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壓力容器事故技術分析

  
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  5.綜合分析
  
  1)爆炸事故性質及過程的判斷
  
  ①容器在工作壓力下破裂即容器在工作壓力下的應力超過了材料的屈服極限、強度極限或工作應力低于屈服極限兩種情況,后者稱為低應力破環。
  
  ②容器超壓發生破裂容器超壓爆炸往往是指容器內的壓力或夾套壓力較多的超過工作壓力而發生的物理性爆炸。
  
  ③容器內化學反應爆炸容器內化學反應爆炸是指發生不正常的化學反應,使氣體體積增加或溫度劇烈增高致使壓力急劇升高導致的容器破裂。
  
  ④容器破裂后的二次空間爆炸容器破裂后的二次空間爆炸,是指盛裝易燃介質的容器在其破裂后,器內逸出的易燃介質與空氣混合后,在爆炸極限范圍內又發生的第二次爆炸。
  
  2)破裂型式的鑒別及其事故預防
  
  ①韌性破裂a.破裂容器發生明顯變形;b.斷口呈暗灰色纖維狀;C.容器一般不是碎裂;d.容器實際爆破壓力接近計算爆破壓力。要防止壓力容器發生韌性破裂事故,關鍵在于保證容器在任何情況下受壓元件的應力要低于器壁材料的屈服極限。
  
  ②脆性破裂a.容器沒有明顯的伸長變形;b.裂口齊平、斷口呈金屬光澤的結晶狀;c.容器常破裂成碎塊;d.破壞時的實際應力較低;e.破壞多數在溫度較低的情況下發生。
  
  大量的壓力容器脆性破裂事故的分析可以看出,造成脆斷的主要因素是材料的韌性低。容器物件中焊縫殘佘應力和工作應力的疊加,使實際應力超過材料的屈服極限;按斷裂力學觀點,在較大殘余應力條件下,裂紋附近的應力強度因子大于材料的斷裂韌性時,將導致容器的脆性破裂。因此,容器制造過程中,如冷加工變形、組裝過程中,尤其是焊接中應盡力減少殘佘應力和消除殘余應力的熱處理,都是防止脆性斷裂的重要措施。這里要說明的是,必須加強對容器制造過程中的檢驗,應按規定的探傷標準進行,探傷過程中應有足夠的靈敏度,以發現和消除裂紋缺陷,防止先天不足;容器投產后,要加強定期檢驗工作,及時發現裂紋,防止裂紋擴展后的脆性斷裂。
  
  ③疲勞破裂是在反復的交變載荷的作用下出現的金屬疲勞破壞。一類是通常所說的疲勞,它是在應力較低,交變顏率較高的情況下發生的;另一類是低周疲勞,它是在應力較高(一般接近或高于材料的屈服極限)而應力交變頻率較低(如102~105次之間)的情況下發生。

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