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压力容器压力容器、压力管道事故分析方法 　　摘要: 一．失效事故的技术检验1．事故现场处理和调查压力容器及压力管道轻易发生泄漏和爆炸事故并引发灾难性后果，关键表现在：冲击波伤害、火灾、毒性伤害、电击伤害等这无疑会造成不一样程度的人员伤害、建筑物损　　一．失效事故的技术检验　　1．事故现场处理和调查　　压力容器及压力管道轻易发生泄漏和爆炸事故并引发灾难性后果，关键表现在：冲击波伤害、火灾、毒性伤害、电击伤害等这无疑会造成不一样程度的人员伤害、建筑物损毁、设备和仪表电器的破坏事故　发生后必需立刻进行事故现场紧急处理，包含物料的紧急处理和危险电源的切断　　现场的保护和统计　　事故现场必需得到严格的保护，预防遭有意或无意的人为破坏，以免事故分析时得到错误的结论，事故发生后必需立刻在现场做好多种统计，应侧重以下多个方面：　　搜集现场的多种的操作统计、损坏仪表指针的指示位置、安全阀是否有泄放的迹象，爆破片是否爆破，如爆炸事故，爆炸后的碎片要进行搜集，并记下它的位置　　断口保护　　做好现场统计　　事故调查分析要求和内容　　事故调查应按法规组成的事故调查组主持进行，调查的要求和内容以下　　明确划定事故现场的范围，做好现场护栏和现场保护工作。

　　了解事故过程的相关情况　　搜集相关事故设备的全部文档　　进行必须的技术检验和判定工作，确定事故的过程、性质、原因、破坏形式、事故责任　　提出处理意见、必须的整改要求　　2．失效情况的外观检验　　失效情况的外观检验的关键是变形情况和断裂情况，若包括腐蚀和磨损时关键还有表面情况　　变形情况检验　　失效构件的变形情况是指：　　对于容器类构件：检验是否有碎片，总体变形有没有鼓胀，如有碎片，应搜集碎片及散落的多种的另部件，并统计其的尺寸和重量及其位置，有被无阻挡或撞击的痕?E方便以后估算爆炸力的大小　　没有爆炸碎片的应检验其变形情况，测量容器的直径最大变形量、周长变形量、壁厚减薄量及断口处减薄量等，方便判定是否是韧性断裂　　对轴类、杆类的另件检验是否存在显著的弯曲，或断裂时有没有显著的局部变形，或在没有显著的变形时便折断　　对于高温炉管、高温管道、高温下使用的容器，检验它是否发生了鼓胀变形，是否存在显著的弯曲或扭曲有没有裂缝测量变形的数据，方便进行的定量描述　　裂纹检验　　关键检验应力集中部位和焊缝部位它能够用磁粉或渗透探伤耒检验，也能够用放大镜检验检验结果可能有多条裂纹，通常检验断口周围的变形量能够判定出过分变形的前后次序。

　　表面情况检验　　构件表面在运行中最轻易引发的失效是腐蚀和磨损　　关键检验表面腐蚀的宏观形貌，包含腐蚀产物的颜色、厚度、疏松情况和基体金属的表面状态等如没有腐蚀覆盖物时其表面是否光洁，是否有腐蚀坑，腐蚀坑底是否有裂纹和穿过壁厚的小孔假如裂纹和坑外裂纹相连，则可能存在应力腐蚀或疲惫及腐蚀疲惫　　3．材料的检验和判定　　a)化学成份检验：这种检验关键目标是检验材料是否错用、是否存在氢蚀、不锈钢的镍含量分析通常采取化学分析或光谱分析　　b)力学性能检验：它用于检验材料性能是否下降排除因材料力学性能劣化而造成损坏　　c)金相检验：用于检验材料组织是否劣化它可用金相或电子显微镜检验尤其是扫描电子显微镜检验断口有尤其的效果　　4．断口的形貌的检验和分析　　断口的形貌的检验分宏观检验和电子显微镜检验两大类　　断口的宏检验和分析　　a)断口宏观分析的关键内容：　　①确定裂纹断裂时的扩展走向　　②确定裂纹源的位置　　③初步判定断裂的性质　　b)宏观断口三要素：宏观断口三要素为纤维状区、放射纹及人字纹区、剪切唇区纤维状区是韧性断裂的起裂源区放射纹及人字纹区是达成临界状态后的快速断裂区剪切唇区是发展到近表面的靠近平面应力时的剪切区。

　　断口的电子显微镜检验和分析　　在断口宏观检验分析的基础上，再进行电子显微镜尤其是扫描电子显微镜分析，扫描电子显微镜检验的目标有四个方面　　①分析断裂机制；　　②分析材料夹杂物状态；　　③分析材料的固态相变劣化程度；　　④搞清应力腐蚀的原因　　5．压力容器爆炸的能量　　爆炸是一个能量释放过程，其过程极为快速，它引发的破坏是事故中最严重的爆炸可分为物理爆炸和化学爆炸物理爆炸是单纯的受压缩液体和气体将容器胀破而发生的爆炸因猛烈的化学反应，容器立刻承受高温高压的作用而快速破坏称为化学爆炸物理爆炸是一个能量忽然释放的物理过程它的能量能够用热力学方程进行计算化学爆炸是化学物质发生剧烈反应、分解、快速燃烧时产生的瞬时能量计算极为复杂，且不易算准从能量计算中我们能够大致能够判定出是物理爆炸还是化学爆炸，通常若现场破坏所相当的TNT**爆炸时的冲击波能量基础上等于按物理爆炸计算出的能量，则可判定为物理爆炸若大大地大于此能量，则大致上能够认为是化学爆炸　　不管是物理爆炸还是化学爆炸，爆炸时会产生冲击波，它是爆炸时产生的压力波动，在离爆炸中心一定距离的某一点上开始时压力急速上升到某一很大的正压，然后又快速降低为低于大气压的负压，以后又升高，逐步衰减着向四面传?选?6．失效分析中的验证试验　　失效分析中对部分疑难问题或包括到的重大责任认定问题时需要进行验证试验耒进行认定。

验证试验大致有四个方面的试验　　材料验证试验：如材料组织劣化，需要用试验耒验证　　腐蚀失效验证试验：分析腐蚀或应力腐蚀的原因时需要进行验证性试验　　模拟应力测试试验和有限元应力分析：对于重大失效事故，要进行应力测试，方便搞清该部位的应力分?押陀α?集中系数　　模拟爆破试验和安全泄放装置试验：为了确定压力容器或压力管道的爆破压力能够进行模拟压力试验这类试验有三种　　①安全阀压力试验；　　②爆破片爆破试验；　　③压力容器爆破试验　　二．失效事故的综合分析　　1．确定失效形式　　在经历了一系列技术检测分析研究以后，在综合分析后首先应针对失效造成最终破坏的严重程度确定失效形式，通常能够分为五种形式　　过分变形：通常总体上或在某一微弱的局部发生了永久性的过分变形均是失效　　过分磨损：过分磨损将使运动副的间隙加大或机械的精度降低，造成振动严重；或设备及管道的壁厚减薄造成过分变形　　泄漏：包含密封件失效引发的超量泄漏，和因局部裂纹扩展造成局部穿透壁厚引发介质的泄漏甚至喷出，都有可能引发燃烧或二次爆炸和人员中毒，使装置停运　　断裂：对设备耒讲断裂会造成设备停运对压力容器或压力管道耒讲可能会引发介质大量喷发，造成燃烧、爆炸和人员中毒等大事故。

　　爆炸：在受压容器上，其裂口比较大或撕裂时，就会发生爆炸　　压力容器或压力管道的撕裂或爆炸事故能够分为下列四种情况　　①正常压力下爆炸：因为存在超标缺点或大面积局部减薄，或局部过热造成材料强度急剧下降所致是属于物理性爆炸　　②超压爆炸：如液化气超装引发的压力升高，造成的超压爆炸也是属于物理性爆炸　　③化学爆炸：由急速的不正常的化学反应所引发的　　④二次爆炸：可燃气体或可燃液体的蒸气和空气混合产生可燃气体云在容器外的爆炸，其触发能量要求极小，引发的灾难性很大　　2．确定失效类型　　压力容器的失效类型是依据失效时表现出的性态或失效的机理未综合考虑按习惯分：韧性失效、脆性破断、疲惫失效、腐蚀失效、蠕变失效等五种基础失效类型除此还有复合型的交互失效，和密封失效和磨损失效　　要判别以上多种失效类型，除必须按运行工况的可能性作为基础依据之外，更关键的是按失效后的变形形态、形貌特征、断口特征、材料分析和金相分析等多种技术判定的结果进行综合性的判别　　3．确定失效事故的原因　　失效事故的原因关键为结构设计、材料、制造和运行管理四大方面　　材料原因：设备的失效常常会因材料的原因造成发生，如材料的力学性能低、可焊性差、不耐磨、抗腐蚀性不好、高温下抗氧化性差。

材料中存在冶金缺点、制造中存在工艺缺点，甚至用错材料使用中材料劣化等，这些原因均能造成压力容器或压力管道失效　　结构原因：设计时选取了不适应实际工况的结构如存在交变载荷的容器，在结构中没有采取周到的预防应力集中和降低应力集中系数的方法即使选取了耐蚀材料，但在结构上存在缝隙和死角，运行后出现缝隙腐蚀　　受力原因：压力容器或压力管道在运行中它受的载荷有三类，压力载荷、温度载荷和机械载荷多种载荷在容器或管道内产生的应力能够分成四类，拉伸、压缩、弯曲和剪切应力在容器或管道上任何一个部位上均受到上述四种力的组合作用　　环境原因：广义环境原因对压力容器或压力管道耒讲是指介质环境和温度环境压力容器和压力管道的温度环境是极其多样的，低温下材料会变脆高温下会发生蠕变失效还会加速腐蚀等　　使用、维修和管理原因：再好的容器在投入使用后疏于管理也会造成失效，如润滑不好、腐蚀生锈、表面碰伤、超温超压违反操作规程、不进行定时检验检测，这些全部会使设备过早地出现问题，或出现问题后不能立即发觉　　三．综合诊疗方法　　1．综合诊疗的基础标准和基础方法　　基础标准　　①整体性标准：任何失效必定包括到构件本身、工作环境和工作条件、操作人员和管理等各个步骤，在分析　问题时必需统一分析考虑。

　　②从现象到本质标准：事故的表观现象，只是分析问题的向导，主要的是找到产生现象的原因，这才是失效的本质　　③动态标准：在分析问题时既要注意事故发生的瞬间，还要注意事故前的设备、介质、压力、温度、人员变动情况，串接起耒综合考虑　　详细方法　　①系统方法：将失效容器或管道从设计、制造、安装、使用管理、维修、检验、操作等原因作为一个统一研究系统，从整体上给予思索和分析，方便寻求失效原因　　②逻辑方法：将调研和技术判定得到的种种信息逐一进行分析、比较、归纳和综合按逻辑思维或逻辑运算的思绪，理出多种信息中的因果关系，必定或或然关系，从而作出严密的判定和推论，得到失效的可能原因　　2．综合诊疗方法　　经验分析法：对于部分不包括复杂大系统的事故，经过一系列的周密调查、取证和技术分析后通常凭借失效分析教授的经验能够得到较为客观的科学结论这种思维判定过程即使极难用严格的数理模型和逻辑运算的显式表示出耒，但其思维中严密的逻辑性是显而易见的　　特征－原因图法：它就是我们常见的鱼骨图　　事故树分析方法：这种方法原耒是为评价安全性和可靠性而发展起耒的，它对失效事故分析所要求的多个故障事件的搜寻和分析程序是基础相同的，事故树分析方法就是分析发生的多种事件之间的逻辑关系，区分正常事件和失效事件，从而寻求失效关键影响原因。