在管道埋设一段时间后,在土壤应力的作用下, 管道相互可能搭接在一起,会造成绝缘层破损,金属与金属的相连, 形成漏电点。
(2)绝缘法兰失效或漏电,绝缘法兰质量欠佳,在使用一段时间后绝缘零件受损或变质, 使法兰不再绝缘,从而使得两法兰盘侧不再具有绝缘性能,阴极保护电流也就不再有限 四川宇通管道技术有限责任公司
阴保讲义
制;或者是输送介质中有一些电解质杂质使绝缘法兰导通,不再具有绝缘性能。从上述原因看, 漏电点只可能发生在保护管道与非保护管道的交叉点,或保护管道的绝缘法兰处,因此查找漏电点就带有上述局限性。但如果地下管网复杂,被保护管道与多条和线有交叉穿越,则使得漏电点的查找出现复杂现象。常常要根据现场实际情况,反复测量、多方位检查并综合判 断才能找到真正的漏电故障点。3.漏电点的查找
(1)利用查找管道绝缘层破损点,从而确定管道的漏电点或短接点的方法。此方法首先 将脉冲信号送到被测管道上, 如果管道防腐绝缘层良好,流入管道的电流很弱,仪表没有显示.如果管道防腐层有破损,电流将从土壤中通过破损处漏入管道,电流的流动会在周围土壤中将产生明显的电位梯度。当探测人员手持两个参比电极在管道正上方探测行走时, 伏特计将明显的抖动,当伏特计指针停止抖动时,两个参比电极的中间既为防腐层漏点位置,该方法简便宜行,定位准确,是目前国际上公认的检漏方法(DCVG)..(2)可利用测定管内电流大小的方法寻找漏电点。因为无分支的阴极保护管道, 管内电流是从远端流向通电点。当非保护管道接入后就会形成分支电路,使保护电流经过漏电点会变小。因此,可利此法来寻找漏电点的位置。利用此法测定时,在有怀疑的管段上可依次选点,用IR 压降法或者补偿法(详见有关说明)测定管内电流。再通过比较各点电流的大小来确定漏电点的电位。
(3)绝缘法兰漏电的测定。当绝缘法兰漏电而导致阴极保护系统故障时, 则可通过在绝缘法兰两侧管段上,分别测量管地电位,若保护侧为保护电位,非保护侧为自然电位,则绝缘法兰正常。否则,有问题存在。也可在非保护侧测法兰端部的对地电位, 如此电位比非保护管道或其它金属构筑物的电位要负,则此绝缘法兰漏电。
测定流过绝缘法兰的电流, 也可用来判定绝缘法兰的性能。若绝缘法兰非保护端一侧, 能测出电流,则法兰漏电;若测不出电流,绝缘法兰不漏电。(4)近间距电位测量法CIPS.在测试桩上测量保护电位只能反映管道的整体保护水平,不能说明管道各点都得到了 保护.采用近间距测量方式,是沿管道每隔 1—2 米测量一次管地电位,可以准确的检测出没有得到保护的管段.4.阳极接地故障
阴极保护另一常见故障是由阳极接地引起的。阳极接地电阻与阳极地床的设计与施工 四川宇通管道技术有限责任公司
阴保讲义
(一)减少渗漏并保护水质
水在管道内流动,在封闭的系统中,基本不会产生蒸发现象,也基本不会产生污染;长距离输水不像配水工程那么多嫁接点,接口少也能够有效的防止漏水。不过沿程的漏损现象是不可避免的,但是渗漏量是非常少的。远距离的液体流动可以理解为稳定流,流动时也涉及热力过程,所以液体的热力参数也会发生相应的变化,比如压强、温度、比容等参数,例如承插类的连接处按照常规定义,其中正常管道的流通量为Q=0.14D,其中Q为允许流通量(L/m in·km),D为管道内径(m)。以内径为1500m的供水管道为例,根据公式计算渗透量仅为0.14×1.5=0.21(L/m in·km),也就是说长度10km的输水管道,渗透量仅为0.21×10×24×60/1000=3.024(m3/d)。这个数据相比渠道的渗漏量及蒸发量显然是很小的。
(二)节省土地资源
输水管道工程除了提升泵站和各种阀井类的附属设施为永久占地外,埋地管道本身一般都为部分无效占地,也就是说此种类型的占地成本并不会损害相关城市的土地成本,进而也减少了管理成本。改革开放以来,中国经济飞速发展,随着人口基数变大,人民对土地的要求量和人民对生存的要求充满了矛盾,因此选择一套科学的供给水源的方案显得至关重要。在这种现象下使用输水管道供水当然是首选方案,也适应现代趋势的发展。
(三)对环境影响小,便于管理和维护
埋地管道工程基本就是做日常的运行管理维护工作,包括阀门、阀件、接口等,需要定期检查和维修。而且长距离输水管线一般会采用计算机控制管理系统,与企业或水厂的现有系统有机整合在一起,实现水厂、泵站、输水管线统一调度。管道一般是根据地形起伏布置的,穿越道路、沟渠处基本采用顶管、定向钻等方式,不影响交通和河道的防洪排涝,在穿越两端还会设置检修阀门,便于后期的维护、管理。
(四)运行安全,使用寿命长
我国水利建设方案比选时的经济周期是50年,所以输水管道使用寿命也应高于50年。目前大口径输水管道基本都采用承插式的柔性接口,减少施工周期。柔性接口在一定程度上能适应地基变形,也具有相当强大的抗压能力,上个世界初的美国新建城市主体采用的是口径中型的管道,这种管道的长度和口径比较适中,因此延展性能比较好非常结实耐用,目前这些管道还在使用当中。
引调水工程可采用的管道种类
经济的发展与材料技术的革新使管道材料也逐渐丰富起来。管道材料从起初单一的钢管(SP)、铸铁管、木管、竹管等,发展到现在球墨铸铁管(DCIP)、钢筒混凝土管(PCCP)、外缠绕聚乙烯内熔结环氧防腐钢管(TPEP)等多种管材都进入市场的局面。目前针对水利引调水工程采用的管道通常需要防腐性好、口径大的管道。本文针对球墨铸铁管(DCIP)、钢筒混凝土管(PCCP)、玻璃纤维增强塑料加砂管(RPMP)、外缠绕聚乙烯内熔结环氧防腐钢管(TPEP)四种管材进行详细的分析。
(一)球墨铸铁管(DIP)
球墨铸铁管的特点是使用寿命长,具有较好的延伸性能,管道以橡胶圈作为柔性接口,这种特点使的管道更加适应地基,使得管道和地基配合增强。在防腐方面上,因为这种铁管的主要成分是由金属铸造的,所以腐蚀能力比非金属管差,但是因为纯度较高,所以较钢管的腐蚀能力好。针对配件标准方面,售后容易。
(二)钢筒混凝土管(PCCP)
钢筋混凝土管的特点是兼有钢管和钢筋砼管的优点,也就是说含有两种管道的共同的优点,价格比金属管低,而且在强度方面也非常优秀,可以承受较高的挤压压力。钢筒混凝土管抗腐蚀能力较强,因为此种管材外面包着一层混凝土,所以会隔绝氧气和钢铁,进而抑制钢铁的腐蚀现象,因为密度较大,所以屈服强度就会很大。
(三)玻璃纤维增强塑料加砂管(RPMP)
玻璃纤维增强塑料加砂管(RPMP)是科技材料界新研发的一种管道材料,这种新型的材料在很多方面的较其他材料都有较好的优点,主要表现是耐内压高,密度小,重量轻,管道内壁光滑,液体流动阻力小,相应轴力损失小,而且主要材料是非金属,所以有很好的延展性能,因为其屈服强度变化的范围较其他建材较大,所以与之相关的弹性比例就会很大,而且因为管道一旦不用,相关的管道材料就不能再回收,这就在浪费中提高了建筑成本,而且因为伪劣产品横行,造成本就质量有问题的材料更加漏洞百出,进而影响管材质量和工程建设的整体质量。
(四)外缠绕聚乙烯内熔结环氧防腐钢管(TPEP)
外缠绕聚乙烯内熔结环氧防腐钢管,以钢管为基材,外壁采用三层结构聚乙烯防腐,内壁采用热熔环氧树脂粉末防腐在高温220℃条件下,形成钢塑合金层。材料经过防腐工艺加工处理,可有效防止或减缓在运输与使用过程中材料与其他物质发生化学反应或电化学反应进而发生腐蚀现象。TPEP管的可负载更多的重物,因为相关的参数会稳定在一个阶段内,因此该管道材料比较适应恶劣的环境条件,而且因为腐蚀能力较强,所以在配送阶段,要注意防腐的工作,而且焊口处人工依赖性比较高。
选择管道类型的方式
管道的选择应根据地质条件和管材性能进行选择而且应该根据具体的工程情况进行选择。
(一)根据流量计算直径选择管材
首先应先根据设计流量,通过相关的公式计算出工程所需的公称直径,采用试算法选取最优计算结果。根据管径的计算数值,结合各种管道的国标要求及目前市面上的生产口径,确定管材。
管道材料的口径与价格之间通常称正比的关系,口径越大,边际成本就会越高,对于DN1200类型以上的大口径管材都会称为大流量管道,对于DN1200以下的小口径管材被称为小流量管道。一般长距离输水管道都是直径1m左右的大口径管道。
(二)根据地质条件选择
软弱地质条件,例如:主要地形特点为大型矿山、湖泽等地形,相关的地理条件很差,地下埋藏管道高达将近2m,因为整体架构区域柔性,所以整体稳定性能并不是很强,尽量选择承插接口的柔性管道,一般为球墨铸铁管(DCIP)和钢筒混凝土管(PCCP)。
高腐蚀地质条件,因为管道可能会与地质内的相关元素发生化学反应,所以尽量不选择钢管,否则应根据有关规范要求做好防腐分析及处理。这种情况下,长距离输水管道一般选择球墨铸铁管(DCIP)和玻璃纤维增强塑料加砂管(RPMP)。
结语
综合考虑工程的重要性、沿线地形地质、施工、管护、造价等方面的因素,应多方案进行比选,最终确定输水管材。球墨铸铁管(DCIP)具有使用寿命长、抗腐蚀能力强、工期短、易管护等优点,在长距离的水利引调水工程中应用广泛。
