(4)工藝性能試驗(yàn)
工藝性能試驗(yàn)主要是鋼材的焊接性能試驗(yàn)、耐腐蝕性能試驗(yàn)等。試驗(yàn)時(shí)應(yīng)取與破裂容器相同的材料、焊條和焊接工藝,以觀察試樣與破裂容器類同的缺陷的可能性。工藝性能試驗(yàn)往往是事故檢查的一種輔助手段,起驗(yàn)證作用。
2.4.2 壓力容器斷口分析
斷口分析是研究分析破壞現(xiàn)象微觀機(jī)理的一種重要手段。斷口分析可分為宏觀分析和微觀分析兩種。
(1)斷口的搜集及其保護(hù)、保存在壓力容器發(fā)生事故的現(xiàn)場(chǎng),應(yīng)盡可能地搜集破斷口或碎片截取制成斷口試樣。對(duì)于破斷口,防止沾污表面,并用水玻璃涂其表面防止腐蝕。被沾污了的斷面應(yīng)加以清洗。清洗后的斷口用酒精漂凈,并用熱風(fēng)吹干,保存在干燥器中備用、備查。
(2)斷口宏觀分析
斷口宏觀分析是用肉眼或借助于放大鏡對(duì)斷口進(jìn)行觀察,這是斷口分析的主要手段。
金屬的拉伸斷口,一般由三個(gè)區(qū)域組成,即纖維區(qū)、放射區(qū)和剪切唇。根據(jù)這三個(gè)區(qū)域在整個(gè)斷口所占有的斷面積,大體上可確定其斷裂類型。凡脆性斷裂的斷口,纖維區(qū)和剪切唇很小,大部分是放射區(qū),就是說(shuō)金屬在斷裂前沒(méi)有較大塑性變形,斷裂主要是在高速擴(kuò)展下進(jìn)行的。脆裂斷口還可根據(jù)放射線(常稱人字形)的指向確定裂源的起始點(diǎn),并可由此查清裂紋的擴(kuò)展情況。需要指出,破裂斷口的裂紋起始點(diǎn)可能不(3)斷口微觀分析
斷口微觀分析是利用光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡對(duì)斷口的微觀形態(tài)進(jìn)行觀察,結(jié)合宏觀分析確定斷裂性質(zhì)。
目前廣泛使用的是電子顯微鏡,它的放大倍數(shù)可達(dá)20000倍。通常使用的是透視式電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡。前者是對(duì)用斷口表面復(fù)制的薄膜進(jìn)行觀察,后者則可直接觀察實(shí)物斷口。有的電子顯微鏡配有電子計(jì)算機(jī),不僅可作斷口定性分析,還可對(duì)斷口的成分作定量分析。
2.4.3 壓力容器事故分析中的計(jì)算
在壓力容器事故分析中,往往要進(jìn)行計(jì)算和液化氣體過(guò)量充裝可能性的計(jì)算等工作。
對(duì)壓力容器進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算,主要是為了判斷是設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足還是運(yùn)行后因腐蝕減薄導(dǎo)致強(qiáng)度不足的破裂。在強(qiáng)度計(jì)算中測(cè)量的壁厚,應(yīng)注意是破裂前的厚度,而不是破裂變形后的壁厚。對(duì)于在焊縫處破裂的容器,若有未焊透缺陷時(shí),還要考慮未焊透處的應(yīng)力集中或?qū)ζ趶?qiáng)度的削弱。液化氣體容器的事故分析中,還應(yīng)作過(guò)量充裝可能量的計(jì)算,即液化氣體滿液充裝和過(guò)量充裝時(shí),在環(huán)境溫度升高幾度時(shí),容器將發(fā)生破裂。
3 壓力容器事故綜合分析
壓力容器破裂爆炸事故的調(diào)查分析工作,在經(jīng)過(guò)事故現(xiàn)場(chǎng)的觀察檢查和測(cè)量,對(duì)事故發(fā)生過(guò)程和容器設(shè)計(jì)、制造、投產(chǎn)后運(yùn)行情況的調(diào)查了解,以及必要的技術(shù)檢驗(yàn)、鑒定和計(jì)算之后,則應(yīng)對(duì)事故原因進(jìn)行綜合分析確定其直接原因和主要原因。由于壓力容器類型繁多,每一次事故均應(yīng)按具體情況作具體分析。
3.1 爆炸事故性質(zhì)及過(guò)程的判斷
壓力容器的破裂,有的是在工作壓力下發(fā)生的,有的是在超壓的情況下發(fā)生的。其中有的屬于物理性爆炸,有的屬于化學(xué)性爆炸,所以要具體分析事故原因,首先要正確判斷爆炸的性質(zhì)或過(guò)程以及容器破裂壓力等。一般容器破裂及其由此引起的氣體爆炸,可有以下幾種情況:
(1)工作壓力破裂的容器
當(dāng)安全泄壓裝置正確、可靠,容器在破裂前沒(méi)有開啟泄放,壓力表也無(wú)異常,事故后檢查尚無(wú)失效、失靈,操作和工藝條件也屬正常等,無(wú)超壓跡象。則可判斷為在工作壓力下的破裂。
工作壓力下破裂的容器,一般是發(fā)生在容器粗制濫造,即壁厚不夠、焊縫有嚴(yán)重缺陷、以及容器長(zhǎng)期不作技術(shù)檢驗(yàn)、年久失修和器壁嚴(yán)重腐蝕而普遍減薄的容器。工作壓力下器壁上的應(yīng)力超過(guò)材料屈服極限的則少見(jiàn)。
(2)超工作壓力下破裂的容器
當(dāng)容器內(nèi)壓力較多的超過(guò)工作壓力而發(fā)生爆炸,象這類事故一般是操作人員違章作業(yè),超過(guò)工作壓力,而容器本身的安全泄壓裝置不全或失靈、失效,器壁上的應(yīng)力超過(guò)材料的強(qiáng)度極限而發(fā)生破裂,這種破裂一般都有一段增壓過(guò)程,故破裂一般都屬于韌性破裂。
(3)化學(xué)反應(yīng)而爆炸的容器
容器內(nèi)化學(xué)反應(yīng)爆炸是指發(fā)生不正常的化學(xué)反應(yīng),使氣體體積增加或溫度劇烈增高致使壓力急劇升高導(dǎo)致的容器破裂。
發(fā)生化學(xué)反應(yīng)爆炸的容器,其安全閥可能有排放過(guò)的跡象,但一般卻來(lái)不及全量排放。爆炸后檢查壓力表可發(fā)現(xiàn)指針撞彎、不能返回零位等異?,F(xiàn)象,以及器內(nèi)可能有燃燒的痕跡或殘留物等。