張紅霞 姬倩倩

摘 要：化工壓力容器具有功能強(qiáng)、使用范圍廣的特點(diǎn)，是化工工業(yè)中經(jīng)常使用的設(shè)備。化工壓力容器因受密封、承壓等原因影響，會(huì)出現(xiàn)破裂情況，嚴(yán)重者會(huì)引發(fā)安全事故，對(duì)化工壓力容器的高效使用以及工作人員人身安全，均會(huì)造成較大影響。本文針對(duì)化工壓力容器破裂誘因，提出了具體的預(yù)防策略。

關(guān)鍵詞：化工壓力容器；破裂；預(yù)防策略

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.013

壓力容器無論在航天，能源方面，還是在石油工業(yè)中，均發(fā)揮著重要作用?；毫θ萜饔煞忸^、筒體、法蘭、開孔和接管、密封元件、支座等部分構(gòu)成。除上述部件外，還配備有安全裝置?；毫θ萜魇苊芊庑约吧a(chǎn)介質(zhì)等因素影響，會(huì)出現(xiàn)破裂、爆炸的問題，因而會(huì)對(duì)工作人員及生產(chǎn)設(shè)備的安全產(chǎn)生重要影響，而且還會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的污染事故，因此，世界各國對(duì)于壓力設(shè)備的檢驗(yàn)，均制定了嚴(yán)格的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。

1 化工壓力容器簡介

化工壓力容器，主要是用于化工工業(yè)儲(chǔ)運(yùn)、分離等領(lǐng)域的密閉設(shè)備，依據(jù)承壓壓力情況，可劃分為低、中、高壓容器，各級(jí)別容器還有不一樣的承壓容器，能夠儲(chǔ)存不同性質(zhì)的介質(zhì)。

2 化工壓力容器的破裂形式

依據(jù)壓力容器的破壞特點(diǎn)及原理，可得到了如下幾種破裂形式。

（1）韌性破裂。容器內(nèi)部承受的壓力因?yàn)楸葮O限強(qiáng)度要高，所以容器會(huì)出現(xiàn)破裂情況，也就是韌性破裂，由于容器承受太大的壓力，會(huì)造成容器內(nèi)部出現(xiàn)塑性變形，而且直徑還會(huì)增加，會(huì)讓整個(gè)變形出現(xiàn)腰鼓形情況，除此之外，因承受壓力過大，可能會(huì)出現(xiàn)能量釋放，使斷裂口出現(xiàn)切斷性破壞情況；另外，斷口不夠平整，撕裂會(huì)與主應(yīng)力方向形成夾角，而且其所造成的破壞還是整體性的，不會(huì)出現(xiàn)各種碎片；針對(duì)材料破壞來講，其主要包含如下階段，即彈性階段、塑性階段、吸附階段與破壞階段，針對(duì)韌性破壞來講，其主要是指材料在屈服階段而造成的破壞，當(dāng)容器材質(zhì)選擇不當(dāng)，或者是超負(fù)荷運(yùn)行，再或者是維修不到位，都會(huì)導(dǎo)致這種韌性破壞問題的產(chǎn)生。

（2）脆性破裂。化工壓力容器破壞并沒有產(chǎn)生顯著的塑性變形，承受的壓力一般不高于材料的極限破壞程度，這便是一種脆性破裂，在脆性破壞產(chǎn)生過程中，其容器破壞特點(diǎn)、韌性破壞均不相同。針對(duì)斷口而言，其乃是一種比較平直的開口，其表面有金屬光澤，通常情況下，其產(chǎn)生于溫度很低時(shí)，而且在破壞時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)塑性變形，破壞的時(shí)候也不會(huì)產(chǎn)生征兆問題，這不利于預(yù)防工作的開展，而且還具有比較大的破壞性；脆性破壞產(chǎn)生的原因，主要是由于容器材質(zhì)的韌性不夠，當(dāng)?shù)蜏貢r(shí)，韌性會(huì)明顯下降，再加上材料缺陷、焊接不良等影響，便造成材料受應(yīng)力太集中等原因影響而出現(xiàn)脆性破壞。

（3）疲勞破裂甩。疲勞破裂是壓力容器經(jīng)常產(chǎn)生的破壞形式，因?yàn)槿萜鞯某袎翰课婚L時(shí)間受到的應(yīng)力作用的影響，材料強(qiáng)度會(huì)出現(xiàn)極限疲勞，此時(shí)，應(yīng)力集中部位便會(huì)出現(xiàn)微裂縫，因使用時(shí)間與承壓次數(shù)增加，微裂縫會(huì)持續(xù)增大，最終形成比較大的裂縫，出現(xiàn)疲勞破裂。當(dāng)出現(xiàn)疲勞破裂時(shí)，材料受到的應(yīng)力低于其抗拉強(qiáng)度，一般不會(huì)出現(xiàn)塑性變形，尤其是不會(huì)出現(xiàn)在應(yīng)力比較集中的地方，破壞只會(huì)出現(xiàn)裂紋。

（4）腐蝕破裂。許多化工壓力容器裝的是有腐蝕性的物質(zhì)，而且在腐蝕性物質(zhì)作用下，混合材料會(huì)出現(xiàn)各種反應(yīng)，造成容器內(nèi)部由厚變薄，不利于材料整體性能的提高，而且會(huì)讓容器內(nèi)部的承壓能力不足，進(jìn)而出現(xiàn)破裂情況，此外，容器內(nèi)部承受拉伸應(yīng)力作用，在焊接、開口等地方，會(huì)產(chǎn)生各種應(yīng)力，并且壓力容器會(huì)產(chǎn)生腐蝕破裂，這是由于拉伸應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同影響導(dǎo)致的，腐蝕介質(zhì)會(huì)導(dǎo)致內(nèi)壁變薄，并且拉伸應(yīng)力會(huì)加速破壞，最終會(huì)出現(xiàn)容器腐蝕。因容器內(nèi)壁材料不是純金的材料，主要是使用合金材料，合金材料內(nèi)部都會(huì)殘留雜質(zhì)，受此影響，雜質(zhì)與腐蝕性介質(zhì)之間便會(huì)發(fā)生反應(yīng)，破壞容器。

（5）蠕變破裂。在應(yīng)力及高溫的共同作用下，金屬材料產(chǎn)生緩慢、持續(xù)的塑性變形現(xiàn)象，這便是蠕變現(xiàn)象。當(dāng)容器承壓部件長期在應(yīng)力及高溫的作用下，便會(huì)產(chǎn)生這種問題，會(huì)持續(xù)降低容器內(nèi)部材料的厚度，嚴(yán)重者，會(huì)讓材料喪失機(jī)械性能，并產(chǎn)生破裂，這種破裂主要是因?yàn)檫x材不佳所造成，當(dāng)出現(xiàn)破裂時(shí)，破裂形式一般具有明顯的塑性變形特點(diǎn)。

3 壓力容器預(yù)防破裂措施

（1）韌性破裂預(yù)防措施。產(chǎn)生韌性破壞的主要原因就是材料受到太大應(yīng)力，而且此應(yīng)力大于容器的極限抗壓強(qiáng)度，因此，在設(shè)計(jì)容器時(shí)，要保證材料具備足夠厚度，而且強(qiáng)度也要能夠滿足實(shí)際工作需要，要依據(jù)容器的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣才能避免容器出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行，要積極地開展日常養(yǎng)護(hù)工作，這樣才能夠使儀器變得更加靈敏化，才能發(fā)揮出預(yù)警效果。

（2）脆性破裂的預(yù)防措施。容器產(chǎn)生脆性破壞主要是因?yàn)椴牧系捻g性不足所致，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，需要使用韌性好的材料來設(shè)計(jì)，而且還需要執(zhí)行施工流程，避免容器內(nèi)部出現(xiàn)缺陷，另外，在使用的過程中，還要做好監(jiān)測(cè)工作。

（3）疲勞破裂的預(yù)防措施。疲勞破裂的出現(xiàn)是因?yàn)槭艿街貜?fù)應(yīng)力所致，受此影響，會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力太集中，在脆弱面便會(huì)出現(xiàn)裂縫，所以，在使用的過程中，要避免加壓、卸載等操作，在設(shè)計(jì)的過程中，要保證產(chǎn)品質(zhì)量，這樣才能最大化發(fā)揮其功能。

（4）腐蝕破裂預(yù)防措施。導(dǎo)致腐蝕破裂的因素是因?yàn)楦g介質(zhì)和容器內(nèi)部的接觸產(chǎn)生的反應(yīng)，在使用的過程中要采取相關(guān)的措施，避免出現(xiàn)介質(zhì)接觸承壓部位，而且要強(qiáng)化日常防護(hù)工作，這樣才能有效消除隱患。

（5）蠕變破裂的預(yù)防措施。蠕變破裂一般是在高溫和應(yīng)力共同作用下出現(xiàn)，在設(shè)計(jì)的過程中，要使用比較優(yōu)質(zhì)材料，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)要合理，并且能夠滿足高溫、高強(qiáng)度應(yīng)力作用的使用需求。在使用的過程中，應(yīng)避免容器出現(xiàn)局部高溫情況，做好養(yǎng)護(hù)與維修工作，避免蠕變破裂事故發(fā)生。

4 結(jié)語

總之，在化工工業(yè)中，工作人員要提升自己的化工壓力容器使用認(rèn)知度，有效控制密封質(zhì)量，使用較好的化工介質(zhì)，并深入了解化工壓力容器破裂的類型及形式，這樣才能有效預(yù)防化工壓力容器破裂情況發(fā)生，才能提升化工壓力容器的安全性能?，F(xiàn)階段，雖然中國有些化工企業(yè)在化工壓力容器使用的過程中，仍存在一些問題與不足，但隨著化工壓力容器生產(chǎn)技術(shù)及管理技術(shù)的不斷提升，化工壓力容器質(zhì)量的不斷提高，化工壓力容器破裂問題定會(huì)得到有效解決。

參考文獻(xiàn)：

[1]張建偉.化工壓力容器的破裂形式與預(yù)防[J].中國化工貿(mào)易，2012（08）：28-29，78.

[2]劉法軍.試論化工設(shè)備壓力容器破壞及預(yù)防[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2015（22）：28-29，78.