压力容器常见的破坏形式和特征有哪些
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发布时间：2022-04-24 03:24
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热心网友
时间：2023-09-09 19:35
压力容器常见的破坏形式共有五种：
(1)塑性破坏。容器因压力过高，超过材料强度极限，发生了较大的塑性变形而破裂，叫塑性破坏。其特征是：
①产生较大的塑性变形，对圆筒形的容器，破裂后一般呈两头小、中间大的纺梭形，容积变形率（或叫增大率）可达10%~20u/o。
②断口呈撕裂状，多与轴向平行，一般呈暗灰色的纤维状，断口不齐平，与主应力方向成45。角，将破坏部分拼合时，沿断口间有间隙。
③破坏时一般不产生碎片或只有少量碎片。
④爆破口的大小随容器的膨胀能量而定，膨胀能量大（如气体特别是液化气）裂口也越大。
发生塑性破坏事故的原因是：①过量充装、超压运行。
②磨损、腐蚀使壁厚减薄，仍继续运行。③温度过高或受热。
(2)脆性破坏。容器承受较低的压力且无较大的变形，但由于有裂纹等原因而发生破裂，这种破坏与生铁、陶瓷等脆性
材料阴傲孙相似，叫胍任傲孙。其特征是：
①没有或只有很小的塑性变形，如将碎片拼合，其周长和容积与爆破前无明显差别。
②破坏时常裂成碎片。
③断口齐平，断面有晶粒状的光亮，常出现人字形纹路，基尖端指向始裂点，而始裂点往往是有缺陷的或形状突变处。④大多发生在较低的温度。
⑤破坏在一瞬间发生，断裂的速度极快。发生脆性破坏事故的主要原因是：
①低温。材料在低温下其韧性会下降，因而发生所谓“冷脆”，即低温脆裂。
②焊接或裂纹会使应力高度集中，使材料塑性下降而引起脆裂。
③其他如加载速率过大、外力冲击和震动、钢材中含磷、硫量过高等。
(3)疲劳破坏。疲劳破坏是金属材料在反复的交变载荷（如频繁的开停车运行中压力温度大幅变化等）作用下，在较低的应力状态下，没有经过明显的塑性变形而
突然发生的破坏。通过试验发现，当材料受到的交变应力大于一定数值，并且交变次数达到一定值后，就会在有缺陷或应力集中的地方出现裂缝。这种由于交变应力
而出现裂缝的现象，叫做材料的疲劳。当裂缝逐渐扩大，到一定时候就突然破坏，即疲劳破坏。其特征是：①破坏时的应力一般低于材料的抗拉强度极限。
②最易发生在接管处。
③断口有明显两个区域：一个呈贝纹状花纹，光亮得如细瓷断口，叫做疲劳裂纹扩展区，另一个是最后断裂区，一般和脆性断口相同。
④一般使容器开裂，泄漏失效，而不会飞出碎片。发生疲劳破坏的主要原因：
④频繁地反复加雎和卸』盘。
②操作压力波动幅度较大，常超出设计压力的20010以上。③容器的使用温度发生周期性变化；或由于结构、安装等原因，在正常的温度变化中，容器或其部件不能自由地膨胀或收缩。
(4)蠕变破坏。容器材料在高于一定的温度下（如碳钢工作温度超过300~350℃，低合金钢温度超过350~400。C），受到应力作用，即使应力较
小，也会因时间增长而缓慢地产生塑性变形，使截面变小而发生破坏，此种破坏叫蠕变破坏（一般来说，如果材料的使用温度小于它的熔化温度的
25%~35010，则可以不考虑它的蠕变）。其特征是：
①破坏时具有明显的塑性变形。
②破坏后，对材料进行金相分析，可发现金相组织有明显变化（如晶粒长大，钢中碳化物分解为石墨，出现蠕变的晶间裂纹等）。
发生蠕变破坏的主要原因是由于设计时选材不当或运行中局部过热。
(5)腐蚀破坏。腐蚀破坏指金属表面在周围介质的作用下，由于化学（或电化学）作用的结果产生的破坏。腐蚀破坏产生的方式大致可分为四种类型：均匀腐蚀、
局部腐蚀、晶间腐蚀和断裂腐蚀。影响腐蚀速度的因素很多，如溶液的酸碱性、氧气、二氧化碳、水分含量、温度、介质流速、金属加工状况、材料表面光洁度、热
负荷等。由于腐蚀类型不同，造成破坏的特征各异，一般是：
①均匀腐蚀破坏使壁厚减薄，导致强度不够而发生塑性破坏。
②局部腐蚀会使容器穿孔或造成腐蚀处应力集中，在交变载荷下，成为疲劳破坏的始裂处；也有因腐蚀造成强度不足而发生注塑性破坏。
③晶间腐蚀与断裂腐蚀破坏。晶间腐蚀会使材料强度降低。
望采纳，谢谢。
热心网友
时间：2023-09-09 19:35
（1）人为因素：生产过程操作上的失误导致压力容器所承受的载荷超出压力容器本身所能承受的应力范围而造成的破坏，这种破坏的主要特点是突发性与不可预期性；
（2）非人为因素：压力容器外界环境中的温度与周围环境及介质相互作用的破坏。这种破坏具有可预期性、潜伏性的特点。
首先，环境交替循环变化的温度特征，特别是压力容器处于温差波动较大的情况下，金属会产生的热应力，应力分布不再均匀。当热应力达到金属板材料的屈服极限时，金属材料的内部的晶格就会发生扭曲变形甚至微小破裂导致裂纹的产生。即使内应力很小，长期的应力循环也会造成金属疲劳破坏。
其次，环境介质的腐蚀作用在压力容器的破坏作用也是巨大的。压力容器的腐蚀主要分为化学腐蚀、生化腐蚀和电化学腐蚀三大类，以电化学腐蚀作用于焊缝区为主。发生电化学腐蚀的条件是腐蚀金属与其他物质存在电极电位差与电解质溶液，焊缝区金属是合金，而且由上面的分析知道焊缝区金属的晶体偏析比较严重组成相复杂所以各种金属或金属与非金属之间形成电极且电极电位差大，在与环境介质的相互作用下，产生微电流，活泼金属作为阳极被氧化而腐蚀。
总之，焊缝区是压力容器最为薄弱的区域之一，所以压力容器的此类破坏应在压力容器的制造时保证金属选材的合理性，避免破坏条件的形成即可，本文主要列举了使用时焊接处的维护措施。
要明确结构会影响压力容器的应力状态。拉应力是金属产生破坏的重要原因之一。不合理的结构设计还可能造成残余应力，残余应力与热应力、负载应力、安装时的约束力叠加超过金属的强度时使压力容器产生破坏。所以，在结构设计时，尽量采用光滑过渡和对称结构。同时，在制造结束后，应采取金属热处理、自然时效、人工时效措施，消除或减少残余应力。
设备的破坏往往发源于部分零件和结构的损坏和老化，特别对于工作环境较差，承受拉应力较大，材质不均匀的部分最容易受到破坏，所以应对压力容器作定期的无损检查。环焊缝是重点检测的最薄弱环节之一。检测的项目包括压力容器壁厚检测、裂纹检测等。一旦检测到存在缺陷，分析缺陷产生的原因，立即采用更换、修复或减缓破坏的措施。
对于环境温度造成的破坏，在一定情况下是完全可以避免的。压力容器的内外温差过大，会加大其承受载荷，所以可以加盖保温层，以减少环境温度的影响。
压力容器表面渗碳、渗氮处理，会提高金属的耐蚀性。这样主要是改变了金属成分的组成，使发生电化学腐蚀的电极电势降低或表面形成了金属化合物，防止氧化产生。
