压力容器的失效形式.ppt

压力容器的失效形式 压力容器的失效形式 韧性失效 脆性失效 疲劳失效 腐蚀失效 蠕变失效 韧性失效 金属构件超载时会发生塑性变形，使宏观尺寸发生明显变化。当其应力应变增大到材料的抗拉强度时，结构便出现断裂失效。一般将发生过明显塑性变形之后的断裂称为韧性(或称延性)断裂失效。 韧性失效的预防措施 (1)防止超载 a、违反操作规程致使操作失误。 b、仪表控制系统障碍导致超压。 c、超压泄放装置，如安全阀、爆破片选用不当。 d、液化气体储存容器严重超装。 (2)防止壁厚减薄 脆性失效 脆性断裂失效主要是指设备在没有发生塑性变形时就发生断裂或爆炸。其基本原因： 一是由于材料的脆性转变而引起的脆断； 二是由于构件出现了严重的缺陷(如裂纹)导致发生低应力水平下的脆断，这称为低应力脆断。 脆性失效的预防措施 (1)确保材料有足够的韧性 (2)避免和降低结构的应力集中 (3)热处理消除容器的残余应力 (4)加强制造的和在役的无损检测 疲劳失效 压力容器的疲劳是设备长期受到压力、温度的交变载荷的作用出现金属材料的疲劳而产生的一种破坏型式。主要形式是应变疲劳，即低周疲劳问题。 如接管根部，开孔或其他局部结构不连续引起的应力集中会使虚拟应力的峰值大大超过材料的屈服点，导致很小范围内的材料进入塑性应变状态。 反复的塑性应变损伤将导致原应力集中部位很快萌生出疲劳裂纹以至不断扩展而最终导致断裂。 预防疲劳失效的措施 预防疲劳失效(不论高周疲劳或低周疲劳) 的一般原则 降低应力水平和减小应力集中。 预防疲劳失效的措施 (1)选用合适的抗疲劳材料 如选择强度级别不高而塑性韧性较好的低碳钢、碳锰钢等。 (2)按分析设计规范进行设计 (3)制造和在役检验中应注意的问题 (4)预压应力处理和过载处理 如喷丸处理或表面滚压或超载 腐蚀失效 压力容器和设备的腐蚀形态可以分为8大类型： (1) 全面腐蚀(均匀腐蚀) (2) 孔蚀(点蚀) (3) 缝隙腐蚀 (4) 晶间腐蚀 (5) 应力腐蚀 (6) 氢腐蚀（化学腐蚀） (7) 冲蚀 (8) 双金属腐蚀。 晶间腐蚀失效 结构上常用的金属材料均属多晶结构材料，晶粒间总存在着晶界。 晶间腐蚀就是指沿晶界发生的腐蚀，包括晶界及其附近很窄的区域在内的区间发生的腐蚀。 当腐蚀介质对晶界区的腐蚀速度大大超过晶粒被腐蚀的速度时，则显现出晶间腐蚀。 晶间腐蚀的预防措施 采用能抵抗介质晶间腐蚀的材料。 304L不锈钢具有比304不锈钢有更好的抗晶问腐蚀性能。 316L不锈钢具有比316不锈钢有更好的抗晶问腐蚀性能。 奥氏体—铁素体双相不锈钢具有比奥氏体不锈钢有更好的抗晶问腐蚀性能。 采用Ni—P化学镀等方法进行防护。 应力腐蚀的三要素 材质 介质 应力 应力腐蚀：是金属材料在腐蚀 介质和应力（主要是拉应力） 共同作用下产生的一种腐蚀 破坏形式。 其表现形式是不断扩展的裂纹。 压力容器应力腐蚀失效的六种重要形式 1、在湿硫化氢环境中的应力腐蚀破裂 2、在碱溶液中的应力腐蚀破裂 3、在液态氨中的应力腐蚀破裂 4、CO-CO2-H20环境中应力腐蚀破裂 5、氯化物溶液中的应力腐蚀破裂 6、连多硫酸溶液中的应力腐蚀破裂 应力腐蚀预防措施 降低应力 避免产生应力腐蚀的环境与材料的组合 压力容器的冲蚀和什么有关 介质流速 介质中的颗粒含量 蠕变失效 材料在高温下持续长时期受载，会产生非常缓慢的蠕变变形。这种蠕变的积累将会导致宏观的永久变形，从而出现蠕变断裂或松弛。 发生蠕变的起始温度随金属材料而异。 低碳钢为370℃， 奥氏体铁基高温合金为540℃， 镍基和钴基高温合金为650℃。 蠕变失效的预防措施 合理选材； 平稳操作； 高温容器或管道实施定点直径测量或位移测量实施蠕变监控 ； * * 中国石化上海石油化工股份有限公司设备动力部 中国石化上海石油化工股份有限公司设备动力部 中国石化上海石油化工股份有限公司设备动部 中国石化上海石油化工股份有限公司设备动力部 中国石化上海石油化工股份有限公司设备动力部 中国石化上海石油化工股份有限公司设备动力部 中国石化上海石油化工股份有限公司设备动力部 中国石化上海石油化工股份有限公司设备动力部 中国石化上海石油化工股份有限公司设备动力部 中国石化上海石油化工股份有限公司设备动力部 中国石化上海石油化工股份有限公司设备动力部 中国石化上海石油化工股份有限公司设备动力部 中国石化上海石油化工股份有限公