容器概论.ppt

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1、压力容器检验总论压力容器检验总论江苏省特检院常州分院江苏省特检院常州分院 顾志军顾志军1.1概述压力容器是一种可能引起爆炸或中毒等危害性较压力容器是一种可能引起爆炸或中毒等危害性较大事故的特种设备，当设备发生破坏或爆炸时，大事故的特种设备，当设备发生破坏或爆炸时，设备内的介质迅速膨胀、释放出极大的内能，这设备内的介质迅速膨胀、释放出极大的内能，这些能量不仅使设备本身遭到破坏，瞬间释放的巨些能量不仅使设备本身遭到破坏，瞬间释放的巨大能量还将产生冲击波，使周围的设施和建筑物大能量还将产生冲击波，使周围的设施和建筑物遭到破坏，危及人员生命安全。如果设备内盛装遭到破坏，危及人员生命安全。如果设备内盛装

2、的是易燃或有毒介质，一旦突然发生爆炸，将会的是易燃或有毒介质，一旦突然发生爆炸，将会造成恶性的连锁反应，后果不堪设想，所以压力造成恶性的连锁反应，后果不堪设想，所以压力空器比一般机械设备有更高的安全要求。空器比一般机械设备有更高的安全要求。压力容器承受各种静、动载荷或交变载荷，有些还有附加的机械或温度载荷。当前，我国对压力容器的安全管理推行的是国家安全监察全过程控制的管理方法，既把容器设计、制造、安装、使用、检验、修理、事故、报废和信息反馈等各个环节作为一个系统实施管理，防范事故，确保压力容器安全、经济地运行。合成氨塔合成氨塔 聚乙烯装置的脱气仓聚乙烯装置的脱气仓 尿素装置检验是压力容器安全管

3、理的重要环节。按工作性检验是压力容器安全管理的重要环节。按工作性质，压力容器检验可分为产品安全质量监督检验质，压力容器检验可分为产品安全质量监督检验和在用检验两大类。安全质量监督检验的任务是和在用检验两大类。安全质量监督检验的任务是保证压力容器产品质量。产品质量是安全的基础，保证压力容器产品质量。产品质量是安全的基础，是保证容器安全投入运行、发挥经济效益的先决是保证容器安全投入运行、发挥经济效益的先决条件。压力容器产品质量的任何失控都可能产生条件。压力容器产品质量的任何失控都可能产生安全隐患和发生事故，给使用管理带来麻烦，甚安全隐患和发生事故，给使用管理带来麻烦，甚至或导致容器过早失效和报废。

4、在用检验是指压至或导致容器过早失效和报废。在用检验是指压力容器使用期间的定期检验，它是保证设备长期力容器使用期间的定期检验，它是保证设备长期运行和安全生产的有力措施。通过定期检验及时运行和安全生产的有力措施。通过定期检验及时发现使用中的压力容器的新生缺陷，根据检验结发现使用中的压力容器的新生缺陷，根据检验结果重新确定其安全状况等级，以决定继续使用、果重新确定其安全状况等级，以决定继续使用、监控使用、修复后使用或判废。监控使用、修复后使用或判废。锅炉压力容器压力管道及特种设备检验人员资格考核规则规定：压力容器检验人员分检验员、检验师、高级检验师三个等级，各自从事不同内容和性质的工作并承担相应的责

5、任。1.2 压力容器的定义与分类121 压力容器的定义从广义上说，凡承受液体介质压力的密闭壳体都可称作压力容器。按GB150-1998钢制压力容器的规定，设计压力低于0.1MPa的容器属于常压容器，而设计压力高于0.1MPa的容器属于压力容器。从安全角度看，单纯以压力高低定义压力容器不从安全角度看，单纯以压力高低定义压力容器不够全面，因为压力不是表征安全性能的唯一指标。够全面，因为压力不是表征安全性能的唯一指标。在相同压力下，容器的容积越大，其积蓄的能量在相同压力下，容器的容积越大，其积蓄的能量就越多，一旦发生破裂造成的损失和危害也就越就越多，一旦发生破裂造成的损失和危害也就越大。此外，容器内

6、的介质特性对安全的影响也很大。此外，容器内的介质特性对安全的影响也很大，气体的危害程度大于液体，尤其易燃易爆的大，气体的危害程度大于液体，尤其易燃易爆的气体或液化气体，如果容器发生事故，除了爆炸气体或液化气体，如果容器发生事故，除了爆炸造成的损失外，由于介质泄漏或扩散而引起的化造成的损失外，由于介质泄漏或扩散而引起的化学爆炸、起火燃烧、中毒污染，导致的后果极其学爆炸、起火燃烧、中毒污染，导致的后果极其严重。因此，压力、容积、介质特性是与安全相严重。因此，压力、容积、介质特性是与安全相关的三个重要参数。关的三个重要参数。压力容器安全技术监察规程从安全管理角度出发，将同时具备下列三个条件的容器称为

7、压力容器：(1)最高工作压力（Pw）大于等于0.1 MPa(不含液体静压力,下同)；(2)内直径(非圆形截面指其最大尺寸)大于等于0.15 m,且容积(V)大于等于0.025 m3；(3)介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点液体。20032003年年3 3月公布的月公布的特种设备安全监察条例特种设备安全监察条例附附则中规定，压力容器的含义是：盛装气体或者液则中规定，压力容器的含义是：盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于（表压），高工作压力大于或者等于（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于且压力与

8、容积的乘积大于或者等于 的气体、液化气体和最高工作温度高于或者的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于盛装公称工作压力大于或者等于（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于 的气体、液化气体和标准沸点等的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于于或者低于液体的气瓶；氧舱等。液体的气瓶；氧舱等。可以认为这个规定是压力容器作出的最权威的定可以认为这个规定是压力容器作出的最权威的定义，只要符合上述规定的容器即为压力容器，其义，只要符合上述规定的容器即为压

9、力容器，其设计、制造、安装、使用、检验、修理和管理都设计、制造、安装、使用、检验、修理和管理都必须接受安全监察。必须接受安全监察。1.2.2 压力容器的分类 压力容器的形式、品种繁多，其分类方法有很多压力容器的形式、品种繁多，其分类方法有很多种：种：按材质分类：分为钢制压力容器、铝制焊接容器、按材质分类：分为钢制压力容器、铝制焊接容器、钛制焊接容器和非金属容器等。钛制焊接容器和非金属容器等。按制造方法分类：分为板焊容器、锻焊容器、铸按制造方法分类：分为板焊容器、锻焊容器、铸造容器、包扎式容器、绕带式容器、热套容器等。造容器、包扎式容器、绕带式容器、热套容器等。按壳体承压方式分类：分为内压容器、

10、外压容器。按壳体承压方式分类：分为内压容器、外压容器。按壁厚分类：分为薄壁容器（容器外径与内径之按壁厚分类：分为薄壁容器（容器外径与内径之比小于等于比小于等于1.21.2）和厚壁容器（容器外径与内径之）和厚壁容器（容器外径与内径之比大于等于比大于等于1.21.2）按压力容器的设计压力P分类：（1）低压L 0.1MPaP1.6 MPa （2）中压M 1.6MPaP10 MPa （3）高压H 10MPaP100 MPa （4）超高压U P100MPa按压力容器在生产工艺过程中的作用原理分类：分为反应压力容器R、换热压力容器E、分离压力容器S、储存压力容器C（其中球罐代号B）按按压力容器安全技术监察

11、规程压力容器安全技术监察规程的规定分类：的规定分类：1 1 下列情况之一的，为第三类压力容器：下列情况之一的，为第三类压力容器：（1 1）高压容器；高压容器；（2 2）中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；（3 3）中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且PVPV乘乘积大于积大于10 MPam310 MPam3）;（4 4）中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且PVPV乘乘积大于等于积大于等于0.5 MPam30.5 M

12、Pam3）;（5 5）低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且PVPV乘积大乘积大于等于于等于0.2 MPam30.2 MPam3）；）；（6 6）高压、中压管壳式余热锅炉；高压、中压管壳式余热锅炉；（7 7）中压搪玻璃压力容器；中压搪玻璃压力容器；（8 8）使用强度级别较高使用强度级别较高(指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于于540 540 MPaMPa)的材料制造的压力容器；的材料制造的压力容器；（9 9）移动式压力容器，包括铁路罐车移动式压力容器，包括铁路罐车(介质为液化气体、低温液体介质为液化气

13、体、低温液体)、罐式汽车罐式汽车 液化气体运输液化气体运输(半挂半挂)车、低温液体运输车、低温液体运输(半挂半挂)车、永久气车、永久气体运输体运输(半挂半挂)车车 和罐式集装箱和罐式集装箱(介质为液化气体、低温液体介质为液化气体、低温液体)（1010）球形储罐（容积大于等于球形储罐（容积大于等于50 m350 m3）；）；（1111）低温液体储存容器（容积大于低温液体储存容器（容积大于5 m35 m3）。）。2 下列情况之一的，为第二类压力容器（本条第1款规定的除外）：（1）中压容器；（2）低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；（3）低压反应容器和低压储存容器（仅限易燃介质或毒性程度为

14、中度危害介质）；（4）低压管壳式余热锅炉；（5）低压搪玻璃压力容器；3 低压容器为第一类压力容器（本条第1款、第2款规定的除外）。13 压力容器运行特性 压力容器是在特殊条件下运行的特种设备，所压力容器是在特殊条件下运行的特种设备，所谓特殊条件主要是指压力、温度的物理特性和谓特殊条件主要是指压力、温度的物理特性和介质的化学特性。介质的化学特性。1.3.1 1.3.1 介质的物理特性介质的物理特性压力参数是压力容器运行最主要的特性参数，压力参数是压力容器运行最主要的特性参数，容器内部的压力使容器承受载荷，主要是在壳容器内部的压力使容器承受载荷，主要是在壳体中产生一次拉应力，当一次应力超过壳体材体

15、中产生一次拉应力，当一次应力超过壳体材料强度极限时会导致容器破裂，发生爆炸事故。料强度极限时会导致容器破裂，发生爆炸事故。压力容器的压力变化与温度和介质的物理特性压力容器的压力变化与温度和介质的物理特性紧密相关，所以在研究压力时必须同时考虑温紧密相关，所以在研究压力时必须同时考虑温度条件和介质的其它物理特性。度条件和介质的其它物理特性。压力容器的压力来源于多方面，可归纳为以下几种：1.来自容器以外(1)由各类气体压缩机泵供给的压力(2)由蒸汽锅炉、废热锅炉供给的压力2.2.在容器内产或增大在容器内产或增大密闭容器中的气态介质，由于温度升高导致体积膨胀，密闭容器中的气态介质，由于温度升高导致体积

16、膨胀，但受到容器内空间的限制而产生压力或压力增大。但受到容器内空间的限制而产生压力或压力增大。密闭容器中的液体介质，当容器工作温度高于标准沸点密闭容器中的液体介质，当容器工作温度高于标准沸点时，液体沸腾汽化，体积膨胀，但受容器内空间的限制时，液体沸腾汽化，体积膨胀，但受容器内空间的限制而产生压力或压力增大。而产生压力或压力增大。密闭容器中的液化气体介质，以气液两相共存，在有足密闭容器中的液化气体介质，以气液两相共存，在有足够的气相空间条件下，容器内的压力就是随温度变化的够的气相空间条件下，容器内的压力就是随温度变化的饱和蒸汽压。饱和蒸汽压。密闭容器中如果充满液态介质，由于温度升高导致液体密闭容

17、器中如果充满液态介质，由于温度升高导致液体体积膨胀，但受到容器内空间的限制而产生压力或压力体积膨胀，但受到容器内空间的限制而产生压力或压力增大，此时容器的压力取决于液体的体积膨胀系数。增大，此时容器的压力取决于液体的体积膨胀系数。由于化学反应产生压力或压力增大由于化学反应产生压力或压力增大1.3.2 介质的化学特性介质的化学特性主要是指介质易燃易爆有毒无毒的特性和对材料的腐蚀性压力容器的介质种类繁多，是由用途和生产工艺决定的。介质化学特性有压力容器分类、设计审查以及检验工作中都要用到。关于介质的化学特性分类，按易燃易爆性质可分为可燃、易燃、惰性和助燃四种；按毒性程度可分为极度危害（）、高度危害

18、（）、中度危害（）、轻度危害（）四级。压力容器安全技术监察规程规定：关于介质的易燃、易爆、毒性程度的分类执行HG20660-1991的规定。分类的主要用途是：确定压力容器类别，确定化工压力容器的致密性、密封性技术要求。HG20660HG20660中介质的毒性依据六项指标即急性毒性、中介质的毒性依据六项指标即急性毒性、急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢性中急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果、致癌性和最高容许浓度来分级，并将极毒后果、致癌性和最高容许浓度来分级，并将极度危害、高度危害、中度危害三级列入标准中，度危害、高度危害、中度危害三级列入标准中，而轻度危害介质未列入。标准中的

19、毒性分类表用而轻度危害介质未列入。标准中的毒性分类表用于压力容器分类时，主要依据事故状态下，介质于压力容器分类时，主要依据事故状态下，介质与人体大量接触引起的危害进行毒性危害程度分与人体大量接触引起的危害进行毒性危害程度分级，以急性毒性和最高容许浓度两项指标为主，级，以急性毒性和最高容许浓度两项指标为主，并考虑其它指标分析权衡确定。至于压力容器的并考虑其它指标分析权衡确定。至于压力容器的致密性和密封性技术要求，不仅要考虑上述事故致密性和密封性技术要求，不仅要考虑上述事故性大量泄出而造成的危害，更要考虑经常性的少性大量泄出而造成的危害，更要考虑经常性的少量泄漏引起的慢性危害，其中尤以致癌性最为突

20、量泄漏引起的慢性危害，其中尤以致癌性最为突出。所以，当标准用于确定容器密封性要求时，出。所以，当标准用于确定容器密封性要求时，介质的毒性分类原则中就增加了致癌性这一指标，介质的毒性分类原则中就增加了致癌性这一指标，并列为主要指标之一来考虑。并列为主要指标之一来考虑。HG20660HG20660中介质的爆炸危险性是指气体或液体蒸中介质的爆炸危险性是指气体或液体蒸汽、薄雾与空气混合形成爆炸混合物，且其爆炸汽、薄雾与空气混合形成爆炸混合物，且其爆炸下限小于下限小于10%10%或爆炸上限与下限的差值大于等于或爆炸上限与下限的差值大于等于20%20%的介质。的介质。压力容器安全技术监察规程压力容器安全技

21、术监察规程中中使用的是使用的是“易燃介质易燃介质”的术语，但两者定义基本的术语，但两者定义基本相同。爆炸危险介质似乎比易燃介质更确切些。相同。爆炸危险介质似乎比易燃介质更确切些。使用中涉及多种化学介质时，应按介质组分中毒使用中涉及多种化学介质时，应按介质组分中毒性危害或爆炸危险程度最大的介质考虑，当某一性危害或爆炸危险程度最大的介质考虑，当某一危害性物质在介质中含量极少时，应按其危害程危害性物质在介质中含量极少时，应按其危害程度及其含量综合考虑，由设计单位的工艺设计或度及其含量综合考虑，由设计单位的工艺设计或使用单位的生产技术部门按照标准的分类原则决使用单位的生产技术部门按照标准的分类原则决定

22、类别。定类别。HG20660中未作规定的介质，可在GB5044职业性接触毒物危害程度分级、TJ36工业设计卫生标准、劳动卫生与职业病学、化学危险品手册等标准资料中查找。1.4 对压力容器的基本要求对压力容器最基本的要求是在确保安全的前提下有效运行，保证生产的长期稳定。这就需要压力容器必须具备生产工艺要求的特定使用性能：安全可靠、容易制造安装、结构先进、维修方便、经济合理等。压力容器至少应保证以下性能：压力容器至少应保证以下性能：1.4.1 1.4.1 强度强度 强度是指容器在限定的压力条件下抵抗破裂或过量塑性变强度是指容器在限定的压力条件下抵抗破裂或过量塑性变形的能力。形的能力。1.4.2 1

23、.4.2 刚度刚度 刚度是指容器或容器的受压部件在限定的载荷条件下抵抗刚度是指容器或容器的受压部件在限定的载荷条件下抵抗弹性变形的能力。弹性变形的能力。1.4.3 1.4.3 稳定性稳定性 稳定性是容器在外载荷的作用下保持其几何形状不发生突稳定性是容器在外载荷的作用下保持其几何形状不发生突然改变的性能。然改变的性能。1.4.4 1.4.4 耐久性耐久性 耐久性是指容器的使用寿命。一般压力容器的设计使用年耐久性是指容器的使用寿命。一般压力容器的设计使用年限为限为1010年，对重要的容器可按年，对重要的容器可按2020年设计。年设计。1.4.5 1.4.5 密封性密封性 压力容器的密封性不但指可拆

24、连接处，而且也包括各种母压力容器的密封性不但指可拆连接处，而且也包括各种母材和焊缝的致密程度。材和焊缝的致密程度。15 压力容器的失效压力容器在规定的使用期限内，因设计结构不合压力容器在规定的使用期限内，因设计结构不合理、制造质量不良、使用维护不当或其他原因而理、制造质量不良、使用维护不当或其他原因而失去按原设计参数正常工作的效能，称为压力容失去按原设计参数正常工作的效能，称为压力容器失效。器失效。19791979年年1212月吉林煤气公司液化石油气球罐的爆炸，月吉林煤气公司液化石油气球罐的爆炸，引起燃烧，并使附近的三个同样的球罐和引起燃烧，并使附近的三个同样的球罐和50005000只只气瓶爆

25、炸，约气瓶爆炸，约600600吨液化石油气流出流出燃烧，大吨液化石油气流出流出燃烧，大火持续了火持续了2020小时，死伤近百人，直接经济损失达小时，死伤近百人，直接经济损失达500500余万元。又如浙江温州电化厂一个盛装液氯的余万元。又如浙江温州电化厂一个盛装液氯的容器发生爆炸后，约有容器发生爆炸后，约有4 4吨的液氯介质外流，造成吨的液氯介质外流，造成大面积的毒害区，中毒范围波及大面积的毒害区，中毒范围波及7.357.35平方公里。平方公里。101苯胺爆炸 101苯胺爆炸 焦化装置失火1.5.1 强度失效强度失效是指因材料屈服或断裂引起的压力容器失效，包括韧性断裂、脆性断裂、疲劳断裂、蠕变断

26、裂、腐蚀断裂等。1.1.韧性断裂韧性断裂 韧性断裂是压力容器在载荷作用下产生的应力达到或接近韧性断裂是压力容器在载荷作用下产生的应力达到或接近所用材料的强度极限，即由于一次应力过高引发的断裂。所用材料的强度极限，即由于一次应力过高引发的断裂。其特征是断裂后的容器有肉眼可见的宏观变形，如整体鼓其特征是断裂后的容器有肉眼可见的宏观变形，如整体鼓胀，周长延伸率可达胀，周长延伸率可达10%-20%10%-20%。导致一次应力过高的主。导致一次应力过高的主要原因有两个方面即厚度过薄和内压过高，可能的情况是：要原因有两个方面即厚度过薄和内压过高，可能的情况是：厚度未经设计计算或强度计算错误，例如非法设计制

27、造的厚度未经设计计算或强度计算错误，例如非法设计制造的容器；容器；制造时用错材料，把低强度等级材料当作高强度等级材料；制造时用错材料，把低强度等级材料当作高强度等级材料；使用过程中厚度减薄，包括因腐蚀、冲蚀、机械磨损等原使用过程中厚度减薄，包括因腐蚀、冲蚀、机械磨损等原因而减薄；因而减薄；操作失误超压且安全装置未起作用，包括运行操作失误或操作失误超压且安全装置未起作用，包括运行操作失误或耐压试验操作失误；耐压试验操作失误；液体受热膨胀，例如液化气体过量充装后温度上升导致容液体受热膨胀，例如液化气体过量充装后温度上升导致容器破裂；器破裂；化学反应失控引起超压；化学反应失控引起超压；压力较高的气体

28、进入设计压力较小的容器、容器内产生的压力较高的气体进入设计压力较小的容器、容器内产生的气体无法排出等。气体无法排出等。2.2.脆性断裂脆性断裂 脆性断裂是指变形量很小、且在壳壁中的应力值低于材脆性断裂是指变形量很小、且在壳壁中的应力值低于材料的强度极限时发生的断裂。这种断裂是在较低应力状料的强度极限时发生的断裂。这种断裂是在较低应力状态下发生，故又称为低应力脆断。其特征是断裂韧性时态下发生，故又称为低应力脆断。其特征是断裂韧性时容器没有鼓胀，即无明显的塑性变形，其断口齐平，并容器没有鼓胀，即无明显的塑性变形，其断口齐平，并与最大应力方向垂直，断裂的速度极快，常使容器断裂与最大应力方向垂直，断裂

29、的速度极快，常使容器断裂成碎片。由于脆性断裂时容器的实际应力值往往很低，成碎片。由于脆性断裂时容器的实际应力值往往很低，爆破片、安全阀等安全附件不会动作，其后果要比韧性爆破片、安全阀等安全附件不会动作，其后果要比韧性断裂严重得多。断裂严重得多。材料自身脆性和缺陷，这两种原因都会引起压力容器脆材料自身脆性和缺陷，这两种原因都会引起压力容器脆性断裂：性断裂：材料选用不当；材料选用不当；焊接与热处理不当使材料脆化；焊接与热处理不当使材料脆化；低温条件下材料脆化；低温条件下材料脆化；长期在高温下运行材料脆化；长期在高温下运行材料脆化；应变时效导致材料脆化；应变时效导致材料脆化；存在严重的原始缺陷、制造

30、缺陷、或使用中产生危险缺存在严重的原始缺陷、制造缺陷、或使用中产生危险缺陷，在较大的应力条件下，也会发生脆性断裂。陷，在较大的应力条件下，也会发生脆性断裂。管束和管板之间的碱浓缩造成的锅炉管板开裂和管板裂纹 碱洗涤器下游的吸鼓中未经PWHT的管线的碳钢承插焊缝I.D.上起始的碱开裂 某一苛性碱夹带异常条件下的蒸汽透平的不锈钢膨胀波纹管管内裂纹形态碱应力腐蚀开裂碱应力腐蚀开裂(碱性脆化碱性脆化)连多硫酸应力腐蚀开裂连多硫酸应力腐蚀开裂染色渗透检验表明焊缝周围存在大量的裂纹 晶间开裂和晶粒脱落 304不锈钢催化剂回收管线和法兰的PT检查靠近法兰的催化剂回收线的横截面显示在焊缝HAZ区有裂纹，3.3

31、.疲劳断裂疲劳断裂使用中的压力容器，在交变载荷作用下，经一定循环次数使用中的压力容器，在交变载荷作用下，经一定循环次数后产生裂纹和突然发生断裂失效的过程，称为疲劳断裂。后产生裂纹和突然发生断裂失效的过程，称为疲劳断裂。交变载荷是指大小和（或）方向都随时间周期性（或无规交变载荷是指大小和（或）方向都随时间周期性（或无规则）变化的载荷，它包括压力波动、开车停车、加热或冷则）变化的载荷，它包括压力波动、开车停车、加热或冷却时温度变化引起的热应力变化、振动引起的附加交变载却时温度变化引起的热应力变化、振动引起的附加交变载荷等。需要指出的是，原材料或制造过程中各种缺陷，会荷等。需要指出的是，原材料或制造

32、过程中各种缺陷，会在交变载荷的作用下产生裂纹、裂纹扩展而加速压力容器在交变载荷的作用下产生裂纹、裂纹扩展而加速压力容器疲劳。疲劳。疲劳有裂纹萌生、扩展和最后断裂三个阶段，因而疲劳断疲劳有裂纹萌生、扩展和最后断裂三个阶段，因而疲劳断口一般由裂纹源、裂纹扩展区和瞬时断裂区组成。裂纹源口一般由裂纹源、裂纹扩展区和瞬时断裂区组成。裂纹源往往位于高应力区或有缺陷的部位，随着交变载荷反复作往往位于高应力区或有缺陷的部位，随着交变载荷反复作用次数的增加，疲劳裂纹不断扩展，当疲劳裂纹扩展到一用次数的增加，疲劳裂纹不断扩展，当疲劳裂纹扩展到一定值时，才会发生疲劳破坏。因此，疲劳破坏需要有一定定值时，才会发生疲劳

33、破坏。因此，疲劳破坏需要有一定时间。但由于疲劳源于局部应力较高的部位，破裂在压力时间。但由于疲劳源于局部应力较高的部位，破裂在压力容器工作时发生，破坏时容器总体应力水平较低，没有明容器工作时发生，破坏时容器总体应力水平较低，没有明显的变形。显的变形。导致疲劳断裂的原因有：导致疲劳断裂的原因有：(1)(1)结构设计不良；结构设计不良；(2)(2)不正常的操作；不正常的操作；(3)(3)制造质量差制造质量差等等 。4.4.蠕变断裂蠕变断裂 压力容器在高温下长期受载，随时间的增加持压力容器在高温下长期受载，随时间的增加持续发生蠕变变形，造成厚度明显减薄与鼓胀变续发生蠕变变形，造成厚度明显减薄与鼓胀变

34、形，最终导致压力容器断裂的现象，称为蠕变形，最终导致压力容器断裂的现象，称为蠕变断裂。按断裂前的变形来看蠕变断裂具有韧性断裂。按断裂前的变形来看蠕变断裂具有韧性断裂的特征，但从断裂时的应力来看，蠕变断断裂的特征，但从断裂时的应力来看，蠕变断裂又具有脆性断裂的特征。裂又具有脆性断裂的特征。5.5.腐蚀断裂腐蚀断裂 因为均匀腐蚀导致的厚度减薄，或局部腐蚀造因为均匀腐蚀导致的厚度减薄，或局部腐蚀造成的大面积凹坑，所引起的断裂一般有明显的成的大面积凹坑，所引起的断裂一般有明显的塑性变形，具有韧性断裂特征，而因晶间腐蚀、塑性变形，具有韧性断裂特征，而因晶间腐蚀、应力腐蚀等引起的断裂则没有明显的塑性变形，

35、应力腐蚀等引起的断裂则没有明显的塑性变形，具有脆性断裂特征。具有脆性断裂特征。1.5.2 其它失效1.1.刚度失效刚度失效 由于构件弹性变形过度引起的失效，称为刚度失效。由于构件弹性变形过度引起的失效，称为刚度失效。2.2.失稳失效失稳失效 在压应力作用下，压力容器突然失去其原有的规则几何形在压应力作用下，压力容器突然失去其原有的规则几何形状引起的失效称为失稳失效。状引起的失效称为失稳失效。3.3.泄漏失效泄漏失效 由于泄漏而引起的失效，称为泄漏失效。由于泄漏而引起的失效，称为泄漏失效。需要指出，在多种因素作用下，压力容器有可能同时发需要指出，在多种因素作用下，压力容器有可能同时发生多种形式的

36、失效，即交互失效。生多种形式的失效，即交互失效。特种设备事故类别按特种设备事故类别按锅炉压力容器压力管道特种设备事锅炉压力容器压力管道特种设备事故处理规定故处理规定分为特别重大事故、特大事故、重大事故、分为特别重大事故、特大事故、重大事故、严重事故和一般事故五种。严重事故和一般事故五种。(1)(1)特别重大事故：是指造成死亡特别重大事故：是指造成死亡3030人（含人（含3030人）以上，人）以上，或者受伤（包括急性中毒，下同）或者受伤（包括急性中毒，下同）100100人（含人（含100100人）以上人）以上，或者直接经济损失，或者直接经济损失10001000万元（含万元（含10001000万元

37、）以上的设万元）以上的设备事故。备事故。(2)(2)特大事故：是指造成死亡特大事故：是指造成死亡10-2910-29人，或者受伤人，或者受伤50-9950-99人，人，或者直接经济损失或者直接经济损失500500万元（含万元（含500500万元）以上万元）以上10001000万元万元以下的设备事故。以下的设备事故。(3)(3)重大事故：是指造成死亡重大事故：是指造成死亡3-93-9人，或者受伤人，或者受伤20-4920-49人，人，或者直接经济损失或者直接经济损失100100万元（含万元（含100100万元）以上万元）以上500500万元以万元以下的设备事故。下的设备事故。(4)(4)严重事故

38、：是指造成死亡严重事故：是指造成死亡1-21-2人，或者受伤人，或者受伤1919人（含人（含1919人）以下，或者直接经济损失人）以下，或者直接经济损失5050万元（含万元（含5050万元）以上万元）以上100100万元以下，以及无人员伤亡的设备爆炸事故。万元以下，以及无人员伤亡的设备爆炸事故。(5)(5)一般事故：是指无人员伤亡，设备损坏不能正常运行，一般事故：是指无人员伤亡，设备损坏不能正常运行，且直接经济损失且直接经济损失5050万元以下的设备事故。万元以下的设备事故。据据“十五十五”期间我国特种设备事故的隐患原因分期间我国特种设备事故的隐患原因分析结果表明，特种设备事故发生的主要原因是

39、：析结果表明，特种设备事故发生的主要原因是：(1)(1)因设备本身质量问题（含非法制造安装）引因设备本身质量问题（含非法制造安装）引发的事故，约占事故数的发的事故，约占事故数的27.2%27.2%；(2)(2)因管理不善、违章作业或操作不当引发的事因管理不善、违章作业或操作不当引发的事故，约占事故数的故，约占事故数的44.7%44.7%；(3)(3)因未按规定检验或因客观原因无法实施检验，因未按规定检验或因客观原因无法实施检验，致使设备存在缺陷未及时发现引发的事故，约占致使设备存在缺陷未及时发现引发的事故，约占事故数的事故数的13.5%13.5%；(4)(4)因安全附件失效或安全装置损坏引发的

40、事故，因安全附件失效或安全装置损坏引发的事故，约占事故数的约占事故数的12.6%12.6%；(5)(5)其他原因，约占事故数的其他原因，约占事故数的2%2%。1.6 压力容器检验工作的实质压力容器检验的基本目的就是防止压力容器失效压力容器检验的基本目的就是防止压力容器失效事故，特别是危害最严重的破裂事故发生，因此，事故，特别是危害最严重的破裂事故发生，因此，在某种程度上可以说，压力容器检验的实质就是在某种程度上可以说，压力容器检验的实质就是失效的预测和预防。失效的预测和预防。压力容器产品质量监督检验工作是一种预防压力容器产品质量监督检验工作是一种预防采采用监督方法，通过验证性检验和抽查等手段来

41、保用监督方法，通过验证性检验和抽查等手段来保证压力容器产品安全性能，在压力容器出厂或投证压力容器产品安全性能，在压力容器出厂或投用以前就发现问题，从而杜绝因质量不符合规范用以前就发现问题，从而杜绝因质量不符合规范标准要求而在使用时失效的可能性。标准要求而在使用时失效的可能性。在用压力容器检验的性质不仅仅是预防，还包含在用压力容器检验的性质不仅仅是预防，还包含有预测的成分有预测的成分在用压力容器品质不能按制造规在用压力容器品质不能按制造规范规定的项目来衡量和验收，其安全性不能用制范规定的项目来衡量和验收，其安全性不能用制造时的质量指标判定；另一方面在用压力容器的造时的质量指标判定；另一方面在用压

42、力容器的检验和检测不可能做到百分之百。因此，在用检检验和检测不可能做到百分之百。因此，在用检验的两个方面需要检验师作出预测：一是运用所验的两个方面需要检验师作出预测：一是运用所掌握的知识、经验，通过资料审查和现场观察分掌握的知识、经验，通过资料审查和现场观察分析，预测压力容器使用中可能产生的缺陷种类和析，预测压力容器使用中可能产生的缺陷种类和易发生部位，从而在检验项目、方法、比例、重易发生部位，从而在检验项目、方法、比例、重点部位等方面作出正确的选择。二是根据检验结点部位等方面作出正确的选择。二是根据检验结果对压力容器继续使用的安全性的预测，包括对果对压力容器继续使用的安全性的预测，包括对发现

43、产问题和缺陷进行修复的可能性的预测，修发现产问题和缺陷进行修复的可能性的预测，修理后的压力容器的使用安全性预测，以及对无法理后的压力容器的使用安全性预测，以及对无法修复的缺陷不作修理的压力容器在限制使用条件修复的缺陷不作修理的压力容器在限制使用条件和限定使用期限产前提下继续使用是否会失效的和限定使用期限产前提下继续使用是否会失效的安全性预测。安全性预测。压力容器在用检验的意义压力容器在用检验的意义 1 1、随着我国炼制原油含硫、含氮、酸值的增高加重、随着我国炼制原油含硫、含氮、酸值的增高加重了对设备的腐蚀。压力容器面临着防止应力腐蚀、腐蚀疲了对设备的腐蚀。压力容器面临着防止应力腐蚀、腐蚀疲劳、

44、氢损伤等破坏方式的新课题，如加氢裂化、加氢重整、劳、氢损伤等破坏方式的新课题，如加氢裂化、加氢重整、加氢精制容器的氢损伤与回火脆化、催化再生器的露点腐加氢精制容器的氢损伤与回火脆化、催化再生器的露点腐蚀、延迟焦碳塔热疲劳开裂、湿蚀、延迟焦碳塔热疲劳开裂、湿H H2 2S S对低合金高强钢设备对低合金高强钢设备的应力腐蚀、冷换设备的的应力腐蚀、冷换设备的clcl-腐蚀、尿素设备的晶间腐蚀、腐蚀、尿素设备的晶间腐蚀、化纤设备的醋酸腐蚀等等。化纤设备的醋酸腐蚀等等。2 2、石石化化企企业业存存在在着着相相当当数数量量的的业业已已达达到到设设计计寿寿命命(30(30年年)的的超超期期服服役役压压力力容

45、容器器。超超期期服服役役的的、类类容容器器中中，安安全全状状况况为为3 3级级、4 4级级的的容容器器占占50%50%以以上上，其其安安全全性性与与延延寿寿是目前石化企业一个十分重要的课题。是目前石化企业一个十分重要的课题。3 3、石石化化装装置置与与单单体体设设备备的的大大型型化化必必然然导导致致低低合合金金高高强强钢钢的的广广泛泛应应用用，但但同同时时会会引引起起裂裂纹纹敏敏感感性性增增强强。目目前前高高强强钢钢压压力力容容器器占占石石化化企企业业全全部部在在用用压压力力容容器器的的1.97%1.97%，其其中中10%10%发现有各种原因造成的裂纹。发现有各种原因造成的裂纹。因因此此如如何

46、何提提高高压压力力容容器器管管理理和和在在用用检检验验水水平平是是石石化化企企业目前的一个重要任务。业目前的一个重要任务。1.7 压力容器法规标准体系 我国正在建立的包括压力容器在内的特种设备法我国正在建立的包括压力容器在内的特种设备法规标准体系由规标准体系由“法律法律行政法规行政法规部门规章部门规章规规范性文件范性文件相关标准及技术规定相关标准及技术规定”五个层次构成。五个层次构成。1.7.1 1.7.1 法律法律 法律是由全国人民代表大会或省人民代表大会通法律是由全国人民代表大会或省人民代表大会通过和批准的。我国现行与特种设备有关的法律主过和批准的。我国现行与特种设备有关的法律主要有：要有

47、：安全生产法安全生产法、劳动法劳动法、产品质产品质量法量法、商品检验法商品检验法。1.7.2 1.7.2 行政法规行政法规行政法规包括国务院颁布的行政法规和国务院部委行政法规包括国务院颁布的行政法规和国务院部委以令的形式颁布的与特种设备相关的部门行政规章。以令的形式颁布的与特种设备相关的部门行政规章。行政法规的形式包括行政法规的形式包括“条例条例”、“规定规定”、“办法办法”等。等。特种设备安全监察条例特种设备安全监察条例已于已于20032003年年3 3月月1111日第日第373373号国务院令公布，自号国务院令公布，自20032003年年6 6月月1 1日起施行。是日起施行。是一部全面规范

48、锅炉、压力容器、压力管道、电梯、一部全面规范锅炉、压力容器、压力管道、电梯、客运索道、游乐设施、起重机械等特种设备的生产、客运索道、游乐设施、起重机械等特种设备的生产、使用、检验检测及安全监察的专门法规。使用、检验检测及安全监察的专门法规。20012001年年4 4月月1 1日颁布施行的日颁布施行的国务院关于特大安全事国务院关于特大安全事故行政责任追究的规定故行政责任追究的规定是与特种设备安全密切相是与特种设备安全密切相关的另一部重要的行政法规。其中压力容器和锅炉、关的另一部重要的行政法规。其中压力容器和锅炉、压力管道等安全事故被作为七类特大安全事故之一压力管道等安全事故被作为七类特大安全事故

49、之一列出。列出。1.7.3 1.7.3 部门规章部门规章 行政规章是指以国家质检总局局长令形式发布的办法、规定、规则。例如行政规章是指以国家质检总局局长令形式发布的办法、规定、规则。例如特种设备事故处理规定特种设备事故处理规定、锅炉压力容器制造监督管理办法锅炉压力容器制造监督管理办法、锅锅炉压力容器使用管理办法炉压力容器使用管理办法、气瓶安全监察规定气瓶安全监察规定等。等。部门规章和地方性法规、自治条例和单行条例、地方政府规章的适用应符部门规章和地方性法规、自治条例和单行条例、地方政府规章的适用应符合以下几条：合以下几条：1.1.地方性法规、自治条例和单行条例、规章都不得同宪法相抵触；地方性法

50、规、自治条例和单行条例、规章都不得同宪法相抵触；2.2.地方性法规的效力高于本级和下级地方政府规章；地方性法规的效力高于本级和下级地方政府规章；3.3.省、自治区的人民政府制定的规章的效力高于本行政区域内较大的市的省、自治区的人民政府制定的规章的效力高于本行政区域内较大的市的人民政府制定的规章；人民政府制定的规章；4.4.自治条例和单行条例依法对法律、行政法规、地方性法规作变通规定的，自治条例和单行条例依法对法律、行政法规、地方性法规作变通规定的，在本自治地方适用自治条例和单行条例的规定，经济特区法规根据对法律、在本自治地方适用自治条例和单行条例的规定，经济特区法规根据对法律、行政法规、地方性