压力容器的用途、损伤类型及产生原因

张树人

摘 要：压力容器是一种能承受较大压力的设备，容器内填充的气体非常活泼具有爆炸性。基于对压力容器的认识，本篇论文对压力容器在实际生活中遇到的问题及常见事故进行了详细分析，采用正规安全的检验手段进行检验程序设定，从根本上减少突发事故的产生。

关键词：压力容器；事故分析；爆炸性

一、压力容器介绍

压力容器在实际生活中被广泛应用，顾名思义，压力容器其实就是一种容器，只不过这种容器不同于寻常我们用到的瓶瓶罐罐，而是装特殊气体或液体的可以承载一定压力的设备。内部的介质具有很高的压力，有一定的温度和程度不同的腐蚀性等等，并且在不停地运动，不停地对压力容器产生各种物理的、化学的作用，因而使容器产生腐蚀、变形、裂纹、渗漏等缺陷。即使压力容器的设计合理，制造质量很好，在使用过程中也会产生缺陷。一旦发生事故不仅是容器本身遭到破坏，而且还会引起一连串恶性事故，如破坏其他设备及建筑物，危害人员生命安全，污染化境等，还会给国民经济造成重大损失，所以压力容器应在安全环境下使用。承受压力范围计算是所能承受的压力与容器体积的乘积不得超过2.5MPa（表压）。对盛装的液体或气体也有要求，比如，对于液体来说，其工作装状态的最高温度不得小于自身在标准沸点下的温度，因为该容器具有移动性，其工作的周围环境随时都在变化，我们每一个细节都要注意到，保证不会有发生泄漏的危险。

二、压力容器发生事故的原因分析

在平常的使用过程中，压力容器由于在设计安装，盛放介质种类，运输规划中忽视了一些细节，而这些细节又牵动着整个设备的安全运转，是不容忽视的。如果团队没有精密准确的数据，就会在设计上有纰漏，而制作压力容器往往是按精密的设计图纸来制造组装，设计准则一旦破坏，就会在运行中超过所能承受力范围发生不可预估的危险，所以在制作压力容器准备阶段一定要做好数据调查，程序布控，正式试运行阶段定期检测排查安全隐患。当然压力容器输了这些客观事故外，还有一些因周围环境改变造成不同程度的破坏。主要有以下三种：

疲劳破坏是压力容器常发生的一种破坏，这种破坏倾向于压力容器反复多次受到超压和卸载，从而使交变载荷产生电引力相互作用致使压力容器制作材料疲劳产生变形。裂纹的产生是发生疲劳破坏的主要原因，所谓裂纹，就是在载荷频繁作用下，摧毁晶粒最大承受力，晶粒受空气中负电荷影响，延展性变形产生裂纹。裂纹在力量集中区域下向外拓展，使容器产生破坏。究其根本，实则是压力容器在设计制作过程中开孔部位没有进行核查促使它的抗疲劳强度低于各个部位。材料抗压能力越大越不容易发生疲劳破坏，在制作容器初期严格把控材料选择，对每种材料特有属性要彻底掌握，制作完成后要定期进行安全事故检查，若事故发生时该如何解决备好方案，才能最低程度降低压力容器安全隐患。

长时间高温环境下，外力载荷发生移动造成蠕变破坏。破坏承受力没有达到高温下的极限，在焊接口，三通及纵，压力管道弯头接缝口等区域，压力容器的制作过程中存在焊接缺陷，交变载荷加速运动，在运动过程中荷电子之间摩擦碰撞产生的电引力挑战压力容器的承压能力。蠕变破坏虽不常发生，若一旦发生将一发不可收拾，压力容器受破坏力度最大。蠕变破坏的发生与压力容器制作材料息息相关，只有金属才可发生蠕变破坏，这是漫长而缓慢的过程，外力电荷定向移动在高应力集中区域中，应力崩塌是产生蠕变破坏的导火索，最后在高温炙烤中金属材料发生化学反应产生新物质，就会失去原有的属性。

韧性破坏（延性破壞）是材料承受过高的压力，以至超过了它的屈服极限和强度极限，因而使它产生较大的塑性变形，最后发生破裂的一种破坏形式。压力容器的一般事故大多属于这一类型。主要原因是压力升高超过最高许用压力，安全保护装置失灵；维护不良，致使容器发生大面积腐蚀、厚度减薄、强度减弱，即使并未超压，也可能应力过大导致韧性破裂。

压力容器的腐蚀是由于受到内部储存（或输送）物料的及外部环境介质的化学或电化学作用（也包括机械等因素的共同作用）而发生的破坏。腐蚀破坏形态，有全面腐蚀、局部腐蚀，此外还有应力腐蚀破裂、腐蚀疲劳及氢损伤，其中危害最大的是应力腐蚀破裂，因为它是在应力和腐蚀的共同作用下（并有一定温度条件）所引起的破裂。应力腐蚀现象较为复杂，当应力不存在时，腐蚀甚微；当有应力后金属会在腐蚀并不严重的情况正好生破裂，由于破裂是脆性的，往往在没有先兆的情况下突然发生，容易造成预测不到的破坏。

在用压力容器常见缺陷就其存在部位可分为表面缺陷和埋藏缺陷两类，都对压力容器的安全性能构成潜在威胁。

（1）表面缺陷。常见的表面缺陷有裂纹、腐蚀和焊缝咬边等，这些缺陷有的是在使用中产生的，有的是在制造时遗留下来的，处理的重点应是使用中产生的缺陷。

（2）埋藏缺陷。常见的埋藏缺陷主要有裂纹、未焊透、未熔合、气孔和夹渣等。这些缺陷多为制造时留下的，其中处理的重点为埋藏裂纹。

总结

压力容器是具有爆炸危险的特种承压设备，它往往承受高低温和高压力，承受化学腐蚀作用，一旦发生爆炸或泄漏就会引起火灾、中毒、污染环境等重大事故。本文对压力容器的概念、压力容器常见事故破坏形式及原因进行了分析。一次危险是设备或系统内潜在着发生火灾或爆炸的危险，从小到大在正常操作状况下，不会危害人身安全或设备完好。而次生危险是由于一次危险而引起的危险，它会直接危害人身安全或设备的损坏。因此，防止一次危险发生，杜绝次生危险是我们的主要方向。本文的研究对规范压力容器与压力管道的检验程序和检验手段，杜绝或减少突发事故的发生起到了基础作用。

参考文献：

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