压力容器安全 教学配套课件 张礼敬 06-压力容器失效形式及安全性分析.pdfVIP

第6章 压力容器失效形式 及安全性分析 第1节 断裂的定义及类型 • 断裂——是指固体在机械力，热、磁、声响、腐 蚀等单独作用或者联合作用下，使物体本身连续 性遭到破坏，从而发生局部开裂或分裂成几个部 分的现象，称断裂。 • 1）根据断裂性态 • 韧性断裂（也称为延性断裂）：构件在断裂前发 生了显著的塑性变形；脆性断裂。构件在断裂前 没有或仅有少量塑性变形。 • 2 ）按裂纹扩展路径 • 穿晶断裂，裂纹穿过晶内内部；沿晶断裂，裂纹 沿晶界扩展。 • 3 ）按断口宏观取向 • 正断：断裂的宏观表面垂直于最大正应力方向 σ，一般为脆性断裂；切断：断裂面大致与最大 正应力方向呈45 °。 • 4 ）按受力状态 • 短时与长时断裂；冲击断裂；疲劳断裂。 • 5）按环境不同： • 低温冷脆断裂；高温蠕变断裂；延滞断裂（氢脆 与应力腐蚀）；幅照和噪声损伤等。 • 断口——零件断裂的自然表面。 第2节 延性断裂 2.1 概述 • 压力容器承压部件的延性断裂是指其器壁材料发 生破坏的形式属于韧性断裂。 • 图6-1所示，这种图的曲线形状与器壁材料的拉伸 图有某些相似之处。 图6-1 容器的压力一容积变形图 2.2 延性破裂的特征 • 金属材料的韧性断裂是显微空洞形成和长大的过 程。如图6-2 （煤浆管道）。 窝 韧 图 6- 2 X 1 2 0 0 0 G 0 处 裂 断 • 1）破裂容器发生明显变形 b）容器变薄 图6-3 事故后部件变形照片 • 2 ）断口呈暗灰色纤维状 • 3 ）容器一般不是碎裂 • 4 ）实际爆破压力接近计算爆破压力 2.3 延性断裂事故的预防 • 2.3.1 延性断裂的基本条件 • 容器产生显著的塑性变形，只有在它受力 的整个截面上的材料都处于屈服状态下才 能产生。 • 2.3.2 常见压力容器延性断裂事故 • 1）液化气体容器充装过量 • 2 ）压力容器在使用中超压 • 3 ）设备维护不良以致壁厚减薄 • 2.3.3 压力容器延性断裂事故的预防 • 1）使用的压力容器必须按规定进行设计， 承压部件必须经过强度验算。 • 2 ）禁止将一般容器改成或当成压力容器使 用，防止不承压的容器因结构或操作的原 因在器内产生压力。 • 3 ）压力容器应按规定装设性能和规格都符合 要求的安全泄压装置，并经常保持其处于灵 敏可靠的状态。 • 4 ）认真执行安全操作规程。 • 5）作好压力容器的维护保养工作，采取有效 措施防止腐蚀性介质与大气对设备的腐蚀， 并经常保持防腐措施处于良好有效状态。 • 6）严格定期检验制度。 2.4 事故案例分析 第3节 脆性断裂 3.1 脆性断裂的基本原因 • 脆性断裂都是在较低的应力水平下发生 的。 3.2 脆性断裂的特征 • 1）容器没有明显的伸长变形 • 2 ）裂