三、壓力容器的斷裂形式及原因

　　1.塑性斷裂 是壓力容器在內(nèi)部壓力作用下，器壁上產(chǎn)生的應(yīng)力達(dá)到材料的強(qiáng)度極限而發(fā)生的。在塑性斷裂前，器壁產(chǎn)生較大的塑性變形，若此時(shí)內(nèi)部壓力繼續(xù)增高，容器的變形就會(huì)不斷增大，器壁的厚度將進(jìn)一步減薄。當(dāng)器壁上的應(yīng)力達(dá)到材料的斷裂強(qiáng)度時(shí)，容器即發(fā)生破裂。塑性斷裂的容器一般不產(chǎn)生碎片，只是裂開一個(gè)破口。

　　2.脆性斷裂 發(fā)生脆性斷裂的容器，破裂后經(jīng)檢查并沒有發(fā)現(xiàn)有可見的變形現(xiàn)象，而且根據(jù)破裂時(shí)的壓力進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算，器壁上的應(yīng)力水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于材料的強(qiáng)度極限，有的甚至還低于屈服極限。造成脆性斷裂的主要因素，一是容器存在缺陷；二是材料的韌性差。由于金屬材料的韌性隨著溫度的降低而下降，所以脆性斷裂一般都發(fā)生在溫度較低的情況下。脆性斷裂的過(guò)程是器壁裂紋迅速擴(kuò)展的過(guò)程，預(yù)先沒有明顯的變形跡象，斷裂往往在一瞬間發(fā)生，且容器承受的壓力在正常的工作壓力范圍內(nèi)，所以這是一種非常危險(xiǎn)的破壞形式。

　　3.疲勞斷裂 金屬構(gòu)件在經(jīng)過(guò)一定次數(shù)的反復(fù)交變應(yīng)力作用下，會(huì)在遠(yuǎn)低于材料強(qiáng)度極限的應(yīng)力下發(fā)生破壞。這種破壞通常都要經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，所以稱之為疲勞破壞。壓力容器疲勞斷裂的特點(diǎn)是承受較高的交變應(yīng)力，而應(yīng)力交變的次數(shù)并不太多。這主要是由于容器的接管、開孔、轉(zhuǎn)角、焊縫附近、鋼材存有嚴(yán)重缺陷的區(qū)域等處都有程度不同的應(yīng)力集中。如果容器頻繁地加載或卸載，就會(huì)在這些局部應(yīng)力較高的部位產(chǎn)生裂紋，隨著應(yīng)力的周期變化，裂紋不斷緩慢地?cái)U(kuò)展，最后導(dǎo)致容器的破裂。

　　4.應(yīng)力腐蝕斷裂 應(yīng)力腐蝕斷裂是容器在腐蝕性介質(zhì)和拉伸應(yīng)力的共同作用下產(chǎn)生的一種破壞形式。發(fā)生應(yīng)力腐蝕時(shí)，腐蝕和應(yīng)力這兩個(gè)因素是相互促進(jìn)的。一方面，腐蝕使金屬材料的有效承壓面積減小，表面形成缺口，產(chǎn)生應(yīng)力集中；另一方面，應(yīng)力加速腐蝕的進(jìn)展，使表面缺口向深處擴(kuò)展，最后導(dǎo)致斷裂。應(yīng)力腐蝕破壞比其他的腐蝕形式(如均勻腐蝕、點(diǎn)腐蝕)更具危險(xiǎn)性，因?yàn)樗辉跇?gòu)件表面預(yù)先留下宏觀的破壞痕跡，也不減小壁厚的尺寸，只是在容器內(nèi)壁的縱深方向形成裂紋，所以往往在未被發(fā)現(xiàn)的情況下突然腐蝕損壞。