事故机理及致因理论ppt课件.ppt

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1、第三章事故机理及致因理论第三章事故机理3.1物理性作用3.2化学性作用3.3工业中毒事故3.4人的因素3.1物理性作用3.1.1破裂按金属材料破裂的现象不同，容器、管道的破裂可分为韧性破裂、脆性破裂、疲劳破裂、腐蚀破裂和蠕变破裂等五种形式。3.1.1破裂韧性破裂指容器、管道在压力作用下，器壁上产生的应力超过材料的强度极限而发生断裂的一种破坏形式。1.韧性破裂的主要特征a材料具有明显的形状改变和较大的塑性变形b断口呈暗灰色纤维状，无金属光泽，端口不齐平c破裂不产生碎片d爆破压力与计算的爆破压力接近2.导致韧性破裂的主要原因a超压、安全阀失灵、操作失误等b器壁厚度不

2、够，或者使用中变薄，设计原因等。3.1.1破裂脆性破裂指容器在破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，其破坏现象和脆性材料的破坏相似。1.发生低应力脆性断裂的必需条件有三个：a设备容器本身存在缺陷或几何形状发生突变b存在一定的水平应力c材料韧性很差3.1.1破裂2.脆性破裂的主要特征：a无明显的塑性变形b断口宏观分析呈金属晶粒状并有光泽，断口平直与主应力方向垂直c破裂通常为瞬间发生，有碎片飞出d破坏应力低于或接近于材料的屈服极限e在低温度下发生破裂f破裂总是在缺陷处或几何形状突发处首先发生3.1.1破裂3.导致脆性破裂的

3、主要原因a低温b材料本身缺陷c焊接处与焊缝处有缺陷d材料中硫磷含量过高及应力腐蚀都将恶化材料的机械性能，从而引起脆性破裂3.1.1破裂疲劳破裂指材料在反复加压、卸压过程中在低应力状态下突然发生的破坏形式。1.疲劳破裂的主要特征：a破坏时无明显的塑性变形b断口可见到疲劳裂纹的产生、扩展和最后断裂等区域，前两者较光滑，后者较粗糙。c开裂部位在应力高的地区d发展缓慢e通常是在操作温度、压力大幅度波动且频繁启动、停车情况下发生。3.1.1破裂2.导致疲劳破裂的主要原因a承受交变循环载荷b过高的局部应力c高强度低合金钢的广泛应用和特厚材料的应用增加，材料本身和焊缝处往往很容易

4、形成各种缺陷3.1.1破裂蠕变破裂指金属材料长期在高温条件下受应力的作用而产生缓慢、连续的塑性变形而产生的破裂。1.蠕变破裂的主要特征：a只发生在高温容器或装置中，有明显的塑性变形b断口晶相分析可发现微观晶相组织有明显变化c破裂应力低于材料正常操作温度下的抗拉强度2.导致蠕变破裂的主要原因：a设计时选材不合理b操作不佳、维护不周3.1.1破裂腐蚀破裂指容器壳体由于受到腐蚀介质的作用而产生破裂的一种破坏形式。1.腐蚀破裂分为五类:均匀腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀和疲劳腐蚀。a均匀腐蚀是由于设备大面积出现腐蚀现象，从而使器壁变薄、强度不够导致的塑性破坏。b点腐蚀是由

5、于潮湿介质、氯或其它介质在金属表面形成腐蚀电池发生电化学腐蚀，从而使其表面形成穿孔或局部腐蚀深坑，它将引起应力集中。3.1.1破裂c晶间腐蚀是一种局部的、选择性的腐蚀破坏。这种腐蚀破坏常常沿着金属材料的晶粒边缘进行。腐蚀性介质渗入到金属材料深处，金属晶粒之间的结合力因腐蚀而破坏，从而使材料的机械性能下降或完全丧失，只要用很小的外力就会破坏。d应力腐蚀是金属材料在拉伸应力和特定的腐蚀环境共同作用下，以裂纹形式发生的腐蚀破坏。应力腐蚀破裂有3个要素：应力、腐蚀、破裂e疲劳腐蚀是金属设备在腐蚀介质和交变拉应力共同作用下而发生腐蚀破坏的一种形式。3.1.1破裂常见的腐蚀破裂

6、事故有5种：渗碳腐蚀是指在处理CO、CO2或烃的高温装置和管道的金属表面上析出碳，从而破坏金属氧化膜保护层的破坏形式。氢脆是在高温高压下，氢气渗入到钢材内，与金属材料内的渗碳体相互作用生成甲烷逸出而使碳钢脱碳，以致使材料的强度与塑性大幅度降低的破坏形式。苛性脆化是指废热锅炉或水夹套汽包等设备在高温条件下，水质中浓碱生成钠盐，在热碱溶液的腐蚀和抗应力共同作用下而发生的破坏形式。硫化氢腐蚀是指硫化氢对器壁产生应力腐蚀或腐蚀疲劳，促使裂纹形成、裂纹扩展，最后导致破裂的一种破坏形式。氯脆是指奥氏不锈钢在高温氯化物水溶液中引起的应力腐蚀破裂现象，造成破裂的介质是含氯离子的冷却

7、用水。CO、CO2气体的应力腐蚀是指充装CO、CO2或他们混合气体的设备，在较高温度和水分存在的情况下产生应力腐蚀，从而导致断裂的破坏形式。3.1.1破裂腐蚀破坏的主要特征：a渗碳腐蚀的不锈钢金属表面呈孔蚀状b氢脆金属表面及断口上有鼓泡现象c碱脆断裂容器断口与主拉伸应力方向基本垂直e硫化氢腐蚀容器器壁上有一层银灰色、多孔、松散的易剥落层—硫化铁f氯脆设备表面有腐蚀坑存在导致腐蚀破坏的主要原因6条3.1.1破裂物理爆炸是指由于物理原因引起的物质的状态发生突变而导致的爆炸现象。其爆炸前后的物质种类与化学成分均不发生变化。通常有两种情况：一种是常压下发生，一种是超压下