淺析化工設備壓力容器破壞原因及預防措施

劉瑩

摘要：壓力設備在化工生產中應用極為廣泛，壓力容器安全運行對化工企業具有重要意義，一旦出現問題不但影響企業正常運營，還會引發事故，甚至造成人員傷亡。所以對化工設備壓力容器進行保養，防止其遭到破壞是十分必要的。化工壓力容器的破壞主要表現為韌性破裂、脆性破裂、疲勞破裂以及腐蝕破裂等，如何根據不同的破壞因素而制定出相應的預防措施，本文對此展開分析探討，僅供業內同仁參考。

關鍵詞：化工設備;壓力容器;破壞原因;預防措施

1化工設備壓力容器破壞形式及原因

1.1韌性破裂分析

壓力容器器壁承受壓力有上限值，一旦超過上限造成容器破裂，這類破裂形式稱為軔性破裂。這類破裂形式超過壓力容器承受過大壓力，使得容器產生塑性變形，造成器壁變薄且直徑增大，甚至呈現出腰鼓形狀。出現這種情況主要在于材質選擇不當、安裝不合適等[1]。

1.2脆性破裂分析

在低溫壓力條件下，壓力容器承受的荷載主要為靜荷載，溫度的降低會造成壓力容器構成材料的韌性降低，容易產生剪切斷裂或者解理斷裂。壓力容器產生脆性破裂前外觀上往往沒有明顯的征兆，不會出現嚴重塑性變形的情況，只是偶爾會出現很小的局部變形，在檢查過程中不容易發現。壓力容器的破壞常發生在低溫情況，此時材料的韌性較差，破裂往往從缺陷出開始。這類破裂斷口呈現平直且伴有金屬光澤，普遍發生在低溫環境下。

1.3疲勞破裂分析

作為最常見的壓力容器破裂形式，由于器壁承壓部位長期承受應力作用，使得器壁達到極限疲勞狀態，造成集中應力的部分產生裂紋，隨著使用時間變長造成裂縫擴大，進而產生容器破裂現象[2]。這種破裂從初現端倪到最終破裂需要較長時間。

1.4腐蝕破裂分析

化工壓力容器通常盛放腐蝕性、毒性的化學物質，受到長期腐蝕作用的影響，器壁與化學物質之間產生反應，器壁逐漸變薄，影響到容器的整體性能，最終因為承壓能力差易出現破裂情況。出現腐蝕性破裂的壓力容器材質多為合金，內部存在一定雜質，受到化學作用影響器壁逐漸變薄，破壞到整體結構。

1.5蠕變破裂分析

我們都知道，壓力容器的金屬受到應力與高溫的雙重作用會出現一些變化，長此以往就會造成壓力容器的器壁出現破裂問題，這種問題被成為蠕變。造成蠕變的一個主要因素就是溫度因素，如果在溫度過高的情況下，金屬材料的剛性會變弱，在這種情況下壓力容器受到過大的拉伸力影響，就會造成壓力容器的器壁變薄，嚴重的甚至會導致容器變形和破裂。造成壓力容器蠕變的主要因素就是容器的材料質量不達標，壓力容器的器壁材料耐溫性較弱。

2壓力容器損壞的預防策略

2.1壓力容器的脆性損壞預防

為了緩解壓力容器的脆性損壞問題，我們應該結合實際需求科學選擇容器材料，結合實際需求合理選擇質量較好的材料才能提升壓力容器的自身質量，從而有效降低壓力容器脆性破裂問題的出現。除此之外，還需要不斷提高操作人員的專業規范程度，否則就會造成壓力容器的破裂問題。壓力容器設計人員應該嚴格按照要求選擇合適的材料，通過提升容器材料質量進一步提升壓力容器的綜合性能，從而提升壓力容器的抗變形水平。在壓力容器的制造過程中，工作人員應該認真做好焊接工作，確保焊接連接點的選擇準確性，盡量降低壓力容器的焊接問題發生率。在化工企業壓力容器的運用過程中，應該定期做好檢查、檢驗工作，確保壓力容器的正常穩定運行。

2.2壓力容器的疲勞損壞預防

壓力容器的疲勞破裂帶來的負面影響較大，為了緩解這一問題，我們應該盡量減少長時間加壓的操作。另外，為了盡量減少壓力容器的超負荷運行發生率，我們應該盡量減少重復操作的出現，把壓力容器工作壓力控制在合理范圍內[3]。壓力容器的制作需要采用性能較強的材料，特別是在壓力容器的生產過程中，應該嚴格按照相關要求進行操作，在確保壓力容器正常工作的前提下降低其器壁壓力。為此，工作人員可以通過卸載或者加壓的方式降低壓力容器的疲勞損壞發生率。

2.3壓力容器的韌性變形預防

只有嚴格按照相關要求落實好壓力容器的設計和生產操作及材料選擇工作，才能有效提升壓力容器的質量。在壓力容器的使用和生產過程中都需要降低超負荷問題的出現率，另外還應該結合實際情況進行預防，并每隔一段時間進行一次壓力容器設備的外觀檢查，確保壓力容器設備的正常工作，從而有效增加壓力容器的使用時間。工作人員需要不斷提升壓力容器的自身性能，這樣才能增強壓力容器的抗壓能力。在壓力容器的設計制作工作中，我們需要按照生產需要和環境需要提升壓力容器的運行荷載能力。施工工作人員應該確保壓力容器自身作用的發揮，結合實際情況調整容器的安裝方案，把容器和檢測設備結合在一起，提升壓力容器的抗任性破壞能力。

2.4壓力容器的腐蝕預防

在壓力容器的損壞問題中，腐蝕問題理應得到人們的重視和關注，為此我們需要制定科學的方案控制腐蝕問題的發生。壓力容器在承裝化學物質之前需要進行科學的清洗，還要盡量降低強腐蝕性物質的承裝時間。在日常工作中應該定期進行壓力容器的維護檢修，及時發現壓力容器的破裂問題，提出相應的解決方案，把壓力容器的問題發生率降到最低，提升壓力容器的使用安全性[4]。

2.5壓力容器的蠕變預防

工作人員可以通過降低應力與高溫同時出現的概率就能緩解壓力容器的蠕變問題。壓力容器的設計過程中應該重視容器自身結構的設計，不僅如此還應該每隔一段時間就對壓力容器進行一次科學的檢測維修，從而有效控制容器蠕變破裂的出現，并進一步降低蠕變問題對容器的負面影響。總的來說，壓力容器的使用時間過長，加之容器沒有得到應有的檢修就會導致相關問題。為了緩解相關問題，工作人員應該及時發現壓力容器的運行問題并進行積極處理。在處理方法中，較為常見的是壓力容器的預防方案，通過加強對壓力容器的重視和關注，有效降低壓力容器的破裂問題。

總而言之，化工壓力容器破裂造成重大安全事故的出現，會給企業造成巨大經濟損失與人員傷亡，需要做好研究分析工作。探討壓力容器破壞的原因，并從安裝層面著手，給出預防壓力容器破裂的措施。

參考文獻

[1]石璐.壓力容器在石油化工行業設計中的相關技術分析[J].化工管理，2018（01）：77.

[2]馬鈺迪，李遠哲.化工壓力容器的選材及補強設計淺談[J].化工管理，2017（35）：11.

[3]楊學明，許斌.壓力容器在化工生產中的腐蝕與防護研究[J].化工管理，2017（33）：222.