壓力容器的用途、損傷類型及產生原因

張樹人

摘 要：壓力容器是一種能承受較大壓力的設備，容器內填充的氣體非常活潑具有爆炸性。基于對壓力容器的認識，本篇論文對壓力容器在實際生活中遇到的問題及常見事故進行了詳細分析，采用正規安全的檢驗手段進行檢驗程序設定，從根本上減少突發事故的產生。

關鍵詞：壓力容器；事故分析；爆炸性

一、壓力容器介紹

壓力容器在實際生活中被廣泛應用，顧名思義，壓力容器其實就是一種容器，只不過這種容器不同于尋常我們用到的瓶瓶罐罐，而是裝特殊氣體或液體的可以承載一定壓力的設備。內部的介質具有很高的壓力，有一定的溫度和程度不同的腐蝕性等等，并且在不停地運動，不停地對壓力容器產生各種物理的、化學的作用，因而使容器產生腐蝕、變形、裂紋、滲漏等缺陷。即使壓力容器的設計合理，制造質量很好，在使用過程中也會產生缺陷。一旦發生事故不僅是容器本身遭到破壞，而且還會引起一連串惡性事故，如破壞其他設備及建筑物，危害人員生命安全，污染化境等，還會給國民經濟造成重大損失，所以壓力容器應在安全環境下使用。承受壓力范圍計算是所能承受的壓力與容器體積的乘積不得超過2.5MPa（表壓）。對盛裝的液體或氣體也有要求，比如，對于液體來說，其工作裝狀態的最高溫度不得小于自身在標準沸點下的溫度，因為該容器具有移動性，其工作的周圍環境隨時都在變化，我們每一個細節都要注意到，保證不會有發生泄漏的危險。

二、壓力容器發生事故的原因分析

在平常的使用過程中，壓力容器由于在設計安裝，盛放介質種類，運輸規劃中忽視了一些細節，而這些細節又牽動著整個設備的安全運轉，是不容忽視的。如果團隊沒有精密準確的數據，就會在設計上有紕漏，而制作壓力容器往往是按精密的設計圖紙來制造組裝，設計準則一旦破壞，就會在運行中超過所能承受力范圍發生不可預估的危險，所以在制作壓力容器準備階段一定要做好數據調查，程序布控，正式試運行階段定期檢測排查安全隱患。當然壓力容器輸了這些客觀事故外，還有一些因周圍環境改變造成不同程度的破壞。主要有以下三種：

疲勞破壞是壓力容器常發生的一種破壞，這種破壞傾向于壓力容器反復多次受到超壓和卸載，從而使交變載荷產生電引力相互作用致使壓力容器制作材料疲勞產生變形。裂紋的產生是發生疲勞破壞的主要原因，所謂裂紋，就是在載荷頻繁作用下，摧毀晶粒最大承受力，晶粒受空氣中負電荷影響，延展性變形產生裂紋。裂紋在力量集中區域下向外拓展，使容器產生破壞。究其根本，實則是壓力容器在設計制作過程中開孔部位沒有進行核查促使它的抗疲勞強度低于各個部位。材料抗壓能力越大越不容易發生疲勞破壞，在制作容器初期嚴格把控材料選擇，對每種材料特有屬性要徹底掌握，制作完成后要定期進行安全事故檢查，若事故發生時該如何解決備好方案，才能最低程度降低壓力容器安全隱患。

長時間高溫環境下，外力載荷發生移動造成蠕變破壞。破壞承受力沒有達到高溫下的極限，在焊接口，三通及縱，壓力管道彎頭接縫口等區域，壓力容器的制作過程中存在焊接缺陷，交變載荷加速運動，在運動過程中荷電子之間摩擦碰撞產生的電引力挑戰壓力容器的承壓能力。蠕變破壞雖不常發生，若一旦發生將一發不可收拾，壓力容器受破壞力度最大。蠕變破壞的發生與壓力容器制作材料息息相關，只有金屬才可發生蠕變破壞，這是漫長而緩慢的過程，外力電荷定向移動在高應力集中區域中，應力崩塌是產生蠕變破壞的導火索，最后在高溫炙烤中金屬材料發生化學反應產生新物質，就會失去原有的屬性。

韌性破壞（延性破壞）是材料承受過高的壓力，以至超過了它的屈服極限和強度極限，因而使它產生較大的塑性變形，最后發生破裂的一種破壞形式。壓力容器的一般事故大多屬于這一類型。主要原因是壓力升高超過最高許用壓力，安全保護裝置失靈；維護不良，致使容器發生大面積腐蝕、厚度減薄、強度減弱，即使并未超壓，也可能應力過大導致韌性破裂。

壓力容器的腐蝕是由于受到內部儲存（或輸送）物料的及外部環境介質的化學或電化學作用（也包括機械等因素的共同作用）而發生的破壞。腐蝕破壞形態，有全面腐蝕、局部腐蝕，此外還有應力腐蝕破裂、腐蝕疲勞及氫損傷，其中危害最大的是應力腐蝕破裂，因為它是在應力和腐蝕的共同作用下（并有一定溫度條件）所引起的破裂。應力腐蝕現象較為復雜，當應力不存在時，腐蝕甚微；當有應力后金屬會在腐蝕并不嚴重的情況正好生破裂，由于破裂是脆性的，往往在沒有先兆的情況下突然發生，容易造成預測不到的破壞。

在用壓力容器常見缺陷就其存在部位可分為表面缺陷和埋藏缺陷兩類，都對壓力容器的安全性能構成潛在威脅。

（1）表面缺陷。常見的表面缺陷有裂紋、腐蝕和焊縫咬邊等，這些缺陷有的是在使用中產生的，有的是在制造時遺留下來的，處理的重點應是使用中產生的缺陷。

（2）埋藏缺陷。常見的埋藏缺陷主要有裂紋、未焊透、未熔合、氣孔和夾渣等。這些缺陷多為制造時留下的，其中處理的重點為埋藏裂紋。

總結

壓力容器是具有爆炸危險的特種承壓設備，它往往承受高低溫和高壓力，承受化學腐蝕作用，一旦發生爆炸或泄漏就會引起火災、中毒、污染環境等重大事故。本文對壓力容器的概念、壓力容器常見事故破壞形式及原因進行了分析。一次危險是設備或系統內潛在著發生火災或爆炸的危險，從小到大在正常操作狀況下，不會危害人身安全或設備完好。而次生危險是由于一次危險而引起的危險，它會直接危害人身安全或設備的損壞。因此，防止一次危險發生，杜絕次生危險是我們的主要方向。本文的研究對規范壓力容器與壓力管道的檢驗程序和檢驗手段，杜絕或減少突發事故的發生起到了基礎作用。

參考文獻：

[1]宋繼紅.中國壓力設備安全形勢與對策[J].壓力容器，2009，（10）.

[2]莊人蘧.我國在用壓力容器檢驗現狀及發展趨勢[J].石化技術，2010，（1）.

[3]劉應平.在用壓力管道若干常見缺陷的分析與檢驗[J].工業安全與防塵，2011（3）.endprint