压力容器设备材料系列问题(一)——承压设备什么时候发生脆性断裂?

作者:压力容器设计 / 公众号:PVD0011 发布时间:2019-11-03


1、前言
脆性断裂,本案指低应力断裂。是承压壳体没有达到预期的内压的情况下,壳体承受瞬间的冲击荷载等突发因素的作用下突然断裂失效。这种失效多半伴随着次生灾害的发生,这不是我们压力容器设计人所愿意看到的。
2、承压设备什么时候发生脆性断裂以及发生脆性断裂的原因
(1)材料本身存在着引发脆性断裂的原始病因,那就是杂质,而这种杂质是与生俱来的,各个检测环节又漏掉发现的机遇。这种缺陷好比砌墙的灰浆里掺了土一样的缺陷。
(2)焊接的热影响区重叠为脆性断裂埋下发生的种子。由于焊接造成金属材料的再结晶,再结晶促成晶粒粗大,再加上重复再结晶,更增加了金属晶粒的粗大,这一区域也会发生低应力的脆性断裂。
(3)材料的特性决定的,这类材料类似于Cr-Mo钢品种。这种钢材因最大热处理的存在,造成回火脆性提高,这种高的回火脆性又没有被发现,操作工况没有避免这个温度下的内应力,这时脆断就发生了。
3、作为压力容器设备的设计者,应该注意的是避免设计热影响区重叠的结构,消除发生脆性断裂的可能。工艺文件要扫除一切可能发生脆性断裂的因素,如消氢、避免十字焊缝、实施正确的无损检测时机、应用最低的热处理时间等等。

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