第三章压力容器缺陷与破坏形式(1)
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。
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。
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。
压力容器的破坏形式通用版
安全管理编号:YTO-FS-PD393压力容器的破坏形式通用版In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities.标准/ 权威/ 规范/ 实用Authoritative And Practical Standards压力容器的破坏形式通用版使用提示:本安全管理文件可用于在生产中,对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理,包含对生产、财物、环境的保护,最终使生产活动正常进行。
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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。
压力容器常见的缺陷及措施
5.2压力容器常见的缺陷及措施在用压力容器常见缺陷就其存在部位可分为表面缺陷和埋藏缺陷两类, 都对压力容器的安全性能构成潜在威胁, 以下对其中的焊接所造成的缺陷分别进行讨论。
1、表面缺陷(1)表面裂纹裂纹是在用压力容器的重点检验项目。
现场检验时优先使用磁粉探伤技术, 它能快速、准确和直观地发现表面裂纹, 是目前检验表面缺陷最为灵敏可靠的手段。
表面裂纹危害性极大, 一旦发现应认真分析其产生原因, 采取适当的措施(如打磨和挖补等)予以彻底消除。
从断裂力学观点而言, 表面裂纹也存在允许尺寸, 但考虑到内表面裂纹与储存介质直接接触, 外表面裂纹与大气接触, 因此易促使裂纹的扩展, 危害极大, 故对表面裂纹一律采取打磨消除的措施。
措施:有关文件规定,如表面裂纹打磨深度W 7 %勺设计厚度,且〉3mm寸,可不补焊。
但为了减少应力集中, 要求磨削部位光滑并过渡圆滑。
如果超出上述规定, 则必须采取严格勺补焊措施予以修复。
(2)焊缝咬边焊缝咬边为几何不连续与应力集中部位, 容易诱发裂纹。
对于容器勺焊缝咬边,都应打磨消除或打磨后补焊;对于其它容器,当其表面焊缝咬边深度w 0.5mm 连续长度w 100mm且焊缝两侧咬边总长不超过该焊缝长度的10 %寸,可不作处理。
如超过上述范围, 则应打磨消除或打磨后补焊。
2、埋藏缺陷常见的埋藏缺陷主要有裂纹、未焊透、未熔合、气孔和夹渣等。
这些缺陷多为制造时留下的,其中处理的重点为埋藏裂纹。
壁厚<8mm的钢制容器一般采用X 射线探伤, 可直接准确地反映缺陷类型和大小。
随着板厚的增加,X 射线能量衰减增大,探伤灵敏度降低,因此当检测壁厚>8mm的钢制容器时,一般采用超声波探伤。
超声波穿透能力很强, 对厚板中缺陷的探伤灵敏度较高且检测速度快。
(1 )埋藏裂纹不与腐蚀介质接触, 相对于表面裂纹而言, 所受的应力较小, 危害性也较小。
但在使用过程中, 尤其是在交变载荷或频繁间歇操作时, 有可能产生裂纹扩展至表面或穿透, 产生破坏,因此对埋藏裂纹的处理要重视,一旦发现必须采取严格的措施予以挖补修复。
压力容器的破坏形态与检验方法
腐蚀缺口向深处扩展, 导致断裂。 最后
1 . 6脆性破 裂 工程 上把没 有明 显塑性 变形 的断 裂统称
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 , 成应 力 集 中 , 晶界 变 宽 , 造 使 发展 成 微 裂纹, 降低 了钢 的机械 性能 。 2 压力 容器检 验前 的准备工 作 21外部 检验前 的准备 工作 . 影 响 内外 表面 检 验 的附 件或 其 它 物体 , 应 按检 验要求 进行 清理 或拆 除 ;为检 验 而搭 设 的 脚手 架 、 便梯 等设 施 , 须安 全 牢 固 , 轻 必 便 于进行 检验 和检 测工作 ;压 力容器 操作 人 结果的缺陷 ; 对不等厚板材相焊的焊缝 , 其测 员 的资格证 件 ; 时 , 力容 器使 用单位 的 量应扣除两板厚度差的影响。若厚板侧已被 检查 压 压 力 容器 管 理人 员 和操 作人 员应 到场 配合 , 削 成一 定 的斜度 ,则 厚板侧 的厚 度应 为厚板 协助检验工作 ,并提供检验人员需要的其它 侧母 材 在焊 趾处 的实 际厚 度 ,可 通过测 厚或 资料。 根 据 两板厚度 差 , 薄斜度 和焊缝 宽度 确定 。 削 2 . 2全面检验前的准备工作 需 要 注意 的是 ,在测 量时 如果 右厚板侧 母材 检验前 ,必 须切 断与 压力容 器有 关 的电 高 于 薄板侧母 材 的一 侧测 量时 ,则错边 量应 源 , 除 保险 丝 , 拆 并设 置 明显 的安全 标 志 ; 如 减 去两 板厚度 差 。而 在薄板 侧母 材高 于厚板 需 现场射线 探 伤时 , 隔离 出透 照 区 , 应 设置 安 侧母材的一侧测量时 , 则测量值即为错边量, 全标 志 ; 须将 内部介 质排 除干净 , 盲板 隔 无需 再减 去两 板厚度 差 。 必 用 断所 有液体 、 或蒸 汽 的来源 , 置 明显 的 气体 设 3 _ 于棱角 度 的检验 2关 隔 离标 志 ; 有 易燃 、 燃 、 具 助 毒性 或 窒息 性 介 在测 量棱 角 度时 ,应取 焊缝 两侧实 测值 质的, 必须 进 行 置换 、 中和 、 消毒 、 洗 , 取 的 平均值 作 为该 处 的棱角 度 ,这 样也可 使得 清 并 样 分析 , 析结果 应 达到有 关规 范 、 准 的规 在 简体 内 、 侧测得 的棱 角度值 相一致 。 分 标 外 在棱 定。 取样 分析 的间隔 时间 , 使用单 位 的有 角 度 的测 量 中 ,由于 采用 了具有 一定长 度或 应在 关制度 中作 出具体 规定 ;人 孔 和检查 孑打 开 弦 长 的板 板进 行 ,而 焊缝两 侧则 因各种 原因 L 后 ,必 须注 意 清 除所 有可 能滞 留的 易燃 、 有 常 常与其 标准 曲 面在 一较 宽的范 围 内存 在偏 毒 、 害气 体 。 有 压力容 器 内部 问 的气体含 氧 差 。这样 ,棱 角 度 的测量值 就 与样板 的长度 量应 在 1%~ 3 体 积 比) 。 要时 , 应 ( 弦 长 ) 着直 接 的关系 。在测 量纵焊 缝棱 8 2%( 之间 必 还 或 有 配 备通 风 、安 全救 护等设 施 ;具 有易 燃介 质 角 度 时 , 用 样 板 的 弦长 应 为 l D , 不小 所 / i且 6 的 , 禁用 空 气 置换 ; 要进 行检 验 的表 面 , 于 30 m, 量环 焊缝棱 角度 时 , 严 需 0m 测 所用样 板的 特 别 是 腐蚀 部位 和可 能 产 生 裂 纹 性 缺 陷 部 长 度不得 小 于 3 0 m。 0m 位, 应彻底 清扫 干净 。 参考文 献 2 . 3耐压 检验前 的准备 工作 【 袁 振 明. 发射 技 术及 其 应 用[. 械 工业 l 】 声 J机 1 清除 受压 部件 表面 的灰尘 和污 物 ,对 需 出版 社 .9 5 18 .
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。
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的安全问题一直备受关注。
如果压力容器发生破坏,将可能造成严重的人身财产损失。
因此,研究化工设备压力容器的破坏机理及预防措施具有重要意义。
本文就化工设备压力容器的破坏及预防措施进行分析和介绍。
一、压力容器破坏类型化工设备压力容器的破坏主要包括以下几种类型:1. 裂纹破坏由于压力容器工作时产生的应力,容器壁可能发生裂纹破坏。
裂纹破坏主要有疲劳裂纹和应力腐蚀裂纹两种类型。
2. 疲劳破坏如果压力容器不停地工作,它的壁上就会形成一个又一个微小的裂纹。
这些裂纹将逐渐扩展,并最终导致疲劳破坏。
3. 塌陷破坏如果容器壁的材料强度不足,那么在受到内部压力时就会发生塌陷破坏。
这种破坏可能很快发生,对人员的安全造成威胁。
4. 爆炸破坏如果容器内部的压力过高,压力容器就可能发生爆炸破坏。
这种破坏很危险,能够造成极大的伤害。
二、预防措施1. 注重压力容器的设计压力容器的设计应该符合相关的标准和规范,以确保其强度满足要求。
此外,还应考虑到容器的材料、制造工艺等因素对容器强度的影响。
2. 定期检查化工设备压力容器应定期经过检测,以发现可能存在的缺陷。
检测方法包括RT、UT、MT、PT等。
定期检查可以及早发现问题,避免破坏事故的发生。
3. 加强维护化工设备压力容器的日常维护至关重要。
必须保证被检定和维护的设备处于良好状态,以确保其可靠地工作。
维护工作包括清洁、润滑、更换材料等。
4. 加强培训管理人员与操作人员应根据相关的标准和规范接受专业的培训,了解压力容器的运行原理,掌握操作技能,提高其对破坏事故的防范意识和应对能力。
结论。
压力容器的破坏形式(精品版)
压力容器的破坏形式(精品版)Standard text of safety management( 安全管理规范 )单位名:_________________________负责人:_________________________日期:_________________________适用于工作计划/工作汇报/新年计划/全文可改压力容器的破坏形式(精品版)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。
压力容器常见缺陷及无损检测方法精品PPT课件
其他方法:火焰电离器、光化电离检测器、触媒燃烧器、 卤族气体泄漏检测仪等。
四、压力容器常用检测方法
(三)射线照相检测RT
通过辐射装置产生的x射线或者放射性同位数产生 的γ射线透过部件,使部件及ຫໍສະໝຸດ 缺陷在感光胶片上 成像的无损检测方法。
特点:直观、胶片和长久保存、缺陷性质、数量、尺寸、 周向位置可以准确的判断,对材料要求不严,对圆形缺 陷检出率高缺点是对面状缺陷检出率低,并且成本高、 速度慢、对人体有害。
皂液检漏法:最常用最廉价的一种方法,其灵敏度取决 于流体性质、环境照度和操作者观察能力。
声学法:捕捉气体或液体从容器或部件上逸出时发出的 声信号(包括超声信号)来检查泄漏的方法。
缺点:比较难剔除混杂的声信号。
四、压力容器常用检测方法
(二)渗漏检测 LT
示踪气体法:将示踪气体充入待检测的系统,用探头检 查有无这种其他的泄漏。工业上常用氦作为示踪气体。 氦质谱仪是泄漏检测仪中灵敏度最高的一种。
(六)渗透检测PT
通过液体对材料表面开口缺陷进行渗入并通过毛 细管原理对渗入的液体予以显示的一种表面无损 检测方法。
特点:方面,无需水电,适合非铁磁性材料,对表面形状无要 求,缺点是对表面状况要求高,成本高,微毒,不适宜多孔性 材料。
四、压力容器常用检测方法
(七)超声波衍射时差法TOFD
超声波检测的一种特殊方法 适合于规则的大厚工件
一、压力容器基本现状
2008年各类特种设备事故发生起数及所占比例
二、压力容器常见缺陷
(一)腐蚀
最易产生的一种缺陷。存在就会腐蚀,只是程度的问题。 概念:金属与其接触的介质产生化学或者电化学的结果。 腐蚀的表现形式(破坏形态):
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
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。
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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
压力容器的缺陷
随着电站装机容量的增大,压力容器作为电站特种设备,其运行参数也随之提高,容器的健康状况对企业的安全生产影响越来越大。
因此,加强压力容器的检验、消除缺陷隐患,对保证其安全运行,防止出现意外事故,具有非常重要的意义。
压力容器作为机械制造产品,又在高温、高压的条件下工作,不可能不出现缺陷。
压力容器在设计、制造、安装、运行和维护等各个环节中都会产生缺陷,但不管来源于那个环节,都将影响其安全使用。
近几年来,我们在压力容器的检验中,对其常见缺陷有了一个比较清晰的认识,也积累了一定的消缺经验。
在此对电站压力容器的常见缺陷进行归纳总结,以利于今后更好地开展工作。
1 压力容器常见缺陷种类虽然压力容器从设计到投入使用的各个环节中都会出现缺陷,但我们在实际检验中发现,有些缺陷在各个电站普遍存在,下面就一些主要的常见缺陷进行归类,见表1所示。
2 常见缺陷和问题的产生原因及其危害2.1 技术资料国家、行业等标准对压力容器生产使用过程中的文字记载做了详细的规定,它记录了压力容器设计、制造、安装、使用、检修的全过程中的具体情况。
完整的技术资料档案是合理使用压力容器的重要依据,它可以指导技术人员更合理地分析和处理压力容器出现的各种问题,以保证其安全运行。
正是由于技术资料在压力容器管理中的重要性,它参与着压力容器安全状况等级的评定,直接影响其安全健康状况。
但就目前情况而言,技术资料短缺是压力容器管理中最大的问题之一。
在实际工作中经常出现,当压力容器出现缺陷后,技术人员因缺乏必要的技术资料,而难以决定处理方案,由于举棋不定,而错过消缺时机,使压力容器带缺陷投入使用,给安全生产带来隐患。
这种局面主要是由于过去对压力容器造成的危害认识不足,过去的国家或行业的标准对技术资料的要求不够,用户与供货方的技术协议中有关提供技术资料的条款不明确等历史原因造成的。
2.2 设计和结构缺陷2.2.1 封头形式不合理电站压力容器的封头一般为半球形、椭圆形、碟形、锥形和平盖形。
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。
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第三章 压力容器缺陷与破坏形式
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
(3)再热裂纹的防止 1)注意冶金元素的强化作用及其对再热裂 纹的影响; 2)合理预热或采用后热,控制冷却速度;
3)降低残余应力避免应力集中;
4)回火处理时尽量避开再热裂纹的敏感温 度区或缩短在此温度区内的停留时间。
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
冷裂纹
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
1、形成冷裂纹的基本条件 冷裂纹一般无分枝,为穿晶型裂纹。一般在焊接低合
金高强钢、中碳钢、合金钢等易淬火钢时容易产生。焊 接低碳钢、奥氏体不锈钢时较少遇到。 进一步的研究表明,形成冷裂纹需要三个基本条件: (1)焊接接头形成淬硬组织; (2)扩散氢的存在和富集; (3)较大的焊接拉伸应力。 许多情况下,氢是诱发冷裂纹的最活跃的因素。
焊接裂纹类型
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
从产生温度上看,裂纹可分为两类: (1)热裂纹 (2)冷裂纹 根据裂纹尺寸大小,分为三类: (1)宏观裂纹:肉眼可见的裂纹; (2)微观裂纹:在显微镜下才能发现; (3)超显微裂纹:在高倍数显微镜下才能发现,
一般指晶间裂纹和晶内裂纹。
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
防止热裂纹的措施
1)减小硫、磷等有害元素的含量,用含碳量较 低的材料焊接; 2)合理选用焊接规范,并采用预热和后热,减 少冷却速度; 3)采用合理的装配次序,减小焊接应力。
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
3、再热裂纹
(1)再热裂纹的特征 1)再热裂纹产生于焊接热影响区的过热粗晶区; 2)再热裂纹的产生温度:碳钢与合金钢550-650℃, 奥氏体不锈钢约300℃; 3)再热裂纹为晶界开裂(沿界开裂); 4)最容易产生于沉淀强化的钢种中; 5)与焊接残余应力有关。
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
焊缝金属 熔合区 热影响区
热应变 脆化区
焊趾:焊缝表面与母材交界处。 焊根:焊缝背面与母材的交界处。对接焊指焊缝 反面的根部,角焊缝指焊缝形成直角三角形的那 个直角点。
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
第一节 压力容器制造过程中产生缺陷的主要类型 一、焊接裂纹 1、裂纹的分类 裂纹是在应力和应变下金属的线性局部破裂。 按其在焊缝处产生部位的不同分为纵向裂纹、横向裂 纹、根部裂纹、弧坑裂纹、热影响区裂纹、显微裂纹 等,其焊接裂纹的主要类型如图所示。 纵向裂纹的走向沿着焊缝方向;横向裂纹的走向则垂 直于焊缝方向;根部裂纹产生于焊缝底部与基本金属( 母材)连接处;弧坑裂纹产生于焊缝收尾时的下凹处; 热影响区裂纹是产生于焊接热影响区的裂纹。
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
第三章 压力ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ器缺陷与破坏形式
防止咬边的措施:矫正操作姿势,选用合 理的焊接规范,采用良好的运条方式都会有利 于消除咬边。焊角焊缝时,用交流代替直流也 能有效地防止咬边。
(2)焊瘤
焊缝中的液态金属流到加热不足未熔化的母 材上或从焊缝根部溢出,冷却后形成的未与母 材熔合的金属瘤即为焊瘤。
2、热裂纹 热裂纹一般指焊缝开始结晶凝固到相变之前这一段 时间和温度区间所产生的裂纹,也叫高温裂纹。 热裂纹经常发生在焊缝中,有时也出现于热影响区。 焊缝中的热裂纹有纵向裂纹、横向裂纹、根部裂纹 、弧坑裂纹。 热影响区的热裂纹也有纵向裂纹及横向裂纹之分。 热裂纹一般是沿晶间开裂的,故又称晶间裂纹。
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
(2)再热裂纹的产生机理
再热裂纹的产生机理有多种解释,其中楔形开裂理 论的解释如下:
近缝区金属在高温热循环作用下,强化相碳化物 (碳化钛、碳化钒、碳化铌、碳化铬等)沉积在晶 内的位错区上,使晶内强化强度大大高于晶界强化, 并阻碍晶粒内部的局部调整和整体变形。
由于应力松弛而带来的塑性变形主要由晶界金属来 承担,于是,晶界区金属会产生滑移,且在三晶粒 交界处产生应力集中,就会产生裂纹,即所谓的楔 形开裂。
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
2、氢是诱发冷裂纹的最活跃的因素
焊接过程中,焊缝中溶有较多的氢。焊缝冷却 时,氢在其中的溶解度随温度的降低而降低,其中 一部分可以逸出焊缝。由于冷却速度太快,来不及 逸出的氢就残留在焊缝,呈过饱和状态。
一部分氢原子结合成氢分子造成气孔,另一部分 氢原子继续向周围的焊缝金属和热影响区扩散。由 于焊接接头处于焊接应力作用之下,在一些缺陷或 缺口前沿会产生三向高应力区,在应力梯度的驱使 下,氢原子即扩散到这些三向应力区而富集起来。
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
如果此处材料因产生淬硬组织而塑性下降,则 当氢富集到某临界值时,此处就可能在应力作用下 产生一个微裂纹。
由于在三向应力区以外的金属具有较高的断裂强度, 此裂纹的扩展很快被阻止,但当裂纹停止扩展时, 前沿又形成三向应力区,于是氢原子又向前扩散,裂 纹也继续扩展,如此不断重复,微裂纹就逐渐扩展成 宏观裂纹。
由于氢的扩散、富集及诱发裂纹需要一定时间,因 而这种裂纹常有延迟性。
第三章 压力容器缺陷与破坏形式
二、表面缺陷
表面缺陷(外观缺陷)是指不用借用于仪器,从工件 表面可以发现的缺陷。主要有: (1)咬边 (2)弧坑和擦伤 (3)焊缝尺寸不符合要求
(1)咬边
咬边是指沿着焊趾,在母材部分形成的凹陷或沟槽.产 生的主要原因是电弧热量太高,即电流太大,运条速 度太小造成的。焊条与工件间角度不正确,摆动不合 理,电弧过长,焊接次序不合理等都会造成咬边。