化工设备压力容器破坏分析与预防

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1、化工设备压力容器破坏分析与预防一、压力容器的安全等级为了掌握每一台投入使用的压力容器的安全状况，在新容器使用前及在用容器定期检验后，都要核定其安全状况等级。新容器安全状况等级的核定工作是在使用单位办理容器使用登记手续时，由登记机关认定；在用容器是在定期检验后，根据《在用压力容器检验规程》所规定的评定标准，由检验单位签发的检验报告认定。压力容器的安全状况共分为五个等级，见表9-4。表9-4压力容器安全状况等级的划分与含义安全状况等级出厂资料是否齐全设计与制造质量是否符合有关法规和标准的要求缺陷的具体情况能否在法定的检验周期内在原设计或规定的条件下安全使用1齐全符合无超标缺陷

2、能够2齐全（对新容器），基本齐全（对在用容器）基本符合存在某些不危及安全可不修复的一般性缺陷能够3不够齐全主体材质、结构，强度基本符合存在不符合标准要求的缺陷，但该缺陷没有在使用中发展扩大；焊缝中存在超标的体积性缺陷，检验确定不需修复；存在腐蚀磨损、变形等缺陷，但仍能安全使用能够4不全主体材质不符或材质已老化，主体结构有较严重的不符合标准之处存在不符合法规和标准的缺陷，但该缺陷没有在使用中发展扩大；焊缝中存在线性性缺陷；存在的腐蚀、损伤、变形等缺陷已不能在原条件下安全使用必须修复有缺陷处，提高安全状况等级，否则只能在限定的条件下监控使用5缺陷严重，难于修复；无修复价值；修

3、复后仍难以保证安全使用不能使用，予以判废6二、压力容器常见缺陷及预防（一）焊接过程的缺陷及预防咬边——焊接电流过大，焊接速度不当引起。易造成应力集中，形成应力腐蚀裂纹和应力集中裂纹。防止咬边，焊接电流大小要适当，运条要均匀，焊条角度要正确，焊接电弧要短。气孔、夹渣——焊条潮湿、冷却速度过快、气体来不及逸出形成气孔，熔渣粘度过大、电流过小，多层焊道表面清理不干净，焊条药皮成分不当引起夹渣。气孔和夹渣的存在时接头的承载能力下降。防止产生夹渣，不使用药皮开、剥落、变质、偏心或焊心锈蚀的焊条，按规定的温度和时间烘干，坡口两侧要清理干净等，彻底清除渣壳和坡口边缘的氧化皮及多层焊道的

4、焊渣。未焊透和未熔合——焊接电流小、速度快，坡口角度小、焊缝间隙小，焊条位置不当或焊弧偏移等引起。产生应力集中，在交变载荷作用下产生裂纹。防止产生未焊透和未熔合，要正确制备坡口和装配间隙、电流、焊接速度适当，焊缝根部和坡口两侧母材金属要熔透，清根要彻底。裂纹——工作环境温度低，焊条质量不好、焊件对接处强制装配应力过大，母材含碳量不符合要求导致表面裂纹；由于焊缝凝结核扩散氢的作用形成危害过大的内部裂纹。防止裂纹，严格控制钢中的磷和硫的含量、减慢焊缝的冷却速度、采用优质低氢焊接材料、焊条烘干等、减小焊接应力等。6（二）加工组装过程引起的外部缺陷及预防主要有表面凹凸不平、截面不

5、圆、焊缝错边、接缝角变形等，使容器产生很大的附加应力，造成局部应力过高，导致发生破裂。组装时，防止强拉、对组装卡具如吊耳、筋板等，用与壳体同样的材料和焊条焊接方法进行，割除后留下的焊疤要打磨平滑。（三）使用过程中产生的缺陷由于温度、压力、环境、介质等的变化，引起裂纹、腐蚀、变形、磨损、高温氢损伤、组织恶化等缺陷。情况较复杂。三、压力容器的破坏形式及预防（一）韧性破坏1、概念容器在内部压力作用下，器壁上的应力达到了材料的强度极限而发生破裂的一种破坏形式。应力达到屈服点时发生较大的塑性变形，达到拉伸强度时破裂。2、特征（1）有显著地宏观变形（2）爆破时一般不产生碎片（3）爆破

6、压力与理论计算值相近（4）断口呈灰暗色，无金属光泽，断口为一条长缝3、预防措施规范操作、不要超压、及时检查腐蚀情况，保持各种安全装置、仪器仪表完好灵敏等。6（二）脆性破坏1、概念断裂时没有宏观的塑性变形，器壁上的应力远小于材料的强度极限，有的甚至低于屈服点。一般是在较低温度或存在缺陷（裂纹的影响最明显）的情况下发生。发生脆性断裂要具备三个条件：一是容器本身存在缺陷，二是有一定水平的应力，三是材料的韧性很差。2、特征（1）无明显的塑性变形，厚度也没有明显的减薄（2）瞬间发生，一般有许多碎片飞出（3）材料脆化而破坏，总是首先在缺陷或几何形状突变处首先发生，然后延伸，断口呈金属

7、晶粒状、并富有光泽，断口平直且主应力方向垂直。（4）破坏时名义工作应力较低，通常低于材料的屈服点获接近，特别是裂纹缺陷引起的脆性断裂，破裂时应力一般不会超过屈服点。3、预防（1）确保材料有良好的韧性，特别是在低温情况下。（2）避免或降低容器的应力集中，如尽量采用圆弧过渡、接管根部双面焊透且焊缝表面磨平等。（3）焊后热处理消除残余应力。（4）加强对在役容器的无损检测。（三）疲劳破坏61、概念由于交变载荷作用，在容器某些应力集中部位短时间内由于疲劳而在低应力状态下突然发生的一种破坏形式。交变载荷有机械载荷、热载荷、压力载荷。对压力