壓力容器運(yùn)行工況復(fù)雜,承受的載荷形式多樣,如壓力波動(dòng)、溫度變化、重力載荷、自然條件侵蝕等。使容器壁產(chǎn)生局部或整體變形,產(chǎn)生交變應(yīng)力作用,容易造成壓力容器破壞失效,產(chǎn)生爆炸危險(xiǎn)。一旦發(fā)生事故,破壞威力大,影響范圍廣,很容易發(fā)生連鎖反應(yīng),輕則一條線停產(chǎn),重則全廠停產(chǎn),嚴(yán)重的還會(huì)波及社會(huì),造成災(zāi)難性損失。根據(jù)壓力容器破壞爆炸的金屬材料失效形式不同,壓力容器破壞失效形式可分為韌性破裂、脆性破裂、疲勞破裂、蠕變破裂、腐蝕破裂5種破裂危險(xiǎn),詳見(jiàn)下表:
壓力容器破壞失效形式
失效形式 |
破裂的特征 |
破裂的原因 |
預(yù)防措施 |
韌性破裂 |
有明顯的塑性變形,破壞后容積增大率可達(dá)10%~20%,圓筒形容器破壞后大都呈兩頭小、中間大的鼓形,裂口呈撕裂狀,斷口呈灰色纖維狀且明顯減薄,一般沒(méi)有碎片或只有少量碎片。 |
超壓;誤操作,安全裝置、(安全閥、壓力表)不全或失靈;化學(xué)反應(yīng)引起;腐蝕。 |
經(jīng)過(guò)強(qiáng)度校驗(yàn),使壁厚、焊縫均符合要求;按規(guī)定裝設(shè)泄壓裝置,安全閥或爆破片應(yīng)能正確動(dòng)作,嚴(yán)禁超壓運(yùn)行;加強(qiáng)維護(hù)檢查和定期檢驗(yàn)。 |
脆性破裂 |
脆性破裂變形小,斷口平齊,可以形成碎塊,事先沒(méi)有征兆。 |
材質(zhì)不良或材質(zhì)低溫性能差;結(jié)構(gòu)局部有缺陷,產(chǎn)生應(yīng)力集中。 |
容器材質(zhì)選用塑性好的材料;焊后進(jìn)行熱處理,消除殘余應(yīng)力;使用時(shí)要防止內(nèi)部壓力劇烈變化,防止工作場(chǎng)所溫度劇烈變化;加強(qiáng)安全檢查,定期檢驗(yàn),遵守操作規(guī)程。 |
疲勞破裂 |
容器變形小,多發(fā)生在容器過(guò)渡不連續(xù)的應(yīng)力集中區(qū),先期有征兆,破裂后成一破口,使容器泄漏而失效。 |
頻繁起動(dòng),負(fù)荷變化快,結(jié)構(gòu)缺陷等。 |
定期檢驗(yàn);壓力容器結(jié)構(gòu)必須合理,受力均勻。 |
蠕變破裂 |
有明顯的變形,如鼓包、伸長(zhǎng)等,斷口呈塑性。 |
主要是受熱的影響(如超溫)、工作狀況不佳或選材不當(dāng)。 |
正確選材;防止鋼板過(guò)熱而超高溫蠕變,要注意運(yùn)行中工作狀況的調(diào)整,防止超溫運(yùn)行。 |
腐蝕破裂 |
通過(guò)理化檢驗(yàn)和肉眼觀察,可以見(jiàn)到腐蝕區(qū)(如麻坑腐蝕區(qū),晶間腐蝕裂紋等),破壞時(shí)變形大。 |
材料表面缺陷或防腐層破壞;操作或管理缺陷;襯里材料不合適。 |
加強(qiáng)對(duì)容器安全管理;選用防腐材料及襯里,使容器和介質(zhì)隔離,減少應(yīng)力的不均勻性。 |