化工設(shè)備的失效分析

化工設(shè)備的失效分析失效的定義1、失效的定義失效。化工設(shè)備失效的后果特點(diǎn)2、化工設(shè)備失效的后果特點(diǎn)設(shè)備報(bào)廢停工、停產(chǎn)易燃易爆介質(zhì)泄漏造成爆炸和火災(zāi)造成生命和財(cái)產(chǎn)損失有毒氣體泄漏造成人員傷亡和環(huán)境污染失效分析的主要目的3、失效分析的主要目的找出導(dǎo)致失效發(fā)生的主要緣由提出具有明確針對(duì)性的技術(shù)改進(jìn)措施和建議，避開(kāi)失效的再次發(fā)生提升制造、使用及治理水平失效分析的一般程序4、失效分析的一般程序現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研與取樣查閱設(shè)計(jì)圖紙、制造資料、檢驗(yàn)資料等，了解實(shí)際工藝〔溫度、壓力及穩(wěn)定性依據(jù)可能需要進(jìn)展的分析工程確定取樣部位及大小等〔針對(duì)開(kāi)裂失效，對(duì)發(fā)生爆炸的要進(jìn)展認(rèn)真的現(xiàn)場(chǎng)碎片收集工作，推斷起爆點(diǎn)無(wú)損檢測(cè)確定取樣部位缺陷分布狀況〔磁粉、滲透〔含有氯，會(huì)對(duì)斷口造成污染，盡量不用、超聲等〕理化檢驗(yàn)-判定原材料質(zhì)量及材質(zhì)劣化狀況化學(xué)成分分析、力學(xué)性能試驗(yàn)〔拉伸、沖擊、彎曲、硬度等、金相分析〔夾雜物、晶粒度、金相組織、裂紋金相等、斷口分析〔斷口保護(hù)〕宏觀斷口——用肉眼、放大鏡、立體顯微鏡等對(duì)斷口宏觀形貌進(jìn)展觀看與分析，確定斷口宏觀特征〔脆斷或塑性斷裂，確定啟裂點(diǎn)〔變形最小部位〕用掃描或透射電子顯微鏡確定斷口不同區(qū)域的微觀斷裂機(jī)理及特征〔韌窩、準(zhǔn)解里、解理、沿晶、疲乏、腐蝕疲乏等〕腐蝕產(chǎn)物分析〔主要針對(duì)可能是應(yīng)力腐蝕失效的斷口〕分析設(shè)備器壁和斷口上腐蝕產(chǎn)物的元素組成或物相構(gòu)造，確定最有可能導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕的陰離子性質(zhì)。綜合技術(shù)分析依據(jù)前面全部的試驗(yàn)分析結(jié)果進(jìn)展綜合技術(shù)分析，確定失效緣由〔分清主次〕依據(jù)分析結(jié)果提出改進(jìn)措施化工設(shè)備失效的主要緣由5、化工設(shè)備失效的主要緣由設(shè)計(jì)不當(dāng)〔選材、構(gòu)造不合理—應(yīng)力集中等〕制造質(zhì)量問(wèn)題〔冷、熱加工及檢驗(yàn)〕操作不當(dāng)〔超溫、超壓、頻繁開(kāi)停車(chē)、介質(zhì)波動(dòng)等〕化工容器及管道的缺陷主要類(lèi)型6、化工容器及管道的缺陷主要類(lèi)型制造缺陷a、鋼板原材料冶金缺陷——分層、折疊、外表裂紋等鍛件內(nèi)部缺陷——疏松、脫碳、過(guò)熱過(guò)燒、折疊、裂紋等b、加工不當(dāng)〔成型、焊接、熱處理等〕成型——溫度過(guò)高〔金相組織及性能變化、機(jī)械損傷焊接缺欠——?dú)饪住A渣、未熔合、未焊透、咬邊、裂紋、未焊滿等——：400℃消滅，主要是氫致延遲開(kāi)裂〔三個(gè)條件：集中氫、拉應(yīng)力、敏感的淬硬組織Pcmq一般消滅在焊接熱影響區(qū)的過(guò)熱區(qū)、偶見(jiàn)于焊縫金屬中，穿晶特征熱裂紋：焊接過(guò)程中在高溫階段產(chǎn)生的開(kāi)裂現(xiàn)象，多在固相線四周發(fā)生，主要有凝固裂紋、液化裂紋、高溫失延裂紋。低熔點(diǎn)夾雜物等影響熱裂紋的因素：冶金、工藝消滅部位：焊縫金屬熱裂紋的特征：沿晶〔柱狀晶〕開(kāi)裂再熱裂紋：焊后對(duì)焊接接頭再次加熱時(shí)所產(chǎn)生的開(kāi)裂現(xiàn)象。再熱裂紋開(kāi)裂前提：剩余應(yīng)力、敏感組織裂紋特征：粗晶區(qū)的沿晶開(kāi)裂。在用缺陷材質(zhì)劣化——金相組織及力學(xué)性能發(fā)生轉(zhuǎn)變，嚴(yán)峻的已不能滿足使用要求。脆化：Cr-Mo鋼的回火脆化、鐵素體不銹鋼的脆化、高碳奧氏體鋼的高溫脆化、再熱脆化珠光體球化與石墨化氫腐蝕高溫蠕變7、化工容器典型的破壞形式爆炸事故性質(zhì)及過(guò)程的推斷①容器在工作壓力下裂開(kāi)即容器在工作壓力下的應(yīng)力超過(guò)了材料的屈服極限、強(qiáng)度極限或工作應(yīng)力低于屈服極限兩種狀況,后者稱(chēng)為低應(yīng)力破環(huán)。②容器超壓發(fā)生裂開(kāi)容器超壓爆炸往往是指容器內(nèi)的壓力或夾套壓力較多的超過(guò)工作壓力而發(fā)生的物理性爆炸。③容器內(nèi)化學(xué)反響爆炸積增加或溫度猛烈增高致使壓力急劇上升導(dǎo)致的容器裂開(kāi)。④容器裂開(kāi)后的二次空間爆炸容器裂開(kāi)后的二次空間爆炸,是指盛裝易燃介質(zhì)的容器在其裂開(kāi)后,器內(nèi)逸出的易燃介質(zhì)與空氣混合后,在爆炸極限范圍內(nèi)又發(fā)生的其次次爆炸。裂開(kāi)型式的鑒別及其事故預(yù)防①韌性裂開(kāi)裂開(kāi)容器發(fā)生明顯變形45V容器一般不是碎裂容器實(shí)際爆破壓力接近計(jì)算爆破壓力要防止壓力容器發(fā)生韌性裂開(kāi)事故,關(guān)鍵在于保證容器在任何狀況下受壓元件的應(yīng)力要低于器壁材料的屈服極限②脆性裂開(kāi)容器沒(méi)有明顯的伸長(zhǎng)變形裂口齊平、斷口呈金屬光澤的結(jié)晶狀容器常裂開(kāi)成碎塊破壞時(shí)的實(shí)際應(yīng)力較低破壞多數(shù)在溫度較低的狀況下發(fā)生力的疊加,使實(shí)際應(yīng)力超過(guò)材料的屈服極限；按斷裂力學(xué)觀點(diǎn),在較大剩余應(yīng)力條件下,裂紋四周的應(yīng)力強(qiáng)度因子大于材料的斷裂韌性時(shí),將導(dǎo)致容器的脆性裂開(kāi)。因此,容器制造過(guò)程中,如冷加工變形、組裝過(guò)程中,尤其是焊接中應(yīng)盡力削減殘佘應(yīng)力和消除剩余應(yīng)力的熱處理,都是防止脆性斷裂的重要措施。這里要說(shuō)準(zhǔn)進(jìn)展,探傷過(guò)程中應(yīng)有足夠的靈敏度,以覺(jué)察和消退裂紋缺陷,防止先天缺乏;容器投產(chǎn)后,要加強(qiáng)定期檢驗(yàn)工作,準(zhǔn)時(shí)覺(jué)察裂紋,防止裂紋擴(kuò)展后的脆性斷裂。③疲乏裂開(kāi)是在反復(fù)的交變載荷的作用下消滅的金屬疲乏破壞。一類(lèi)是通常所說(shuō)的疲乏,它是在應(yīng)力較低,交變顏率較高的狀況下發(fā)生的；另一類(lèi)是低周疲乏,它是在應(yīng)力較高(一般接近或高于材料10２～105次之間)的狀況下發(fā)生。容器疲乏裂開(kāi)的特征有：沒(méi)有明顯的塑性變形裂開(kāi)斷口存在兩個(gè)區(qū)域容器常因開(kāi)裂泄漏失效d疲乏裂紋的產(chǎn)生比脆性斷裂要慢的多。④腐蝕裂開(kāi)：壓力容器腐蝕裂開(kāi)形式有均勻腐蝕和點(diǎn)腐蝕、應(yīng)力腐蝕和疲乏腐蝕等。其中最危急的是應(yīng)力腐蝕裂開(kāi)。應(yīng)力腐蝕的裂開(kāi)是由于腐蝕介質(zhì)和拉伸應(yīng)力及其造成應(yīng)力腐蝕環(huán)境,導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕裂紋及其擴(kuò)展裂開(kāi)。應(yīng)力腐蝕裂紋可以料強(qiáng)度極限下發(fā)生。應(yīng)力腐蝕的斷裂面一般是與主應(yīng)力相垂直。常見(jiàn)的應(yīng)力腐蝕形式及其特征有：鋼制容器的氫脆鋼制容器的堿脆氯離子引起的奧氏體不繡鋼制容器的應(yīng)力腐蝕斷裂疲乏腐蝕⑤蠕變裂開(kāi)在