壓力容器破裂形式

1、 彈性階段 當(dāng)外力消失，材料仍能回到原 理的狀態(tài)而不產(chǎn)生明顯的塑性變形； 彈塑性階段 材料發(fā)生很大的塑性變形，外 載荷消失后材料不再恢復(fù)原狀，塑性變形仍將 保留 斷裂階段 應(yīng)力超過了材料的強度極限后， 材 料將發(fā)生斷裂 彈性變形階段彈塑性變形階段斷裂階段 機理 牛牛文庫文檔分享 脆性斷裂與韌性斷裂 脆性：韌度低（brittle） 韌性：韌度高（ductile） 脆性斷裂：斷裂前無明顯塑性變形（無頸縮） 韌性斷裂：斷裂前有明顯塑性變形（有頸縮） 牛牛文庫文檔分享 韌性斷裂：斷裂前有明顯塑性變形韌性斷裂：斷裂前有明顯塑性變形 牛牛文庫文檔分享 塑性破壞：塑性破壞： 牛牛文庫文檔分享 牛牛文庫文檔分

2、享 化學(xué)爆炸 大變形 45度剪切唇 高速形變馬氏體 牛牛文庫文檔分享 容器的韌性撕裂 牛牛文庫文檔分享 特征 器壁有明顯的塑性變形 韌性破壞的斷口為切斷撕裂 韌性破壞時的爆破壓力接近理論爆破壓力 韌性破壞時，容器器壁的應(yīng)力值一般達到 或接近材料的強度極限。 牛牛文庫文檔分享 原因 盛裝液化氣體介質(zhì)的容器充裝過量：對于盛裝液化氣體的容器， 應(yīng)該按規(guī)定的充裝系數(shù)充裝，即留有一定的氣相空間，因為隨 著溫度的增加，飽和蒸汽壓顯著增加。 使用中的壓力容器超溫超壓運行：違反操作、安全裝置不靈或 者投料不當(dāng)?shù)葘?dǎo)致容器器壁的應(yīng)力達到材料強度極限 牛牛文庫文檔分享 容器殼體選材不當(dāng)或容器安裝不符合安全要求： 選

3、用的材料的強度過低，或壓力容器的安裝錯誤， 使得壓力來源處的壓力高于壓力容器的設(shè)計壓力 或最高工作壓力，而又無可靠的 減壓裝置，則可 能導(dǎo)致破壞。 維護保養(yǎng)不當(dāng)： 壓力容器的器壁發(fā)生大面積的腐 蝕，壁厚減薄，在正常工作壓力下受壓部件整體 屈服發(fā)生破裂。 牛牛文庫文檔分享 事故預(yù)防 在設(shè)計制造壓力容器時，要選用有足夠強度和厚度的材料，以 保證壓力容器在規(guī)定的壓力下安全使用； 壓力容器應(yīng)該按照規(guī)定的工藝參數(shù)運行，安全附件應(yīng)安裝齊全、 正確、并保證靈敏可靠； 使用中加強巡檢工作嚴格按照工藝參數(shù)進行操作，嚴禁壓力容 器超溫、超壓、超負荷運行，防止過量充裝； 加強維護保養(yǎng)工作，采取有效的措施防止腐蝕性介

4、質(zhì)及大氣對 壓力容器的腐蝕。 牛牛文庫文檔分享 第4.2節(jié) 脆性破壞 冷脆性 ：指在0左右的低溫下鋼材韌性的明顯降低。 相應(yīng)的低溫界限叫鋼材的“韌脆轉(zhuǎn)變溫度”。低碳鋼及 低合金鋼均有冷脆性，并常導(dǎo)致冷脆破裂。 藍脆性 ：指在200300時鋼材的韌性降低，并常 體現(xiàn)為應(yīng)變時效。后者是指鋼材經(jīng)冷加工塑性變形后， 在室溫下長期放置或在中溫（對碳鋼為200300） 下短期放置，其韌性明顯下降的現(xiàn)象，常見于低碳鋼。 熱脆性 ：某些鋼材長期停留在400500溫度范圍內(nèi) 以后冷卻至室溫，其沖擊值明顯下降。 機理鋼材在特定條件下會產(chǎn)生脆性或脆化 牛牛文庫文檔分享 堿脆：也叫苛性脆化，指在高濃度堿性介質(zhì)和 應(yīng)力

5、的共同作用下，鋼材明顯變脆并導(dǎo)致破裂 的現(xiàn)象，常發(fā)生在鍋爐鍋筒及接觸堿性介質(zhì)的 容器上。 氫脆：指鋼材接觸氫或含氫介質(zhì)而導(dǎo)致韌性明 顯降低的現(xiàn)象。 黑脆：即石墨化，指鋼材長期承受高溫，其滲 碳體分解析出石墨，使鋼材韌性明顯下降的現(xiàn) 象。多發(fā)生在長期承受高溫的低碳鋼、鉬鋼部 件上。 牛牛文庫文檔分享 牛牛文庫文檔分享 牛牛文庫文檔分享 特征 脆斷時無明顯外觀變化和外觀預(yù)兆，破壞后容器器壁無明顯的 伸長變形，壁厚一般不減薄。 脆性破壞的斷口齊平，呈金屬光澤的結(jié)晶狀，并與最大主應(yīng)力 方向垂直。容器縱向脆斷時裂口與器壁表面垂直，環(huán)向脆斷時 斷口與容器的中心線相垂直 容器脆斷時，常裂成碎片并飛出，其結(jié)果

6、要比韌性破壞嚴重的 多 厚壁容器和較低溫度的容器最易發(fā)生脆性破壞，且斷裂時名義 應(yīng)力很低，常低于材料的屈服極限。 牛牛文庫文檔分享 牛牛文庫文檔分享 原因 溫度 ：因為鋼在低溫下或在某易特定的溫度范圍內(nèi)其沖擊韌 性急劇下降 裂紋性缺陷 ：壓力容器受壓元件一旦產(chǎn)生裂紋，這個區(qū)域的 實際的應(yīng)力要比按常規(guī)方式計算的數(shù)值高的多，材料的實際強 度比無裂紋的理想材料的強度低，即使材料有足夠的韌性，但 當(dāng)裂紋缺陷達到一定的尺寸界限時，仍可能發(fā)生脆性斷裂 牛牛文庫文檔分享 事故預(yù)防 提高容器制造質(zhì)量特別是焊接質(zhì)量，是防止容 器脆性破壞的重要措施。 容器材料在使用條件下應(yīng)具有較好的韌性 加強壓力容器的維護保養(yǎng)和

7、定期檢驗工作，及 時消除檢驗中發(fā)現(xiàn)的裂紋性缺陷，確保容器安 全運行。 牛牛文庫文檔分享 第4.3節(jié) 疲勞破壞 對稱交變和脈動交變 機械應(yīng)力和熱應(yīng)力。 金屬構(gòu)件的疲勞 牛牛文庫文檔分享 殼程筒體與管板間焊縫附近裂紋 殼程筒體與管板間焊縫橫截面 結(jié)構(gòu)不合理和介質(zhì)沖擊導(dǎo)致疲勞， 管板鍛件晶粒度超過1級使疲勞加 劇 牛牛文庫文檔分享 設(shè)計的安全系數(shù)偏小和榫齒與轉(zhuǎn)子間的配合偏差導(dǎo)致疲勞 牛牛文庫文檔分享 斷裂后的葉片斷裂后的葉根 牛牛文庫文檔分享 牛牛文庫文檔分享 1.高應(yīng)力低周疲勞 鍋爐壓力容器的疲勞是在結(jié)構(gòu)局部高應(yīng)力、低交 變周次下發(fā)生的疲勞，叫低周疲勞。其交變載荷 引起的最大應(yīng)力超過材料的屈服點，

8、而疲勞壽命 N102105 2.低應(yīng)力高周疲勞 低應(yīng)力、高交變周次下發(fā)生的疲勞。其交變載荷 引起的最大應(yīng)力在材料屈服點以下，疲勞壽命 N1105。 牛牛文庫文檔分享 特 征 容器破壞時沒有明顯的塑性變形； 疲勞斷裂與脆性破壞的端口形貌不同，疲勞端口存在兩個明顯的區(qū)域，一個是疲勞裂紋產(chǎn)生及擴展區(qū)，另 一個是最終斷裂區(qū) 容器的疲勞破壞一般是疲勞裂紋穿透器壁 而泄漏失效 疲勞破壞總是在經(jīng)過多次的反復(fù)加壓和泄壓后發(fā)生的 牛牛文庫文檔分享 原因 內(nèi)部因素： 微裂紋向疲勞裂紋 擴展開裂的條件。 外部因素： 變化幅度較大的非 對稱循環(huán)載荷 牛牛文庫文檔分享 事故預(yù) 防壓力容器的制造質(zhì)量應(yīng)符合要求，避免先天性

9、的缺陷，以減小 過高的局部應(yīng)力。 在壓力容器的安裝中應(yīng)注意防止外來載荷源影響，以減少壓力 容器本體的交變載荷。 在運行中要注意操作的正確性，盡量減少升壓、泄壓的次數(shù)， 操作中要防止溫度壓力波動過大。 對無法避免外來載荷、無法減少開停車次數(shù)的壓力容器，制造 前應(yīng)作疲勞設(shè)計，以保證壓力容器不致發(fā)生疲勞破裂 牛牛文庫文檔分享 第4.4節(jié) 腐蝕破裂 腐蝕破裂：壓力容器材料在腐蝕性介質(zhì)的作用下，引起容器壁 由厚變薄或材料組織結(jié)構(gòu)改變、力學(xué)性能降低、使壓力容器承 載能力不夠而發(fā)生的破壞形式。 分類： 按腐蝕的機理分：化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕 按腐蝕環(huán)境分：介質(zhì)腐蝕、海水腐蝕和土壤腐蝕 按腐蝕破壞的形態(tài)分：均勻

10、腐蝕、局部腐蝕、晶 間腐蝕、斷 裂腐蝕、氫損傷 牛牛文庫文檔分享 形態(tài) 金屬的均勻腐蝕是指在金屬整個暴露表 面上或者是大部分面積上產(chǎn)生程度基本相同的 化學(xué)或電化學(xué)腐蝕，也稱全面腐蝕。 均勻腐蝕 牛牛文庫文檔分享 局部腐蝕 電偶腐蝕 只要由兩種電極電位不同的金屬相互接觸或 用導(dǎo)體連通，在電介質(zhì)存在的情況下就有電流通過。 孔蝕 指金屬表面產(chǎn)生小孔的一種局部腐蝕。 選擇性腐蝕 當(dāng)金屬合金材料與某種特定的腐蝕性介質(zhì) 接觸時，介質(zhì)與金屬合金材料的某一元素或某一組分發(fā) 生反應(yīng)，使其被脫離出去，這種腐蝕稱為選擇性腐蝕。 磨損腐蝕 指由于腐蝕性介質(zhì)與金屬之間的相對運動， 而使腐蝕過程加速的現(xiàn)象，又稱為沖刷腐蝕

11、。 縫隙腐蝕 暴露于電介質(zhì)溶液中的金屬表面上的縫隙和 其它隱蔽區(qū)域內(nèi)常常發(fā)生的強烈的局部腐蝕 指材料表面的區(qū)域性腐蝕 牛牛文庫文檔分享 管內(nèi)跑酸導(dǎo)致氫 腐蝕，其表現(xiàn)為 脫碳和開裂 牛牛文庫文檔分享 外表面內(nèi)表面 端面 露點工況下的氯離子應(yīng)力腐蝕 牛牛文庫文檔分享 脫碳和開裂脫碳分層線 牛牛文庫文檔分享 晶間腐蝕 金屬的腐蝕局限在晶界或者在晶界附近， 而晶粒本身的腐蝕較小的一種腐蝕形態(tài)稱為晶 界腐蝕。這種腐蝕造成晶粒脫落，使容器材料 的強度和伸長率顯著下降，但仍保持原有的金 屬光澤而不易被發(fā)現(xiàn)，故危害很大。比如奧氏 體不銹鋼中的晶界腐蝕。 牛牛文庫文檔分享 斷裂腐蝕 材料在腐蝕性介質(zhì)和應(yīng)力共同作

12、用下產(chǎn) 生的腐蝕，主要有應(yīng)力腐蝕和疲勞腐蝕，應(yīng)力 可以是拉伸應(yīng)力，也可以是交變應(yīng)力。 應(yīng)力腐蝕：拉應(yīng)力與腐蝕性介質(zhì)的作用 疲勞腐蝕：交變載荷與腐蝕性介質(zhì)的作用 牛牛文庫文檔分享 引起應(yīng)力腐蝕的應(yīng)力必須是拉應(yīng)力，且應(yīng)力可 大可小。 純金屬不發(fā)生應(yīng)力腐蝕。 產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的材料和腐蝕性介質(zhì)之間有選擇 性和匹配關(guān)系。 應(yīng)力腐蝕是一個電化學(xué)腐蝕過程，包括應(yīng)力腐 蝕裂紋萌生、穩(wěn)定擴展、失穩(wěn)擴展等階段 應(yīng)力腐蝕有以下特點： 牛牛文庫文檔分享 常用材料發(fā)生應(yīng)力腐蝕的敏感介質(zhì)見下表： 材料材料 可發(fā)生應(yīng)力腐蝕的敏感介質(zhì)可發(fā)生應(yīng)力腐蝕的敏感介質(zhì) 碳鋼碳鋼 氫氧化物溶液；硫化氫水溶液；碳酸鹽，硝酸鹽或氰酸鹽水氫氧化

13、物溶液；硫化氫水溶液；碳酸鹽，硝酸鹽或氰酸鹽水 溶液；海水；液氨；濕的溶液；海水；液氨；濕的CO-CO2-空氣；硫酸空氣；硫酸-硝酸混合液；硝酸混合液； 熱的三氯化鐵溶液熱的三氯化鐵溶液 奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼 海水；熱的氫氧化物溶液；氯化物溶液；熱的氟化物溶液；海水；熱的氫氧化物溶液；氯化物溶液；熱的氟化物溶液； 鋁合金鋁合金 潮濕空氣；海水；氯化物的水溶液；汞潮濕空氣；海水；氯化物的水溶液；汞 鈦合金鈦合金 海水；鹽酸；發(fā)煙硝酸；海水；鹽酸；發(fā)煙硝酸；300以上的氯化物；潮濕空氣；以上的氯化物；潮濕空氣； 汞汞 牛牛文庫文檔分享 蒸氣泄漏到層板中產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂 牛牛文庫文檔分享 液氨對

14、碳鋼及低合金鋼容器的應(yīng)力腐蝕 ： 液氨儲存容器在充裝、卸放及檢修時，難免 進入空氣。接觸了空氣的液氨，在氧及二氧化碳 的參與下，在應(yīng)力特別是焊接殘余應(yīng)力的作用下， 對鋼材有強烈的腐蝕作用，使之產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂 紋，并多產(chǎn)生于焊縫部位。鋼材強度越高，產(chǎn)生 應(yīng)力腐蝕裂紋的傾向越大。最終導(dǎo)致容器破裂。 牛牛文庫文檔分享 硫化氫對鋼制容器的應(yīng)力腐蝕 ： 濕的硫化氫，加上應(yīng)力特別是焊接殘余應(yīng) 力，可對鋼制容器產(chǎn)生強烈的應(yīng)力腐蝕，且在 20左右的溫度下最為嚴重。 苛性堿對鍋爐鍋筒或容器的應(yīng)力腐蝕（堿 脆或苛性脆化）： 這種應(yīng)力腐蝕一般需要三個條件：較高的 溫度、較高的苛性堿濃度及較高（達到鋼材屈服 點）的拉

15、伸應(yīng)力。在鍋爐鍋筒的脹口、鉚縫等部 位，有可能滿足上述三個條件，常由這些部位開 始形成應(yīng)力腐蝕開裂。含堿容器的接管、法蘭部 位及其他應(yīng)力集中部位，也有堿脆開裂的例證。 牛牛文庫文檔分享 氯離子對奧氏體不銹鋼容器的應(yīng)力腐蝕： 無論是高濃度的氯離子，還是高溫高壓 水中微量的氯離子，均可對奧氏體不銹鋼造成 應(yīng)力腐蝕。應(yīng)力腐蝕裂紋常產(chǎn)生在焊縫附近， 最終造成容器破裂。 潮濕條件下一氧化碳對氣瓶的應(yīng)力腐蝕： 工業(yè)一氧化碳氣體中常含有二氧化碳和 水分，在氣瓶反復(fù)充裝、應(yīng)力交變的條件下， 氣瓶會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋甚至破裂。 牛牛文庫文檔分享 應(yīng)力腐蝕破裂屬于脆性破裂，斷口平齊，沒有明顯的塑 性變形，破裂方向與

16、主應(yīng)力方向垂直。 應(yīng)力腐蝕是一種局部腐蝕，其斷口一般可分出裂紋擴展區(qū)和瞬 時破裂區(qū)兩部分，前者顏色較深，有腐蝕產(chǎn)物伴隨，后者顏色 較淺且潔凈。 應(yīng)力腐蝕裂紋擴展過程中會發(fā)生裂紋分叉，即有一主裂紋擴展 得最快，其余是擴展得較慢的支裂紋。 引起破裂的因素中均有特定介質(zhì)和拉伸應(yīng)力。 應(yīng)力腐蝕破裂的基本特征 牛牛文庫文檔分享 選用合適的材料，盡量避開材料與敏感介質(zhì)的匹配，比如不用 奧氏體不銹鋼容器作接觸海水及氯化物的容器。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計及布置中避免過大的局部應(yīng)力。 采用涂層或襯里，把腐蝕性介質(zhì)與容器承壓殼體隔離，并防止 涂層或襯里在使用中損壞。 在制造中采用成熟合理的焊接工藝及裝配成形工藝，并進行必 要

17、合理的熱處理，消除焊接殘余應(yīng)力及其它內(nèi)應(yīng)力。 應(yīng)力腐蝕常對水分及潮濕氣氛敏感，使用中應(yīng)注意防濕防潮， 對設(shè)備加強管理和檢驗 應(yīng)力腐蝕破裂的預(yù)防 牛牛文庫文檔分享 氫損傷 由于氫滲進金屬內(nèi)部而造成的金屬性能惡化的現(xiàn) 象稱為氫損傷，也稱為氫破壞 氫鼓包 由于氫進入金屬內(nèi)部而產(chǎn)生，結(jié)果造成局 部變形，甚至器壁遭到破壞 氫脆 由于氫進入金屬內(nèi)部而產(chǎn)生，結(jié)果引起韌 性和抗拉強度下降 脫碳 由于濕氫進入鋼中，使鋼中碳含量減少， 其結(jié)果是鋼的強度下降； 氫腐蝕 在高溫下氫與合金中的組分反應(yīng)造成腐 蝕。 牛牛文庫文檔分享 化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕 1.化學(xué)腐蝕 化學(xué)腐蝕是指容器金屬與周圍介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué) 反應(yīng)而引

18、起的金屬腐蝕。這類腐蝕主要包括金屬在 干燥或高溫氣體中的腐蝕以及在非電解質(zhì)溶液中的 腐蝕。典型的化學(xué)腐蝕有高溫氧化、高溫硫化、鋼 的滲碳與脫碳、氫腐蝕等。 牛牛文庫文檔分享 高溫氧化 指金屬在高溫下與介質(zhì)或周圍環(huán)境中的氧作用 而形成金屬氧化物的過程。例如鋼在空氣中加 熱，在較低的溫度下（200300）下表面出 現(xiàn)可見的氧化膜。 氧化速度隨著溫度的升高而加快。除氧氣外， CO2，H2O，SO2等介質(zhì)的存在也可能引起高溫 氧化，特別是水蒸汽的氧化作用較強 牛牛文庫文檔分享 高溫硫化 金屬在高溫下與含硫介質(zhì)（如硫蒸汽、 硫化氫、二氧化硫）作用生成硫化物的過程。 硫化作用較氧化作用更強。 硫化物不穩(wěn)定

19、、易剝離、晶格缺陷多、 熔點低、而且與氧化物、硫酸鹽及金屬生成不 穩(wěn)定價的低熔點共晶物，因此在高溫下易造成 材料的破裂。 牛牛文庫文檔分享 高溫下某些碳化物（如CO和烴類）與鋼接觸時發(fā)生分解生 成游離碳滲入鋼內(nèi)生成碳化物稱為滲碳，它降低了鋼的韌性。 鋼的脫碳是由于鋼中的滲碳體在高溫下與介質(zhì)作用被還原成鐵 發(fā)生脫碳反應(yīng)，使得鋼表面滲碳體減少，導(dǎo)致金屬表面硬度和 疲勞極限降低。 鋼的滲碳與脫碳 牛牛文庫文檔分享 氫腐蝕 氫原子或氫離子擴散到鋼材內(nèi)部在空穴處生成 甲烷。甲烷的擴散能力低，隨著反應(yīng)繼續(xù)進行、 甲烷逐漸聚集，形成局部高壓，應(yīng)力集中并發(fā) 展為裂紋。 氫腐蝕需要一個起始溫度與一個起始氫分壓。

20、 碳鋼的起始溫度為220，起始氫分壓為 1.38MPa左右。當(dāng)氫分壓低于起始分壓時只發(fā) 生表面脫碳而不發(fā)生氫腐蝕。 指鋼受高溫高壓氫的作用引起組分的化 學(xué)變化，使鋼材的強度和塑性下降、斷 開呈脆性斷裂的現(xiàn)象 牛牛文庫文檔分享 電化學(xué)腐蝕 容器金屬在電解質(zhì)中，由電化學(xué)反應(yīng)而 引起的腐蝕稱為電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕中既 有電子的得失，又有電流的形成。電化學(xué)反應(yīng) 是指一個反應(yīng)過程可以分為兩個或更多的氧化 和還原反應(yīng)。 電化學(xué)腐蝕是微電池的存在造成微電池腐蝕。絕大部分壓力容 器是由碳鋼或不銹鋼制造的。它們含有夾雜物，當(dāng)其與電解質(zhì) 接觸時，由于夾雜物的電位高成為微陰級，而鐵的電位低而成 為微陽極，這就形成

21、了許多危險的電池，稱為微電池。 牛牛文庫文檔分享 產(chǎn)生原因 金屬表面和介質(zhì)總是不均一，只是程度不同 金屬表面有微孔，孔內(nèi)金屬是陽極； 金屬表面被劃傷時，劃傷處是陽極； 金屬內(nèi)應(yīng)力分布不均勻時，應(yīng)力較大處為陽極 溫度和介質(zhì)的濃度不均一，也會構(gòu)成微電池而 造成電化學(xué)腐蝕 牛牛文庫文檔分享 原因 1）壓力容器維護保養(yǎng)不當(dāng) 2）選材不當(dāng)或未采取有效的防腐措施。 3）結(jié)構(gòu)不合理、或焊接不符合規(guī)范要求。 4）介質(zhì)中雜質(zhì)的影響。 牛牛文庫文檔分享 17月份非計劃停工分析表 25%25% 15%15% 10%10% 10%10% 5%5% 20%20% 15%15% 結(jié)垢、結(jié)焦結(jié)垢、結(jié)焦 工藝操作工藝操作 工

22、藝缺陷工藝缺陷 設(shè)計缺陷設(shè)計缺陷 設(shè)備腐蝕設(shè)備腐蝕 檢修、安裝質(zhì)量檢修、安裝質(zhì)量 外電網(wǎng)停電外電網(wǎng)停電 牛牛文庫文檔分享 牛牛文庫文檔分享 6月25日福 建焦化裝置加熱 爐對流室注水管 泄漏著火，裝置 停工。檢查發(fā)現(xiàn) 對流室注水管上 兩排管腐蝕嚴重， 有一根腐蝕穿孔。 本次非計劃停工 7天。 1、福建焦化裝置 加熱爐對流室注水管腐蝕情況 原設(shè)計進水溫度90度，由于預(yù)換熱停用，進水溫度 只有25度左右，造成嚴重露點腐蝕。 牛牛文庫文檔分享 7月6日燕化中 壓加氫裂化裝置新氫 壓縮機入口壓力突降， 壓縮機聯(lián)鎖停車，再 次啟動壓縮機時氫系 統(tǒng)壓力難以建立，脫 丁烷塔壓力突然上升， 裝置被迫停工。經(jīng)過

23、 檢查發(fā)現(xiàn)E504A/B 發(fā)生腐蝕內(nèi)漏，搶修 時兩臺換熱器共堵管 38根。本次非計劃停 工4.32天 2、燕化中壓加氫裂化裝置 中壓加氫裂化換熱器E504A堵管情況 牛牛文庫文檔分享 燕化中壓加氫裂化E504A換熱管焊口焊肉減薄情況 該管束應(yīng)用了10年，從本周期開始出現(xiàn)腐蝕 牛牛文庫文檔分享 燕化中壓加氫裂化E504A換熱管焊口焊肉減薄情況 該管束應(yīng)用了10年，從本周期開始出現(xiàn)腐蝕 牛牛文庫文檔分享 7月15日茂 名渣油加氫裂化 裝置一系列空冷 AC101A出現(xiàn)泄漏， 裝置被迫停工處 理。搶修對泄漏 的空冷管束進行 了更換，本次非 計劃停工4天。 3、茂名渣油加氫裂化裝置 渣油加氫裂化空冷10

24、1A管束換熱管腐蝕穿孔 牛牛文庫文檔分享 茂名渣油加氫裂化空冷換熱管減薄情況 空冷管束解體圖，管束均勻減薄 牛牛文庫文檔分享 事故預(yù) 防 根據(jù)介質(zhì)選用合適厚度的防腐蝕材料的容器； 對奧氏體不銹鋼應(yīng)該嚴格控制氯離子含量，并避免在不銹鋼敏 感溫度下使用，防止破壞不銹鋼表面的鈍化膜和防止晶間腐蝕 的產(chǎn)生。 選用有防腐蝕隔離措施的容器，以避免腐蝕介質(zhì)對容器殼體產(chǎn) 生的腐蝕。如在容器內(nèi)表面涂防腐層，在容器內(nèi)加襯里，或采 用符合鋼板制造容器，以防止介質(zhì)的腐蝕。 牛牛文庫文檔分享 選用結(jié)構(gòu)合理、設(shè)計制造質(zhì)量符合國家標準和 要求的容器。容器由于結(jié)構(gòu)不合理（如幾何形狀突 變）、焊接工藝不合理、焊接質(zhì)量差、強行組

25、裝、 表面粗糙等都會造成較大的殘余應(yīng)力，最終可能導(dǎo) 致容器腐蝕破裂。 使用中采用適當(dāng)?shù)墓に嚧胧┙档透g速度。如 在中性堿溶液中和在鍋爐水系統(tǒng)中除氧、避免介質(zhì) 直接沖刷容器殼體及受壓部件；在容器中使用、維 修中避免機械損傷，避免或減小外部附加應(yīng)力等。 為減少電化學(xué)腐蝕的危害，也可采用陰極保護法。 牛牛文庫文檔分享 第第4.54.5節(jié)節(jié) 壓力沖擊破裂壓力沖擊破裂 如果兩種氣體（可燃氣體與助燃氣體） 在壓力容器內(nèi)的混合比例在爆炸極限范圍內(nèi)， 遇到適當(dāng)?shù)臈l件即會被點燃而形成燃燒波，并 在容器內(nèi)以極高的速度迅速擴延和傳播，形成 壓力沖擊 類型與機理 1.可燃氣體與助燃氣體（氧、空氣）反應(yīng)爆炸 牛牛文庫文

26、檔分享 （1）閥門零件泄漏，使可燃氣體通過關(guān)閉著的 閥門流進空氣或氧氣容器內(nèi)，或者可燃氣體儲 罐的連接密封結(jié)構(gòu)失效，漏入空氣等。 （2）操作失誤而造成可燃氣體與助燃氣體混合。 （3）兩種氣瓶混裝。常見的是用氧氣瓶充裝氫 氣，或用氫氣瓶充裝氧氣 原因如下： 牛牛文庫文檔分享 單分子的聚合大都是放熱反應(yīng)，因此必須適當(dāng)控制其反 應(yīng)速率，并進行充分冷卻。如果釜內(nèi)反應(yīng)失控，將會迅速聚合， 放出大量的熱，使壓力急速上升，造成“爆聚”，使聚合設(shè)備 受壓力沖擊而斷裂。 其原因如下： （1）催化劑使用不當(dāng) （2）冷卻裝置失效 2 .聚合釜的爆聚 牛牛文庫文檔分享 3. 壓力容器的反應(yīng)失 控 由于化工生產(chǎn)中的很多

27、工藝工程是放熱反應(yīng)，特 別是放熱的分解反應(yīng)。如果反應(yīng)失控，反應(yīng)后氣體 體積將會增加并伴隨著產(chǎn)生大量的熱，產(chǎn)生壓力沖 擊，使容器破裂。常見原因有： （1）原料投入時計量錯誤或器具失靈 （2）原料不純，特別是含有對反應(yīng)起加速作用的雜 質(zhì) （3）攪拌或冷卻裝置失效。如因為突然停電，攪拌 器停止工作或突然停水，冷卻裝置未能起冷卻作用。 牛牛文庫文檔分享 4. 液化氣體的“爆 沸” 盛裝液化氣體的壓力容器，如果壓力突然釋放，則容器 內(nèi)的飽和蒸汽壓驟減，氣液平衡被打破，器內(nèi)液體出現(xiàn)過熱現(xiàn) 象而瞬間急劇蒸發(fā)，產(chǎn)生大量氣體，而沖擊器壁。 其可能的原因如下： （1）在容器上誤裝爆破片，因器內(nèi)壓力升高，爆破片斷裂

28、。 （2）容器殼體局部開裂 （3）兩種沸點相差懸殊的液化氣體突然混入一個容器內(nèi)。 牛牛文庫文檔分享 二 、特征 從壓力沖擊斷裂殼體的形貌狀態(tài)來看， 頗似因部件存在缺陷而產(chǎn)生的脆性斷裂： （1）殼體碎裂。 壓力沖擊破裂的容器，常常產(chǎn) 生大量的碎塊，這是其主要特征。 （2）殼體內(nèi)壁常附有化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物或痕跡。 （3）斷裂時常伴有高溫產(chǎn)生。 （4）斷口形貌類似脆性斷裂。 （5）容器釋放的能量較大。 牛牛文庫文檔分享 三 、事故預(yù)防 壓力沖擊破裂其實就是壓力容器在非正 常工況狀態(tài)下引起的爆炸事故，因此，必須從 根本上加以預(yù)防。 1.完善規(guī)程和管理制度 （1）生產(chǎn)工藝設(shè)計、操作規(guī)程和管理制度 凡有可能產(chǎn)生

29、異常工況的壓力容器，在 操作規(guī)程中，必須從生產(chǎn)工藝的角度加以預(yù)想， 并在操作規(guī)程中注明防范措施和操作方法。 對于可能出現(xiàn)副反應(yīng)等非正常化學(xué)反應(yīng) 的壓力容器，生產(chǎn)工藝設(shè)計、操作規(guī)程中必須 嚴格控制工藝指標和操作要求。 壓縮氣體及液化氣體的充裝必須按國家 有關(guān)標準規(guī)定，制定完善的氣瓶充裝操作規(guī)程 和管理制度。 牛牛文庫文檔分享 （2）檢修檢測規(guī)程和管理制度。 壓力容器發(fā)生壓力沖擊破裂 事故中有不少是跟檢修有關(guān)，因此必須根據(jù)壓力容器的生產(chǎn)工 藝狀況、介質(zhì)的特性結(jié)合檢修內(nèi)容制定壓力容器或生產(chǎn)系統(tǒng)的 檢修規(guī)程。 （3）儀器儀表安全附件保養(yǎng)規(guī)程。要防止壓力容器發(fā)生壓力 沖擊破裂必須確保儀器、儀表測量和顯示

30、的準確性，特別是有 可能發(fā)生非正?；瘜W(xué)反應(yīng)的儀器儀表。 牛牛文庫文檔分享 2 .加強現(xiàn)場的管理和作業(yè)人員的培訓(xùn) 持證上崗 一絲不茍 牛牛文庫文檔分享 第第4 4.6 6節(jié)節(jié) 蠕變破裂蠕變破裂 在高溫和一定載荷的共同作用下，材料 發(fā)生塑性變形且塑性變形隨時間逐漸增加的現(xiàn) 象，叫材料的蠕變。了解蠕變需要注意以下幾 點： 1.材料的蠕變現(xiàn)象在溫度高到一定程度時才會 出現(xiàn)，試驗表明，蠕變溫度約為材料熔化溫度 的2535（以絕對溫度計算）。碳鋼出現(xiàn) 明顯蠕變的溫度約為350，合金鋼出現(xiàn)明顯蠕 變的溫度在400以上。 2.蠕變是一個持續(xù)塑性變形過程，蠕變破裂是 蠕變的最終結(jié)果。材料自開始蠕變至蠕變破裂 所

31、持續(xù)的時間叫蠕變壽命。蠕變壽命取決于材 質(zhì)、載荷、溫度等因素，其中對溫度尤為敏感。 在蠕變條件下，溫度的微小升高就可使蠕變壽 命大幅度降低。 牛牛文庫文檔分享 3.材料發(fā)生蠕變時，載荷與應(yīng)力通常并不高， 但是低于屈服點的應(yīng)力和足夠的溫度即可引起 蠕變。 4.對于鍋爐壓力容器鋼材來說，常把對應(yīng)出現(xiàn) 明顯蠕變現(xiàn)象的溫度稱為高溫，把鋼材抵抗蠕 變及蠕變破裂的能力稱為高溫強度或熱強度。 5.鋼材的常規(guī)靜載強度指標屈服點及抗 拉強度，無法表示鋼材抵抗蠕變及蠕變破裂的 能力，通常用蠕變極限及持久強度表示鋼材的 高溫強度，即抗蠕變能力。 6. 蠕變極限是在一定溫度下，在規(guī)定的工作 期限內(nèi)（通常為1105h）

32、引起規(guī)定蠕變變形 （1）的應(yīng)力；持久強度是在一定溫度下，經(jīng) 過規(guī)定的工作期限（1105h）引起蠕變破裂的 應(yīng)力。 牛牛文庫文檔分享 應(yīng)力松弛 松弛是特定情況下的一種蠕變現(xiàn)象。承 載初期僅發(fā)生彈性變形的螺栓或彈簧，在高溫 和應(yīng)力作用下逐步產(chǎn)生塑性變形，即蠕變變形。 松弛常造成介質(zhì)泄漏及其他連帶危險 牛牛文庫文檔分享 蠕變破裂的特征 1.在高應(yīng)力及較低溫度下蠕變時，最終發(fā)生穿晶型蠕變破裂， 破裂前有大量塑性變形，破裂后的伸長率高，往往形成縮頸， 斷口呈延性形態(tài)，因而也叫蠕變延性破裂。 2.在低應(yīng)力及較高溫度下蠕變時，最終發(fā)生沿晶型蠕變破裂， 破裂前塑性變形很小，破裂后的伸長率甚低，縮頸很小或者沒

33、有，在晶體內(nèi)常有大量細小裂紋，這種破裂也叫蠕變脆性破裂。 3.蠕變破裂斷口常有明顯的氧化色彩。 牛牛文庫文檔分享 三 、原因 壓力容器發(fā)生蠕變破壞往往是由于容器長期在某一高溫下運行，即使其應(yīng)力低于材料的屈服極限，材料也 能發(fā)生緩慢的塑性變形。 壓力容器因選材不當(dāng)，結(jié)構(gòu)不合理，造成蠕變破壞 容器由于結(jié)垢、結(jié)碳、結(jié)疤等影響傳熱，造成局部過熱。 牛牛文庫文檔分享 1.合理進行結(jié)構(gòu)設(shè)計及介質(zhì)流程布置，盡量避免 承受高壓的大型容器直接承受高溫，避免結(jié)構(gòu)局部 高溫及過熱。 2.根據(jù)操作溫度及壓力，合理選材，使材料在使 用條件下及服役期限內(nèi)具有足夠的常溫強度及高溫 強度。 3.采用合理的焊接、熱處理及其他加工工藝，防 止在制造、安裝、修理中降低材料的抗蠕變性能。 4.嚴格按操作規(guī)程運行高溫設(shè)備，防止超高溫、 超高壓降低蠕變壽命。對受熱但未到蠕變溫度的鍋 爐壓力容器，要防止因結(jié)垢、存污而使設(shè)備超溫。 四 、預(yù)防措 施 牛牛文庫文檔分享 思考題 1 名詞解釋 金屬腐蝕；化學(xué)腐蝕；電化學(xué)腐蝕；鈍化；全面腐蝕；晶間腐蝕；應(yīng)力腐蝕破裂；