压力容器失效介绍

压力容器失效介绍事故由失效引起关于失效 概念压力容器的失效是指符合下列三种情况之一的现象： （1）完全失去原定的功能。 （2）虽还能运行，但已部分失去原有功能或不能良好地 达到原定的功能。 （3）虽还能运行，但已严重损伤而危及安全性，使可靠 性降低。 失效模式分类为通用的分类方法可将失效形式分过度变形失效、断 裂失效、表面损伤失效和材料性能劣化四大类。（1） 过度变形失效过度变形失效可分为过度弹性变形失效和过 度塑性变形失效两类。虽未引起结构的破坏，但只要变形超过限度 也应判为失效。例如大型板式塔的塔盘过度挠曲而 使塔盘上流体分布明显不均匀，会引起气体穿过塔 盘时分布不均，严重时会影响传质或传热过程的正 常功能。即使塔盘的变形仍在弹性范围内，此时也 应判为过度弹性变形失效。容器壳体局部鼓凸或凹陷，法兰明显扭转， 以至能明显观察到有残余塑性变形，最终导致不安 全或密封处的泄漏，则应判为过度塑性变形失效。 过度变形主要与强度或刚度不足有关。（2）断裂破坏失效 断裂失效可进一步分为5种类型。这是从断裂 表现出的形态(脆断或韧断)、或引起断裂的原因( 载荷、环境等)、或断裂的机理(解理、疲劳、蠕变 等)进行综合考虑的混合分类方法。综合来说，分 为韧性断裂、脆性断裂、疲劳断裂、环境(腐蚀)断 裂和蠕变断裂等五种基本的断裂失效。(3)表面损伤失效 表面损伤失效主要分为磨损和表面腐蚀两类。表 面损伤失效既涉及到载荷、应力和介质的性质，也 与材料的有关性能有关。（4) 材料性能劣化（金相组织变化、氢致损伤 ）爆炸断裂泄漏过量变形表面损 伤、金属 损失材料性能 退化物理爆炸：物理原因（温度、内压）使应力超过强度化学爆炸：异常化学反应使压力急剧增加超过强度脆性断裂：应力腐蚀、氢致开裂、持久（蠕变）断裂、低温脆断韧性断裂疲劳断裂：应力疲劳、应变疲劳、高温疲劳、热疲劳、腐蚀疲劳、蠕变疲劳密封泄漏：充装过量（冒顶 ） 腐蚀穿孔、穿透的裂纹或冶金、焊接缺陷（满足LBB条件）过热、过载引起的鼓胀、屈曲、伸长、凹坑（dent）蠕变、亚稳定相的相变电化学腐蚀：均匀腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、沉积物下腐蚀、溶解 氧腐蚀、碱腐蚀、硫化物腐蚀、氯化物腐蚀、硝酸盐腐蚀冲蚀、气蚀高温氧化腐蚀、金属尘化或灾难性渗碳腐蚀、环烷酸腐蚀外来机械损伤：油气长输管线的主要失效模式之一辐照损伤脆化金相组织变化：珠光体球化、石墨化、S相析出长大、渗碳、渗氮、脱碳、回 火脆化与敏化、应变时效氢致损伤：氢腐蚀、氢脆（微裂纹）、堆焊层的氢致剥离压 力 容 器 与 管 道 主 要 失 效 模 式主要失效原因 大量统计资料表明，压力容器与管道的主要失效原因包 括运行操作、管理、设计制造、检测维修和外来损伤等 方面。 重大事故可定性为：责任事故或设备事故。压 力 容 器 与 管 道 主 要 失 效 原 因责 任 事 故设 备 事 故运行操作：违反操作规程、介质超标管理：缺少现代安全管理体系、职工素质教育差检测维修：严重损伤未能被检测发现或缺少科学评价、 不合理的维修工艺（尤其是停工状态的维修）设计制造：设计缺陷、选材不当、用材错误、存在超标 焊接或冶金缺陷、焊接或组装残余应力过大外来损伤：外来机械损伤、地震、洪水、雷击、大风等第一节 韧性破坏破坏的机理：材料受载荷作用发生从弹性塑 性破坏的连续变形过程破坏的特征：1.明显变形2.断口为切断型撕裂，呈暗灰色纤维状，断口 不平齐，且与主应力方向成45；无碎片。3.材料应力值超过屈服。破坏的原因：过载充装过量、超温超压、选材不当。第二节 脆性破坏破坏的机理：温度破坏的特征：1.无明显变形2.断口齐平、金属光泽、有碎片。3.材料应力值不高。破坏的原因：温度影响、本身材质影响（裂纹形缺陷）。第三节 疲劳破坏破坏的机理：低应力高周、高应力低周破坏的特征：1.器壁无明显的变形：微裂纹2.断口为两个明显区域3.泄漏失效4.多次的反复加压和卸压破坏的原因：内-局部高应力区，外-反复交边载荷事故的预防：材料、外载荷影响、操作、设计第四节 蠕变破坏破坏的机理：高温下，金相组织变化破坏的特征：1.温度较高2.有明显的塑性变形3.应力值低于强度极限 破坏的原因：选材、结构、局部过热事故的预防：材料、设计、保养第五节 腐蚀破坏破坏的基本原因：壁厚减薄、材料组织变化破坏的形态：1.均匀腐蚀2.局部腐蚀3.晶间腐蚀4.断裂腐蚀5.氢损伤破坏的机理：化学腐蚀、电化学腐蚀事故的预防：材料、设计制造、隔离、工艺措施第六节 压力容器事故分类、原因、预防分类：爆炸事故、重大事故、一般事故原因：设计、制造、使用、修理改造、安全附件预防：1.容器本身质量合格2.使用管理3.维护保养4.安全附件压力容器事故是根据事故造成的人员伤亡、直接 经济损失、中断运行时间、受事故影响人数等情况 ，划分为特重大事故、重大事故、较大事故和一般 事故四级： 1、压力容器特别重大事故：有下列情形之一的 事故造成30人以上死亡，或者100人以上重伤（包 括急性工业中毒，下同），或者1亿元以上的直接 经济损失的； 压力容器有毒介质泄露，造成15万人以上转移的。 2、压力容器重大事故：有下列情形之一的： 事故造成10人以上30人以下死亡，或者50人以上 100人以下重伤，或者5000万元以上1亿元以下直接 经济损失；压力容器有毒介质泄露，造成5万人以上15万人以下 转移的。 3、压力容器较大的事故：有下列情形之一的 事故造成3人以上10人一下死亡的，或者10以上50人 以下重伤的，或者1000万元以上5000万元以下的直 接经济损失的； 压力容器发生爆炸的； 压力容器有毒介质泄露，造成1万人以上5万人以下 转移的； 4、压力容器一般事故：有下列情形之一的 特种设备事故造成3人以下死亡，或者10人以下重伤 ，或者1万元以上1000万元以下直接经济损失的； 压力容器有毒介质泄露，造成500人以上1万人以下 转移的；第七节 事故调查、分析、处理一.事故调查1.事故现场检查：本体破裂、安全附件、伤亡情况2.事故过程3.压力容器使用情况二、事故分析1.爆炸性质及过程的判断2.破裂形式的鉴别3.事故原因的分析三、事故的处理处理机构级别不同