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第一章重点P12.碳素结构钢的特性及用途(2)碳素结构钢具有良好的塑性和韧性，易于成型和焊接，常以热轧态供货，一般不再进行热处理，能够满足一般工程构件的要求，所以使用极为广泛。例如，Q235含碳量适中，具有良好的塑性、韧性、焊接性能、冷加工性能，可大量生产钢板、型钢、钢筋，用以建造高压输电铁塔、桥梁、厂房屋架等，其中C、D级钢含硫、磷量低，相当于优质碳素钢，适用于制造对可焊性及韧性要求较高的工程结构机械零部件，如机座、支架、受力不大的拉杆、连杆、轴等。(四）特殊性能低合金高强度钢1.特殊性能低合金高强度钢分类特殊性能低合金高强度钢也称特殊钢，其中，工程结构用特殊钢主要包括：耐候钢、耐热钢、低合金高强度钢、耐磨钢、耐海水腐蚀钢、工程机械用钢、低温用钢、钢轨钢等。2.特殊性能低合金高强度钢的特性及用途（1）耐候钢。在钢中加入少量的合金元素，使其在金属基体表面形成保护层，提高钢材的耐候性，同时保持良好的焊接性能。例如，桥梁、建筑、塔架、车辆和其他要求耐候性能好的钢结构等。（2）耐热钢。在高温下具有良好的抗蠕变、抗断裂和抗氧化的能力，以及必要的韧性。例如，加热炉、锅炉、燃气轮机等高温装置中的零件。（3）耐磨钢。常用于承受严重磨损和强烈冲击的零件。例如，车辆履带、挖掘机铲斗、破碎机颚板、铁轨及分道叉、吊车轨道等。（4）低合金高强度钢。石油天然气长距离输送的管线钢，要求采用具有高强度、高韧性、优良的加工性、焊接性和抗腐蚀性等综合性能的低合金高强度钢。（一）重金属1.铜及铜合金的特性及应用工业纯铜密度为8.96g×103kg/m3，具有良好的导电性、导热性以及优良的焊接性能，纯铜强度不高，硬度较低，塑性好。主要用作导体、制造抗磁性干扰的仪器和仪表零件。在纯铜中加入合金元素制成铜合金，除了保持纯铜的优良特性外，还具有较高的强度，而且塑性很好，容易冷、热成型，易焊接。机电工程中广泛使用的铜合金有黄铜、青铜和白铜。例如，机电设备冷凝器、散热器、热交换器、空调器等常用黄铜制造。锡青铜广泛应用于轴承、轴套等耐磨零件和弹簧等弹性元件，以及抗蚀、抗磁零件等；白铜主要用于制造船舶仪器零件、化工机械零件及医疗器械等。3.镍及镍合金的特性及应用纯镍是银白色的金属，强度较高，塑性好，导热性差，电阻大。镍表面在有机介质溶液中会形成钝化膜保护层而有极强的耐腐蚀性，特别是耐海水腐蚀能力突出。镍合金是在镍中加入铜、铬、钼等而形成的，耐高温，耐酸碱腐蚀。镍合金按其特性和应用领域分为耐腐蚀镍合金、耐高温镍合金和功能镍合金等。可在化工、石油、船舶等领域用作阀门、泵、船舶紧固件、锅炉热交换器等。(二）金属层状复合材料的分类及用途金属层状复合材料由几层不同性能的材料通过热轧、焊接工艺复合而成，与单组元合金相比，综合性能优越，适合一些特殊工作环境。1.金属层状复合材料的分类。包括钛钢、铝钢、铜钢、钛不锈钢、镍不锈钢、不锈钢碳钢等复合材料。2.金属层状复合材料的特点。可根据需要，制造不同材质的复合材料，具有耐腐蚀、耐高温、耐磨损、导热导电性好、阻尼减振、电磁屏蔽，且制造成本低等特点。3.金属层状复合材料的用途。用于石油化工、航天、食品、医药、造船、电力、机械等行业，如压力容器、储罐、航天、航空零部件等。：(5)铝塑复合管（PAP管)：铝合金层增加耐压和抗拉强度，使管道容易弯曲而不反弹。外塑料层可保护管道不受外界腐蚀，内塑料层采用中密度聚乙烯时可作饮水管，无毒、无味、无污染，符合国家饮用水标准；内塑料层采用交联聚乙烯则可耐高温、耐高压，适用于供暖及髙压用管。例如，塑料及复合材料水管常用的有：聚乙烯塑料管、涂塑钢管、ABS工程塑料管、聚丙烯管（PP管）、硬聚氯乙烯管。（二）泵的性能1.泵的性能参数：主要有流量和扬程，还有轴功率、转速、效率和必需汽蚀余量。（1）流量是指单位时间内通过泵出口输出的液体量，一般采用体积流量。（2）扬程是单位重量输送液体从泵入口至出口的能量增量，对于容积式泵，能量增量主要体现在压力能增加上，通常以压力增量代替扬程来表示。例如，一幢30层的高层建筑，其消防水泵的扬程应在130m以上。（3）泵的效率不是一个独立性能参数，它可以由别的性能参数如流量、扬程和轴功率按公式计算求得。(2)汽轮机的性能主要有功率、主汽压力、主汽温度、进气量、排气压力、汽耗、转速等。(四）光伏发电设备1.光伏发电系统的分类(1)独立光伏发电系统独立光伏发电也叫离网光伏发电。主要由太阳能电池组件、充放电控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。（一）机电工程测量的作用1.机电工程测量包括对设备及钢结构的变形监测、沉降观测、设备安装划线、定位、找正测量、工程竣工测量等，以保证将设计的各类设备的位置正确地测设到地面上，作为施工的依据。2.工程测量贯穿于整个施工过程中。从基础划线、标高测量到设备安装的全过程，都需要进行工程测量，以使其各部分的尺寸、位置符合设计要求。(二）连续生产设备安装的测量1.安装基准线的测设中心标板应在浇灌基础时，配合土建埋设，也可待基础养护期满后再埋设。放线就是根据施工图，按建筑物的定位轴线来测定机械设备的纵、横中心线并标注在中心标板上，作为设备安装的基准线。设备安装平面基准线不少于纵、横两条。2.安装标高基准点的测设标高基准点一般埋设在基础边缘且便于观测的位置。标高基准点一般有两种：一种是简单的标高基准点；另一种是预埋标高基准点。采用钢制标高基准点，应是靠近设备基础边缘便于测量处，不允许埋设在设备底板下面的基础表面。例如，简单的标高基准点一般作为独立设备安装的基准点；预埋标高基准点主要用于连续生产线上的设备在安装时使用。3.连续生产设备只能共用一条纵向基准线和一个预埋标高基准点。：3.测量方法(1)管线中心定位的测量方法定位的依据：定位时可根据地面上已有建筑物进行管线定位，也可根据控制点进行管线定位。例如，管线的起点、终点及转折点称为管道的主点。其位置已在设计时确定，管线中心定位就是将主点位置测设到地面上去，并用木桩或混凝土桩标定。(2)管线高程控制的测量方法为了便于管线施工时引测高程及管线纵、横断面测量，应沿管线敷设临时水准点。其定位允许偏差应符合规定。例如，水准点一般都选在旧建筑物墙角、台阶和基岩等处。如无适当的地物，应提前埋设临时标桩作为水准点。(二）经纬仪的应用经纬仪的主要功能是测量水平角和竖直角的仪器。1.光学经纬仪的应用范围。主要应用于机电工程建（构）筑物建立平面控制网的测量以及厂房（车间）柱安装垂直度的控制测量。2.在机电安装工程中，用于测量纵向、横向中心线，建立安装测量控制网并在安装全过程进行测量控制。应用举例：用两台光学经纬仪对厂房钢柱进行垂直校正测量。将两台经纬仪安置在钢柱的纵、横轴线上，离柱子的距离约为柱高的1.5倍。三脚架应安放平稳，并使三脚架顶面近似水平，光学经纬仪安置在三脚架顶面上，校平两台经纬仪后，先分别照准纵向和横向柱底中线，再渐渐仰视到柱顶，如柱顶中线偏离视线，表示柱子不垂直，这时，可在统一指挥下，采取调节拉绳或支撑，敲打楔子或垫铁等方法使柱子垂直。经校正后，使柱子的垂直度在允许的偏差范围内。(二）激光测量仪器1.激光测量仪器分类常见的激光测量仪器有：激光准直仪和激光指向仪、激光准直（铅直）仪、激光经纬仪、激光水准仪、激光平面仪（1）激光准直仪和激光指向仪两者构造相近，用于沟渠、隧道或管道施工、大型机械安装、建筑物变形观测。目前激光准直精度已达10-5～10-6。（2）激光准直（铅直）仪1）将激光束置于铅直方向以进行竖向准直的仪器。激光准直（铅直）仪的组成：主要由发射、接收、附件三大部分组成。用于高层建筑、烟囱、电梯等施工过程中的垂直定位及以后的倾斜观测，精度可达0.5*10-42）激光准直（铅直）仪的主要应用范围：主要应用于大直径、长距离、回转型设备同心度的找正测量以及高塔体、高塔架安装过程中同心度的测量控制。(三）起重机选用的基本参数主要有吊装载荷、额定起重量、最大幅度、最大起升高度等，这些参数是制定吊装技术方案的重要依据。(三）流动式起重机的选用步骤流动式起重机的选用必须依照其特性曲线图、表进行，选择步骤如下：1.根据被吊装设备或构件的就位位置、现场具体情况等确定起重机的站车位置，站车位置一旦确定，其幅度也就确定了。2.根据被吊装设备或构件的就位高度、设备尺寸、吊索高度等和站车位置（幅度），由起重机的起重特性曲线，确定其臂长。3.根据上述已确定的幅度（回转半径）、臂长，由起重机的起重性能表或起重特性曲线，确定起重机的额定起重量。：4.如果起重机的额定起重量大于计算载荷，则起重机选择合格，否则重新选择。5.计算吊臂与设备之间、吊钩与设备及吊臂之间的安全距离，若符合规范要求，则选择合格，否则重选。(四）流动式起重机的基础处理流动式起重机必须在水平坚硬地面上进行吊装作业。吊车的工作位置（包括吊装站位置和行走路线）的地基应进行处理。应根据其地质情况或测定的地面耐压力为依据，采用合适的方法（一般施工场地的土质地面可采用开挖回填夯实的方法）进行处理。处理后的地面应做耐压力测试，地面耐压力应满足吊车对地基的要求，在复杂地基上吊装重型设备，应请专业人员对基础进行专门设计。吊装前必须进行基础验收。3.对属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程，专家应对专项方案进行论证采用非常规起重设备、方法，且单件起吊重量在l00kN及以上的起重吊装工程，起吊重量300kN及以上起重设备安装工程，吊装方案由施工单位组织专家对专项方案进行论证，再经施工企业技术负责人审批，并报项目总监理工程师审核签字。实行总承包管理的项目，由总承包单位组织专家论证会。4.专项方案经论证后，专家组应当提交论证报告，对论证的内容提出明确的意见施工单位应当根据论证报告修改完善专项方案，并经施工单位技术负责人、项目总监理工程师、建设单位项目负责人签字后，方可组织实施。实行施工总承包的，应当由施工总承包单位、相关专业承包单位技术负责人签字。(2)编制焊接工艺规程的依据《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》GB50236—2011中规定：工程产品施焊前，应依据焊接工艺评定报告编制焊接工艺规程，用于指导焊工施焊和焊后热处理工作，一个焊接工艺规程可以依据一个或多个焊接工艺评定报告编制；一个焊接工艺评定报告可用于编制多个焊接工艺规程。一、降低焊接应力的措施1.设计措施(1)减少焊缝的数量和尺寸，可减小变形量，同时降低焊接应力。(2)避免焊缝过于集中，从而避免焊接应力峰值叠加。(3)优化设计结构，如将容器的接管口设计成翻边式，少用承插式。2.工艺措施(1)采用较小的焊接线能量(2)合理安排装配焊接顺序(3)层间进行锤击(4)预热拉伸补偿焊缝收缩（机械拉伸或加热拉伸）(5)焊接高强钢时，选用塑性较好的焊条(6)预热(7)消氢处理(8)焊后热处理(9)利用振动法来消除焊接残余应力2.泄漏试验(1)压力容器1)容器需经耐压试验合格后方可进行泄漏试验；泄漏试验方法包括：气密性试验、氨检漏试验、卤素检漏试验、氦检漏试验。2)压力容器气密性试验所用气体与气压试验的规定相同,试验压力为容器的设计压力，达到规定压力后保持足够长的时间，对所有的焊接接头和连接部位进行泄漏检查。(2)压力管道：1)对于输送极度危害流体以及可燃性液体的管道，应进行泄漏试验。2)经气压试验合格，且在试验后未经拆卸过管道系统可不进行泄漏试验。3)泄漏试验应在压力试验合格后进行,试验介质宜采用空气；试验压力应为设计压力；可结合试车一并进行。3.真空度试验(1)工业管道对真空管道系统在压力试验合格后，还应按设计文件的规定进行24h的真空试验，增压率应不大于5%。(2)焊接储罐立式圆筒形钢制焊接储罐罐底的所有焊缝应采用真空箱法进行严密性试验，试验负压值不低于53kPa，无渗漏为合格。6.安装精度调整与检测精度调整与检测是机械设备安装工程中关键的一环，直接影响到设备的安装质量。(1)精度调整应根据设备技术文件或规范要求的精度等级，调整设备自身和相互位置状态，例如设备的中心位置、水平度、垂直度、平行度等。(2)精度检测是检