压力容器失效模式

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 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。
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
一名小朋友正安静地躺在母亲怀里
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案例3：住宅楼某住户液化气泄漏引发爆炸事故 2004年9月2日晚某住宅楼一居民住户液化气泄漏引 发爆炸事故。
秧及楼下邻居
楼下邻居家中
爆炸事故现场
爆炸事故现场
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案例3：住宅楼某住户液化气泄漏引发爆炸事故 事故分析： 2004年9月2日晚，某大学法学院20岁 的女学生左某回到家。晚上她在换装新的液化气瓶 时，发现联接气瓶的减压阀接头的垫片坏了，有点 漏气，以为没有什么关系，并使用燃气热水器洗澡。 洗完澡后，用电吹风来吹干头发，没想到电吹风前 部有热红的电阻丝正是火源，随即引发室内液化气 突然燃烧爆炸，左某与其父亲两人均被严重烧伤， 她本人体无完肤，烧伤面积达91%，爆炸冲击波炸 毁楼板楼波及下邻居。
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。
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。
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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。
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，
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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。
危害主要有爆炸冲击波及碎片的破坏、有毒介质、的毒害 作用以及火灾等。
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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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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。
（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。
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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
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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.
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。
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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。
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
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：
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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。 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
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：氯气的危害
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。
事故经过：15日19时左右，重庆天原化工总厂的工
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。
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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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
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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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
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
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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
三、压力容器的爆炸能量分析
压力容器之所以作为一种特种设备,是因为运行中的压 力容器一旦发生爆炸破裂,不但设备本身遭到严重破坏,而且 往往波及很大的范围,毁坏周围的设备或建筑,造成人员打击 伤害、中毒、烧伤等,甚至会引发更大范围的爆炸事故。
压力容器发生爆炸事故而破裂时,容器内的高压流体介质 突然解除器壁的约束,瞬间膨胀卸压,以极高的速度释放出内 在的大量能量,发生所谓的物理爆炸。如果容器内充装的是可 爆性混合气体,遇到明火,碎片撞击火花,或高速气流所产生的 静电作用,会立即发生化学爆炸,即通常所说的二次爆炸。因 此,压力容器爆炸破裂时,其爆炸能量的大小不但与原有的压 力和容器的容积有关,而且还与介质的化学性质及在容器内的 物性集态有关。
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 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
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：
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。
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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。
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。
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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： 发生韧性破裂的原因：
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。