压力容器破坏与事故.ppt

压力容器破坏与事故一.压力容器事故处理分析的目的二.失效分析基本知识失效分析知识与压力容器安全状况紧密相关，压力容器检验的实质就是失效的预测和预防，压力容器事故调查和失效原因分析是安全管理的工作职责和内容之一，因此，从事压力容器相关工作的人员应掌握压力容器失效分析的知识和方法。失效分析涉及多个知识领域，已发展成一门综合学科，有关内容十分丰富。现在讨论事后失效分析，即压力容器事故调查分析。失效分析定义机械产品丧失功能的现象称为失效。分析失效的原因、研究采取补救和预防措施的技术活动和管理活动称为失效分析。失效分析的分类技术层面——失效模式、失效机理早期失效、偶然失效、磨损失效经济学观点责任分类——本质缺陷、误用、磨损、外界影响后果分类——恶性、致命、退化程度分类——完全、部分三失效分析的基本过程1.现场调研和残骸收集失效分析人员应尽早进入现场收集失效信息。失效信息一般有两类：一类是已经确认能反映失效事故的过程和起因的现象和物质；一类是估计可能用得着的物质和值得进一步分析的现象。现场收集的信息，除残骸外，还包括文献和记录。记录的方法包括摄影、录像、笔记、画草图等。应注意记录文献上应有简要的文字，来说明各种记录内容之间的关系，比如注明左、中、右、前和后，比例尺、时间，局部照片所反映的位置在现场总体照片上的部位（反映局部和整体的关系）。记录文献应能全面地、定量地反映失效后的现场；能反映出各个装备或零部件失效先后顺序的各种迹象；能反映出失效机理的各种现象。寻找残骸应在第一时间进行，寻找到首先破坏件是搜集残骸的最大关键。要防止进入现场的人过多，时间过长，造成信息的损失，将某些重要的迹象（如散落物、介质）毁掉，使残骸碎片丢失、污染、移位，将断口碰伤；造成假象，或增加新的损伤等。对重大的爆炸失效，要将装备的所有残骸、碎片的散落地点用坐标注在草图上，并收集、清点、编号。残骸分析和失效件观察测试初步观察用肉眼进行，肉眼具有很大的景深，能够快速地检查一个大的面积，而且能够感知立体形状，还能识别颜色、光泽、粗糙度等的变化，取得失效件总体情况的概貌。用放大镜或低倍率的显微镜进行的宏观检查可补充肉眼分辨率的不足，可对失效件的特征区及与邻近构件接触部位的宏观形貌做进一步了解。通过断口宏观观察能判别断裂顺序、裂纹源、扩展方向。对需要进行微观观察的断裂断口或腐蚀的局部区域，可通过低倍率的宏观观察为微观观察选点。高倍率显微镜的微观观察可在裂纹源区、裂纹扩展区及断裂区分别观察到不同的特征，寻找异常的信息，为失效原因及机理提供有力的证据。测试方法⑹应力计算及测试在大多数情况下，分析构件失效要考虑构件存在的应力状态与应力水平，构件的材料是否有足够的抵抗外力破坏的能力，这不仅与构件的承载能力有密切关系，而且与应力状态相关。例如多种腐蚀失效是在应力作用下产生的，应力腐蚀开裂与腐蚀疲劳都存在启裂应力门槛值；疲劳断裂往往与由温度变化引起的温差应力，或因变形协调产生的边缘应力有关；关于残余应力的影响，有资料统计，由于残余应力导致构件失效的达50％以上。因此，失效分析往往需要计算或测试应力，包括残余应力。测定内应力的方法有电阻应变片法、光弹性复膜法、脆性涂层法等，残余应力的测定可用X射线衍射法。3.失效原因分析和失效事故的综合分析失效模式的分析诊断要依据先粗后细的原则进行。即先诊断是断裂型的失效还是非断裂型的失效，塑性断裂还是脆性断裂等大的类别，然后再按各自的类、目进一步分析诊断。对腐蚀模式的诊断主要从介质气氛、裂纹特征和腐蚀产物分析等方面入手；磨损模式的诊断主要从摩擦条件、磨屑特征、摩擦表面的特征等方面入手。断裂模式的诊断主要从变形情况、碎片情况、材质情况、应力情况、环境情况和断口裂纹的特征等方面入手。单项专门的分析诊断是整个事故分析的基础，但只有单项的分析诊断是不够的，还必须对整个事故进行综合的分析诊断。综合分析的要点是：（1）收集所有的现象、特征和实验数据，进行归纳、筛选，去伪存真和由表及里。（2）采用“排除法”或“求证法”，逐渐缩小“怀疑”圈，必要时还要做若干补充实验。（3）根据初步的分析结论、失效的模拟试验、加速试验或工程试验，进一步得到证实，并对预防或补救方法也有所设想。（4）对存疑的问题进行进一步的分析和在失效机理上做进一步深入的研究，并得出公正的、准确的和科学的结论。断口分析金属受力后当局部的变形量超过一定限度时，原子间的结合力受到破坏，从而萌生微裂纹，微裂纹发生扩展而使金属断开，称为断裂。其断裂表面及其外观形貌称为断口，它记录着有关断裂过程的许多重要信息。断口分析是指对失效件的断裂表面及其外观形貌所做的分析。断口的颜色与光泽观察断口表面光泽与颜色时，主要观察有无氧化色、有无腐蚀的痕迹、有无夹杂物的特殊色彩与其他颜色。是红锈、黄锈或是其他颜色的锈蚀；是否有深灰色的金