压力容器的破坏形式(新编版)
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化工设备压力容器是化工生产中常见的一种设备，它承载着高压物质，一旦发生破坏，将会造成严重的事故影响工厂生产和人员安全。
对于化工设备压力容器的破坏及预防措施是极为重要的。
本文将就此话题展开讨论。
一、化工设备压力容器的破坏原因及类型1. 破坏原因：（1）设计缺陷：压力容器设计不合理、计算不准确或者材料选择不当，都可能导致压力容器的破坏。
（2）制造缺陷：生产过程中的操作不规范、设备磨损、质量监控不到位等因素，都可能导致压力容器的破坏。
（3）操作不当：操作人员对压力容器的使用、维护不当，也会加速压力容器的老化破坏。
（4）环境因素：化工生产环境中常见的因素，如腐蚀、高温、压力变化等，也是导致压力容器破坏的重要原因。
2. 破坏类型：（1）腐蚀性破坏：化工生产中，对于压力容器的材料腐蚀是一大挑战。
在长期腐蚀的作用下，压力容器的壁厚会逐渐减薄，导致破坏。
（2）疲劳破坏：压力容器在长期的循环载荷下，容易发生疲劳破坏，这对于材料和焊接点的质量要求很高。
（3）爆炸破坏：在压力容器内部，压力迅速升高，超过了容器的承受能力，容器会发生爆炸破坏。
（4）焊缝破坏：焊接是压力容器中很关键的工艺，焊缝质量不好、焊接工艺不规范等，容易导致焊缝破坏。
二、化工设备压力容器破坏的预防措施1. 设计合理：对于压力容器的设计，需要考虑载荷的大小、工作环境的特点等各种因素，确保设计合理。
2. 材料选择：选择耐腐蚀、高强度的材料，可以有效延长压力容器的使用寿命。
3. 制造监控：在制造过程中，要严格控制生产工艺，确保每一个环节都符合相关标准。
4. 检测监测：定期对压力容器进行超声波、射线检测等技术手段的检测，及时发现问题并采取措施。
5. 维护保养：规范操作规程，加强对于压力容器的维护保养工作，及时发现并解决问题。
6. 定期检查：对于压力容器的使用寿命、工作环境等进行定期检查，及时对老化设备进行更新或更换。
三、结语化工设备压力容器的破坏预防是化工厂必须严格执行的工作，因为它牵扯到工厂的安全和生产效益。
压力容器的常见破坏方式
压力容器的常见破坏方式破坏方式压力容器的失效意指该容器已不能承担其在正常条件下所应该承受的载荷。
失效的容器不一定就是破坏，破坏了的容器当然已经失效。
例如，弹性失效会使器壁材料产生滑移，从而导致在该介质的温度和压力作用下加速腐蚀或应力腐蚀；紧固件的蠕变或应力松弛失效会导致密封连接件产生泄漏等等。
压力容器的破坏则是失效类型中较多的一种形式。
延性断裂一般不存在、或仅存在数量很少、尺寸很小的缺陷，结构上都有各种避免尖锐棱角、拐角、凹槽、急剧的厚度改变等措施，且在使用温度下有足够延塑性的材料所制成的容器，在破坏时都呈延性断裂。
以容器的爆破为例，其特征为：（1）爆破曲线有明显的屈服和明显的塑性变形、应变硬化阶段，见下图：（2）断口一般为和最大主应力成45°的剪切断口；爆破只有鱼形裂口，无分枝，更无碎片，见下图：（3）断口为无光泽的纤维状断口。
选材正确，设计可靠，结构合理，按规范要求制造并检验合格的容器，在爆破时都会呈延性断裂。
符合各项要求建造的容器，在爆破时都应该是延性断裂。
脆性开裂或断裂当材料或焊缝存在原始缺陷，或因未焊透焊缝、或结构上存在尖锐棱角、凹槽、急剧过渡等，且材料含碳量或碳当量较高，在操作温度下冲击韧性不足等原因，容器在运行或耐压试验中可能在局部地区开裂或甚至因超压等原因引起整体爆破，在爆破时可能发生脆性断裂；如爆破压力远低于按计算所应得的爆破压力且为脆性断裂，则为低应力脆断。
脆性断裂的特征和延性断裂明显不同，其特征为：（1）爆破曲线无明显屈服点和塑性变形阶段。
如属低应力脆断，则其爆破点在相应延性断裂的屈服点以下，见下图。
（2）断口一般和最大主应力相垂直，如对圆筒而言，则一般和周向应力相垂直，见图下图(b)。
一般情况下伴有碎片，或至少是裂口有不规则的分枝状，见下图(a)。
（3）断口呈光亮、粗糙的晶粒状。
脆性断裂，特别是低应力脆性断裂的发生，总是有其特殊原因的，或选材不当，或使用温度不当，或结构不合理，存在明显的难焊透接头或器壁厚薄过于悬殊，或存在尖锐棱角、凹槽、急剧过渡等，或不符规范的制造使焊缝及其热影响区晶粒粗大而造成脆性，或制造中存在明显的焊接缺陷及过大的残余应力，或检验不规范，漏检可能存在的种种缺陷等等。
第三章 压力容器破坏形式
第三章压力容器破坏形式压力容器常会由于设计结构不合理，制造质量差，使用维护不当或其他原因而发生破裂，并且破裂事故的形式多样，且很多是在使用限期内发生。
发生事故时，往往不仅容器本身遭到破坏，而且还会危及周围设施和职工的生命与健康，因此我们必须从各方面采取积极可靠的措施来保证安全运行，防止事故的发生。
第一节延性破裂延性破裂是压力容器在内部压力作用下，器壁上产生的应力达到器壁材料的强度极限，从而发生断裂的一种形式。
这种形式属韧性破裂，因此，该形式的破坏也称韧性破坏。
（一）机理压力容器的金属材料在外力作用下引起变形和破坏分为三个阶段（1）弹性变形阶段指当对材料施加的外力不超过材料固有的弹性极限值时，一旦外力消失，材料仍能回复到原来的状态而不产生明显的残余变形。
（2）弹塑性变形指对材料施加的外力超过材料固有的弹性极限值，材料将产生很大的塑性变形，外载荷消失后材料不再恢复原状，塑性变形仍将保留。
（3）断裂阶段指材料发生塑性变形后，如施加外力继续增加，当应力超过了材料的强度极限后，材料将发生断裂。
（二）特点及预防发生延性破裂的容器，其承受的压力、变形程度、断口特点及破裂具有以下特点：压力容器发生延性破裂是在较高的应力下发生的，即容器内的压力先后超过最高工作压力、设计压力而达到了容器的爆破压力值，容器破裂时的实际爆破压力往往接近于计算的爆破压力值。
若观察发生破裂的容器可知，由于容器在爆破前发生了明显变形，直径增大，破裂处的器壁显著减薄。
发生延性破裂的容器一般无碎片飞出，只是裂开一个口，口的大小与容器爆破时所释放的能量有关。
对于在液压试验中出现的延性破裂，由于液体的可压缩性极小，因此容器的裂口也比较窄，最大也不会超过半径。
但容器由于内部气体压力急骤升高而引起的破裂，裂口就比较宽。
既然容器发生延性破裂是由于超压而引起的，那么容器在试压和使用过程中就应该严禁超压，要严格按照有关规定进行压力试验与操作。
同时，也应按规定安装合适的安全泄压装置，并保证其灵敏可靠；与此同时，也要加强对容器的维护与检查，发生器壁腐蚀，减薄、变形应立即停止使用。
压力容器的破坏形式-过载破坏
再 １
Ｉ Ｏ Ａ ｈ ２ Ｏ Ａ ｈ ２ Ｊ
式 中，
、
２ 、
分别为 Ｇ １、 Ｇ 、Ｇ 环 节 的增 益 。
并联 型 同步控 制系统 的同步误差 是与 （ Ｇ 。 一 Ｇ ）成 正 比的 ， 当
Ｃ １ ： ｅ ： ， 即两个执行器 位置控制 系统 的特 性相同时 ， 对任 意函数 的输 人指令不但其静态 同步误差为零 ， 而且其动态同步误 差亦 为零 。 令 Ｉ Ｇ ｌ ＝ Ｇ ｌ － （ ） ・ ： （ ） 同样 ， 利用 Ｓ Ｉ ＭＵ Ｌ Ｉ Ｎ Ｋ， 搭建模块 ， 并联 型位置 同步控制 系统 的 Ｉ Ｇ ２ ＝Ｇ ２ １ （ ） ｏ Ｇ ２ ２ （ ｓ ） （ １ ） 同步误差 ｅ （ ｔ ） 对指令阶跃 ｕ （ ｔ ） 的响应 曲线 ， 如图 ５ 所 示。从图 ５中可 以看 出来与图 ４ 相 比， 位置的同步精度得到了大幅度 的提 高ｐ 。 得 ： ３ 结论 （ ） １ ＋Ｇ ｌ ＋Ｇ ２ Ｇ ｃ ＋Ｇ １ Ｇ ２ Ｇ ｃ （ ２ ） 通过对舞 台升降系统 的同步位置驱动设计 ， 得 出闭环反 馈系统 利用 Ｓ Ｉ Ｍ Ｕ Ｌ Ｉ Ｎ Ｋ进行 模型搭建 ， 得 出图 ４为 同步误差 ｅ （ ｔ ） 对 阶 的并联型在 系统模 拟 中 ， 体现 出了精度 的优 越性 ， 达到 了设计 的预 跃信号干扰 ｕ ｆ １ ） 的响应 曲线 。 从图４ 得 出， 位置 同步 曲线偏离程度非 期， 同时为相关系统的设计提供 了一个参考 的平台 。 常大 ， 因此 ， 串联式结构 的位置 同步控制系统要达到稳定 输 出动态 参 考 文 献 杼 陛是不容易实现的。 【 １ 】 刘振． 重 载 大 惯 性 液 压 驱 动 系统 的神 经 网络 近 似 内模 控 制 【 Ｄ 】 ． 长 相 比与串联 型来说 ， 从 图 ３可以推导 出并联 型比例位置 同步控 沙： 中南大学 ， ２ ０ １ ０ ： １ ０ — ４ ０ ． 制系统的传递 函数为： 『 ２ ］许 勇． 重载 夹持装置液压 同步驱动 系统 的建模及 内模控制研 究 二 『 Ｄ １ ． 长沙 ： 中南大学， ２ ０ ０ ９ ： ２ ３ — ５ ０ ． （ ） １ ＋ ＋Ｇ ２ ＋Ｇ ｌ Ｇ ２ ＋Ｇ ｚ Ｇ ＋Ｇ １ Ｇ： Ｇ ｃ （ ３ ） 【 ３ 】 梅 志松 ． 双液 压缸驱 动 系统的鲁 棒 同步控制 【 Ｄ Ｉ ． 秦皇岛： 燕 山大 从公式 ３可以看 出 ， 并 联型同步位置控制系统 比串联型控制系 学， ２ ０ １ ０ ： ４ ０ — ５ ４ ． 统精确度上高出一个精度等级 。 『 ４ ］ 鲁 文其． 基 于扰动补偿 算法的拉床 主溜板 双伺服 同步驱动控制 策 根据公式 ３求得 ， 静态误差为 ： ｅ 一 ！ 二 ２ 略『 Ｊ １ ． 机械 工程 学报 ， ２ ０ １ ３ ： ３ １ － ３ ７ ．
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化工设备的压力容器是重要的设备之一，主要用于存储、输送、加工化学和物理物质。
但是，随着时间的推移和工作过程的不可避免的磨损，良好维护的容器也可能出现破坏。
因此，在设计和操作成品时，要采取预防措施以减少破坏的风险。
本文将讨论化工设备的压力容器破坏及预防措施。
1. 破坏形式化工设备中的压力容器通常通过强度、刚度和安全系数进行设计。
如果容器没有足够的强度或安全系数，则容器可能会在过载或异常压力下发生以下形式的破坏：（1）变形容器当受到作用力时会产生变形，但这只有在小量程内时才是正常的。
当容器强度不足或者异常负荷，就会出现过度变形。
反复的变形会引起裂纹，并且会减少运行时的强度和刚度。
（2）断裂容器由于过度压力或冲击而断裂属于严重的原因之一。
断裂通常比变形更容易导致容器失效。
热应力、疲劳和腐蚀也可能导致脆性断裂。
（3）疲劳疲劳是长期使用和重复受力引起的塑性变形和裂纹的破坏形式。
这种破坏通常发生在容器的应力集中区域和重点受力区。
设备操作时，应采取措施避免容器的疲劳破坏。
2. 预防和安全措施针对化工设备压力容器造成的破坏，我们可以采取一些基本的预防和安全措施以减少事故的风险。
（1）优化设计优化容器的设计可以帮助降低容器的机械应力和摩擦，这是减少破坏的主要手段之一。
设计前必须了解各种条件，例如容器容量，作业制度，容器建造材料，温度和背景条件等。
（2）严格的监测和检查定期检查和监测容器是减少破坏的最简单方法之一。
对容器进行定期检查和维护可以及早发现容器的问题并采取必要的补救措施。
（3）加强清洁和保养清洗和保养容器是非常重要的预防破坏的手段，这有助于减少腐蚀和腐蚀的影响，并提高容器的寿命。
操作人员必须执行规定的清洗方案，并采取必要的措施清除容器内的沉积物和残留物。
（4）加固应力集中区域应力集中区域有可能引起设备破坏，为了缓解这种破坏，加强和加固应力集中区域是必要的步骤。
这可以通过设计、增加壳体厚度、安装加强筋等措施实现。
压力容器的破坏形态
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。
在交变应力的作用下，被破坏的保护膜无法再次形成，沉积在腐蚀坑中的腐蚀产物又阻止氧的扩散使保护膜难以恢复。
所以腐蚀坑的底部始终处在活性状态之下而构成了腐蚀电池的阳极。
压力容器的破裂形式有哪些
压力容器的破裂形式有哪些压力容器及其承压部件在使用过程中，其尺寸、形状或材料性能发生改变，完全失去或不能良好实现原定功能，继续使用会失去可靠性和安全性，需要立即停用修复或更换，这种情况称作压力容器及其承压部件的失效。
压力容器最常见的失效形式是破裂失效，有韧性破裂、脆性破裂、疲劳破裂、腐蚀破裂、蠕变破裂5种类型。
1.韧性破裂韧性破裂又称延性破裂，是指容器壳体承受过高的内部应力，以致超过或远远超过其屈服极限和强度极限，使壳体产生较大的塑性变形，最终导致破裂。
容器发生韧性破裂时，爆破压力一般超过容器剩余壁厚计算出的爆破压力。
如化学反应过载破裂，一般产生粉碎性爆炸；物理性超载破裂，多从容器强度薄弱部分突破，一般无碎片抛出。
韧性破裂的特征主要表现在断口有缩颈，其断面与主应力方向成45°角，有较大剪切唇，断面多呈暗灰色纤维状。
当严重超载时，爆炸能量大、速度快，金属来不及变形，易产生快速撕裂现象，出现正压力断口。
压力容器发生韧性破裂的主要原因是容器过压。
2.脆性破裂脆性破裂是指容器在断裂时没有宏观的塑性变形，器壁平均应力远没有达到材料的强度极限，有的甚至低于屈服极限，其断裂现象和脆性材料的破坏很相似，常发生在截面不生明显塑性变形就破坏的破裂形式称为脆性破裂。
连续处，并伴有表面缺陷或内部缺陷，即常发生在严重的应力集中处。
因此，把容器未发化工压力容器常发生低应力脆断，主要原因是热学环境、载荷作用和容器本身结构缺陷所致、所处理的介质易造成容器应力腐蚀、晶间腐蚀、氢损伤、高温腐蚀、热疲劳、腐蚀疲劳、机械疲劳等，使焊缝和母材原发缺陷易于扩展开裂，或在应力集中区易产生新的裂纹并扩展开裂，使容器承受的应力低于设计应力而破坏。
3.疲劳破裂疲劳破裂是指压力容器由于受到反复作用的交变应力（如反复加压、泄压）的作用，使容器壳体材料的某些应力集中部位在短时间由于疲劳而在低应力状态下突然发生的破裂形式。
与脆性破裂一样，发生疲劳破裂时，容器外观没有明显的塑性变形，而且也是突发性的。
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。
压力容器的破坏形式
压力容器的破坏形式压力容器是广泛应用于石化、制药、食品、能源等工业领域中的一种重要设备，它通常受到化学、物理和机械因素的作用而出现破坏。
了解压力容器破坏的形式，对于工程师设计和维修压力容器具有非常重要的意义。
本文将介绍几种常见的压力容器破坏形式，包括疲劳破坏、裂纹破坏和变形破坏。
疲劳破坏疲劳破坏是指在经过反复应力载荷的情况下，材料内部发生局部的塑性变形和高应力集中而使破坏产生的一种现象。
常见的疲劳破坏形式有疲劳龟裂和疲劳变形。
疲劳龟裂疲劳龟裂的发生通常是由于应力集中、材料本身缺陷、操作设计不当等因素所引起的。
疲劳龟裂通常是在材料内部形成微小裂纹，这些裂纹通常位于高应力集中部位，例如焊缝、凹槽和内部角落等处。
随着反复应力载荷的施加，这些裂纹逐渐扩展直至材料破坏。
为了防止压力容器发生疲劳龟裂，通常需要考虑材料的选择、运行条件、焊缝检测和维护等方面的因素。
疲劳变形疲劳变形是指材料受到反复应力载荷而变形的现象，通常会引起材料的微小塑性变形。
长期以往，这些微小变形会在材料内部造成应力集中，最终导致疲劳龟裂的发生。
在压力容器的设计过程中，疲劳变形也是一个重要的考虑因素。
裂纹破坏裂纹破坏是指由于热应力、冷却过程、物理损伤等因素引起的压力容器内部出现裂纹，直至发生破坏。
常见的裂纹破坏形式包括瞬时破裂和慢性破裂。
瞬时破裂瞬时破裂是指在瞬间出现的突然破裂，通常发生在脆性材料中，例如铝合金、钢材等。
这种破裂具有一定的危险性，因此在设计和制造压力容器时，需要严格控制材料的选择和焊接工艺等。
慢性破裂慢性破裂是指裂纹在压力容器内部逐渐扩大，最终导致容器发生破裂。
通常这种破裂的发生会比较缓慢，但一旦发生，威力可能比瞬时破裂更大。
慢性破裂通常是由于材料内部一些本身存在的缺陷所引起的，这些缺陷通常难以检测，因此在设计压力容器时需要格外注意。
变形破坏变形破坏是指由于压力和温度变化等因素引起的压力容器变形，最终导致破坏的情况。
常见的变形破坏形式包括弹性变形和塑性变形。
[新版]对压力容器的破坏形式_特点及机理的探讨
![[新版]对压力容器的破坏形式_特点及机理的探讨](https://img.taocdn.com/s3/m/fe1c7753b207e87101f69e3143323968011cf405.png)
1. 1 特征 延性破 坏是材料承受过 高的 压力, 以至 超过 了它 的屈服
极限和强度极限, 因而使它产生较大的塑性 变形, 最 后发生破 裂的一种破坏形式。一般事故大多属于这一类型。
由于圆 筒形容器受力后 的周 向应 力比轴 向应 力大 1 倍, 并且容器端部受到封头的 约束, 所以 一般总 是压 力容 器的直 径变大, 周向发生较大的残余变形, 呈两头小、中问大的 鼓形, 其周长伸长率常可达 10% ~ 20% , 容积增 长率也超过 10% 。
中图分类号: TH49
文献标识码: A
文章编号: 1007- 4414( 2004) 01- 0013- 02
关键词: 压力容器; 破坏; 特征
摘 要: 分析研究压力容器四种破坏形式即延性破坏、脆性破坏、疲劳破坏、蠕变破坏的特征、机理及防止蠕变破坏的措施。
蔡霞
( 无锡格林爱普化工股份有限公司, 江苏 无锡 214041)
收稿日期: 2003- 07- 12 作者简介: 蔡 霞( 1966- ) , 女, 甘肃兰州人, 设备工程师, 现主要从事化工生产、容器与设备设计、制造、安装及维护管理工作。
13
压力容器是工业生产 的常用 设备, 又是 一种 比较 容易发 生事故的特种设备。压力容 器发 生事 故时, 往往 不仅 本身遭 到破坏, 而且还会危及职工的生命和健康, 破坏其它 设备和建 筑物。压力容 器 破坏, 通 常 有以 下几 种 主要 形式, 即延 性破 坏、脆性破坏、疲劳破坏、蠕变破坏[ 1] 。现分述如下。
3 疲劳破坏
3 1 特征 疲劳破坏是材料经 过长 期的交 变载 荷后, 在比 较低 的应
力状态下, 没有明显的塑性变形, 而突然发生的损坏。 疲劳破坏一般是从 应力 集中的 地方 开始, 即在 容易 产生
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。
化工过程安全管理课件：压力容器的破坏形式
4．腐蚀破坏
腐蚀破坏是指容器壳体由于受到介质的腐蚀而产生的一 种破坏形式。钢的腐蚀破坏形式从它的破坏现象，可分为 均匀腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀和疲劳腐蚀等。
均匀腐蚀 使容器壁厚逐渐减薄， 易导致强度不足而发生破坏。化学 腐蚀、电化学腐蚀和冲刷腐蚀是造 成设备大面积均匀腐蚀的主要原因。
点腐蚀 有的使容器产生穿透 孔而造成破坏；也有由于点腐 蚀造成腐蚀处应力集中，在反 复交变载荷作用下，成为疲劳 破裂的始裂点，如果材料的塑 性较差，或处在低温使用的情 况下，也可能产生脆性破坏。
应力腐蚀 又称腐蚀裂开，是金属在腐蚀性介质和拉伸应力的共同作用下而产生的一种破坏 形式。
疲劳腐蚀 也称腐蚀疲劳，它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， 它的结果也是造成金属断裂而被破坏。与应力腐蚀不同的是，它是由交变的拉伸应力和介质对 金属的腐蚀作用所引起的。
化工压力容器常见的介质腐蚀
3．疲劳破坏
容器在反复的加压过程中，壳体的材料长期受到交变载荷的作用，因此出现金属疲劳 而产生的破坏形式称为疲劳破坏。
疲劳破坏的主要特征是：
破裂容器本体没有产生明显的整体塑性变形，但它又不像脆性破裂那样使整个容器脆 断成许多碎片，而只是一般的开裂，使容器泄漏而失效。容器的疲劳破裂必须是在多 次反复载荷以后，所以只有那些较频繁的间歇操作或操作压力大幅度波动的容器才有 条件产生。
4．腐蚀破坏
晶间腐蚀 是一种局部的、选择性的腐蚀破坏。这种腐蚀破坏沿金属晶粒的边缘进行，金属 晶粒之间的结合力因腐蚀受到破坏，材料的强度及塑性几乎完全丧失，在很小的外力作用下即 会损坏。这是一种危险性比较大的腐蚀破坏形式。因为它不在器壁表面留下腐蚀的宏观迹象， 也不减小厚度尺寸，只是沿着金属的晶粒边缘进行腐蚀，使其强度及塑性大为降低，因而容易 造成容器在使用过程中损坏。
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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。
浅析化工设备压力容器的破坏及预防措施
浅析化工设备压力容器的破坏及预防措施化工设备中的压力容器是承受和存储各种介质的装置，如储罐、反应器等。
由于化工过程中的高温、高压等恶劣条件，压力容器破坏带来的风险较大，因此对于压力容器的破坏及预防也需要我们高度重视。
本文将对压力容器的破坏及预防措施进行浅析。
压力容器的破坏主要包括以下几种情况：1. 弹性破坏：指在材料的弹性范围内发生的破坏。
常见的弹性破坏有弹性变形和塑性变形。
3. 裂纹破坏：当压力容器表面存在焊接缺陷、杂质等时，容易发生裂纹破坏。
4. 疲劳破坏：指在循环加载下，金属材料逐渐积累疲劳损伤，最终导致破坏。
常见的疲劳破坏有疲劳裂纹和疲劳断裂。
为了预防压力容器的破坏，我们可以采取以下措施：1. 完善的设计：在压力容器的设计过程中，需要充分考虑到介质的性质、温度、压力等因素，合理选择材料、尺寸和结构，确保设备的安全可靠性。
2. 强化质量检测：在压力容器的制造过程中，要进行严格的质量检测，包括原材料的检验、焊接接头的质量检测等，确保产品的质量合格。
3. 做好设备维护：定期对压力容器进行维护和检修，检查设备的外观是否存在腐蚀、裂纹等问题，及时处理并修复。
4. 强化安全培训：对使用和操作压力容器的人员进行安全培训，提高他们的安全意识，合理使用和维护设备。
5. 定期检测和评估：定期对压力容器进行非破坏性检测和评估，包括超声波检测、磁粉检测等，确保设备的完好性。
化工设备中的压力容器破坏带来的风险较大，对其破坏及预防需要我们高度重视。
通过完善的设计、强化质量检测、设备维护、安全培训和定期检测，可以有效地预防压力容器的破坏，确保化工生产过程的安全可靠。
第四章 压力容器破坏形式
第三节 疲 劳 破 裂
一、机理
①低压力高周疲劳，材料循环周次在105次以上，而 相应的应力值在材料的弹性范围以内，可以承受 周次的交变载荷作用而不会产生疲劳破坏。但当 外载超过这个弹性范围内的应力值极限后，材料 就易发生断裂。 ②高应力低周疲劳，材料承受的应力水平较高，交 变应力幅度较大，但交变周次较少，当容器材料 在较高应力水平下承受交变周次超过了102～105 次后，材料就易发生断裂。容器内介质压力的波 动也是一种载荷，若交变载荷变化较大、开停车 次数较多，容器就容易发生疲劳破坏。
以便采取有效的防止措施。
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第四节腐蚀破裂分类
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第四节腐蚀破裂
二、形态
1.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。均匀腐蚀也称全面腐蚀，遭受全面 腐蚀的容器是以金属的厚度逐渐变薄的形式导致最后破坏。工程威胁 不大—>进行估计—>腐蚀裕度—>与环境、介质、温度、压力等方面 有关—>定时检测—>否则事故。 2.局部腐蚀 局部腐蚀是指材料表面的区域性腐蚀。这是一种危害性较大—>并经常 在突然间导致事故。 （1)电偶腐蚀只要有两种电极电位不同的金属相互接触或用导体连通， 在电解质存在的情况下就有电流通过。通常是电极电位较高的金属腐 蚀速度降低甚至停止，电极电位较低的金属腐蚀速度增大。前者为阴 级，后者为阳极。 (2)孔蚀指金属表面产生小孔的一种局部腐蚀。孔腐蚀一般容易在静止 的介质中发生，通常沿重力方向发展。
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第三节 疲 劳 破 裂
四、事故预防
①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。
②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。 ③在运行中要注意操作正确性，尽量减少升压、卸 压的次数，操作中要防止温度压力波动过大。 ④对无法避免外来载荷、无法减少开停次数的压力 容器，制造前应作疲劳设计，以保证压力容器不 致发生疲劳破裂。
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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 in
the 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。
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。
在交变应力的作用下，被破坏的保护膜无法再次形成，沉积在腐蚀坑中的腐蚀产物又阻止氧的扩散使保护膜难以恢复。
所以腐蚀坑的底部始终处在活性状态之下而构成了腐蚀电池的阳极。
就这样在腐蚀与交变应力的联合作用下，裂纹不断发展直至金属最后断裂。
5应力腐蚀
应力腐蚀是金属腐蚀介质和拉伸应力的共同作用下而产生的一种破坏形式。
金属发生应力腐蚀时，腐蚀和应力这两个因素是相互促进的。
一方面，腐蚀使金属的有效截面积减小和表面形成缺口，产生应力集中；另一方面，应力的存在加速了腐蚀的进展，使表面的腐蚀缺口向深处扩展，最后导致断裂。
6脆性破裂
工程上把没有明显塑性变形的断裂统称为脆性断裂或破裂，而压力容器的脆性破裂是指由塑性材料制成的压力容器，破裂时呈脆
性破裂特征。
破裂容器的工作应力远远低于材料的强度极限，甚至低于材料的屈服极限。
压力容器发生脆性断裂的特征是：（1）容器器壁没有明显的伸长变形，容器的厚度一般没有改变。
（2）断口呈金属光泽的结晶状，裂口齐平与主应力方向垂直。
（3）脆性破裂的容器常呈碎块状，且常有碎片飞出。
（4）破裂事故多数在温度较低的情况下发生。
（5）脆性断裂更容易在高强度钢制的压力容器和用中、低强度制造的厚壁容器上发生。
7氢腐蚀破坏
在高温高压下，吸附在钢表面的氢分子部分分解为氢原子或离子而固溶于钢表面层并向钢内扩散，它以氢脆和氢腐蚀两种方式影响着钢的性能。
氢脆是由于氢扩散并溶解于金属晶格中，使钢在缓慢变形时产生脆性现象，此时钢的塑性显著降低。
氢腐蚀是指氢原子或离子扩散进入钢中，将结合成氢分子，并部分地与微孔壁上的碳或碳化物及非金属夹杂物产生化学反应，这些不易溶解的气体生成物聚积在晶界原有的微隙内，形成局部高压，造成应力集中，使
晶界变宽，发展成微裂纹，降低了钢的机械性能。
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