压力容器破裂形式试验清单_沧州五森管道有限公司
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压力容器破裂形式试验清单

  

1、弹性阶段——当外力消失,材料仍能回到原理的状态而不产生明显的塑性变形;

弹塑性阶段——材料发生很大的塑性变形,外载荷消失后材料不再恢复原状,塑性变形仍将保留;

断裂阶段——应力超过了材料的强度极限后,材料将发生断裂。

 

                   

2、脆性断裂与韧性断裂:

脆性:韧度低(brittle

韧性:韧度高(ductile

脆性断裂:断裂前无明显塑性变形(无颈缩)

韧性断裂:断裂前有明显塑性变形(有颈缩)

 

3、韧性断裂:断裂前有明显塑性变形

塑性破坏

韧性断口:

容器的韧性撕裂:

 

4、特征:

器壁有明显的塑性变形;

韧性破坏的断口为切断撕裂;

韧性破坏时的爆破压力接近理论爆破压力;

韧性破坏时,容器器壁的应力值一般达到  或接近材料的强度极限。

 

原因:

盛装液化气体介质的容器充装过量:对于盛装液化气体的容器,应该按规定的充装系数充装,即留有一定的气相空间,因为随着温度的增加,饱和蒸汽压显著增加。

使用中的压力容器超温超压运行:违反操作、安全装置不灵或者投料不当等导致容器器壁的应力达到材料强度极限

容器壳体选材不当或容器安装不符合安全要求:  选用的材料的强度过低,或压力容器的安装错误,使得压力来源处的压力高于压力容器的设计压力或最高工作压力,而又无可靠的 减压装置,则可能导致破坏。

维护保养不当:  压力容器的器壁发生大面积的腐蚀,壁厚减薄,在正常工作压力下受压部件整体屈服发生破裂。

 

事故预防:

在设计制造压力容器时,要选用有足够强度和厚度的材料,以保证压力容器在规定的压力下安全使用;

压力容器应该按照规定的工艺参数运行,安全附件应安装齐全、正确、并保证灵敏可靠;

使用中加强巡检工作严格按照工艺参数进行操作,严禁压力容器超温、超压、超负荷运行,防止过量充装;

加强维护保养工作,采取有效的措施防止腐蚀性介质及大气对压力容器的腐蚀。

 

脆性破坏:

冷脆性:指在0℃左右的低温下钢材韧性的明显降低。相应的低温界限叫钢材的“韧脆转变温度”。低碳钢及低合金钢均有冷脆性,并常导致冷脆破裂。

蓝脆性:指在200℃~300℃时钢材的韧性降低,并常体现为应变时效。后者是指钢材经冷加工塑性变形后,在室温下长期放置或在中温(对碳钢为200℃~300℃)下短期放置,其韧性明显下降的现象,常见于低碳钢。

热脆性:某些钢材长期停留在400500℃温度范围内以后冷却至室温,其冲击值明显下降。

碱脆:也叫苛性脆化,指在高浓度碱性介质和应力的共同作用下,钢材明显变脆并导致破裂的现象,常发生在锅炉锅筒及接触碱性介质的容器上。

氢脆:指钢材接触氢或含氢介质而导致韧性明显降低的现象。

黑脆:即石墨化,指钢材长期承受高温,其渗碳体分解析出石墨,使钢材韧性明显下降的现象。多发生在长期承受高温的低碳钢、钼钢部件上。

 

5、机理

高应力低周疲劳

锅炉压力容器的疲劳是在结构局部高应力、低交变周次下发生的疲劳,叫低周疲劳。其交变载荷引起的最大应力超过材料的屈服点,而疲劳寿命N102105

低应力高周疲劳

低应力、高交变周次下发生的疲劳。其交变载荷引起的最大应力在材料屈服点以下,疲劳寿命N1×105

 

6、特征

容器破坏时没有明显的塑性变形;

疲劳断裂与脆性破坏的端口形貌不同,疲劳端口存在两个明显的区域,一个是疲劳裂纹产生及扩展区,另一个是最终断裂区

容器的疲劳破坏一般是疲劳裂纹穿透器壁  而泄漏失效

疲劳破坏总是在经过多次的反复加压和泄压后发生的

 

7、原因

内部因素:微裂纹向疲劳裂纹扩展开裂的条件。

外部因素:变化幅度较大的非对称循环载荷

 

8、腐蚀破裂

腐蚀破裂:压力容器材料在腐蚀性介质的作用下,引起容器壁由厚变薄或材料组织结构改变、力学性能降低、使压力容器承载能力不够而发生的破坏形式。

分类:

按腐蚀的机理分:化学腐蚀和电化学腐蚀;

按腐蚀环境分:介质腐蚀、海水腐蚀和土壤腐蚀;

按腐蚀破坏的形态分:均匀腐蚀、局部腐蚀、晶   间腐蚀、断裂腐蚀、氢损伤。

 

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