简述压力管道的破坏原因 破坏型式及预防措施.doc

简述压力管道的破坏原因 破坏型式及预防措施 简述压力管道的破坏原因 破坏型式及预防措施 【摘 要】 压力管道的应用极其广泛，化工、石油、制药、能源、航空、环保、钢铁、公用工程等各类工业企业都不同程度地用到压力管道同时压力管道地域分布很广多年来，由于对压力管道的安全管理认识不足，其安全管理与锅炉、压力容器相比在法律、法规、标准规范的建设方面均不够完善但是由于压力管道的事故造成的经济损失的比例在不断上升压力管道的安全问题已经逐步引起各方面注意 【关键词】 压力管道 破坏型式 预防措施 1 压力管道在实际使用过程中，由于在设计、制造、安装及运行管理中存在各类问题，管道的破坏性事故时有发生 压力管道一般应用在连续性的生产过程之中，除常温常压外，更多为高温高压或低温高真空度的场合，工作介质比较复杂，对压力管道的运行带来一定的威胁 2 压力管道的破坏事故原因 压力管道的破坏事故的原因一般有以下几类：因为超压造成过度的变形；因存在原始缺陷而造成的低应力脆断；因环境或介质影响造成的腐蚀破坏；因交变载荷而导致发生的疲劳破坏；因高温高压造成的蠕变破坏等。

3 压力管道破坏的型式 压力管道破坏型式的分类方法很多种按照破坏时宏观变形量的大小可分为韧性破坏和脆性破坏两大类按照破坏时材料的微观断裂机制分类，可分为韧窝断裂、解理断裂、沿晶脆性断裂和疲劳断裂等，实际工作中，往往采用一种习惯的混合分类方法，即以宏观分类法为主，在结合一些断裂特征通常分为：韧性破坏、脆性破坏、腐蚀破坏、疲劳破坏、蠕变破坏，其他型式破坏 （1）韧性破坏时管道在压力的作用下管壁上产生的应力达到材料的强度极限，因而发生断裂的一种破坏型式发生韧性破坏的管道，其材料本身的韧性一般非常好，而破坏往往是由于超压而引起的破坏的特征：发生明显的变形，一般不产生碎片，实际爆破压力与理论值相近等 （2）脆性破坏是指管道破坏时没有发生宏观变形，破坏时的管壁应力也远未达到材料的强度极限，有的甚至还低于屈服极限脆性破坏往往在一瞬间发生，并以极快的速度扩展这种破坏现象和脆性材料的破坏很相似，故称为脆性破坏又因为它是在较低的应力状态下发生的，故又叫做低应力破坏破坏的特征：无明显的塑形变形，破坏时应力较低等 （3）腐蚀破坏是指由于受到内部输送物料及外部环境介质的化学或电化学作用而发生的破坏。

破坏的特征：全面腐蚀，局部腐蚀等 （4）疲劳破坏是指管道长期受到反复加压和卸压的交变载荷作用出现的金属材料疲劳，而产生的一种破坏方式破坏的特征：容易在结构的几何不连续处和存在原始裂纹缺陷的焊缝部位发生破坏，主要形式为爆破和泄漏，破坏后整体上无塑性变形，无直径增大或壁厚减薄等 （5）蠕变破坏是指在高温环境下，只要温度达到一定的程度，钢材即使受到的拉应力低于该温度下的屈服强度，也随着时间的延长而发生缓慢持续的伸长，这就是钢材的蠕变现象破坏的特征：蠕变断裂是一种沿晶断裂，其宏观断口呈粗糙的颗粒状，无金属光泽 4 预防措施 （1）韧性破坏事故的预防：1）使用管道必须经过认真的设计计算，使管道具有足够的壁厚，以保证在规定的工作压力下，管壁上的应力在需用应力范围以内2）管道系统应按规定装设安全泄压装置，并保证其灵敏好用3）加强对管道的维护检查和定期检验，采取有效措施防止大气及介质对管道的腐蚀，腐蚀余量应保持在许可的范围以内4）在实施检修或者局部更换管道时，避免错用、不合理的代理材料而降低管道的极限应力，这种情况在实际工作上并不少见，对于长期放置不用、维护不良的管道，因发生大面积腐蚀、厚度减薄、强度减弱，再次启用前应按规定进行全面检验。

（2）脆性破坏的预防措施：1）强对管道的检验2）消除焊接残余应力3）确保材料的韧性4）避免应力集中 （3）腐蚀破坏的预防措施：1）采用防腐蚀设计技术包括防腐蚀材料选取，防腐蚀结构设计和防腐蚀强度设计2）采用防腐蚀涂料如环氧树脂防腐蚀涂料、沥青防腐蚀涂料、高温防腐蚀涂料等3）采用耐腐蚀非金属材料如工程塑料管，不透性石墨管道，玻璃管，陶瓷管玻璃钢管道，自应力钢筋混凝土压力管4）采用钢-非金属混合材料管道如钢衬橡胶管，钢衬玻璃管，搪玻璃管道，防腐带材等5）阴极保护技术6）缓蚀剂保护技术7）金属喷涂渗镀技术 （4）疲劳破坏的预防措施：1）采用合适的抗疲劳材料2）管道系统设计时须作疲劳分析3）考虑结构的抗疲劳性能4）制造及安装时严格把关5）在役压力管道的定期检验 （5）蠕变破坏的预防：1）设计时要根据管道使用温度选用合适的管材，并按该材料在使用温度和需要的使用寿命下的蠕变极限来选取需用应力2）管系布置和结构设计要合理3）在安装过程中要严格控制材料、焊接工艺和热处理措施4）操作运行过程中要严格执行操作规程，控制好工艺指标，杜绝超温超压运行5）按照规程执行定期检验，必要时应在管路中设置可拆卸检验管段以供检验分析取样。

参考文献： 【1】化工部化工机械研究院，腐蚀与防护手册.北京：化学工业出版社，1991. 【3】沈松泉等.《压力管道安全技术》.南京：东南大学出版社，2000. 。