压力容器脆性破裂特征原因及其预防措施
化工设备压力容器破坏原因及预防措施分析
化工设备压力容器破坏原因及预防措施分析发布时间:2022-06-21T07:44:53.305Z 来源:《中国科技信息》2022年2月第4期作者: 1张大勇2祁德福[导读] 近年来,随着我国社会经济的快速发展1张大勇2祁德福1.2.中粮生化能源(肇东)有限公司黑龙江省肇东市 151100摘要:近年来,随着我国社会经济的快速发展,化工行业得到了长足的发展,但是在化工压力容器的使用过程中还存在诸多问题,压力容器长时间在恶劣的环境中工作,会出现各种不同形式的破裂问题,从而影响压力容器的使用寿命,而且可能引发严重的安全事故,基于这一现状,本文针对压力容器使用过程中出现的主要破裂形式,提出一些有效的预防措施,以供参考。
关键词:化工设备;压力容器;破坏原因;预防措施1 导言压力容器属于化工设备中的特殊存在,通常应用于环境恶劣的化工生产过程中,容易受到生产过程中的化学物质腐蚀等外界环境的干扰,极易发生破坏,加之化工生产领域中应用到的压力容器有着多样化的种类,其用量也是不计其数。
对此,需要化工企业做好定期的检查养护工作,发现已损坏的压力容器需及时更换,同时做好预防性养护工作,确保工作中的压力容器时刻保持安全状态。
2 化工设备压力容器的事故特点压力容器属于承压设备,是指危险性较大与涉及生命安全的承压类特种设备和安全附件,包括压力管道与锅炉等。
压力容器的类型多样性,可以按照承压方式对其进行分类,将其分为内压与外压容器。
如果分类方式选择压力大小,则可以将其分为高压、低压与中压以及超高压容器。
如果在分类的过程中,选择的分类方式是工作温度,那么其包括了低温、高温以及常温容器。
如果按照制作方式对其进行分类,其包括了锻造、焊接以及铸造容器等不同的分类方式,其所分类出来的内容有所区别,但是任何一个化工设备压力容器在使用的过程中,都不能忽视其安全可靠性的把控。
化工设备压力容器的事故特点,主要体现在以下几方面:2.1 危险性大化工产品有高温高压与毒性及易燃易爆等特点,压力容器发生火灾与泄漏及爆炸的可能性大,在危险性上是其他行业不能比拟的。
压力容器脆性破裂特征原因及其预防措施
压力容器脆性破裂特征原因及其预防措施摘要:本文压力容器事故分析,着重介绍压力容器脆性破坏的特征,分析破裂原因,最后提出预防措施。
关键词:压力容器; 脆性破裂; 特征原因; 预防措施压力容器(以下简称容器)在制造厂做耐压试验时或在使用中有时会发生脆性破裂(也称应力破裂),产生脆性破裂后果要比韧性破裂严重。
所以容器事故分析很重要。
下面谈谈它的特征,发生原因及其预防措施。
1 容器脆性破裂的特征容器发生脆性破裂时,在破坏形状,断口形貌等方面具有一些与韧性破裂正好相反的特征,具体特征如下:1.1容器没有明显的伸长变形,其内征也没有增大。
1.2裂口齐平,断口呈金属光泽的结晶状。
1.3容器常常破裂成若干碎块。
1.4破裂时的名义应力(正应力)较低。
1.5脆性破裂多数在温度较低的情况下发生。
1.6脆性破裂常用于高强度钢制造的容器。
2 容器发生脆性破裂的原因分析2.1在容器的设计、制造方面:2.1.1未使焊缝尽量远离应力集中处国内外多次脆性破裂和疲劳破裂的破裂事例已经证实,焊缝及其热影响区往往是这两类破裂的起源。
因此,在容器的结构设计与制造中,不仅要尽量减少焊接结构本身的应力集中,还要注意使焊缝尽量远离其它应力集中的区域,否则,焊缝本身的残余应力和其它部位的残余应力相互迭加,造成更为复杂,恶劣的应力状态,从而导致容器发生脆性破裂。
2.1.2焊缝之间未保持一定的间距焊缝的重叠或相距太近,使局部应力相互迭加,使焊缝区域的金属材料过热(甚至过烧),因此,不仅造成了焊接应力的迭加,而且改变了焊缝的金相组织,甚至产生焊接裂纹,从而导致容器发生脆性破裂。
2.1.3结构不连续处未园滑过渡容器常常会有些结构不连续的地方,如封头、法兰与筒体的联接处,在这些地方往往由于未园滑过渡而引起应力集中并产生较高的局部应力,最后导致脆性破裂或疲劳破裂。
2.1.4采用了刚性过大的结构容器采用了刚性过大的结构,其受内压变形时就要受到约束或其它原因产生较大的附加应力或因焊接结构的刚性太大产生了巨大的焊接内应力,从而引起容器的脆性破裂。
压力容器破裂形式
维护保养不当: 压力容器的器壁发生大面积的腐蚀,壁厚减薄,在正常工作压力下受压部件整体屈服发生破裂。
02
在设计制造压力容器时,要选用有足够强度和厚度的材料,以保证压力容器在规定的压力下安全使用;
压力容器应该按照规定的工艺参数运行,安全附件应安装齐全、正确、并保证灵敏可靠;
使用中加强巡检工作严格按照工艺参数进行操作,严禁压力容器超温、超压、超负荷运行,防止过量充装;
形态
均匀腐蚀
金属的均匀腐蚀是指在金属整个暴露表面上或者是大部分面积上产生程度基本相同的化学或电化学腐蚀,也称全面腐蚀。
电偶腐蚀 只要由两种电极电位不同的金属相互接触或用导体连通,在电介质存在的情况下就有电流通过。
孔蚀 指金属表面产生小孔的一种局部腐蚀。
选择性腐蚀 当金属合金材料与某种特定的腐蚀性介质接触时,介质与金属合金材料的某一元素或某一组分发生反应,使其被脱离出去,这种腐蚀称为选择性腐蚀。
原因
事故预防
第4.3节 疲劳破坏
01
02
对称交变和脉动交变 机械应力和热应力。
金属构件的疲劳
燕山石化化学品事业部粗苯酚再沸器振动破坏
壳程筒体与管板间焊缝横截面
壳程筒体与管板间焊缝附近裂纹
中海化学合成氨装置103-JT转子叶片振动破坏
设计的安全系数偏小和榫齿与转子间的配合偏差导致疲劳
外表面 内表面 端面 露点工况下的氯离子应力腐蚀
脱碳和开裂 脱碳分层线
晶间腐蚀
金属的腐蚀局限在晶界或者在晶界附近,而晶粒本身的腐蚀较小的一种腐蚀形态称为晶界腐蚀。这种腐蚀造成晶粒脱落,使容器材料的强度和伸长率显著下降,但仍保持原有的金属光泽而不易被发现,故危害很大。比如奥氏体不锈钢中的晶界腐蚀。
化工压力容器的破裂形式与预防
化工压力容器的破裂形式与预防化工压力容器是一种用于储存和运输液体、气体、蒸汽等的设备,其主要特点是能够承受高压力。
然而,由于各种原因,化工压力容器在使用过程中可能发生破裂,这将带来严重的安全隐患。
因此,对于化工压力容器的破裂形式进行研究并采取相应的预防措施至关重要。
本文将针对化工压力容器的破裂形式进行分析,并提出相应的预防措施。
化工压力容器的破裂形式主要包括以下几种:1. 破裂爆炸:化工压力容器在使用过程中,由于压力超过了其承受能力,容器内部的液体或气体会突然释放,导致容器的破裂。
这种形式的破裂往往伴随着剧烈的爆炸,给周围环境和人员带来巨大的威胁。
2. 腐蚀破裂:部分化工压力容器在长时间的使用过程中,由于介质的腐蚀作用,容器壁会出现腐蚀现象,从而导致破裂。
腐蚀破裂的特点是破裂的位置呈现出溶蚀坑或腐蚀沟的特征。
3. 疲劳破裂:化工压力容器在长时间的使用过程中,由于不断的压力变化,容器壁会出现疲劳现象,从而导致破裂。
疲劳破裂的特点是破裂的位置呈现出裂纹的特征。
4. 异常温度引起的破裂:化工压力容器在使用过程中,由于异常温度的作用,容器壁会发生热胀冷缩,导致破裂。
异常温度引起的破裂往往是由于温度变化过大或者过快引起的。
针对以上破裂形式,可以采取一些预防措施来减少破裂的发生:1. 设计上的预防:在化工压力容器的设计过程中,应根据容器的使用条件和介质特性,选择合适的材料,并采用合理的结构和壁厚,以确保容器能够承受正常工作条件下的压力,并在容器内部设置适当的支撑和隔热结构,以减少异常温度对容器的影响。
2. 材料的预防:为了防止腐蚀破裂的发生,可以选择具有较强抗腐蚀能力的材料,并在容器内涂覆特殊的腐蚀保护层。
对于容器内存在的腐蚀物质,应定期进行清洗和维护,以保持容器的表面清洁和光滑。
3. 检测与维护的预防:为了及时发现容器内部的潜在危险,应定期对化工压力容器进行非破坏性检测和维护工作。
这包括对容器壁的厚度、裂纹和腐蚀程度进行检测,并对检测结果进行分析和评估,如果发现有异常情况,应及时采取相应的修复措施。
化工压力容器的破裂形式与预防
化工压力容器的破裂形式与预防摘要:化学压力容器的破裂往往会造成重大的安全事故,确保化学容器设备的安全在实际生产生活中是至关重要的。
由于其所处工作环境及装载介质的特殊性,对其的强度及密封性都有着极强的要求规定。
本文主要论述了化学压力容器设备在实际使用中存在的破裂形式及如何对其进行有效预防控制。
关键词:化学压力容器破裂形式预防一、前言化学容器在我国的工业生产、日常生活及科学研究方面都得到了广泛的应用。
由于其经常由于盛装有毒、有腐蚀性的物质,加之其工作环境通常比较恶劣,因此对其的强度和密封性有着极高的要求。
而一旦因为质量控制不好引发事故,则会造成重大的社会经济损失和对人民财产造成严重威胁。
而它的破坏形式主要以破裂形式为主。
因此研究化学容器的破裂机理及其预防措施,对其的安全生产控制显得尤为重要。
二、化学压力容器的破裂形式通过分析压力容器的破坏机理及破坏特点,它的破坏形式主要有以下五种。
1.韧性破裂容器器壁所承受的应力超过了其极限强度,使得容器发生破裂的现象称为韧性破裂。
由于容器承受的应力过大,使得整个器壁发生明显的塑性变形,使得容器器壁厚度变薄,直径增大,使得整个变形呈现“腰鼓形”的形状。
由于其承受的压力太大,往往释放大量的能量,使断裂口呈现出切断形的破坏形式,断口一般不平整,由于撕裂原因通常与主应力方向成45 夹角,破坏时一般为一个整体,不产生碎片[1]。
由于材料的破坏通常要经历几个阶段,即弹性阶段、塑性阶段、屈服阶段以及破坏阶段。
韧性破坏往往是由于材料处于屈服阶段时发生的,因此当容器由于选材不当或是使容器一直处于超负荷运转以及施工安装不符合规定以及维修不到位时都会导致韧性破坏的发生。
2.脆性破坏化学压力容器器壁破坏时并没有发生显著的塑性变形,在所受的平均应力远远低于材料的极限强度时发生的破坏称为脆性破坏。
发生脆性破坏时容器的破坏特征正好与韧性破坏相反。
材料通常在达到屈服状态以前即发生破坏,断口通常较为平直且有金属光泽。
探析化工设备压力容器破坏原因及预防措施
化工生产在我国属于基础性的产业,为社会发展和国家建设做出了巨大的贡献。
在化工行业中,压力容器受到广泛应用,成为化工行业不可缺少的主要设备,在化工生产的过程中,压力容器经常受到使用时间过长、内部物质含有剧毒或者具备强力腐蚀性等因素的影响而成为事故频发地。
因此,为了维护化工生产正常有序运行,排除压力容器对工作人员生命安全可能造成的威胁,需要对化工设备压力容器破坏的原因进行分析,并且提出解决化工设备压力容器破坏问题的预防措施。
一、化工设备压力容器破坏的原因分析1.压力容器的脆性破裂。
对于压力容器来说,如果所用材料没有抵变形能力或者能力太差,材料韧性也达不到要求,加上不合格的焊缝处理,就会导致应力集中,容器破裂。
当脆性破裂发生时,压力容器能够承载的压力上限要高于其真实承受的压力,所以不会使压力容器壁出现明显的塑性变形。
脆性破裂更加适宜出现在低温环境中,会使压力容器的断口处呈现平直的状态,并且伴随着金属光泽,因为在脆性破裂发生之前塑性变形并不明显,所以没有明显的征兆,难以被人察觉,因此很难针对压力容器的脆性破裂问题提前进行预防。
2.压力容器的疲劳破裂。
在使用化工压力容器时,最常见的压力容器破坏问题就是疲劳破裂,产生疲劳破裂的主要原因就是由于长时间的使压力容器的承压部分承受过大的压力,引起压力容器壁的制备材料处于极限的状态,从而使压力容器遭受破坏产生裂缝,并且在使用过程中裂缝渐渐扩展,由部分问题转变为压力容器整体问题,最终整个压力容器到达承受极限而整体破裂。
事实上,压力容器的大部分破裂事件有九成是由裂缝产生的,因此,需要专门针对压力容器的疲劳破裂问题采取对策进行有效的预防。
在通常情况下,容器由于疲劳破裂并不会立刻出现碎片,由裂缝到碎片是需要较长的一段时间逐渐转化而来的,所以为工作人员进行维护提供了有效的时间,只要工作人员能够及时发现并进行维护就可以防止由于疲劳破裂而引起的恶化。
3.压力容器的腐蚀破裂。
化工的压力容器内部经常会承装一些毒性强、具备强性腐蚀效果的化学物质,所以随着使用时间的增长,压力容器内部在被承装物质腐蚀的影响之下,压力容器的器壁逐渐变薄,整体性能随之下降,最终使压力容器因为不均匀的承压能力而破裂。
化工设备压力容器破坏及预防措施
化工设备压力容器破坏及预防措施摘要:压力设备是化工生产中最常用的设备,压力容器能否正常使用直接关系到化工企业的正常运行,甚至影响到周围环境和相关人员的安全。
因此,对化工设备的压力容器进行维护保养,防止其损坏是十分必要的。
化工压力容器的失效主要包括延性断裂、脆性断裂、疲劳断裂和腐蚀断裂。
如何针对不同的失效因素制定相应的预防措施是本文研究的主题。
关键词:化工设备;压力容器;破坏原因;预防措施1压力容器的破裂形式1.1韧性破裂容器内的压力高于极限强度,容器就会破裂,即韧性断裂。
容器承受的压力过大,会引起容器内部的塑性变形,而直径增大,会引起整个腰鼓形状的变形。
除此之外,由于压力的作用,可能会发生能量释放,裂缝开口会被切断破坏,此外,裂缝不够平整,撕裂会与主应力方向形成一个角度,裂缝造成的损伤仍然是整体的,不会有碎片;对于材料破坏,主要包括分为弹性阶段、塑性阶段、吸附阶段和破坏阶段。
对于韧性破坏,主要是指材料在屈服阶段引起的破坏。
当容器材料选用不当,或超载,或维修不到位时,都会导致这种延性破坏问题的发生。
1.2脆性破裂在正常使用过程中,压力容器的压力远小于压力容器的最大压力。
此时,可能发生脆性断裂,但不会发生塑性变形。
主要原因是压力容器材料为脆性材料,其抗变形能力差,焊接时不符合相应标准,长期使用后易发生脆性断裂。
1.3腐蚀破裂压力容器大多充满腐蚀性介质,在腐蚀性介质的作用下,混合材料会发生各种反应,导致容器内部厚度变薄,不利于材料整体性能的提高,而容器的内压承载能力不足,就会发生破裂。
另外,由于拉应力的作用,容器的内压承载力会降低,同时会产生各种应力,压力容器会产生腐蚀开裂,这是拉应力与腐蚀介质共同作用的结果。
腐蚀介质会导致内壁变薄,拉应力会加速损伤,最终导致容器腐蚀。
由于容器内壁主要由合金材料制成,杂质会残留在合金材料中。
受此影响,杂质与腐蚀性介质发生反应,损坏容器。
2压力容器损坏的预防策略2.1压力容器的脆性损坏预防为了减轻压力容器的脆性损伤,应根据实际需要科学选择容器材料,根据实际需要合理选择质量较好的材料,提高压力容器的质量,从而有效地减少脆性断裂问题的出现压力容器。
脆性破裂防护在压力容器脆性破裂与设计实践分析
【 关键词 】 脆性破裂 ; 压力 容器 ; 设计 ; 实践
【 中图分类号 】 X 3 93
3 13 确定设计温度 ..
一般在考 虑工作温度 的基 础上 , 再
结 合 容 器 环 境 温 度 而 设 计 。 比如 , 研 究 对 象 为 稳 压 罐 , 本 在
验的压力容器 , 进行水压试验时常 因水 温低于容器 的使用温
度而发生脆性破裂。 2 容 器 发 生 脆 性 破 裂 的 原 因 分 析
飞 出。
3 1 1 确定容器类 别 容器 类别 主要是 根据工 作压力 的大 .. 小 、 质的危害性 和容器破坏 时的危害性来划分 。本例稳 压 介
罐 为 低 压 (<16 a 且 介 质 无 毒 不 易 燃 , 应 划 为 第 1 . MP ) 则 类
容器 。
3 12 确 定 设 计 压 力 本研 究 对 象 最 高工 作 压 力 为 1 .. . 4P, M a 设计 压力一般 取值 为最 高工作压力 的 1 0 .5~11 .0倍 。
因
3 14 确 定 几 何 容 积 .. 容器直径和高度。 3 15 确 定 壁 厚 附 加 量 ..
按 实 际 容 积设 计 即 可 。 主要 是 确 定 容 器 壁 厚 附 加 量 主 要 考 虑 介质 的
此, 在设计和制造晨 , 要尽 量减 少焊接结构本 身的应力集 中 ,
我们取 11 . 0为 设 计 上 限 , 设 计 压 力 P 故 c=1 1x. . 0 1 4=1 .
浅析化工设备压力容器破坏及预防措施
浅析化工设备压力容器破坏及预防措施在压力容器破坏预防中,检修人员需要保证压力容器设备的密闭性和完整性,需要使介质质量得到保证,还要从源头入手,选择不易受到破坏的容器材质。
化工企业也需要改善压力容器工作环境,使环境带来的负面影响简直最小。
本文探讨了化工设备压力容器破坏及预防措施。
标签:化工设备;压力容器;破坏;预防措施对于化工行业的发展来说,压力容器的作用是非常突出的。
并且,压力容器本身的作用也十分的显著,我们必须予以压力容器管理更多的重视,这样压力容器才能够体现与发挥自己应有的作用。
在管理压力容器的时候必须将安全问题、安全管理放在首位,避免安全事故的发生,带给工作人员与企业不好的损失。
为了杜绝问题发生就需要做好定期的排查与预防设计,减少破裂概率,以防事故再次发生。
1 化工设备压力容器的常见破坏形式及原因1.1 腐蚀的种类及产生原因在化工压力容器的使用过程中最常见的缺陷就是腐蚀。
腐蚀的原因主要是容器的材料与介质之间发生了化学或电化学反应。
常见的腐蚀种类主要包括:点腐蚀、均匀腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀和疲劳腐蚀。
按照腐蚀的部位不同,可以将其分为两种:一种是外壁腐蚀,通常是由容器所处的外界环境引起的,在容器与支架的交接处、容器与地面的接触点等潮湿的地方都容易引起腐蚀;另一种是内壁腐蚀,通常是由内部介质或工艺条件被破坏引起的。
如腐蚀性较强的沉积物长期积累就可导致容器底层遭到腐蚀。
任何一种类型的腐蚀对容器的破坏都是致命性的。
1.2 裂纹的种类及产生原因压力容器的缺陷中最危险的一种就是裂纹,它可以引起容器的脆性破坏,还会引起容器的疲劳破裂和腐蚀破裂。
按照裂纹的生成过程可以将裂纹分为两种,一是由材料或制造过程引起的,比如钢板的轧制裂纹、焊接裂纹等;一种是容器使用造成的裂纹,如容器过度使用产生的裂纹和腐蚀导致的裂纹等。
轧制裂纹是由金属材料存在缺陷导致的,主要呈线性缺陷,可在容器的内部或外部,没有固定的方向或部位。
浅析化工设备压力容器破坏原因及预防措施
浅析化工设备压力容器破坏原因及预防措施摘要:压力容器是化工行业中最常见的一种设备,其能够科学正常的使用将直接影响到整个化工行业的正常运转,同时也会对周边的环境和工作人员造成危害,因此,化工企业必须对压力容器进行有效的维护,避免其出现损坏。
本文主要对化工设备压力容器损坏的原因进行介绍,同时针对这些失效原因,提出了相应的防治对策。
关键词:压力容器;化工行业;维护引言:压力容器的维修与化工行业的发展息息相关,针对其常见失效类型进行防范与保养,可有效地减少压力容器的运行费用,同时也能减少对周边工人的危害,保障周边居民的人身安全。
通过对压力容器的常见失效原因的分析,得出相关的经验,对于提高其使用寿命,节约资源,具有十分重要的作用。
1.化工企业压力容器常见的破坏形式1.1韧性破坏当压力容器出现韧性破坏时,金属材料的塑性变形会导致设备出现细小的孔隙,而细小的孔隙则会充满杂质,从而使微孔中的杂质与基质界面相分离,最终导致容器的断裂。
金属容器在塑性变形的时候会有破裂的征兆,这种情况下,金属容器的压力下降,破裂时间延长,如果不采取相应的措施,那么压力容器破裂的几率就会越来越大。
压力容器韧性断裂的主要原因是由于容器内的液体气体充满过多,或是在使用期间的超压,以及在维修时不恰当的操作造成了容器的壁面减薄,从而减少了容器的承受能力,大大的提高了容器的断裂几率。
1.2脆性破坏压力容器的脆性断裂主要是因为在生产时所选用的材料的韧性不够,以及在生产过程中的力学、物理、化学性能等因素的不合理,造成了容器在生产的时候,产品的质量达不到要求,从而造成了容器的断裂。
通常在低温环境下,压力容器承受的载荷以静态载荷为主,温度下降会导致容器的韧性下降,从而产生剪切断裂。
在压力容器发生脆性断裂的时候,没有先兆,也没有发生严重的塑性变形,但也有可能发生一些微小的变化,但由于这些变化太小,所以在维修的时候很难被发现。
一般来说,脆性断裂是在温度较低的环境中出现的,此时,容器的韧性会大幅下降,并会从微小的裂纹处断裂。
化工设备压力容器破坏原因及预防分析
化工设备压力容器破坏原因及预防分析化工设备压力容器是广泛应用于化工生产过程中的一种设备,其内部装填有高压气体或液体。
由于化工设备压力容器的操作环境恶劣且工作压力大,一旦发生破坏可能会引发严重的事故,因此对于压力容器的破坏原因和预防分析非常重要。
1.设计不合理:压力容器在设计过程中如果存在结构强度不足、材料选择不当、焊接质量差等问题,容器的裂纹和断裂风险会增加。
此外,设计时没有充分考虑设备的工作条件和负荷,可能导致容器的破坏。
2.腐蚀和腐蚀疲劳:化工生产过程中使用的介质往往具有腐蚀性,容器内壁会受到腐蚀的侵蚀。
腐蚀会导致容器壁厚减薄,从而减小容器的强度。
当容器受到交变载荷作用时,壁厚减薄的部位容易发生腐蚀疲劳,最终导致破裂。
3.高温和低温应力:在高温下,容器材料的强度会下降,而热膨胀系数较大的材料容易导致局部过热和变形,从而引发破坏。
另外,在低温下,材料的韧性会下降,容易发生脆性断裂。
4.过压和过负荷:在化工过程中如果操作人员误操作或设备失灵,造成过压或过负荷的情况,容器的承载能力可能会超过设计极限,导致破坏。
防止化工设备压力容器破坏的方法主要包括以下几个方面:1.合理设计:在设计压力容器时,需要充分考虑工作条件和介质特性,确保设备的结构强度和材料选择合理。
采用科学的设计方法和现代的CAD/CAM技术,可以提高设备的可靠性和耐用性。
2.定期检测:通过常规的无损检测方法,如超声波检测、山音波检测等,对压力容器进行检查,及时发现并修复容器内的裂纹和缺陷,以防止进一步扩大和破坏。
3.定期保养:对于化工设备压力容器,特别是常受腐蚀的部位,定期进行清洗和防腐处理,如涂覆防腐涂料等,可以延长容器的使用寿命。
4.加强培训和管理:化工企业应加强对操作人员的培训和管理,提高其操作技能和安全意识,严禁违反操作规程和操作规范。
综上所述,化工设备压力容器的破坏原因主要包括设计不合理、腐蚀和腐蚀疲劳、高温和低温应力以及过压和过负荷等。
2023年化工压力容器的破裂形式与预防
2023年化工压力容器的破裂形式与预防破裂形式与预防化工压力容器是化工生产过程中主要的设备之一,但由于操作失误、材料缺陷、设备老化等原因,容器破裂事故时有发生。
为预防化工压力容器的破裂事故,需要了解破裂形式及其预防措施。
1. 塌陷破裂:塌陷破裂是指容器受到外部压力过大而导致形状改变,进而超过容器材料的承载能力,从而导致破裂。
为预防塌陷破裂,需要定期检查容器的承载能力,并及时修复或更换老化、腐蚀严重的容器。
2. 气体爆炸破裂:气体在容器内积聚并沉积可能会导致容器内部压力异常增大,进而引发爆炸破裂。
为预防气体爆炸破裂,需要保证容器内部的排气系统畅通,并设置安全阀和爆炸盖板等安全装置,及时排除容器内部积聚的气体。
3. 腐蚀破裂:容器受到腐蚀会导致材料的薄弱部位过早失去承载能力,从而引发破裂事故。
为预防腐蚀破裂,需要定期检查容器的腐蚀情况,并采取防腐措施,如涂覆耐腐蚀涂层、定期清洗容器内部等。
4. 内外压差破裂:容器内外的压力差过大可能会导致容器的破裂。
为预防内外压差破裂,需要合理设计和操作容器,避免在容器内外产生过大的压力差。
5. 温度变化引起的破裂:容器在温度变化时,由于材料的热胀冷缩,会产生内应力,从而引发破裂。
为预防温度变化引起的破裂,需要对容器进行热力学分析,合理选择材料,并采取隔热措施。
6. 设备老化引起的破裂:容器长期使用会导致设备老化,从而降低材料的承载能力,引发破裂事故。
为预防设备老化引起的破裂,需要定期检查和维护容器,及时更换老化严重的设备。
总之,为预防化工压力容器的破裂事故,需要定期检查和维护容器设备,合理设计和操作容器,及时修复或更换老化或腐蚀严重的设备,并采取必要的安全措施,如设置安全阀、爆炸盖板等,以确保容器的安全运行。
化工压力容器的破裂及预防探讨
化工压力容器的破裂及预防探讨化工压力容器具有功能强、使用范围广的特点,是化工工业中经常使用的设备。
化工压力容器因受密封、承压等原因影响,会出现破裂情况,严重者会引发安全事故,对化工压力容器的高效使用以及工作人员人身安全,均会造成较大影响。
本文针对化工压力容器破裂诱因,提出了具体的预防策略。
标签:化工压力容器;破裂;预防策略压力容器无论在航天,能源方面,还是在石油工业中,均发挥着重要作用。
化工压力容器由封头、筒体、法兰、开孔和接管、密封元件、支座等部分构成。
除上述部件外,还配备有安全装置。
化工压力容器受密封性及生产介质等因素影响,会出现破裂、爆炸的问题,因而会对工作人员及生产设备的安全产生重要影响,而且还会引发严重的污染事故,因此,世界各国对于压力设备的检验,均制定了严格的执行标准。
1 化工压力容器简介化工压力容器,主要是用于化工工业储运、分离等领域的密闭设备,依据承压压力情况,可划分为低、中、高压容器,各级别容器还有不一样的承压容器,能够储存不同性质的介质。
2 化工压力容器的破裂形式依据压力容器的破坏特点及原理,可得到了如下几种破裂形式。
(1)韧性破裂。
容器内部承受的压力因为比极限强度要高,所以容器会出现破裂情况,也就是韧性破裂,由于容器承受太大的压力,会造成容器内部出现塑性变形,而且直径还会增加,会让整个变形出现腰鼓形情况,除此之外,因承受压力过大,可能会出现能量释放,使断裂口出现切断性破坏情况;另外,断口不够平整,撕裂会与主应力方向形成夹角,而且其所造成的破坏还是整体性的,不会出现各种碎片;针对材料破坏来讲,其主要包含如下阶段,即弹性阶段、塑性阶段、吸附阶段与破坏阶段,针对韧性破坏来讲,其主要是指材料在屈服阶段而造成的破坏,当容器材质选择不当,或者是超负荷运行,再或者是维修不到位,都会导致这种韧性破坏问题的产生。
(2)脆性破裂。
化工压力容器破坏并没有产生显著的塑性变形,承受的压力一般不高于材料的极限破坏程度,这便是一种脆性破裂,在脆性破坏产生过程中,其容器破坏特点、韧性破坏均不相同。
化工压力容器的破裂形式与预防(正式)
编订:__________________单位:__________________时间:__________________化工压力容器的破裂形式与预防(正式)Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号:KG-AO-9810-47 化工压力容器的破裂形式与预防(正式)使用备注:本文档可用在日常工作场景,通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署,从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作,使日常工作或活动达到预期的水平。
下载后就可自由编辑。
压力容器的破裂事故可能造成严重的后果,要防止压力容器发生这类事故,必须了解它的破坏机理。
根据压力容器的破裂特点,可将压力容器的破裂形式分为韧性破裂、脆性破裂、疲劳破裂、腐蚀破裂和蠕变破裂等。
一、韧性破坏韧性破坏系指承压特种设备器壁承受过高的应力达到了器壁材料的强度极限,而发生断裂破坏。
这种破坏形式称为韧性破坏。
1、韧性破坏的特征1)器壁有明显的塑性变形由于容器筒体器壁受力时,其环向应力比轴向应力大1倍,所以,明显的塑性变形主要表现在承压特种设备直径增大、壁厚减薄,而轴向增长较小,从而产生“腰鼓形”变形。
当容器发生韧性破坏时,圆周长的最大增长率和容积变形率达10%~20%。
2)韧性破坏的断口为切断型撕裂,一般呈暗灰色纤维状,断口不平齐,且与主应力方向成45°交角。
韧性破坏时不产生碎片。
3)韧性破坏时的爆破压力接近理论爆破压力爆破口的大小随承压特种设备破坏时膨胀能量大小而异,释放的能量越大,爆破口越大。
4)韧性破坏时,承压特种设备器壁的应力值很高。
化工压力容器的破裂形式与预防(三篇)
化工压力容器的破裂形式与预防压力容器的破裂事故可能造成严重的后果,要防止压力容器发生这类事故,必须了解它的破坏机理。
根据压力容器的破裂特点,可将压力容器的破裂形式分为韧性破裂、脆性破裂、疲劳破裂、腐蚀破裂和蠕变破裂等。
一、韧性破坏韧性破坏系指承压特种设备器壁承受过高的应力达到了器壁材料的强度极限,而发生断裂破坏。
这种破坏形式称为韧性破坏。
1、韧性破坏的特征1)器壁有明显的塑性变形由于容器筒体器壁受力时,其环向应力比轴向应力大1倍,所以,明显的塑性变形主要表现在承压特种设备直径增大、壁厚减薄,而轴向增长较小,从而产生“腰鼓形”变形。
当容器发生韧性破坏时,圆周长的最大增长率和容积变形率达10%~20%。
2)韧性破坏的断口为切断型撕裂,一般呈暗灰色纤维状,断口不平齐,且与主应力方向成45°交角。
韧性破坏时不产生碎片。
3)韧性破坏时的爆破压力接近理论爆破压力爆破口的大小随承压特种设备破坏时膨胀能量大小而异,释放的能量越大,爆破口越大。
4)韧性破坏时,承压特种设备器壁的应力值很高。
5)断口的电镜分析断口的微观形貌为韧窝花样,韧窝的实质就是一些大小不等的圆形、椭圆形凹坑,是材料微区塑性变形后在异相点处形成空洞、长大聚集、互相连接并最后导致断裂的痕迹。
宏观形貌是显微窝坑的概貌。
韧窝几乎都为金相中的二次相界面、非金属夹杂物、位错堆积区或晶界处等,因此非金属夹杂物愈多,愈易形成显微空洞和韧窝。
2、发生韧性破坏的原因承压特种设备的韧性破坏只有在器壁整个截面上材料都处于屈服状态下才会发生,所以,发生韧性破坏的主要原因:(1)盛装液化气体的压力容器充装过量。
(2)使用中的压力容器超温超压运行。
(3)压力容器壳体选材不当。
(4)压力容器安装不符合安全要求。
(5)维护保养不当。
3、韧性破坏的预防在设计制造压力容器时,要选用有足够强度和厚度的材料,以保证承压特种设备在规定的工作压力下安全使用。
压力容器应按核定的工艺参数运行,安全附件应安装齐全、正确,并保证灵敏可靠。
化工压力容器的破裂形式与预防范文(二篇)
化工压力容器的破裂形式与预防范文化工压力容器在生产过程中扮演着重要的角色,它们承载着高压的气体或液体,为工业生产提供动力和支撑。
然而,由于各种原因,压力容器的破裂可能引发严重的事故,给人员安全和环境造成严重威胁。
因此,预防化工压力容器破裂至关重要。
首先,化工压力容器的破裂形式有几种常见的类型。
第一种是材料疲劳导致的破裂。
这种破裂形式是由于材料长时间受到高压载荷的作用,导致其失去强度和韧性,最终产生裂纹并发生破裂。
第二种是由于内部腐蚀或腐蚀性介质的侵蚀导致的破裂。
在化工生产中,许多介质都具有强烈的腐蚀性,容器内部的金属材料会被腐蚀侵蚀,形成腐蚀坑或腐蚀裂纹,最终导致容器破裂。
第三种是由于过高的压力导致的破裂。
当压力超过容器的承载能力时,容器内部会发生应力集中,从而导致破裂。
针对这些破裂形式,我们应该采取一系列预防措施来保证化工压力容器的安全运行。
首先,我们应该保证使用优质的材料制造压力容器,这样可以降低疲劳破裂的风险。
优质材料具有较高的强度和韧性,能够更好地承受压力载荷。
其次,我们应该定期对压力容器进行检测和维护,及时发现和修复腐蚀问题。
可以采用无损检测技术,如超声波检测和磁粉检测等方法,对容器表面和内部进行全面检测,以确保容器的完整性和安全性。
此外,我们还应该合理设计压力容器的结构,避免应力集中并增强其承载能力。
例如,可以采用球形、圆筒形或球形盖的设计,以减少应力集中现象的发生。
另外,我们还应该设置压力释放和安全阀装置,当压力超出安全范围时,这些装置将会释放一部分压力,以降低容器内部的应力。
除了以上措施,还有一些其他的预防措施是我们需要注意的。
首先,我们应该建立完善的安全管理制度,明确化工压力容器的使用规范和安全操作流程。
必要时,我们可以对操作人员进行安全培训,提高其对操作规程和安全意识的认识。
其次,我们应该定期进行安全检查和评估,找出潜在的安全隐患,并采取相应的措施加以排除。
在进行安全评估时,我们应该考虑各种因素,如环境条件、介质特性、设备状况等,以充分评估风险。
浅析化工设备压力容器破坏原因及预防措施
浅析化工设备压力容器破坏原因及预防措施摘要:压力容器属于特殊设备,其在化工生产中,一般会被安排在恶劣的工作环境中,其在应用时,会受化学物的侵蚀,也会受到环境的影响,所以其很容易出现损坏。
应用在化工生产中的压力容器种类和数量有很多,化工企业需要做好压力容器日常检查维修工作,及时排查隐患,制定预防措施,使压力容器处于安全运行状态。
文章主要针对化工设备压力容器破坏及预防进行分析。
关键词:化工设备;压力容器;破坏原因;预防措施1 化工压力容器主要破裂形式及破裂原因目前,在化工压力容器使用的过程中,由于其材料、运行环境等因素的影响,会出现多种不同的破裂形式,主要包括下面几种:(1)脆性破裂。
压力容器在正常使用的过程中,其承载的压力远远小于压力容器的最大承载压力,这时候可能会出现脆性破裂,但是并不会出现塑性变形。
主要是由于制备压力容器的材料属于脆性材料,其抗变形能力比较差,而且在焊接的过程中没有达到相应的标准,导致长时间使用后出现脆性破裂。
(2)韧性变形。
当压力容器所承载的压力大于其最大承载能力之后,就很容易出现韧性变形,压力容器会破裂,从而影响其正常工作。
引起韧性变形的主要原因是压力容器的承载压力过大,使得容器壁变薄,进一步发生塑性变形。
导致发生韧性变形的其他原因有容器材质选择不合理,而且在应用过程中没有按照规定进行安装,或者容器使用维护工作不到位等等。
(3)疲劳破裂。
疲劳破裂在化工压力容器中的使用过程中是非常常见的,这是因为在压力容器的主要承压部分经过长时间的压力作用,导致器壁的制备材料达到疲劳极限,进而出现裂缝,慢慢的裂缝不断的扩大,使得整个容器发生破裂。
有调查数据显示,压力容器发生破裂事故由裂缝引起的占90%,所以说,采取有效的措施对压力容器的疲劳破裂进行控制是很有必要的。
一般来说,疲劳破裂的容器不会很容易出现碎片,在裂缝向碎片转化的过程中需要比较长的一段时间,及时的进行维护即可避免疲劳破裂的恶化。
化工设备压力容器破坏原因及预防措施
化工设备压力容器破坏原因及预防措施摘要:近年来,我国的化工工程建设的发展迅速,在化工生产领域,压力容器是应用最普遍的化工设备,在化工生产中有突出作用。
但压力容器长期使用后会出现各类质量安全问题,如疲劳损坏、韧性变形、腐蚀、蠕变等,如果压力容器出现质量问题而没有得到及时的修复或更换,将影响相应的化工产品出厂质量,甚至威胁生产人员的生命安全。
为推动我国化工行业的发展,文章分析了压力容器发生破坏的原因,并结合实际情况提出了预防举措,为使化工设备压力容器正常地辅助化工生产提供意见参考。
关键词:化工设备;压力容器;破坏原因;预防措施引言压力设备是化工生产中最为常用的设备,而压力容器是否能够正常使用直接关系到化工企业的正常运行,甚至影响到周围环境和相关工作人员的安全,所以对化工设备压力容器进行保养,防止其遭到破坏是十分必要的。
化工压力容器的破坏主要表现为韧性破裂、脆性破裂、疲劳破裂以及腐蚀破裂等,如何根据不同的破坏因素而制定出相应的预防措施是本文的探讨的主题。
1重要性对压力容器的规范设计要点分析,提出压力容器规范设计中的关键技术,展望了化工设备压力容器设计的未来发展前景。
其目的在于迎合化工设备行业的发展趋势,提高压力容器设计水平,以此强化压力容器的整体性能,为我国社会工业制造业的再次发展提供助力。
在现代社会经济快速发展的背景下,化工设备压力容器设计规范化发展具有良好的前景,这主要是由于科学技术水平不断提高,压力容器设计可选择的材料范围愈发广泛。
在选择材料时,技术人员可以选择纳米材料,这是一种较为新颖的微观材料,这一材料具有耐热度较强、韧性较高、质地轻薄、强度较高的特点,在未来的压力容器设计与制作的过程中具有良好的应用前景,能够起到不可替代的作用。
此外,据有关研究表明,我国正在研究一种综合性能远高于纳米材料的,具有较强耐磨性、裂痕修复性的人工智能材料,且在不久的将来就能够运用到压力容器的设计与制作中;在这一实验及设想中,能够利用这种材料的热学性质、磁学性质、化学性质、力学性质,实现光热及光电的转换,对我国化工设备压力容器的制作与发展具有重要意义。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
压力容器脆性破裂特征原因及其预防措施
摘要:本文压力容器事故分析,着重介绍压力容器脆性破坏的特征,分析破裂原因,最后提出预防措施。
关键词:压力容器; 脆性破裂; 特征原因; 预防措施
压力容器(以下简称容器)在制造厂做耐压试验时或在使用中有时会发生脆性破裂(也称应力破裂),产生脆性破裂后果要比韧性破裂严重。
所以容器事故分析很重要。
下面谈谈它的特征,发生原因及其预防措施。
1 容器脆性破裂的特征
容器发生脆性破裂时,在破坏形状,断口形貌等方面具有一些与韧性破裂正好相反的特征,具体特征如下:
1.1容器没有明显的伸长变形,其内征也没有增大。
1.2裂口齐平,断口呈金属光泽的结晶状。
1.3容器常常破裂成若干碎块。
1.4破裂时的名义应力(正应力)较低。
1.5脆性破裂多数在温度较低的情况下发生。
1.6脆性破裂常用于高强度钢制造的容器。
2 容器发生脆性破裂的原因分析
2.1在容器的设计、制造方面:
2.1.1未使焊缝尽量远离应力集中处
国内外多次脆性破裂和疲劳破裂的破裂事例已经证实,焊缝及其热影响区往往是这两类破裂的起源。
因此,在容器的结构设计与制造中,不仅要尽量减少焊接结构本身的应力集中,还要注意使焊缝尽量远离其它应力集中的区域,否则,焊缝本身的残余应力和其它部位的残余应力相互迭加,造成更为复杂,恶劣的应力状态,从而导致容器发生脆性破裂。
2.1.2焊缝之间未保持一定的间距
焊缝的重叠或相距太近,使局部应力相互迭加,使焊缝区域的金属材料过热(甚至过烧),因此,不仅造成了焊接应力的迭加,而且改变了焊缝的金相组织,甚至产生焊接裂纹,从而导致容器发生脆性破裂。
2.1.3结构不连续处未园滑过渡
容器常常会有些结构不连续的地方,如封头、法兰与筒体的联接处,在这些地方往往由于未园滑过渡而引起应力集中并产生较高的局部应力,最后导致脆性破裂或疲劳破裂。
2.1.4采用了刚性过大的结构
容器采用了刚性过大的结构,其受内压变形时就要受到约束或其它原因产生较大的附加应力或因焊接结构的刚性太大产生了巨大的焊接内应力,从而引起容器的脆性破裂。
2.1.5容器的支承采用了静不定结构
实际上,容器的弯曲度,局部不园度总是不可避免地客观存在的,再加上各个支座的地基下沉不一定均匀,因而影响了支座反力的分布,造成了各支座受力不均,如采用多支承结构(即静不定支承结构),其中必有一个支座受力特别大,造成容器局部被压瘪或局部应力过大而产生裂纹,从而导致脆性破裂。
2.1.6产生了过大的局部应力
容器的支承如未经必要的强度计算,则在支承处的局部应力有时可能会过大,于是就可能被压瘪,以致产生裂纹,从而引起容器的脆性破裂。
2.1.7对已经制成的新容器,制造厂未检查出存在的裂纹等缺陷,在使用中又发生了扩展,从而造成容器的脆性破裂。
2.2在容器的使用管理方面:
未进行容器的定期检验并消除超标缺陷,容器上有的裂纹是在制造(焊接)中产生的,当时未发现,在使用中发生了扩展,由于未进行定期检验,无法发现
此裂纹并消除之,从而导致容器的脆性破裂;容器在使用中也可能产生新裂纹,同时此裂纹也可能发生扩展,如未进行定期检验,也就无法发现并消除之,最后导致容器的脆性破裂。
3 容器脆性破裂的预防措施
3.1在容器的设计、制造方面:
3.1.1减少容器结构及焊缝的应力集中
裂纹(包括缺陷)是造成脆性断裂的主要因素,而应力集中往往又是产生裂纹的主要原因,因此,减少容器结构及焊缝的应力集中是防止容器产生脆性破裂的主要措施之一。
如减少容器结构形状的不连续,使焊缝布置合理,各焊缝之间保持一定的间距,凡超标缺陷均及时消除,确保容器的设计、制造(焊接)符合规定要求,均可达到减少应力集中的目的。
3.1.2制造容器的材料在使用条件下要有较好的韧性
材料的韧性差是造成容器脆性破裂的另一个主要因素,因此要防止容器的脆性破裂,必须保证其在使用条件下材料的韧性。
所以,设计容器时要根据它的使用条件(首先是温度条件)选用在使用温度下仍保持有较好韧性的材料。
另外,材料的韧性不但与它的化学成份有关,而且还与它的金相组织有关,所以在制造容器时的焊接不当(如发生过烧)或热处理不当(如加热温度偏低)也会降低材料的韧性。
因此,要保证材料具有较好的韧性,确保其焊接质量及采用正确的热处理工艺并严格控制执行也是很重要的。
3.1.3消除残余应力
容器残余应力的存在也是产生脆性破裂的又一个主要因素,国外有些报导指出,在某些情况下,仅焊缝本身的残余应力就会达到材料的屈服强度,更多的情况是焊接残余应力与冷加工成型引起的残余应力及薄膜应力的迭加而促使容器破坏的。
有些容器虽然名义应力并不太大,但因存在较大的残余应力,这两者互相迭加往往就足以使裂纹附近的应力强度因子大于材料的断裂韧性,最后导致容器发生脆性破裂,所以焊接较厚容器时要在焊后进行消除残余应力的热处理,也是防止容器发生脆性破裂的一项重要措施。
3.1.4加强对容器的检验
容器制造过程中的检验,应严格按《容规》及规定的探伤标准进行,发现并消除超标缺陷,防止容器在水压试验时或在运行中发生脆性破裂。
3.2在使用管理方面
3.2.1防止容器的使用温度低于它的设计温度,因为金属材料的断裂韧性随着温度的降低而降低。
3.2.2开停容器时要防止压力或温度的急剧变化,因为金属材料的断裂韧性会因而加载速度过大而降低,运行中容器在温度突变的情况下发生脆性破裂的亦有先例。
3.2.3运行中的容器要按《容规》的规定进行定期检验,及时发现超标缺陷并尽快消除,就可防止其扩展后产生脆性破裂。
参考文献:
[1]GB150-1998,钢制压力容器[S].
[2]TSG R7001-2004,在用压力容器定期检验规则[S].
[3]压力容器安全技术监察规程[S].。