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摘要:近年来随着我国整体经济建设的快速发展,我国化工行业发展非常迅速,取得了非常不错的成就。作为化工行业使用最广泛的设备,压力容器的作用非常突出。可是压力容器会在使用一段时间以后发生各种质量问题,包括腐蚀与破裂等,这些问题势必会影响到化工生产品质,甚至是发生安全事故。
关键词:化工设备压力容器;破坏及预防措施
引言
科学技术的快速发展使我国各行业有了新的发展空间和发展机遇,同时使我国快速进入现代化发展阶段。压力容器属于特殊设备,其在化工生产中,一般会被安排在恶劣的工作环境中,其在应用时,会受化学物的侵蚀,也会受到环境的影响,所以其很容易出现损坏。应用在化工生产中的压力容器种类和数量有很多,化工企业需要做好压力容器日常检查维修工作,及时排查隐患,制定预防措施,使压力容器处于安全运行状态。
1压力容器破裂形式与原因
1.1脆性损坏
当压力容器在使用中的承载压力未能达到容器极限值时,则会引发脆性破裂的损坏现象。此类破裂大多发生在低温环境,因未呈现出任何的征兆,所以其预防难度极大。其主要原因可以归结于焊接缝没达标、抗变形能力差、材质不够好。
1.2韧性破坏
韧性破坏主要发生在设备的侧壁上,主要由压力过大引发,容器侧壁压力承受极限小于外加压力值时,侧壁本身便不会保持完好无损,而是发生塑性变形,这种变形会使器壁厚度减小,容器腰部位置会鼓起来,直径增大。当容器承受压力增大时,其也会受到压力带来的能量作用,器壁会出现变形开裂问题。裂口虽然不会造成碎片,但会造成巨大影响。这种破坏发生原因与容器材质、安装技术、运行压力及维护管理等有关,当这些方面不满足标准规范要求时,容器整体性便会被破坏。
1.3疲劳破裂
疲劳破裂在化工压力容器中的使用过程中是非常常见的,这是因为在压力容器的主要承压部分经过长时间的压力作用,导致器壁的制备材料达到疲劳极限,进而出现裂缝,慢慢的裂缝不断的扩大,使得整个容器发生破裂。有调查数据显示,压力容器发生破裂事故由裂缝引起的占90%,所以说,采取有效的措施对压力容器的疲劳破裂进行控制是很有必要的。一般来说,疲劳破裂的容器不会很容易出现碎片,在裂缝向碎片转化的过程中需要比较长的一段时间,及时的进行维护即可避免疲劳破裂的恶化。
1.4蠕变
容器金属在应力与高温的作用下会出现持续性变化,这种变化的长期积累就会导致器壁破裂,这类破裂被人们称为蠕变。蠕变中温度是很重要的因素,高温环境下金属材质的刚性将会流失,面对拉伸盈利,此时的容器器壁将会越来越薄,直至容器变形与破裂。导致蠕变破裂问题发生的原因可以归结到没有合理选择容器材质,所用的容器器壁材料耐温性较差。
2容器腐蚀类别
1.局部腐蚀,局部腐蚀即表面某区域腐蚀,这类腐蚀通常危害性非常突出,甚至会引起突发事故。这类腐蚀包括电偶腐蚀,即在有着不同电极电位金属连接作用下发生的腐蚀;孔蚀,这类腐蚀会在金属表面形成小孔,属于局部腐蚀;选择性腐蚀,面对金属材料与特定介质接触后,就会发生化学反应,这类腐蚀被称之为选择性腐蚀。通常来说选择性腐蚀大多在铸铁、有色金属、不锈钢中发生;磨损腐蚀,这类腐蚀是腐蚀介质和金属相对运动后带给的腐蚀现象;缝隙腐蚀这类腐蚀大多发生在隐蔽区域,很多有着致密性化合物的金属。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆2.应力腐蚀,在内部压力容器中,诸如石油和化学工业的原材料并不总是处于静态的状态,而是在反应、搅拌等的影响下,不断地搅拌、旋转和流动。混合在一起的各种化学掺杂,甚至形成原料的粘性状态,必须连续运动以产生压力容器壁的某些冲水作用,无论是挤压或粘结,它们都可以被统一作为应力的作用。应力腐蚀:容器形状的腐蚀没有明显的变化,而是发展速度,难以发现的是,破坏性后果更严重。3均匀腐蚀,均匀腐蚀这类腐蚀情况是在容器表面、器壁表面大面积出现的化学反应,这类反应与腐蚀通常会导致金属厚度逐渐降低,随后发生质量问题甚至会全部破坏。以工程学角度来看这种腐蚀威胁性不高。设计时需要做好设备寿命腐蚀性试验。不过因腐蚀速度和压力、温度、介质、环境都有关系,所以需要做好设备的定期检测,否则也会引发腐蚀事故。
3化工压力容器破裂的预防措施
3.1脆性破裂的预防措施
需要选择高强度的材料作为容器的制备原材料,从而有效的避免发生脆性破裂。此外,在正常使用的过程中,需要规范作业流程,避免压力容器的不恰当使用发生脆性破裂。
3.2压力容器的合理选择
根据压力容器的实际使用,在介质,温度,压力容器的生产中,应该选择合理的实验材料,尽可能地处理各种材质的腐蚀合金,或者在金属材料中加入少量的合金元素,比如镍元素被加入钢材料中,出现不锈钢,可以大大改善压力容器的腐蚀阻力,减缓钢材料的腐蚀速度。
3.3韧性破坏预防措施
在韧性破坏预防中,相关人员应注意提高容器本身的质量,使其不易受到外界压力影响,首先其材料材质应满足标准要求,其承压能力及刚度等性能需要满足化工生产要求。在设计制作中,还要结合实际应用生产要求和环境要求,使容器本身可接受的运行荷载更大。不通压力容器应用场所和安装要求不通,施工人员要将压力容器准确落实到位,并做好安装调整工作,使其与检测仪器有效连接在一起,后者的性能也要满足要求,以便实时监控压力容器运行情况,及时险前预警。在压力容器运行中,化工企业还要做好维护管理工作。
3.4蠕变预防
蠕变破裂的问题源自于长时间高温与应力作用。所以应对蠕变破裂的手段实际上非常简单。只要避免应力与高温同时作用容器即可。容器设计中需要做好结构合理性设计。此外还要定期检测与维护压力容器,用这样的手段与方式控制蠕变破裂,避免蠕变破裂问题对容器造成过多的影响。总结来说压力容器如果长时间使用且不重视维护或多或少都会出现问题。此时需要做的就是做好设备的处理与更换。当然最好的方法还是在使用前制定好预防措施,提高维护重视度,减少破裂问题发生概率,实现对设备寿命的有效控制与有效管理。
3.5疲劳破坏预防措施
在容器制作中,应选择耐劳性能较强的材质,在生产环节,应规范操作,减少容器器壁重复承压,操作人员可从卸载或加压环节入手,减少这些操作的次数,使器壁材质不会达到疲劳极限。
3.6腐蚀预防
腐蚀问题是压力容器需要着重管理与重视的问题。压力容器腐蚀问题的控制需要先行制定有效举措。承装化学物质前必须认真清洗压力容器,并且不可以长时间承装有极强腐蚀性的物质。平时要做好维护与检查,如果发现有容器出现了破裂隐患,必须第一时间进行处理,减少问题危险程度,确保容器足够安全。
结语
对于化工行业的发展来说,压力容器的作用是非常突出的。并且,压力容器本身的作用也十分的显著,我们必须予以压力容器管理更多的重视,这样压力容器才能够体现与发挥自己应有的作用。在管理压力容器的时候必须将安全问题、安全管理放在首位,避免安全事故的发生,带给工作人员与企业不好的损失。为了杜绝问题发生就需要做好定期的排查与预防设计,减少破裂概率,以防事故再次发生。
参考文献
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论文作者:刘春霖
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第08期
论文发表时间:2019/9/10
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