壓力容器安全ppt課件(2)-資料下載頁
2025-01-17 03:22本頁面
【正文】 由交變的壓力、溫度以及振動(dòng)等原因引起的交變應(yīng)力。 （ 1）高應(yīng)力低循環(huán)疲勞 交變載荷循環(huán)次數(shù) 102～ 105，而相應(yīng)的應(yīng)力水平較高。 以應(yīng)變值為控制變量。 （ 2）低應(yīng)力高循環(huán)疲勞 應(yīng)力值在彈性極限以下，交變載荷循環(huán)次數(shù)在 105以上。 疲勞極限：材料經(jīng)過一定循環(huán)次數(shù)不發(fā)生破壞的最大交變應(yīng)力值。 疲勞破裂的特征： ?總體應(yīng)力不大，沒有明顯伸長變形，發(fā)生在 局部應(yīng)力較高及 材料缺陷處 ； ?若材料強(qiáng)度較低而韌性好，則 疲勞裂紋穿透器壁發(fā)生泄露而失效 ， 若材料強(qiáng)度偏高而韌性差，則 疲勞裂紋導(dǎo)致爆炸事故 ； ? 經(jīng)歷裂紋發(fā)生、裂紋擴(kuò)展、失穩(wěn)斷裂 3個(gè)階段； ? 破裂斷口呈現(xiàn)兩個(gè)區(qū)域：疲勞裂紋產(chǎn)生及擴(kuò)展區(qū)，最后斷裂區(qū)；可以由此判斷疲勞破裂。 疲勞條痕 一種鋁合金斷裂表面的疲勞條痕 向前擴(kuò)展的疲勞裂紋留下特征性的斑紋，說明疲勞引起失效。 1μm 裂紋擴(kuò)展的方向和條紋垂直 應(yīng)力腐蝕破裂 應(yīng)力腐蝕 概念 Stress Corrosion Cracking 應(yīng)力腐蝕開裂 —— 指在 靜拉伸應(yīng)力 和 特定的腐蝕介質(zhì) 的共同作用下導(dǎo)致材料腐蝕開裂的現(xiàn)象， 記為 SCC。 應(yīng)力腐蝕開裂的發(fā)生 : ?可以在極低的應(yīng)力條件下發(fā)生； ?腐蝕性極弱的介質(zhì)也能引起腐蝕開裂。 ?往往沒有先兆的進(jìn)展突然斷裂，容易造成嚴(yán)重事故。 ?斷口形貌：脆斷， 有亞穩(wěn)擴(kuò)展區(qū)，最后瞬斷區(qū) ?占化工腐蝕破壞事故近半數(shù) . 應(yīng)力腐蝕裂紋 σ σ 應(yīng)力腐蝕破裂發(fā)生的條件 （ 1）特定的腐蝕介質(zhì)與材料組合 常見應(yīng)力腐蝕破裂的材料 介質(zhì)組合： 碳鋼 —— 氫氧化物溶液 ； H2S水溶液 奧氏體不銹鋼 —— 氯化物溶液 ； H2S水溶液 （ 2）拉應(yīng)力的存在 裝配應(yīng)力、殘余應(yīng)力、腐蝕產(chǎn)物引起的內(nèi)應(yīng)力、載荷應(yīng)力等。 （ 3）材料純度和組織狀態(tài)影響 一般認(rèn)為合金發(fā)生 SCC，純金屬極少發(fā)生，但存在少量雜質(zhì)時(shí)也可能發(fā)生 SCC。 材料硬度增加， SCC敏感性增加。 應(yīng)力腐蝕破裂的特征 (1)宏觀形態(tài)具有脆性破裂的特征： 無宏觀塑性變形，斷口可見腐蝕產(chǎn)物； σ σ 應(yīng)力腐蝕裂紋 (3)有樹枝狀裂紋狀分叉 (4)可以是穿晶也可以是沿晶開裂 (2)斷口存在兩個(gè)區(qū)域： 剩余厚度?。? 快速斷裂區(qū) 腐蝕裂紋擴(kuò)展區(qū) 樹枝狀二次裂紋 斷口形貌掃描電鏡照片（沿晶斷裂） 二次裂紋 275 金相照片： 主斷口 應(yīng)力腐蝕舉例：濕硫化氫腐蝕 在 H2S＋ H2O腐蝕環(huán)境中，碳鋼設(shè)備發(fā)生兩種腐蝕：均勻腐蝕和濕硫化氫應(yīng)力腐蝕開裂。 含硫化合物在腐蝕過程中析出的 腐蝕產(chǎn)物 —— 氫原子，向鋼中滲透，在晶界原有的微觀孔隙內(nèi)（微裂紋、夾雜、晶格缺陷等）聚集并形成氫分子，形成小裂紋并沿著垂直于應(yīng)力的方向發(fā)展，并在近表面形成氫鼓泡。 通常發(fā)生在焊接接頭的熱影響區(qū)及高應(yīng)力集中區(qū)。 開裂的形式： 硫化物應(yīng)力腐蝕開裂 (垂直于表面 ) 氫鼓泡 (平行于表面 ) 1）從介質(zhì) 材料的應(yīng)力腐蝕考慮 （ 1）選擇對介質(zhì)應(yīng)力腐蝕不敏感的材料 考慮可能性和經(jīng)濟(jì)性 （ 2）采用耐腐蝕的復(fù)合鋼板 （ 3）加緩蝕劑 2）從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造方面考慮，減少殘余應(yīng)力 預(yù)防應(yīng)力腐蝕破裂的措施 蠕變破裂 在高溫和應(yīng)力的作用下，金屬產(chǎn)生緩慢的塑性變形 (蠕變 )，最終導(dǎo)致容器破裂。 特征： 有明顯的塑性變形和蠕變小裂紋， 斷口無金屬光澤呈粗糙顆粒狀， 表面有高溫氧化層或腐蝕物。 泄漏原因：容器本體或部件焊接處破裂處； 容器與外接設(shè)備或管道連接處密封失效 泄漏后果：燃燒、爆炸； 毒性介質(zhì)擴(kuò)散 泄漏失效 防止泄漏措施：從選材、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造安裝和使用等各環(huán)節(jié)防止容器發(fā)生泄漏失效。
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