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一方面要避免产生应力集中,使容器器壁的个别部位的局部应力不致于超过材料的屈服强度。另一方面,如果容器上确实难以避免地要出现较高的局部应力,则应做疲劳分析和疲劳设计。此外在制造时要按正确的工艺进行,确保质量。
4.蠕变破裂
4.1 蠕变是指金属材料在拉应力和高温的长期共同作用下产生的缓慢而连续的塑性变形。当承压部件长期在金属蠕变的高温下工作,壁厚会减小,材料的强度有所降低,严重时会导致压力容器高温部件发生蠕变破裂。产生蠕变破裂的原因主要是未选用抗蠕变性能好的合金钢来制造高温部件、结构设计不合理而使局部区域过热、制造时改变了材料的组织而降低了材料的抗蠕变性能以及由于操作或维护不当,使承压部件局部过热。材料发生蠕变破裂时,一般都有明显的塑性变形,断口表面形成一层氧化膜。
4.2预防压力容器高温承压部件蠕变破裂主要从以下几个方面来考虑:(1)设计时根据使用温度选用合适的材料;(2)合理设计结构,避免局部高温;(3)制定正确的加工工艺,避免因加工而降低材料的抗蠕变性能;(4)在使用中防止容器局部过热。经常维护保养,清除积垢、结碳,可有效防止蠕变破坏事故的发生。
压力容器在运行和使用过程中,要受到反复升压、卸压等疲劳荷载的影响,又经常受到外部环境的影响,还要受到有腐蚀性介质的腐蚀,或在高温深冷等工艺条件下工作,其力学性能会随之发生变化,容器制造过程中的小缺陷也会随之扩展增大,对压力容器进行定期的全面地技术检验,是及早发现容器存在的缺陷,消除隐患,从而保证压力容器安全运行,避免发生事故的一项行之有效的措施。
压力容器破裂大多是由于制造质量较差所致。压力容器的制造缺陷有成型组装缺陷和焊接缺陷两个类型。确认材质无劣化或劣化甚微不影响使用,或可用焊接方法修复的压力容器,应该进行修复。
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