第 1 章 · 机电工程材料、测量、起重与焊接技术
考点梳理
1.1 常用材料
金属材料
- 黑色金属：碳素钢（按含碳量分低/中/高碳钢）、合金钢、铸铁；
- 有色金属：铜及铜合金（导电导热好，用于电缆、管道）、铝及铝合金（密度小、耐蚀）、钛及钛合金（耐蚀性优，用于化工设备）。
非金属材料
- 塑料：PVC（给排水管）、PE（燃气与给水管）、PPR（热水管）、ABS、聚四氟乙烯（耐腐蚀衬里）；
- 橡胶：用于密封、减振、衬里；
- 绝热材料：岩棉、玻璃棉、聚氨酯泡沫、橡塑（按使用温度与防火要求选）。
电工线材与电缆
- 常用导线：BV（铜芯聚氯乙烯绝缘）、BLV（铝芯）、BVR（铜芯软线）、YJV（交联聚乙烯绝缘电力电缆）；
- 电缆选择考虑：电压等级、载流量、敷设方式与环境（直埋、桥架、穿管、潮湿与腐蚀）。
阀门
| 类型 | 作用 |
|---|---|
| 闸阀 | 全开全关，阻力小，不宜调节流量 |
| 截止阀 | 可调节流量，有方向性（低进高出） |
| 止回阀 | 防止介质倒流 |
| 安全阀 | 超压泄放（须铅封与定期校验） |
| 减压阀 | 降低并稳定介质压力 |
| 蝶阀 | 结构紧凑，用于大口径与快速启闭 |
1.2 机电工程测量
| 仪器 | 主要用途 |
|---|---|
| 水准仪 | 测量高程与标高控制 |
| 经纬仪 | 测量水平角与竖直角、点位放样 |
| 全站仪 | 同时测角度与距离，可测坐标与高程，效率高 |
| 激光准直仪 | 长距离、大直径设备的同心度与直线度控制 |
测量程序：先整体后局部、先控制后细部；建立测量控制网（平面控制与高程控制）→ 交接桩与复测 → 施工放样 → 竣工测量。
1.3 起重技术
- 索具：钢丝绳（按受力选择直径与安全系数）、卸扣、吊耳、吊带、卷扬机；
- 起重机具：自行式起重机（汽车吊、履带吊）、塔式起重机、桅杆式起重机（受限空间或超大件）；
- 吊装方案内容：工程概况、吊装工艺与参数、受力计算（吊重、幅度、起升高度）、机具选型与站位、地基承载能力处理、安全技术措施与应急预案；
- 吊装关键控制：
- 吊装载荷应含设备重量 + 吊索具重量 + 加固件重量，必要时乘动力系数；
- 地基承载力不足时应铺设钢板/路基箱或加固处理（防止支腿下沉倾覆）；
- 多机抬吊时应进行载荷分配计算，统一指挥、同步起升；
- 严禁超载、严禁斜拉斜吊、严禁吊物上站人。
1.4 焊接技术
焊前准备
- 焊接工艺评定（评定合格后才能编制焊接作业指导书）；
- 焊工资格：须持有效合格项目范围内的资格证；
- 焊材：按母材与工艺要求选用，焊条使用前按规定烘干；
- 坡口与组对：坡口尺寸、间隙、错边量符合规范；
- 预热：厚壁、高碳当量或有淬硬倾向材料焊前应预热（按工艺评定确定温度）。
焊接过程控制
- 控制焊接线能量（避免过大导致晶粒粗大、过小导致未熔合）；
- 多层多道焊应控制层间温度、逐层清渣检查；
- 室外作业应有防风、防雨措施，低温环境需采取保温措施。
焊后处理
- 焊后热处理（消除应力、改善组织）：用于厚壁容器、管道等；
- 焊缝检验顺序：外观检查 → 无损检测（RT 射线、UT 超声、MT 磁粉、PT 渗透）→ 必要时硬度与金相检验；
- 检验比例与合格级别按设计与规范要求确定，不合格部位应返修，同一部位返修次数不宜超过规定。
焊接变形控制
- 合理确定焊接顺序（对称焊、分段退焊）；
- 采用刚性固定、反变形法；
- 控制线能量与层间温度，必要时采用锤击（限打底层）等工艺措施。
🧠 记忆工具箱
测量仪器一句话
“水准仪测高程、经纬仪测角度、全站仪测坐标、激光准直控同心度。”
阀门选用口诀
“闸阀开关、截止调节有方向、止回防倒流、安全阀要铅封。”
吊装三查
“查吊重与幅度、查机具索具、查地基承载力。”
焊缝检验顺序
“先外观、后无损（RT/UT/MT/PT）、再必要时硬度与金相。”
变形控制四招
“合理焊接顺序、刚性固定、反变形、控制线能量。”
🔍 深度精讲
深讲 1：为什么吊装事故多与"地基"有关
起重机倾覆事故中，相当比例并非超载，而是支腿或履带下方的地基承载力不足导致下沉、机身倾斜。因此吊装方案必须包含：
- 地基承载力验算：按起重机支腿最大反力与地面承载力比较；
- 地基处理措施：铺设路基箱、钢板、枕木，或对软弱地基进行换填、夯实、混凝土硬化；
- 排水措施：避免雨水浸泡软化地基；
- 站位与幅度复核：作业半径越大，倾覆力矩越大，应严格按方案站位，不得随意增大作业半径；
- 统一指挥与警戒：设专人指挥、设警戒区，严禁无关人员进入吊装区域。
案例判错信号：“为赶工期在雨后松软地面直接支车吊装"“司机凭经验加大幅度够取远处设备"“吊装区域未设警戒”——均属不妥。
深讲 2：焊接工艺评定的意义与链条
**焊接工艺评定（PQR）**是用试验验证拟定焊接工艺是否能使焊接接头性能满足要求的过程。其逻辑链条为：
焊接工艺评定（试验验证）→ 编制焊接作业指导书（WPS）→ 焊工按 WPS 施焊（资格覆盖）→ 过程检验（外观 + 无损检测）→ 合格验收
为什么不能省：不同母材、厚度、焊接方法、焊材与位置组合下的接头性能差异很大，凭经验施焊无法保证质量；评定合格后方可推广到同类工程。
案例答题要点：出现"未做焊接工艺评定即开始焊接承压管道"“焊工证书项目与施焊位置不符"“焊材未按规定烘干直接使用"等描述，一律判为不妥，并写出正确做法。
深讲 3：无损检测方法的选用逻辑
| 方法 | 检出缺陷类型 | 适用 |
|---|---|---|
| 射线检测 RT | 内部体积型缺陷（气孔、夹渣） | 对接焊缝，需安全防护 |
| 超声检测 UT | 内部面积型缺陷（裂纹、未熔合） | 厚壁对接焊缝，效率高 |
| 磁粉检测 MT | 表面与近表面缺陷 | 铁磁性材料表面 |
| 渗透检测 PT | 表面开口缺陷 | 非铁磁性材料（不锈钢、铝）表面 |
选用逻辑：先看缺陷位置（内部/表面），再看材料磁性，最后看构件形状与现场条件。答题时写出"依据设计与规范要求，对接焊缝采用射线或超声检测，表面检测按材料磁性选择磁粉或渗透检测"即可拿到要点分。
⚠️ 易错提醒
- 水准仪测高程、经纬仪测角度，二者不要互换；
- 截止阀有方向性（低进高出），安装方向错误会影响使用；
- 安全阀须铅封并定期校验，不得随意调整；
- 吊装载荷要计入索具与加固件重量，不能只算设备净重；
- 焊接工艺评定是前提，未评定不得施焊承压件；
- 无损检测选用要区分内部/表面缺陷与材料磁性；
- 焊缝返修次数有规定上限，不能反复多次返修。