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化工设备压力容器破坏原因

发表时间:2022-04-12 22:24

化工设备压力容器破坏原因

化工设备压力容器属于特种设备,破坏的因素较多,还需本着具体问题具体分析的原则,采取有效措施积极预防致命性的化工设备压力容器破坏。广州黑灯科技公司对化工设备压力容器的破坏原因,希望对化工设备压力容器的质量控制管理水平的提升起到积极参照作用。欢迎来电讨论咨询,关生18565060664   http://www.gzheideng.com/

关键词:化工设备;压力容器;破坏原因;预防措施

前言

化工设备压力容器的运行环境相对复杂,受腐蚀与裂纹及变形等破坏原因引起的质量问题,易引起致命性的伤害。因此,相对于破坏的事后处理。更应当注重事前预防与事中控制,确保化工设备压力容器的安全稳定运行,有效延长容器的使用寿命。由于化工设备压力容器的破坏形式与原因多样化,需在预防措施与管理手段等方面加强创新,以切实发挥化工设备压力容器管理的作用价值。
黑灯科技反应釜.jpg

1.化工设备压力容器的事故特点

压力容器属于承压设备,是指危险性较大与涉及生命安全的承压类特种设备和安全附件,包括压力管道与锅炉等。压力容器的类型多样性,可以按照承压方式对其进行分类,将其分为内压与外压容器。如果分类方式选择压力大小,则可以将其分为高压、低压与中压以及超高压容器。如果在分类的过程中,选择的分类方式是工作温度,那么其包括了低温、高温以及常温容器。如果按照制作方式对其进行分类,其包括了锻造、焊接以及铸造容器等不同的分类方式,其所分类出来的内容有所区别,但是任何一个化工设备压力容器在使用的过程中,都不能忽视其安全可靠性的把控。广州黑灯科技有限公司是专业从事于化工行业各种类型的自动化控制系统开发和自动化工程项目承接,技术团队已在化工领域的自动化控制方面积累了丰富的技术和经验,是一家专注于化工自动化控制系统开发、化工自动化工程项目承接和技术服务的技术型企业。化工设备压力容器的事故特点,主要体现在以下几方面:

(1)危险性大

化工产品有高温高压与毒性及易燃易爆等特点,压力容器发生火灾与泄漏及爆炸的可能性大,在危险性上是其他行业不能比拟的。由于部分化工原料的反应性与毒性和易燃性强,是促使化工企业内部频发恶性事故的主要原因。化工企业发生火灾爆炸与泄露等恶性事故后,不仅会造成工作人员受伤或死亡,还会引起较大的经济损失。

(2)环境污染

化工生产时运用到的原料与产品及中间体和副产品等物质,有一定程度的工业毒性和腐蚀性。泄漏到水体或空气中,尤其是未经过处理的工业物质,不仅会引起不同程度的环境污染,也会引发经济损失和人员伤亡等。化工企业的恶性事故,普遍存在治理难度大与影响时间长等特征。

(3)影响设备正常运行

化工企业对工业设备的运行要求较高,但大部分化工设备压力容器的运行环境恶劣,长期在腐蚀与高温和高压等环境中运行,受到振动与内部腐蚀介质等因素影响,会使得设备金属产生疲劳感等质量问题,会直接影响化工设备的正常运行,这也是化工企业在设备安全使用管理中不能忽视的问题[1]

2.化工压力容器破坏的形式与原因及特征

(1)过度塑性变形

一旦化工压力容器自身的压力荷载超过已经既定的数值时,就会导致化工设备的压力容器壁渐渐变薄,甚至处于不稳定的状态。容器也会由于其过度的塑形而成现形变,甚至导致容器直接破裂,如果过度塑形而产生的破裂,其断口的状态是一种撕裂的效果,而容器中也会伴随着少量的碎块,或者是不产生破片。与此同时,化工设备压力容器爆破的能量,直接决定了容器爆破口的大小。

(2)过度弹性变形

所谓弹性变形,是指当化工压力容器固体受到外力的作用,进而产生了一定的形变,这种形变是一种直接表现形式,而当外力撤出之后,物体会渐渐地恢复到最初原来的形状。为此,可以将其称之为弹性性质。这是一种可逆性的变形,通常情况下,人们将之称为弹性变形,但是如果在使用化工压力容器中,出现了过度弹性变形时,易促使化工设备压力容器处于不稳定的状态,随着外力作用的增强,化工设备压力容器会逐步向失稳的程度过渡。
黑灯科技反应釜结构图.png

(3)大应变疲劳

在交变应力的作用影响下,局部结构的不连续处或开孔接管周围等化工设备压力容器的局部区域,而其中金属晶粒受到的力最大,会出现滑移现象,进而逐步向呈现微小裂纹过度。随着裂纹两端逐步的增加和扩展,最终所形成的化工压力设备,其自身容易疲劳,并且容易受到明显的破坏。高压力的局部本身拥有极高应力。面对极高应力的局部区域,首先出现疲劳的现象,高应力会引起大应变部位的破坏。为此,也可以将其称为大应变疲劳,在目前分析化工压力设备容器在使用的过程中发现其所具有的疲劳破坏特征主要体现在以下几点,即容器变形不明显;破裂断口主要存在于疲劳裂纹产生至扩展区和最后断裂区的两个区域;化工设备压力容器因开裂泄露而失效;化工设备压力容器反复加卸载后更容易产生疲劳破坏。

(4)腐蚀疲劳

共同作用下,进而形成的一种全新破坏形式,如果基于材料的腐蚀疲劳这一角度进行分析,能发现其会导致金属表面发生极为明显的局部破坏,导致金属产生疲劳裂纹。二是金属表面的保护膜,在交变的拉伸应力作用下发生破坏,从而产生表面腐蚀。交变应力在破坏保护膜之后,保护模无法再次形成,这也会导致在腐蚀坑中出现沉积,直接影响到氧的扩散,导致保护膜无法在短时间内恢复,其最终所形成的是一种恶性循环。然而腐蚀坑的底部,则始终处于一种相对较为活跃的活性状态,易形成腐蚀电池的阳极,最终在交变应力与腐蚀的双重作用下,裂纹会不断的发展,直到最终金属呈现断裂的现象。

(5)应力腐蚀

在分析应力腐蚀时,考虑到应力腐蚀主要是指拉伸应力与金属腐蚀介质联合作用,进而形成一种独特的破坏形式。当化工压力容器出现金属应力腐蚀这一现象后,由于应力腐蚀两个不同的作用因素,处于一种相互促进的状态,其中腐蚀会直接减少金属本身的有效截面积,并且在金属的表面渐渐形成一个缺口,促使其应力更加集中。同时也需要考虑到基于预应力的作用下,腐蚀的进度会渐渐的被加速,基础造成的结果就是金属表面的缺口会越来越大,直到最后的断裂。

(6)脆性破裂

脆性破裂是指未显著塑性变形的断裂,脆性破裂的容器部位常有碎片飞出,并呈现出碎块状;通常在低温状况下发生破裂事故;中低强度制造的厚壁容器与高强度钢制的压力容器上,更容易发生脆性断裂。

(7)氢腐蚀破裂

由于大部分的工业设备,其压力容器在制作和使用的过程中均属处在高温、高压的情况下。为此,钢的表面会吸附大量的氢分子。而氢分子会渐渐的分解成为氢离子或原子,导致在钢表面层出现固溶现象,甚至会向钢内扩散,并通过氢腐蚀与氢脆等形式,不断破坏钢的性能。从氢腐蚀入手分析,氢离子或原子扩散到钢内,会结合成氢分子,部分会与非金属夹杂物或碳及碳化物产生化学反应,生成不容易溶解的气体生成物。而生成物再晶界原有的微小缝隙中会渐渐的聚积,进而逐步形成局部高压以及用力集中,促使晶界逐步变宽,并且产生一定的微裂纹,而钢的机械性能也在这一阶段渐渐地被弱化。
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(8)蠕变

金属容器在外部温度与应力作用的持续性变化影响下,经过长时间累计极易引起器壁的破损。蠕变与塑性变形不同,温度是蠕变的重要影响因素,高温会弱化金属材料的刚性。除此之外,产生的拉伸应力会逐步弱化压力容器的性能与质量,从而促使其出现损坏的现象。

3.压力容器破坏事故的分析方法

压力容器发生事故的几率大,一旦发生恶性事件,会引起停工停产,腐蚀作用等属于工业设备压力容器事故的直接原因,而压力容器设备治理混乱与技术档案资料不完整、安全生产职责落实不到位、安全生产整改监视检查不足等要素,是引起容器事故的间接原因。除了需要通过简单的调查分析之外,还需要提供检验容器是否具有断裂,其破裂处的断口又是一种怎样的状态,容器的理化性能。要想真正找到事故发生的原因,必要时可进行容器破坏性的模拟试验等。在技术检验与事故调查的同时,制定针对性的处理和预防措施。
   广州黑灯科技有限公司是专业从事于化工行业各种类型的自动化控制系统开发和自动化工程项目承接,技术团队已在化工领域的自动化控制方面积累了丰富的技术和经验,是一家专注于化工自动化控制系统开发、化工自动化工程项目承接和技术服务的技术型企业。黑灯科技在化工自动化控制技术,在化工生产过程控制中的应用对化工紧急停车系统中的应用,这对提高化工生产的安全性意义重大。业务咨询:关生18565060664

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