根據國際《壓力容器、鍋爐和管道委員會》提出的方法,依照破壞形態和破壞原因,壓力容器破壞形式可分以下幾種:
1、過度的塑性變形
當壓力載荷大大超過設計數值時,容器的器壁變薄,最后達到不穩定點,即當壓力稍許增加時,容器就會因過度塑性變形而發生破裂。當容器發生過度塑性變形破裂時,斷口為撕斷狀態,容器破壞時不產生碎片或者僅有少量碎塊,爆破口的大小視容器爆破的膨脹能量而定。除壓力的影響以外,金屬材料在高溫下的蠕變也是引起塑性變形的一個重要原因,在蠕變過程中,材料發生連續的塑性變形,在塑性變形積累到相當長時間后,將以破裂而告終。
2、過度的彈性變形
彈性變形是固體在外力的作用下表現出的一種行為,當外力撤出后,物體能夠恢復原來形狀的能力稱為彈性性質,而具有這種可逆性的變形就叫做彈性變形,過度的彈性變形可能使容器呈現不穩定狀態,甚至達到失穩程度。
3、大應變疲勞
壓力容器在交變應力的作用下,位于容器的某些局部區域(如開孔接管周圍、局部結構不連續處等)受力最大的金屬晶粒將會產生滑移并逐漸發展成為微小裂紋,且裂紋兩端不斷擴展,最終導致容器的疲勞破壞。疲勞首先出現在上述高應力的局部區域,即出現在這些高應力引起的大應變的地方,這種破壞就稱大應變疲勞。壓力容器的疲勞破壞一般具有以下特征:
(1)容器沒有明顯的變形
(2)破裂的斷口存在兩個區域:疲勞裂紋產生至擴展區和最后斷裂區
(3)容器常因開裂泄漏而失效
(4)疲勞破壞總是在容器經過反復的加載和卸載以后發生
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