2、压力容器失效模式解析
几种常见压力容器的失效形式
几种常见压力容器的失效形式1、引言压力容器是承载压力的密闭设备，广泛应用在石化、能源、核电、军工等各个领域，由于介质腐蚀性、载荷压力、材料缺陷等各种原因，压力容器易发生各种形式的失效，导致生产停产、设备损坏、介质泄露，甚至会导致爆炸，造成灾难性事故。
因此，了解压力容器失效形式，找出引起失效的因素并提出预防措施，具有重大现实意义。
本文针对几种在工业生产中常用的压力容器，具体介绍其普遍发生的失效形式，分析产生失效的原因并给出相应的预防措施，以求设备安全运行。
2、储罐失效储罐的失效形式主要有表面损伤失效、断裂失效、泄露失效等。
2.1 表面损伤失效磨损、接触疲劳、腐蚀等均可造成表面损伤，由于储存的气体或液体中大多含有氢、硫、氯离子等，储罐最容易发生的是应力腐蚀引起开裂。
常见的液化石油气储罐，介质中含有水和硫化氢，形成具有腐蚀条件的湿硫化氢环境，在焊缝及附近的影响区，存在焊接残余应力和冷加工残余应力，同时壳体又受到工作压力，此时低合金高强度钢将会导致氢致开裂型应力腐蚀，形成微裂纹，在外加拉伸及残余拉伸应力作用下，最终扩展成裂纹导致破坏。
为防止应力腐蚀发生，首先应合理选材。
Ni、Mn Si、S、P等元素有利于应力腐蚀的发生，设计中要限制其含量。
其次要降低焊缝及热影响区的硬度，消除焊接残余应力。
在容器焊后进行热处理，可以残余应力，降低淬硬组织硬度，提高抗腐蚀性。
此外还应按要求对储罐及时进行全面检查，掌握设备发生应力腐蚀的程度，及时消除隐患。
2.2 断裂失效韧性断裂失效是因储罐承受的压力超过材料的屈服极限，材料发生屈服或全面屈服，当压力超过材料的强度极限时，则发生断裂。
最经常导致储罐韧性断裂失效的原因是过量充装，因此应严格按照《压力容器安全技术监察规程》，装填量不得大于0.95 。
脆性断裂失效是指储罐在正常压力范围内，无塑性变形的情况下突然发生的破裂称为脆性断裂失效。
脆性断裂在较低应力时发生，安全阀不会动作，因此后果比韧性断裂严重。
压力容器失效原因分析及防范建议研讨
压力容器失效原因分析及防范建议研讨摘要：在工业生产中，压力容器的应用十分常见，属于一种重要的承压特种设备，有利于保证工业生产稳定运行，广泛应用于化学反应、物质分离与存储以及热交换等工作。
从理论上看，压力容器性质较为特殊，无论哪种压力容器，均需要进行严格的管理，构建良好的应用条件，否则，有可能发生化学或物理性质的爆炸。
高水平的压力容器生产、管理以及后续维护，不仅可以有效降低事故发生的风险，还能彰显一个国家生产水平以及科技的先进性。
现阶段，我国各领域飞速发展，压力容器应用范围更加广泛，这就对压力容器安全使用提出了新要求，企业务必定期开展压力容器监测工作，严格遵守《固定式压力容器安全技术监察规程》中的相关规定，将安全风险降至最低，实现经济实用性最大化。
关键词：压力容器；失效；防范建议引言压力容器在运行过程中容易受到自身和外在因素的影响，其具有独特的属性特点，因此存在一定的安全隐患。
为了最大限度地降低压力容器运行过程中的安全隐患，全面确保压力容器的质量，需要企业不断强化质量监督和安全检验工作的力度，为压力容器的使用创设良好、安全的环境，促进压力容器作用的最大发挥。
1压力容器含义压力容器是一种用于反应、传热、传质、分离、贮存等工艺技术的装置，通常压力容器内气压大于0.1MPa。
压力容器作为一种特殊的承压设备，其结构因其生产要求和用途而异，同时不同类型的压力器各自特征也不同。
但归根结底，压力容器因为自身的承压性本质决定了在任何一种压力容器中都存在着物理和化学爆炸的可能性。
压力容器是我国工业生产的重要组成部分，其生产技术、经营水平是衡量一国工业文明程度的一个重要指标。
由于我国越来越重视压力容器，以及测试技术的进步，对压力容器的管理提出了更高的要求。
然而，但在实际生产中，还存在着许多问题和不足，从而使企业的安全和风险更加突出。
2压力容器失效原因分析2.1裂纹裂纹的常见种类有以下四种：设备发生局部损伤后，损伤部位因应力集中并在长时间压力与温度的作用下演化出的蠕变裂纹，主要发生在高温金属设备部件中；承压设备长期与浓度较大的碱性介质接触产生的应力腐蚀裂纹；机械加工过程中因工艺控制失准而产生的焊接裂纹；因设备某些部位在运行中承受较大内压而形成的疲劳裂纹。
压力容器失效分析
压力容器失效分析
如何开展失效分析工作
• 开展失效分析需要领导的重视和支持； • 需要有硬件的保证； • 需要失效分析人员有较高的素质； • 有正确的失效分析思路和失效分析步骤。
压力容器失效分析
对失效分析人员的要求
1、实事求是，用事实说话，勇于坚持真理； 2、敏锐的观察力和熟练的分析技术，善于 捕捉失效信息和证据； 3、正确的失效分析思路和良好的失效模式、 失效原因判断能力，要有“医生的思路，侦 探的技巧”； 4、善于学习，他人、书本、实践等； 5、扎实的专业基础知识和较广的知识面。
压力容器失效分析
失效分析的步骤
• 4 )深入分析研究： 失效件的宏观检查；断口 分析；无损探伤检查；表面及界面成分分析； 局部或微区成分分析；相结构分析等。
• 5 )综合分析归纳，推理判断提出初步结论 • 6 )撰写失效分析报告。
压力容器失效分析
失效分析的思路
失效分析全过程的思维路线。是指在思想 中以机械失效的规律为理论依据，把通过调 查、观察和实验获得的失效信息分别加以考 察，然后有机结合起来做为一个统一整体综 合考察，以获取的客观 事实为证据，全面应用 逻辑推理的方法，来判 断失效事件的失效模式， 并推断失效原因。
压力容器失效分析
失效分析的思路
1、撒大网逐个因素排除的思路 操作人员、机械设备系统、材料、
制造工艺、环境和管理 2、失效树（故障树） 3、逻辑推理
演绎推理、归纳推理、类比推理等
压力容器失效分析
材质工艺引起 延性断裂
材质工 艺复查
延性断裂
引起延性 断裂设计
设计复 核
严重超载引起 延性断裂
压力容器的失效形式
碳钢及低合金钢 奥氏体不锈钢
NaOH溶液、硝酸盐溶液、 HCN溶液、液氧、H2S溶液、 海水等
氯化物溶液、海水、高温水、 NaOH溶液、连多硫酸溶液、 HCL等
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气液或固液二相造成的冲蚀
1.化工部丙稀腈装置管道腐蚀
2002年化工部丙稀腈装置蒸气管道腐蚀穿透，造成装 置停车，检查发现整根管道都发生了冲蚀。此管道由 于温度较低，存在气液二项。
五、今后进一步可以做的工作 根据历年使用经验，考虑选择合适的材料； 建议在制造或使用过程中尽量使环焊缝避开汽液
两相液位波动区域； 向天津、扬子、仪征等单位调查、取经； 进一步开展讨论分析。
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应力腐蚀预防措施
降低应力 避免产生应力腐蚀的环境与材料的组合
如接管根部，开孔或其他局部结构不连续引起 的应力集中会使虚拟应力的峰值大大超过材料的屈 服点，导致很小范围内的材料进入塑性应变状态。 反复的塑性应变损伤将导致原应力集中部位很快萌 生出疲劳裂纹以至不断扩展而最终导致断裂。
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预防疲劳失效的措施
预防疲劳失效(不论高周疲劳或低周疲劳) 的一般原则
四、原因分析
PTA 溶液中含有PT酸(对甲基苯甲酸)。 历年裂纹一直发生在筒体中间一条环焊缝热影响 区，该环焊缝正好处于汽液两相液位波动区域。 双相不锈钢S32205在酸性介质和焊接残余应力的 同时作用下在焊缝热影响区出现的脆性开裂现象，属 于不锈钢应力腐蚀。
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腐蚀失效
压力容器和设备的腐蚀形态可以分为8大类型：
(1) 全面腐蚀(均匀腐蚀) (2) 孔蚀(点蚀) (3) 缝隙腐蚀 (4) 晶间腐蚀 (5) 应力腐蚀 (6) 氢腐蚀（化学腐蚀） (7) 冲蚀 (8) 双金属腐蚀。
压力容器与管道失效分析和安全评价
失效模式：断裂、变形、腐蚀、 泄漏等
失效预防措施：加强设计审查、 提高制造质量、加强使用维护等
安全评价
01
失效原因分析： 材料缺陷、设计 不合理、制造工
艺问题等
02
失效后果评估： 人员伤亡、经济 损失、环境污染
等
03
安全措施建议： 加强材料检测、 优化设计、改进
优化结构设计： 采用合理的结 构设计，提高 容器和管道的 强度和稳定性
优化制造工艺： 采用先进的制 造工艺，提高 容器和管道的 质量和可靠性
优化检测与维 护：定期进行 检测和维护， 及时发现和处 理问题，确保
安全运行
材料选择
01
选用耐腐蚀、 耐高温、耐 高压的材料
02
选用具有良 好韧性和延 展性的材料
06
气蚀失效：由于流体高速 流动引起的材料气蚀损伤
失效后果
设备损坏：可能导致设备 无法正常工作，甚至造成 设备报废
生产中断：可能导致生产 过程被迫中断，影响生产 效率和效益
人员伤亡：可能导致操作 人员或其他相关人员受伤 甚至死亡
环境污染：可能导致有毒 有害物质泄漏，污染环境， 影响生态环境和人类健康
03
选用具有良 好焊接性能
的材料
04
选用具有良 好抗疲劳性
能的材料
维护保养
定期检查压力容器 和管道的腐蚀情况， 及时处理腐蚀问题
定期检查压力容器 和管道的密封情况， 确保密封性能良好
定期检查压力容器 和管道的支撑情况， 确保支撑结构稳定 可靠
定期检查压力容器 和管道的仪表和阀 门，确保仪表和阀 门性能良好
安全评价
2
评价方法
风险评估：对压力容 器和管道的潜在风险 进行评估
压力容器的破坏形态
To be successful, go crazy first and move forward with a simple mind.精品模板助您成功（页眉可删）压力容器的破坏形态根据国际《压力容器、锅炉和管道委员会》提出的方法，依照破坏形态和破坏原因，压力容器破坏形式可分以下几种：1、过度的塑性变形当压力载荷大大超过设计数值时，容器的器壁变薄，最后达到不稳定点，即当压力稍许增加时，容器就会因过度塑性变形而发生破裂。
当容器发生过度塑性变形破裂时，断口为撕断状态，容器破坏时不产生碎片或者仅有少量碎块，爆破口的大小视容器爆破的膨胀能量而定。
除压力的影响以外，金属材料在高温下的蠕变也是引起塑性变形的一个重要原因，在蠕变过程中，材料发生连续的塑性变形，在塑性变形积累到相当长时间后，将以破裂而告终。
2、过度的弹性变形弹性变形是固体在外力的作用下表现出的一种行为，当外力撤出后，物体能够恢复原来形状的能力称为弹性性质，而具有这种可逆性的变形就叫做弹性变形，过度的弹性变形可能使容器呈现不稳定状态，甚至达到失稳程度。
3、大应变疲劳压力容器在交变应力的作用下，位于容器的某些局部区域（如开孔接管周围、局部结构不连续处等）受力最大的金属晶粒将会产生滑移并逐渐发展成为微小裂纹，且裂纹两端不断扩展，最终导致容器的疲劳破坏。
疲劳首先出现在上述高应力的局部区域，即出现在这些高应力引起的大应变的地方，这种破坏就称大应变疲劳。
压力容器的疲劳破坏一般具有以下特征：（1）容器没有明显的变形（2）破裂的断口存在两个区域：疲劳裂纹产生至扩展区和最后断裂区（3）容器常因开裂泄漏而失效（4）疲劳破坏总是在容器经过反复的加载和卸载以后发生4、腐蚀疲劳腐蚀疲劳是金属材料在腐蚀和应力的共同作用下引起的一种破坏形式。
在材料的腐蚀疲劳中，一方面由于腐蚀使金属表面局部损坏并促使疲劳裂纹的产生和发展；另一方面，交变的拉伸应力破坏金属表面的保护膜并促使表面腐蚀的产生。
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。
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。
运行操作：违反操作规程、介质超标
压 力 容 器 与 管 道 主 要 失 效 原 因
管理：缺少现代安全管理体系、职工素质教育差
责 任 事 故
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；
（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。
压力容器设计基础讲义
压力容器设计基础讲义第一部分、压力容器设计基础知识第一章压力容器失效模式压力容器在载荷作用下丧失了正常的工作能力称为失效。
压力容器所考虑的失效模式主要为断裂、泄漏、过度变形和失稳。
压力容器失效常以三种形式表现出来：强度、刚度、稳定性。
压力容器建造标准中主要考虑的失效模式：1）短期失效模式：（1）脆性断裂（2）韧性断裂（3）超量变形引起的接头泄漏（4）超量局部应变引起的裂纹形成或韧性剪切（5）弹性、塑性或弹塑性失稳2）长期失效模式：（1）蠕变断裂（2）蠕变超量变形（3）蠕变失稳（4）冲蚀、腐蚀（5）环境助长开裂，如：应力腐蚀开裂3）循环失效（1）扩展性塑性变形（2）交替塑性（3）弹性应变疲劳或弹-塑性应变疲劳（4）环境助长疲劳，如：腐蚀疲劳第二章 GB150适用范围（1）适用的设计压力①对于钢制容器不大于35MPa；②其它金属材料制容器的设计压力适用范围按相应引用标准确定。
（2）适用的设计温度范围①设计温度范围：－269℃～900℃。
②钢制容器不得超过按GB 150.2 中列入材料的允许使用温度范围。
③其他金属材料制容器按本部分相应引用标准中列入的材料允许使用温度确定。
（3）下列各类容器不在标准的适用范围内：①设计压力低于0.1MPa且真空度低于0.02MPa的容器；②《移动式压力容器安全监察规程》管辖的容器；③旋转或往复运动机械设备中自成整体或作为部件的受压器室（如泵壳、压缩机外壳、涡轮机外壳、液压缸等）；④核能装置中存在中子辐射损伤失效风险的容器；⑤直接火焰加热的容器；⑥内直径（对非圆形截面，指截面内边界的最大几何尺寸，如：矩形为对角线，椭圆为长轴）小于150mm的容器；⑦搪玻璃容器和制冷空调行业中另有国家标准或行业标准的容器。
（4）对不能按 GB 150.3确定结构尺寸的容器或受压元件，允许采用以下方法进行设计:①按照附录C的规定，进行验证性实验分析（如实验应力分析、验证性液压试验）。
②按照附录D的规定，利用可比的已投入使用的结构进行对比经验设计。
2.2.17.2压力容器的安全装置与失效形式
压力容器的常用安全泄压装置-其他装置
压力表和液面计相当于观察和操控压力容器的眼睛，这些设置可以避免 压力容器盲目操作。压力容器附件还包括测温装置和减压阀
压力表
液面计
减压阀
测温装置
压力容器的断裂
定义
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。
疲劳断裂的特征
部件没有明显的塑性变形 断裂断口存在两个区域 设备常因开裂泄漏而失效 部件在多次承受交变载荷后断裂
压力容器的失效形式
疲劳断裂的预防 ➢ 压力容器的制造质量应符合要求，避免先天性缺陷。以减
少过高的局部应力。 ➢ 在压力容器安装中应注意防止外来载荷源影响，以减少压
力容器本体的交变载荷。 ➢ 在运行中要注意操作正确性，尽量减少升压、卸压的次数，
组合型
两种泄压装置组合，常见弹簧 式安全阀与爆破片串联组合
压力容器的常用安全泄压装置-安全阀
定义
安全阀是启闭件受外力作用下 处于常闭状态，当设备或管道 内的介质压力升高超过规定值 时，通过向系统外排放介质来 防止管道或设备内介质压力超 过规定值的特殊阀门。
压力容器的常用安全泄压装置-安全阀
基本结构：密封结构（阀座、阀瓣）和加载机构（弹簧或重锤、导阀）
连锁 装置
计量 装置
压力容器的安全装置-安全泄压装置
安全泄压装置是防止超压而发生安全事故的关键性措施 按照结构类型不同可以分为阀型、断裂型、熔化型和组合型
阀型
最常用，通过阀的开启排出气 体来降低容器内的压力
熔化型
常见易熔塞，利用低熔点合金 高温熔化，打开通道以泄压
压力容器和压力管道的失效(破坏)
压力容器和压力管道的失效（破坏）1．失效的定义：完全失去原定功能；虽还能运行，但已失去原有功能或不能达到原有功能；虽还能运行，但已严重损伤而危及安全，使可靠性降低。
2．失效的方式：1〕从广义上分类：过度变形失效：由于超过变形限度而失效。
断裂失效：由于出现裂而失效。
表面损伤失效；因表面腐蚀而导至失效。
2〕一般分类：可分为a)过度变形失效：失效后存在较大的变形。
b)断裂失效：失效是由于存在缺陷如裂痕、腐蚀等缺陷而引起的。
c)表面损伤失效：因腐蚀、表面损伤、材料表面损伤等原因引起的失效。
3．失效的原因1〕韧性失效：容器所受应力超过材料的屈服强度发生较大的变形而导致失效，原因为制定不当、腐蚀减薄、材质劣化强度下降、超压、超温。
断有纤维区、放射纹区、剪切唇区。
2〕脆性失效：容器在无显然变形状况下出现断裂导致失效，开裂部位存在较大的缺陷〔主要是裂缝〕，材质劣化变脆、应力腐蚀、晶间腐蚀、疲惫、蠕变开裂。
断平齐，有金属光泽，断和最大主应力方向垂直。
3〕疲惫失效：容器长期受交变载荷引起的疲惫开裂导致疲惫失效。
原因为容器长期受交变载荷、开裂点应力集中、开裂点上有小缺陷。
断比较平齐光整，有三个区萌生区、疲惫扩大区和瞬断区。
其中扩大区有显然的贝壳样条纹。
4〕腐蚀失效：因腐蚀原因导致失效。
均匀腐蚀减薄导致强度不够；应力腐蚀导致断裂；晶间腐蚀导致开裂；氢蚀导致开裂、点蚀造成的泄漏；缝隙腐蚀造成的泄漏或开裂；冲蚀造成局部减薄，泄漏；双金属腐蚀造成局部减薄。
晶间腐蚀：金属材料均属多晶材料，晶粒间存在晶界，晶间腐蚀是指晶界发生腐蚀。
应力腐蚀：金属材料的材质、介质、和拉应力三个因素共同作用下发生的裂痕不断扩展。
裂痕的发展可以是沿晶的也可以是串晶的。
氢蚀：在高温下氢气常形成原子状态氢极易渗透到钢材内部，进入钢材的氢与渗碳体中的碳生成甲烷，使渗碳体脱碳材料变软，生成的甲烷在金属中体积增大，使金属内压力增大金属表面形成鼓包。
腐蚀失效的形式：韧性失效、脆性失效、局部鼓胀、爆破、泄漏、裂痕泄漏、低应力脆断、材质劣化。
压力容器失效形式
现在压力容器使用单位，尤其是大型的化工企业的检修周期越来越长，设计时对第三类压力容器进行风险评估报告可以为所在的装置进行RBI检测提供基础资料。
对设计阶段要求增加风险评估，肯定会增大设计的难度，对设计人员有了更高的要求，同时多少会增加一些成本，但是，从容器应用的安全的角度来看，这个要求是合理的，设计时要求的风险评估报告内容主要包括容器可能的失效模式、风险控制等，设计阶段进行风险评估的目的包括：①分析压力容器在使用过程中可能出现的失效，提出规避这些失效的方法和措施，②依据风险工程的理论，评价风险的水平，采取措施来控制风险水平;①告诉容器的用户，容器可能出现的破坏形式，以及当发生破坏时应该采取的措施，便于用户制定合适的应急预案;④向压力容器用户提供足够的信息，总之最终目的是保证容器的安全使用。
这也是世界上发达国家压力容器行业普遍应用的方法，所以说这个要求是必要的也是合理的。
压力容器的设计文件较传统意义上的范围被赋予了新的内涵，即除了常规的强度计算书或者应力分析报告、设计图样、制造技术条件等外，新增了对第三类压力容器的“风险评估报告”要求。
对第Ⅲ类压力容器的“风险评估报告”包括：主要失效模式、失效可能性及风险控制等内容的风险评估。
压力容器所考虑的失效模式”主要为断裂、泄漏、过度变形和失稳。
压力容器的设计准则与其预期的失效模式相对应，是综合考虑了失效模式预计、强度理论、设计方法、设汁准则、安全裕度设置和材料选择原则等因素，防止压力容器在运行过程中发生失效。
压力容器承受的载荷不同，其失效模式是不同的。
如果说，对一台在特定工况条件下的压力容器的主要失效模式，还可以进行理沦上的分析判断的话，那么对其失效可能性的预测则更加困难。
对风险控制的措施有许多种：如设计上的周密考虑、生产中严格的设备工艺操作规程和日常巡检维护措施、定期检验措施等等。
对危险性较高的压力容器而言，进行“风险评估”的要求无疑是重要的和必要的.这也是贯彻国家关于安全、环保等方面的有关政策，建设和谐社会的具体举措，但对一般设计人员而言，在具体的实施过程中可能还有许多困难.比如报告的格式、内容、深度等都需在具体的实施过程中不断完善，建议有关部门能制定出较为具体的细则，以便于该规定的贯彻和落实。
压力容器失效分析、压力容器失效分析
压力容器定期检验
2、年度检查时，凡发现以下情况之一的，要求使用单位限期更换爆破片装 置并且采取有效措施确保更换期的安全，如果逾期仍未更换测该压力容器暂 停使用： （1）爆破片超过规定使用期限的； （2）爆破片安装方向错误的； （3）爆破片装置标定的爆破压力、温度和运行要求不符的； （4）使用中超过标定爆破压力而未爆破的； （5）爆破片装在安全阀进口侧与安全阀串联使用时，爆破片和安全阀之间 的压力表有压力显示或者截止阀打开后有气体漏出的； （6）爆破片装置泄漏的。 3、爆破片单独作泄压装置或者爆破片与安全阀并联使用的压力容器进行年 度检查时，如果发现爆破片和容器间的截止阀未处于全开状态或者铅封损坏 时，要求使用单位限期改正并且采取有效措施确保改正期间的安全，如果逾 期仍未改正则该压力容器暂停使用。
（2）压力表的定期检修维护制度，检定有效期及其封印；
（3）压力表外观、精度等级、量程、表盘直径；
（4）在压力表和压力容器之间装设三通旋塞或者针形阀的位置、开启标记
及锁紧装置；
（5）同一系统上各压力表的读数是否一致。
2、年度检查时，凡发现以下情况之一的，要求使用单位限期改正并且采取
有效措施确保改正期间的安全，如果逾期仍未改正的，应当暂停该压力容器
（1）超过规定的检定、检修期限
（2）玻璃板（管）有裂纹、破碎；
（3）阀件固死；
（4）出现假液位；
（5）液位计指示模糊不清；
（6）选型错误；
（7）防止泄漏的保护装置损坏。
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压力容器定期检验
（三）测温仪表 1、测温仪表的年度检查，至少包括以下内容； （1）测温仪表的定期检定和检修制度。 （2）测温仪表的量程与其检测的温度范围的匹配情况； （3）测温仪表及其二次仪表的外观。 2、年度检查时，凡发现以下情况之一的，要求使用单位限期改正并且采取 有效措施确保改正期间的安全，如果逾期仍未改正则该压力容器暂停使 用； （1）超过规定的检定、检修期限； （2）仪表及其防护装置破损； （3）仪表量程选择错误。
2、压力容器失效模式
第二节 压力容器的典型事故案例 一、天水一建材公司发生爆炸事故 二、重庆天原化工总厂氯气泄露爆炸事故 三、住宅楼某住户液化气泄漏引发爆炸事故 四、四川重庆开县12.23天然气泄露事故 五、吉林石化分公司双苯厂爆炸事故 六、2008年煤矿瓦斯爆炸事故汇总
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案例1： 一建材公司发生爆炸事故 造成4死5伤 2006年7月19日晚10时30分，甘肃省天水市麦积区 花牛镇曹埂村的天水方正建材有限公司生产车间发 生一起压力容器（蒸汽釜）爆炸事故，造成4人死 亡，5人受伤，其中2人重伤。
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第一节 压力容器失效简介 二、压力容器失效模式分析 1、压力容器强度失效： （3）疲劳破裂 预防措施： １、在于设计中尽量减少应力集中，采用合理的 结构和制造的工艺； ２、选择合适的抗疲劳材料； ３、尽量减少不必要的加压，卸压次数； ４、严格控制压力和温度的波动。
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第一节 压力容器失效简介 二、压力容器失效模式分析 1、压力容器强度失效： （4）腐蚀破裂 从腐蚀形式上腐蚀分为：全面腐蚀和局部腐蚀。 全面腐蚀：腐蚀作用均匀地发生在整个金属表 面。 局部腐蚀：包括区域腐蚀，点腐蚀，晶间腐蚀， 应力腐蚀及腐蚀疲劳等。 从腐蚀机理上分可分为：化学腐蚀和电化学腐 蚀两大类。 防止腐蚀措施：选用耐腐蚀材料，设法降低应力和 应力集中，采用能降低介质腐蚀性的各种措施。
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第一节 压力容器失效简介 二、压力容器失效模式分析 压力容器失效是指压力容器在规定的使用环境 和寿命期限内，因结构尺寸、形状和材料性能发生 变化，完全失去原设计功能或未能达到原设计要求， 而不能正常使用的现象。常见的压力容器失效模式 大致可以分为强度失效、刚度失效、失稳失效和泄
漏失效四大类。
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第一节 压力容器失效简介 二、压力容器失效模式分析 1、压力容器强度失效： 压力容器在压力等荷载的作用下，因材料屈 服或断裂而引起的失效模式，称为强度失效。通常 包括五种形势： 韧性断裂 脆性断裂 疲劳断裂 腐蚀断裂 蠕变断裂
压力容器失效几大形式分析
压力容器在规定的使用环境和寿命期限内，其容器形状、材料性能等发生变化，完全失去原设计功能，或未能达到原设计要求，而不能正常使用的现象称之为压力容器失效。
常见的压力容器失效形式大致可以分为强度失效、刚度失效、失稳失效和泄漏失效四大类。
一、压力容器强度失效：压力容器在压力等荷载的作用下，因材料屈服或断裂而引起的失效形式，称为强度失效。
通常包括：1、韧性断裂：在压力等荷载作用下，产生的应力值达到或接近器壁材料的强度极限而发生的断裂。
压力容器一般有碳钢压力容器，通常碳钢压力容器的韧性断裂的主要原因是壁厚过薄(设计壁厚不足和厚度因腐蚀而变薄)、内压过高或选材不当、安装不符合安全要求。
2、脆性断裂：容器没有明显的塑性变形，且器壁中的应力值远远小于材料的强度极限甚至低于材料的屈服极限而发生的断裂。
脆性断裂的主要原因在于材料的脆化(材料选择不当、材料加工工艺不当、应变时效、运行环境恶劣)和材料本身的缺陷。
3、疲劳断裂：压力容器受到交变荷载的长期作用，材料本身含有裂纹或经一定循环次数后产生裂纹，裂纹扩展使容器没有经过明显的塑性变形而突然发生的断裂。
疲劳断裂过程可分为裂纹萌生、扩展和断裂三个阶段。
4、蠕变断裂：压力容器在高温下长期受载，随着时间增加材料发生缓慢的塑性变形，塑性变形经长期积累而造成厚度明显减薄或鼓胀变形，最终导致容器断裂。
压力容器发生蠕变时，一般壁温达到或超过其材料熔化温度的25%～35%。
蠕变断裂的变形量取决于材料的韧性，断裂时的应力值低于材料使用温度下的强度极限。
5、腐蚀断裂：压力容器材料在腐蚀介质作用下，如碳钢罐，因均匀腐蚀导致壁厚减薄及材料组织结构改变或局部腐蚀造成的凹坑，使材料力学性能降低，容器承载能力不足而发生的断裂。
压力容器腐蚀机理有化学腐蚀和电化学腐蚀。
腐蚀形态有均匀腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、缝隙腐蚀、氢腐蚀、双金属腐蚀等。
二、压力容器刚度失效：由于压力容器过渡的弹性变形而引起的失效。
压力容器的破坏形式(新编版)
( 安全管理 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改压力容器的破坏形式(新编版)Safety management is an important part of production management. Safety and production are inthe implementation process压力容器的破坏形式(新编版)根据国际《压力容器、锅炉和管道委员会》提出的方法，依照破坏形态和破坏原因，压力容器破坏形式可分以下几种：1过度的塑性变形当压力载荷大大超过设计数值时，容器的器壁变薄，最后达到不稳定点，即当压力稍许增加时，容器就会因过度塑性变形而发生破裂。
当容器发生过度塑性变形破裂时，断口为撕断状态，容器破坏时不产生碎片或者仅有少量碎块，爆破口的大小视容器爆破的膨胀能量而定。
除压力的影响以外，金属材料在高温下的蠕变也是引起塑性变形的一个重要原因，在蠕变过程中，材料发生连续的塑性变形，在塑性变形积累到相当长时间后，将以破裂而告终。
2过度的弹性变形弹性变形是固体在外力的作用下表现出的一种行为，当外力撤出后，物体能够恢复原来形状的能力称为弹性性质，而具有这种可逆性的变形就叫做弹性变形，过度的弹性变形可能使容器呈现不稳定状态，甚至达到失稳程度。
3大应变疲劳压力容器在交变应力的作用下，位于容器的某些局部区域（如开孔接管周围、局部结构不连续处等）受力最大的金属晶粒将会产生滑移并逐渐发展成为微小裂纹，且裂纹两端不断扩展，最终导致容器的疲劳破坏。
疲劳首先出现在上述高应力的局部区域，即出现在这些高应力引起的大应变的地方，这种破坏就称大应变疲劳。
压力容器的疲劳破坏一般具有以下特征：（1）容器没有明显的变形（2）破裂的断口存在两个区域：疲劳裂纹产生至扩展区和最后断裂区（3）容器常因开裂泄漏而失效（4）疲劳破坏总是在容器经过反复的加载和卸载以后发生4腐蚀疲劳腐蚀疲劳是金属材料在腐蚀和应力的共同作用下引起的一种破坏形式。
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第一节 压力容器失效简介 二、压力容器失效模式分析 1、压力容器强度失效： （5）蠕变破裂 压力容器母体材料长期处于高温下受到拉应力的 作用，而缓慢产生地塑性变形，称为蠕变，材料蠕 变而使容器发生的破裂称为蠕变破裂。 蠕变破裂的特点：发生蠕变的容器体积变大，器 壁减薄，最后导致容器破裂。 容器发生蠕变破裂很少见。 预防蠕变破裂发生的措施主要是：注意选材和结 构，在使用中应注意避免超温和局部过热。
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第一节 压力容器失效简介 二、压力容器失效模式分析 1、压力容器强度失效： （1）韧性断裂： 韧性破裂是在容器承受的内压力超出安全限度 后，先出现塑性变形，随着压力继续增大就会产生 破裂。 韧性断裂特点：
1、内压力过高，超过了容器最高工作压力，设计压力， 达到了容器的爆破压力值。 2、容器发生破裂前，容器就有明显的变形，破裂处的器壁 显著减薄。 3、发生韧性破裂的容器一般无碎片飞出，只裂开一个口。 4、断口呈撕裂状。 7
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第一节 压力容器失效简介 二、压力容器失效模式分析 1、压力容器强度失效： （3）疲劳破裂 由于容器在频繁的加压，卸压过程中，材料受到 交变应力的作用，经长期使用后所导致容器破裂。 发生疲劳破裂的原因：就是频繁的交变应力。 形成疲劳破裂的三个阶段： 一是疲劳裂纹成形阶段， 二是裂纹疲劳扩展阶段， 三是疲劳断裂阶段。 特点：与韧性破裂不同无明显变形，器壁没有发 生减薄，与脆性破裂不同，不是破裂成碎片。
事发现场：厂房里整齐 排放的四个大压力容器 （蒸汽釜）在爆炸发生 后明显空缺了一个， （用途：将空心砖坯放 进该容器中进行高压蒸 气处理)存放压力容器的 厂房（墙和屋顶）已经 不见踪影.
？
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案例1： 一建材公司发生爆炸事故 造成4死5伤 据砖场的刘、宋两师傅称，7月19日晚10时30分， 建材公司那边突然传出一声巨响，像炸弹爆炸一样， 整个砖场都在颤抖，紧接着像下大冰雹一样，飞来 了很多空心砖碎块。
人在操作中发现，2号氯冷凝器的列管出现穿孔，有氯气泄 漏，厂里随即进行紧急处置。到16日凌晨2点左右，这一冷 凝器发生局部的三氯化氮爆炸，氯气随即弥漫。据现场指挥 部一位负责人介绍，发生氯气泄漏事件后，重庆江北区立即 通知附近居民疏散，目前，化工厂周围一公里范围内的居民 已经疏散。从16日中午开始，与化工厂隔江相对的重庆化龙 桥片区部分居民也开始疏散。当地政府当即组织对工厂的其 他氯罐进行排氯，但在这一过程中，发生了爆炸。
事故原因：系该企业 安全生产管理混乱， 压力容器年久失修， 安全附件不齐全，超 压泄放装置长期处于 失效状态，工作人员 没有基本的安全意识， 违章作业，致使容器 超压运行，酿成事故。
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案例2：重庆天原化工总厂氯气泄露爆炸事故 2004年4月15日晚，位于重庆市江北区的重庆天原 化工总厂发生氯气泄漏事件，16日凌晨发生局部爆 炸。 事故经过：15日19时左右，重庆天原化工总厂的工
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案例2：重庆天原化工总厂氯气泄露爆炸事故 经事故调查组调查确认，这起氯气泄漏爆炸事 故是一起责任事故。
氯气泄漏事件爆炸现场 消防战士准备进入爆炸现场
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案例2：重庆天原化工总厂氯气泄露爆炸事故 事故处理：分别对天原化工总厂事故相关责任 人进行撤销职务或行政记大过等处分。
数百名未能入住的群众等待安置
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第一节 压力容器失效简介 一、压力容器事故原因分析 运用安全学原理的相关理论，发生事故的直接 原因一般有三种： 1.容器本身的不安全因素 主要来源于设计和制 造过程的缺陷； 2.人的不安全行为 则体现在压力容器的运行过 程中人的主观操作； 3.管理缺陷 则表现为压力容器的安全技术管理、 安全运行管理、压力容器定期检验和安全等级评定 等。
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第一节 压力容器失效简介 二、压力容器失效模式分析 ５、压力容器泄漏失效: 容器的各种接口密封面失效或器壁出现穿透性 裂纹发生泄漏而引起的失效.泄漏介质可能引起燃烧, 爆炸和中毒事故,并造成严重的环境污染。压力容器 泄漏的原因是多方面的,受压部件受到频繁的振动而 产生裂纹,胀接管口松动,器壁局部腐蚀变薄穿孔,局 部鼓包变形及密封面失效等,都会造成压力容器因泄 漏而失效。
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第一节 压力容器失效简介 一、压力容器事故原因分析 综合分析，压力容器发生事故的主要原因包括：
设计错误，容器结构不合理，选材不当，强度不足，制 造缺陷，安装不符合技术要求，安全附件规格不符，以及运 行中的超压、超温、超负荷和操作不当，没有执行在用压力 容器定期检验和安全等级评定，导致压力容器失效，从而引 发事故。 压力容器的操作条件的频繁波动，对容器的抗疲劳破坏 性能不利，过高的加载速度会降低材料的断裂韧性，即使容 器存在微小缺陷，也可能在压力的快速冲击而发生脆性断裂。 压力容器运行过程中如果发生误操作、过量充、载且安全保 护装置失效，都会导致压力容器的压力升高，以至于超载， 进而可能引发爆炸事故。
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案例2：重庆天原化工总厂氯气泄露爆炸事故 2004年4月15日晚，位于重庆市江北区的重庆天原 化工总厂发生氯气泄漏事件，16日凌晨发生局部爆 泄露区 3公里内的群众在紧急疏散 消防战士正在抢险现场紧张工作 炸。
一批医护人员赶赴现场
医护人员在救治氯气中毒伤员
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案例2：重庆天原化工总厂氯气泄露爆炸事故 2004年4月15日晚，位于重庆市江北区的重庆天原 化工总厂发生氯气泄漏事件，16日凌晨发生局部爆 炸。 背景：氯力容器失效模式分析 1、压力容器强度失效： （1）韧性断裂： 发生韧性破裂的原因： 1、违反操作规程，操作失误引起超压。 2、仪表控制系统出现故障。 3、超压泄放装置失灵。 4、液化气体储存严重超装，致使气相空间过小， 温度升高时造成超压。 5、因腐蚀等容器壁厚变薄。
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第二节 压力容器的典型事故案例 一、天水一建材公司发生爆炸事故 二、重庆天原化工总厂氯气泄露爆炸事故 三、住宅楼某住户液化气泄漏引发爆炸事故 四、四川重庆开县12.23天然气泄露事故 五、吉林石化分公司双苯厂爆炸事故 六、2008年煤矿瓦斯爆炸事故汇总
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案例1： 一建材公司发生爆炸事故 造成4死5伤 2006年7月19日晚10时30分，甘肃省天水市麦积区 花牛镇曹埂村的天水方正建材有限公司生产车间发 生一起压力容器（蒸汽釜）爆炸事故，造成4人死 亡，5人受伤，其中2人重伤。
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第一节 压力容器失效简介 二、压力容器失效模式分析 ５、压力容器泄漏失效: 容器的各种接口密封面失效或器壁出现穿透性 裂纹发生泄漏而引起的失效.泄漏介质可能引起燃烧, 爆炸和中毒事故,并造成严重的环境污染。 压力容器泄漏的原因是多方面的,受压部件受到 频繁的振动而产生裂纹,胀接管口松动,器壁局部腐 蚀变薄穿孔,局部鼓包变形及密封面失效等,都会造 成压力容器因泄漏而失效。
氯为黄绿色气体，有强烈的刺激性气味，高压下可呈 液态。氯气被人吸入后，可迅速附着于呼吸道黏膜，之后可 以导致人体支气管痉挛、支气管炎、支气管周围水肿、充血 和坏死。 呼吸道黏膜受刺激，可造成局部平滑肌痉挛，再 加上黏膜充血、水肿及灼伤，可引起严重的通气障碍。人吸 入浓度为每立方米2.5毫克的氯气时，就会死亡。 消防人提示：一旦发生氯气泄漏，应立即用湿毛巾 捂住嘴、鼻，背风快跑到空气新鲜处。
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第一节 压力容器失效简介 二、压力容器失效模式分析 1、压力容器强度失效： （2）脆性断裂 脆性破裂的特点：
1、容器并无宏观塑性变形或变形量很小。
2、容器壁未变薄，断裂是在低压下发生的。 3、断裂时很可能有碎片。 4、脆性破裂多发生在温度较低或温度突变时。
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第一节 压力容器失效简介 二、压力容器失效模式分析 1、压力容器强度失效： （2）脆性断裂 脆性破裂的预防措施： 1、选择缺陷较少，韧性适当的材料。 2、结构设计应尽量减少应力集中，采取措施消 除残余应力。 3、容器使用前，要按规定进行认真宏观检查。
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第一节 压力容器失效简介 二、压力容器失效模式分析 压力容器失效是指压力容器在规定的使用环境 和寿命期限内，因结构尺寸、形状和材料性能发生 变化，完全失去原设计功能或未能达到原设计要求， 而不能正常使用的现象。常见的压力容器失效模式 大致可以分为强度失效、刚度失效、失稳失效和泄
漏失效四大类。
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第一节 压力容器失效简介 二、压力容器失效模式分析 1、压力容器强度失效： 压力容器在压力等荷载的作用下，因材料屈 服或断裂而引起的失效模式，称为强度失效。通常 包括五种形势： 韧性断裂 脆性断裂 疲劳断裂 腐蚀断裂 蠕变断裂
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第一节 压力容器失效简介 二、压力容器失效模式分析 ２、压力容器刚度失效： 由于压力容器过渡的弹性变形而引起的失效。 ３、压力容器失稳失效： 在压力作用下，容器突然失去其原有的规则几 何形状而引起的失效。压力容器失稳失效的重要特 征是弹性挠度和荷载不成比例，且临界压力与材料 的强度无关，而主要取决于容器的尺寸和材料的弹 性性质。
压力容器失效模式
• 主要內容：压力容器失效模式、事故介绍。
• 本章重点内容：失效简介
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第一节
压力容器失效简介
压力容器作为特种设备,发生事故时，往往不仅 是容器本身遭到破坏，而且还会危及周围设施和职 工的生命，甚至会导致更严重的事故。因此，我们 必须从各方面采取积极可靠的措施来保证其安全运 行，防止事故的发生. 预防压力容器事故很重要的一条，就是对已发 生的事故进行认真地分析研究，找出确切的事故原 因，总结经验，吸取教训，从中掌握发生事故规律， 才能采取切实有效的预防措施。
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第一节 压力容器失效简介 二、压力容器失效模式分析 1、压力容器强度失效： （1）韧性断裂： 韧性破裂的预防措施： 1、严格遵守安全操作规程； 2、经常检查仪表及安全装置灵活准确程度； ３、严禁超载、超温运行； ４、作好运行期间的维护保养。
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第一节 压力容器失效简介 二、压力容器失效模式分析 1、压力容器强度失效： （2）脆性断裂 压力容器在正常压力范围内，没有发生或未充 分发生塑性变形时就破裂或爆炸的破坏称为脆性断 裂。 发生脆性破裂的原因： 1、由于材料的脆性转变而引起。 2、由于焊接接口存在严重缺陷。