(4)工藝性能試驗
工藝性能試驗主要是鋼材的焊接性能試驗、耐腐蝕性能試驗等。試驗時應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。工藝性能試驗往往是事故檢查的一種輔助手段,起驗證作用。
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、保存在壓力容器發(fā)生事故的現(xiàn)場,應盡可能地搜集破斷口或碎片截取制成斷口試樣。對于破斷口,防止沾污表面,并用水玻璃涂其表面防止腐蝕。被沾污了的斷面應加以清洗。清洗后的斷口用酒精漂凈,并用熱風吹干,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斷口進行觀察,這是斷口分析的主要手段。
金屬的拉伸斷口,一般由三個區(qū)域組成,即纖維區(qū)、放射區(qū)和剪切唇。根據(jù)這三個區(qū)域在整個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),就是說金屬在斷裂前沒有較大塑性變形,斷裂主要是在高速擴展下進行的。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,并可由此查清裂紋的擴展情況。需要指出,破裂斷口的裂紋起始點可能不(3)斷口微觀分析
斷口微觀分析是利用光學顯微鏡、電子顯微鏡對斷口的微觀形態(tài)進行觀察,結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。前者是對用斷口表面復制的薄膜進行觀察,后者則可直接觀察實物斷口。有的電子顯微鏡配有電子計算機,不僅可作斷口定性分析,還可對斷口的成分作定量分析。
2.4.3 壓力容器事故分析中的計算
在壓力容器事故分析中,往往要進行計算和液化氣體過量充裝可能性的計算等工作。
對壓力容器進行強度計算,主要是為了判斷是設計強度不足還是運行后因腐蝕減薄導致強度不足的破裂。在強度計算中測量的壁厚,應注意是破裂前的厚度,而不是破裂變形后的壁厚。對于在焊縫處破裂的容器,若有未焊透缺陷時,還要考慮未焊透處的應力集中或?qū)ζ趶姸鹊南魅酢R夯瘹怏w容器的事故分析中,還應作過量充裝可能量的計算,即液化氣體滿液充裝和過量充裝時,在環(huán)境溫度升高幾度時,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)過事故現(xiàn)場的觀察檢查和測量,對事故發(fā)生過程和容器設計、制造、投產(chǎn)后運行情況的調(diào)查了解,以及必要的技術檢驗、鑒定和計算之后,則應對事故原因進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,每一次事故均應按具體情況作具體分析。
3.1 爆炸事故性質(zhì)及過程的判斷
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
當安全泄壓裝置正確、可靠,容器在破裂前沒有開啟泄放,壓力表也無異常,事故后檢查尚無失效、失靈,操作和工藝條件也屬正常等,無超壓跡象。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、焊縫有嚴重缺陷、以及容器長期不作技術檢驗、年久失修和器壁嚴重腐蝕而普遍減薄的容器。工作壓力下器壁上的應力超過材料屈服極限的則少見。
(2)超工作壓力下破裂的容器
當容器內(nèi)壓力較多的超過工作壓力而發(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,器壁上的應力超過材料的強度極限而發(fā)生破裂,這種破裂一般都有一段增壓過程,故破裂一般都屬于韌性破裂。
(3)化學反應而爆炸的容器
容器內(nèi)化學反應爆炸是指發(fā)生不正常的化學反應,使氣體體積增加或溫度劇烈增高致使壓力急劇升高導致的容器破裂。
發(fā)生化學反應爆炸的容器,其安全閥可能有排放過的跡象,但一般卻來不及全量排放。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。