化工壓力容器的破裂形式與預(yù)防

1、 化工壓力容器的破裂形式與預(yù)防      壓力容器的裂開(kāi)事故可能造成嚴(yán)峻的后果，要防止壓力容器發(fā)生這類(lèi)事故，必需了解它的破壞機(jī)理。依據(jù)壓力容器的裂開(kāi)特點(diǎn)，可將壓力容器的裂開(kāi)形式分為韌性裂開(kāi)、脆性裂開(kāi)、疲憊裂開(kāi)、腐蝕裂開(kāi)和蠕變裂開(kāi)等。 一、韌性破壞 韌性破壞系指承壓特種設(shè)備器壁承受過(guò)高的應(yīng)力達(dá)到了器壁材料的強(qiáng)度極限，而發(fā)生斷裂破壞。這種破壞形式稱為韌性破壞。 1、韌性破壞的特征 1）器壁有明顯的塑性變形 由于容器筒體器壁受力時(shí)，其環(huán)向應(yīng)力比軸向應(yīng)力大1倍，所以，明顯的塑性變形主要表現(xiàn)在承壓特種設(shè)備直徑增大、壁厚減薄，而軸向增長(zhǎng)較小，從而產(chǎn)生“腰鼓形”變形。

2、當(dāng)容器發(fā)生韌性破壞時(shí)，圓周長(zhǎng)的最大增長(zhǎng)率和容積變形率達(dá)1020。 2）韌性破壞的斷口為切斷型撕裂，一般呈暗灰色纖維狀，斷口不平齊，且與主應(yīng)力方向成45°交角。韌性破壞時(shí)不產(chǎn)生碎片。 3）韌性破壞時(shí)的爆破壓力接近理論爆破壓力爆破口的大小隨承壓特種設(shè)備破壞時(shí)膨脹能量大小而異，釋放的能量越大，爆破口越大。 4）韌性破壞時(shí)，承壓特種設(shè)備器壁的應(yīng)力值很高。 5）斷口的電鏡分析 斷口的微觀形貌為韌窩花樣，韌窩的實(shí)質(zhì)就是一些大小不等的圓形、橢圓形凹坑，是材料微區(qū)塑性變形后在異相點(diǎn)處形成空洞、長(zhǎng)大聚集、相互連接并最終導(dǎo)致斷裂的痕跡。宏觀形貌是顯微窩坑的概貌。韌窩幾乎都為金相中的二次相界面、非金屬夾雜

3、物、位錯(cuò)積累區(qū)或晶界處等，因此非金屬夾雜物愈多，愈易形成顯微空洞和韌窩。 2、發(fā)生韌性破壞的緣由 承壓特種設(shè)備的韌性破壞只有在器壁整個(gè)截面上材料都處于屈服狀態(tài)下才會(huì)發(fā)生，所以，發(fā)生韌性破壞的主要緣由：(1)盛裝液化氣體的壓力容器充裝過(guò)量。(2)使用中的壓力容器超溫超壓運(yùn)行。(3)壓力容器殼體選材不當(dāng)。(4)壓力容器安裝不符合平安要求。(5)維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)。 3、韌性破壞的預(yù)防 在設(shè)計(jì)制造壓力容器時(shí)，要選用有足夠強(qiáng)度和厚度的材料，以保證承壓特種設(shè)備在規(guī)定的工作壓力下平安使用。 壓力容器應(yīng)按核定的工藝參數(shù)運(yùn)行，平安附件應(yīng)安裝齊全、正確，并保證靈敏牢靠。使用中加強(qiáng)巡回檢查，嚴(yán)格根據(jù)工藝參數(shù)進(jìn)行操作，嚴(yán)

4、禁壓力容器超溫、超壓、超負(fù)荷運(yùn)行，防止過(guò)量充裝。 加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)工作，實(shí)行有效措施防止腐蝕性介質(zhì)及大氣對(duì)承壓特種設(shè)備的腐蝕，若發(fā)覺(jué)承壓特種設(shè)備器壁被嚴(yán)峻腐蝕以致變薄或運(yùn)行中器壁產(chǎn)生明顯塑性變形時(shí)，應(yīng)馬上停止使用。 二、脆性裂開(kāi) 并不是全部的壓力容器械在裂開(kāi)時(shí)都經(jīng)過(guò)顯著的塑性變形， 有些容器在裂開(kāi)后經(jīng)檢查并沒(méi)有發(fā)覺(jué)可見(jiàn)的塑性變形現(xiàn)象， 而且器壁的平均應(yīng)力遠(yuǎn)低于材料的強(qiáng)度極限。這種裂開(kāi)現(xiàn)象和脆性材料的裂開(kāi)相像故稱為脆性裂開(kāi)， 有時(shí)也稱為低應(yīng)力裂開(kāi)。 1、脆性裂開(kāi)特征 壓力容器發(fā)生脆性裂開(kāi)時(shí)， 在裂開(kāi)外形、 斷口形式等方面都具有一些與韌性裂開(kāi)正好相反的特征： (1)容器器壁幾乎沒(méi)有塑性變形；(2)在應(yīng)力低于材料的屈服強(qiáng)度時(shí)破壞；(3)容器經(jīng)常裂成碎塊；(4)斷口呈金屬光澤的結(jié)晶狀，平直；(5)在溫度較低的狀況下發(fā)生；(6)破壞前無(wú)預(yù)兆，危害性大，難以預(yù)防。 2、產(chǎn)生脆性破壞的緣由 產(chǎn)生脆性破壞的緣由主要是材料的韌性差，特殊是在低溫時(shí)下降很快。此外承壓部件存在缺陷時(shí)，在此區(qū)域應(yīng)力增加，易產(chǎn)生應(yīng)力集中。 3、脆性裂開(kāi)的預(yù)防 防止壓力容器產(chǎn)生脆性裂開(kāi)最基本的措施是削減或消退構(gòu)件的缺陷， 要求材料具有很好的韌性。設(shè)計(jì)時(shí)選用在低溫下仍保