《压力容器破裂形式》PPT课件

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1、第四章破裂形式延性破裂脆性破裂疲劳破裂腐蚀破裂压力冲击破裂蠕变破裂重点：学习各种破裂形式的机理、特征、原因和预防措施第4.1节延性破裂弹性阶段——当外力消失，材料仍能回到原理的状态而不产生明显的塑性变形；弹塑性阶段——材料发生很大的塑性变形，外载荷消失后材料不再恢复原状，塑性变形仍将保留断裂阶段——应力超过了材料的强度极限后，材料将发生断裂弹性变形阶段弹塑性变形阶段断裂阶段机理脆性断裂与韧性断裂脆性：韧度低（brittle）韧性：韧度高（ductile）脆性断裂：断裂前无明显塑性变形（无颈缩）韧性断裂：断裂前有明显塑性变形（有颈缩）韧性断裂：断裂前有明显塑性变

2、形塑性破坏：韧性断口：化学爆炸大变形45度剪切唇高速形变马氏体容器的韧性撕裂特征器壁有明显的塑性变形韧性破坏的断口为切断撕裂韧性破坏时的爆破压力接近理论爆破压力韧性破坏时，容器器壁的应力值一般达到或接近材料的强度极限。原因盛装液化气体介质的容器充装过量：对于盛装液化气体的容器，应该按规定的充装系数充装，即留有一定的气相空间，因为随着温度的增加，饱和蒸汽压显著增加。使用中的压力容器超温超压运行：违反操作、安全装置不灵或者投料不当等导致容器器壁的应力达到材料强度极限容器壳体选材不当或容器安装不符合安全要求：选用的材料的强度过低，或压力容器的安装错误，使得压力来源处

3、的压力高于压力容器的设计压力或最高工作压力，而又无可靠的减压装置，则可能导致破坏。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。事故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；加强维护保养工作，采取有效的措施防止腐蚀性介质及大气对压力容器的腐蚀。第4.2节脆性破坏冷脆性：指在0℃左右的低温下

4、钢材韧性的明显降低。相应的低温界限叫钢材的“韧脆转变温度”。低碳钢及低合金钢均有冷脆性，并常导致冷脆破裂。蓝脆性：指在200℃～300℃时钢材的韧性降低，并常体现为应变时效。后者是指钢材经冷加工塑性变形后，在室温下长期放置或在中温（对碳钢为200℃～300℃）下短期放置，其韧性明显下降的现象，常见于低碳钢。热脆性：某些钢材长期停留在400－500℃温度范围内以后冷却至室温，其冲击值明显下降。机理钢材在特定条件下会产生脆性或脆化碱脆：也叫苛性脆化，指在高浓度碱性介质和应力的共同作用下，钢材明显变脆并导致破裂的现象，常发生在锅炉锅筒及接触碱性介质的容器上。氢脆：指

5、钢材接触氢或含氢介质而导致韧性明显降低的现象。黑脆：即石墨化，指钢材长期承受高温，其渗碳体分解析出石墨，使钢材韧性明显下降的现象。多发生在长期承受高温的低碳钢、钼钢部件上。脆性断裂－断裂前没有明显的塑性变形脆性断口特征脆断时无明显外观变化和外观预兆，破坏后容器器壁无明显的伸长变形，壁厚一般不减薄。脆性破坏的断口齐平，呈金属光泽的结晶状，并与最大主应力方向垂直。容器纵向脆断时裂口与器壁表面垂直，环向脆断时断口与容器的中心线相垂直容器脆断时，常裂成碎片并飞出，其结果要比韧性破坏严重的多厚壁容器和较低温度的容器最易发生脆性破坏，且断裂时名义应力很低，常低于材料的屈服

6、极限。脆性破坏原因温度：因为钢在低温下或在某易特定的温度范围内其冲击韧性急剧下降裂纹性缺陷：压力容器受压元件一旦产生裂纹，这个区域的实际的应力要比按常规方式计算的数值高的多，材料的实际强度比无裂纹的理想材料的强度低，即使材料有足够的韧性，但当裂纹缺陷达到一定的尺寸界限时，仍可能发生脆性断裂事故预防提高容器制造质量特别是焊接质量，是防止容器脆性破坏的重要措施。容器材料在使用条件下应具有较好的韧性加强压力容器的维护保养和定期检验工作，及时消除检验中发现的裂纹性缺陷，确保容器安全运行。第4.3节疲劳破坏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

7、事业部粗苯酚再沸器振动破坏壳程筒体与管板间焊缝附近裂纹壳程筒体与管板间焊缝横截面结构不合理和介质冲击导致疲劳，管板锻件晶粒度超过1级使疲劳加剧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断裂后的叶片断裂后的叶根疲劳断口1.高应力低周疲劳锅炉压力容器的疲劳是在结构局部高应力、低交变周次下发生的疲劳，叫低周疲劳。其交变载荷引起的最大应力超过材料的屈服点，而疲劳寿命N＝102～1052.低应力高周疲劳低应力、高交变周次下发生的疲劳。其交变载荷引起的最大应力在材料屈服点以下，疲劳寿命N≥1×105。机理特征容器破坏时

8、没有明显的塑性变形；疲劳断裂与脆性破坏