壓力容器運行工況復雜,承受的載荷形式多樣,如壓力波動、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)生交變應力作用,容易造成壓力容器破壞失效,產(chǎn)生爆炸危險。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,輕則一條線停產(chǎn),重則全廠停產(chǎn),嚴重的還會波及社會,造成災難性損失。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,詳見下表:
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;化學反應引起;腐蝕。 |
經(jīng)過強度校驗,使壁厚、焊縫均符合要求;按規(guī)定裝設泄壓裝置,安全閥或爆破片應能正確動作,嚴禁超壓運行;加強維護檢查和定期檢驗。 |
脆性破裂 |
脆性破裂變形小,斷口平齊,可以形成碎塊,事先沒有征兆。 |
材質(zhì)不良或材質(zhì)低溫性能差;結構局部有缺陷,產(chǎn)生應力集中。 |
容器材質(zhì)選用塑性好的材料;焊后進行熱處理,消除殘余應力;使用時要防止內(nèi)部壓力劇烈變化,防止工作場所溫度劇烈變化;加強安全檢查,定期檢驗,遵守操作規(guī)程。 |
疲勞破裂 |
容器變形小,多發(fā)生在容器過渡不連續(xù)的應力集中區(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,負荷變化快,結構缺陷等。 |
定期檢驗;壓力容器結構必須合理,受力均勻。 |
蠕變破裂 |
有明顯的變形,如鼓包、伸長等,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。 |
正確選材;防止鋼板過熱而超高溫蠕變,要注意運行中工作狀況的調(diào)整,防止超溫運行。 |
腐蝕破裂 |
通過理化檢驗和肉眼觀察,可以見到腐蝕區(qū)(如麻坑腐蝕區(qū),晶間腐蝕裂紋等),破壞時變形大。 |
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。 |
加強對容器安全管理;選用防腐材料及襯里,使容器和介質(zhì)隔離,減少應力的不均勻性。 |