基于压力容器承压部件的断裂形式分析

基于压力容器承压部件的断裂形式分析

陶荣宝

（马鞍市特种设备监督检验中心243000）

摘要：压力容器承压部件断裂问题会引发十分严重的事故，为了能够让压力容器断裂事故发生几率得到有效地控制，应当详细对断裂故障的机制进行分析，依据断裂故障机制，使用适应性比较强的措施去预防压力容器承压部件断裂故障，才能够让压力容器承压部件断裂故障发生几率得到有效地控制。

关键词：压力容器；承压部件；断裂

1.压力容器承压部件断裂问题的研究背景

在石油化工技术发展和应用的过程中，压力容器以其本身具备的便捷性及易用性，逐渐在各个生产领域中得到较为广泛的应用，但是压力容器长期运行的过程当中，内部承压部件其实长期处于高压的状态之下，因此有可能产生不同形式的断裂故障。断裂故障的突然性一般都比较强，在发生断裂事故的过程当中，承压部件的应力水平一般都十分低下。引发压力容器承压部件断裂问题的因素有很多，常见的是材料性能、应力集中性以及环节工艺等。诸如，强度等级不一的调质钢，其所包含的各个化学成分含量也不一样，其所对应的力学性能自然也存在一定差异性，在交货状态不同的情况下，也会对同等级钢材的韧性造成一定影响。本文中对常见压力容器承压部件断裂形式进行分析，并提出一些防范措施，希望可以促使压力容器的运行安全性及稳定性得到大幅度提升，最终在我国社会经济发展进程向前推进的过程中，做出一定贡献。

2.压力容器承压部件的断裂形式

2.1延性断裂

压力容器内部承压部件延性断裂指代的是容器壁材料发生的断裂问题。因为压力容器承压部件实际运行的过程中长期处于高压环境当中，因此压力容器内部壁面材料会受到不同程度的影响，因此容器壁面的形状也会发生一定变化，和最初投入应用的状态之间产生一定差异性，这种差异实际上就是塑性变形，也就是上文中所说的延性断裂。针对压力容器当中容器壁面厚度大幅度减小的气瓶来说，需要在压力环境更为稳定的区域当中开展断裂实验及检查，对容器壁面变形率和压力平均数值之间的关系形成深入的认识；在压力容器内部空间压力数值减小的背景下，容器壁面承受的当量压力也减小，那么弹性变形问题发生几率也比较小。在容器本身的容积和压力系数之间呈现正比例函数关系的背景之下，产生延性断裂问题的几率相对来说比较低下。

2.2脆性断裂事故

虽然选择压力容器承压部件构成材料的过程中，需要认真的对各种类型材料进行审核，往往材料都具备比较强的可塑性及韧性，但是因为钢材在不同使用状态之下，会产生程度不一的脆性转化问题，脆性转化问题是引发脆性断裂的重要原因。因此压力容器承压位置制造工作进行的过程中，一般都会使用到的是低合金高强钢材，以免容器在承受应力的情况下失去原本的作用。

3.压力容器承压部件断裂事故防范办法

3.1延性断裂事故防范办法

只有在压力容器承压部件整个截面之上的全部材料都处于屈服状态之后，压力容器承压部件上才会产生大量的塑性变形及延性断裂问题，这种问题在设计制造水平高并且科学合理使用的设备中基本上不会发生。因此延性断裂事故是一种完全可以规避的事故，但是在压力容器实际运行的过程中，延性断裂事故出现几率比较高。某些盛装临界温度液化气体的气瓶、气桶或者气罐，在操作失误、计量错误以及其他因素的影响之下，产生过量填充问题，因此在液化气体盛装容器运输及使用的过程当中，容器的介质温度有可能在环境温度的影响下升高，介质体积大幅度提升的背景之下液化，促使容器当中压力大幅度提升，从而引发容器延性断裂问题。

一定需要依据现行规章制度当中的要求完成压力容器设计工作，承压部件需要经过周密的验算，没有经过正规设计的压力容器严禁在我国社会各个行业中应用。不可以将一般的生活用锅炉改装成承压锅炉，以免本身不承压的容器在结构或者操作因素的影响之下在容器当中产生压力。除去上文中所说的问题之外，压力容器当中应当加装质量合格的安全泄压装置，并对此装置的灵敏性做出保证。切实遵循安全操作规范当中提出的要求，操作人员实际工作的过程中，不可以私自从自己的岗位上离开，应当认真完成监督及检查等工作，以免锅炉压力容器实际运行的过程中发生超压问题。、

3.2脆性断裂事故的防范办法

有效控制部件当中的应力集中问题。裂纹是引发脆性断裂问题的重要原因之一，应力集中是裂纹的重要形成原因，大多钢结构破坏事故的形成过程是，首先在应力集中的位置上产生裂纹，裂纹在应力的作用下逐渐扩大并引发结构断裂问题。承压结构形状不科学合理、焊接工艺不合理及焊缝所在位置不合理等因素，都有可能引发应力集中问题。为了能够妥善防范脆性断裂事故，材料在使用状态之下应当具备比较强的韧性。低温环境之下应用的容器，应当依据低温冲击实验结果选择适应性比较强的材料。既应当预防焊接、热处理不当等问题对材料韧性造成的影响，也应当规避恶劣的使用环境对材料韧性造成的影响。

结语

详细针对压力容器承压部件断裂形式进行分析。因为我国社会各个行业中使用到的压力容器一般长期处于使用状态当中，因此压力容器内部的承压部件长期处于高压环境的背景之下，产生疲劳载荷问题的几率比较高，也会在实际运行的过程中遭受到外部环境因素的影响，在此背景之下压力容器的力学性能有可能发生一定变化，其中的缺陷也会随之扩大。日后压力容器制造、安装以及实际应用的过程当中，应当详细针对承压部件的制造质量、焊接质量及应力变化问题进行审核，及时的将缺陷找寻出来，以免压力容器实际运行的过程中发生安全事故，对企业的运行安全性及稳定性造成影响。

参考文献：

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