锅炉压力容器压力管道基本知识培训讲义15：压力容器事故及处理基础知识

锅炉压力容器压力管道基本知识培训讲义系列15

（2014年4月）

讲座系列内容总目录

01：锅炉压力容器压力管道气瓶法规知识

02：压力容器设计知识--压力容器材料

03：压力容器设计知识--压力容器设计计算

04：压力容器设计知识--压力容器结构

05：压力容器设计知识---压力容器焊接

06：压力容器制造基础知识

07：锅炉压力容器压力管道检验基础知识

08：锅炉压力容器安装基础知识

09：锅炉基础知识介绍

10：压力管道基础知识

11：压力容器管理制度及规范

12：压力容器压力管道使用基础知识

13：压力容器压力管道修理改造

14：锅炉压力容器压力管道安全装置基础知识

15：压力容器事故及处理基础知识

第十五讲压力容器事故及处理基础知识

目录

第一节压力容器破坏简介；

第二节事故的分类；

第三节压力容器事故报告；

第四节事故的调查；

第五节事故的处理与相关司法关系；

第六节事故责任追究和社会监督；

第七节国内典型事故案例。

《特种设备安全监察条例》所称特种设备是指设计生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和厂（场）内专用机动车辆。特种设备事故种类很多，大体上可分为二类：一类是因为自然灾害（如暴雨、台风、雪灾、泥石流、滑坡等）或突发事件（如火灾）造成人员伤亡和财产损失的事故，称之为特种设备灾害事故；另一类是除此之外原因引起的人身伤亡或设备损坏的事故，称之为特种设备事故。

《特种设备事故报告和调查处理规定》经2009年5月26日国家质量监督检

验检疫总局局务会议审议通过，2009年7月3日公布，自公布之日起施行。《特种设备事故报告和调查处理规定》第六条本规定所称特种设备事故，是指因特种设备的不安全状态或者相关人员的不安全行为，在特种设备制造、安装、改造、维修、使用（含移动式压力容器、气瓶充装）、检验检测活动中造成的人员伤亡、财产损失、特种设备严重损坏或者中断运行、人员滞留、人员转移等突发事件

压力容器、压力管道作为特种设备，发生事故时，往往不仅是容器、管道本身遭到破坏，而且还会危及周围设施和职工的生命与健康，甚至会导致更加严重的次生事故，因此我们必须从各方面采取积极可靠的措施来保证压容、压管的安全运行，防止事故的发生。

压力容器、压力管道发生事故的原因往往是多方面的，常因多种不安全因素的汇集才促使事故萌发，对事故进行技术分析就是要找出这些不安全因素的相互关系和影响，从不同角度提出预防事故的措施，本章就压力容器的破坏形式及事故的分类分级、汇报的方式、汇报的内容、事故的现场应急措施、事故的调查、事故的处理、事故责任追究和社会监督、国内、公司内部典型事故案例进行讨论。

第一节压力容器破坏简介

预防压力容器事故发生，保证压力容器的安全运行，首要的是应防止其运行中发生断裂，这种断裂会造成巨大的危害。断裂的种类主要有：韧性、脆性、疲劳、腐蚀、蠕变断裂，为了提高压力容器的操作人员、维修人员、管理人员分析和处理异常情况的能技能，更加有效地杜绝压容、压管事故的发生，现把容器的断裂形式从断裂的特征、原因及预防措施等方面进行介绍：

一、韧性断裂

1、定义：

压力容器的韧性断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。即容器承受的压力使壳体的应力超过材料的屈服极限时，材料将发生局部屈服或全部屈服，甚至断裂。韧性断裂经过了弹性变形阶段、屈服变形阶段、大变形强化阶段和最后的断裂阶段。

2、断裂特征：

发生韧性破裂的容器，其承受的压力、变形程度、断口特点及破裂具有以下特点：①压力容器发生韧性破裂是在较高的应力下发生的，及容器的内应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。②观察发生破裂的容器，有明显的塑性变形，如直径有明显的鼓胀，周长有明显的伸长，容积有明显的增大，破裂处的器壁有明显减薄。③发生韧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出的能量有关。对于在液压试验中出现的韧性破裂，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。④断口呈撕裂状，存在纤维区、放射区和剪切唇区。

3、发生韧性破坏的原因：

引起容器发生韧性破坏的主要原因是超压，主要有以下因素：

①违反操作规程，操作失误引起超压；②仪表控制系统故障导致超压；③超压泄

放装置失灵或选用不当，如安全阀超压时不开启、爆破片不破；④液化气体储存容器严重超装，致使气相空间过小，容器因受环境影响温度升高时，液体体积膨胀超过饱和蒸汽压而超压；⑤因腐蚀、容器壁厚大面积减薄。

4.预防措施：

既然容器发生韧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和操作。同时，也应保证仪器仪表的状况良好和灵敏，按规定安装合适的安全泄压装置，并保证其灵敏可靠，严格防止液化气容器超量装载，加强对容器的维护和检查，发现器壁腐蚀、减薄、变形应立即停止使用。

二、脆性断裂

1、定义：

压力容器在正常压力范围内，没有发生或充分发生塑性变形时就破裂或爆炸的破坏称为脆性破裂。容器发生脆性破裂通常有两种情况，一是材料的脆性转变而引起的容器脆性破坏，二是由于焊接接头存在严重的缺陷，包括制造中存在的缺陷和使用中产生的缺陷，有时这两种因素同时造成容器的脆性破坏。例如1970年

我国某厂首次用70毫米厚的合金钢试制了一台内径为900毫米的高压容器，设

计压力为40.2mpa,经过常规检查后，进行了水压试验。当压力升至50mpa时（按规定设计压力应达到51mpa）突然爆炸，容器断裂成四大块。经过试验，在爆破压力下器壁的应力低于材料的屈服极限。

2、断裂特征：

容器破裂的形式与脆性材料的破裂很相似，即出现很多碎片，所以人们把这种低于材料的屈服极限、更低于强度极限时发生的爆炸称为脆性破裂（低应力破坏）。根据断裂力学的观点，构件材料并非绝对均匀和持续，总存在微裂纹（对夹渣、气孔、未焊透、大块夹杂物等缺陷也作为裂纹看待），这些裂纹的失稳扩展就是

导致构件破坏的原因。脆性破裂的特点与韧性破裂恰恰相反，有以下特征：

①容器并无宏观塑性变形或变形量很小；2、器壁也未减薄，而断裂是低地应力下，即在容器正常操作或进行水压试验过程中发生的；③很可能有碎片，其破裂特征不像韧性破裂那样只是容器裂口，而是出现许多碎块（即使在水压试验时也是如此）。因此微裂纹的失稳扩展是瞬间发生的，而容器内的压力又无法通过一

个裂纹释放，故容器裂成许多碎片。另外，由于温度对材料韧性的影响，低温时容器脆性断裂的可能性大些。故容器在温度较低或温度突变时发生脆性断裂的事例相对较多。

3、预防措施：

①由于温度对材料韧性的影响，低温时容器脆性断裂的可能性大些，故低温容器严格材料的选用；②容器在温度较低或温度突变时发生脆性断裂的事例相对较多，故操作时要严格温度的控制，严禁温度的突变。

三、疲劳破裂

1、定义：

压力容器的疲劳破裂是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，经长期使用导致容器的破裂。容器在承压和卸压状态下，器壁所受的应力差异很大。不过容器在使用过程中一般加压、卸压重复次数不高，所以材料通常承受的是所谓低周疲劳应力。