失(shi)效形式
通常(chang)(chang)，產品(pin)喪失(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)規定(ding)功能的(de)現象被(bei)稱(cheng)為失(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)，而(er)壓(ya)力(li)(li)容器(qi)失(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)則(ze)是(shi)由(you)于壓(ya)力(li)(li)或其他載荷超過許用(yong)極(ji)限而(er)喪失(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)正常(chang)(chang)工作的(de)能力(li)(li)。各(ge)類(lei)壓(ya)力(li)(li)容器(qi)的(de)操作條件比較復雜多(duo)(duo)(duo)樣，而(er)且越來(lai)(lai)越苛刻，因此，壓(ya)力(li)(li)容器(qi)失(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)的(de)形(xing)(xing)態也是(shi)多(duo)(duo)(duo)種(zhong)多(duo)(duo)(duo)樣的(de)，主要是(shi)以強度、剛(gang)度、穩定(ding)性(xing)和(he)腐蝕失(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)四種(zhong)方(fang)式表現出來(lai)(lai)。由(you)于壓(ya)力(li)(li)容器(qi)的(de)失(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)帶來(lai)(lai)的(de)一般都是(shi)成萬或上百(bai)萬的(de)經(jing)濟損失(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，嚴重時(shi)甚至(zhi)造成人員(yuan)傷亡的(de)災難(nan)性(xing)后果，因此，如何預測(ce)和(he)解(jie)(jie)決壓(ya)力(li)(li)容器(qi)的(de)失(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)問題已(yi)受(shou)到了(le)人們廣泛(fan)的(de)關注。要預測(ce)和(he)解(jie)(jie)決壓(ya)力(li)(li)容器(qi)的(de)失(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)，首(shou)先應熟悉壓(ya)力(li)(li)容器(qi)的(de)失(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)形(xing)(xing)式。下(xia)面(mian)就介紹幾種(zhong)常(chang)(chang)見(jian)的(de)失(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)形(xing)(xing)式。
01 強度(du)失效(xiao)
容(rong)(rong)器中某(mou)最大(da)應力點超(chao)過屈服點后就會(hui)出現不可(ke)恢復的變形，此時(shi)由(you)彈性狀態(tai)進入塑(su)性狀態(tai)，隨(sui)著載荷(he)的增大(da)，容(rong)(rong)器的塑(su)性區不斷擴大(da)，當載荷(he)大(da)到某(mou)一極限時(shi)，塑(su)性區就會(hui)擴展到一定的范(fan)圍，容(rong)(rong)器便失去(qu)了承載能力。
02 剛度失(shi)效
容器或容器上的零(ling)部件不(bu)是因為強度不(bu)足，而是由于過大(da)的彈性變形(xing)(xing)使部件等失去(qu)了正常(chang)的工(gong)作(zuo)能(neng)力。這種失效形(xing)(xing)式通常(chang)出(chu)現在密封結構(gou)、換熱設備等地方。
03 穩定性失(shi)效
容器在(zai)外壓或其他(ta)外部載(zai)荷的(de)(de)作用下(xia)，由穩定的(de)(de)平衡狀(zhuang)態(tai)變(bian)至另一個不穩定的(de)(de)狀(zhuang)態(tai)，形狀(zhuang)發生突然改變(bian)而(er)喪失正(zheng)常的(de)(de)工作能力。
04 腐(fu)蝕失(shi)效
腐(fu)蝕(shi)(shi)失(shi)效是(shi)(shi)壓力(li)容器失(shi)效的重要類型(xing)之一，金(jin)(jin)屬腐(fu)蝕(shi)(shi)的形式是(shi)(shi)多(duo)種(zhong)多(duo)樣的，按金(jin)(jin)屬與周圍介質(zhi)作用(yong)的性(xing)質(zhi)分為化(hua)(hua)學腐(fu)蝕(shi)(shi)和(he)(he)電化(hua)(hua)學腐(fu)蝕(shi)(shi)兩大類，但都(dou)是(shi)(shi)由(you)于其工作環境所引起，包括(kuo)應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)、氫脆(cui)、蒸汽腐(fu)蝕(shi)(shi)、堿(jian)脆(cui)、硫腐(fu)蝕(shi)(shi)、釩腐(fu)蝕(shi)(shi)、輻照脆(cui)化(hua)(hua)和(he)(he)液態(tai)金(jin)(jin)屬脆(cui)化(hua)(hua)等類型(xing)。
應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)失(shi)效是指在(zai)拉應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)作(zuo)(zuo)用(yong)下，一定(ding)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)與一定(ding)的(de)(de)(de)(de)介(jie)(jie)質環境發(fa)(fa)生應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)，而(er)最終(zhong)導致(zhi)壓力(li)(li)(li)(li)(li)(li)容器失(shi)效，是一種延遲破壞，造成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)后果也(ye)比較嚴重(zhong)。由(you)于近代工(gong)業技術的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)展，材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)環境條件越(yue)來(lai)越(yue)苛刻，零部(bu)件和(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)問題(ti)也(ye)日(ri)益突出(chu)，解決(jue)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)問題(ti)成(cheng)(cheng)為(wei)(wei)了當(dang)今的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要課(ke)題(ti)。應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)必要條件是存(cun)在(zai)拉應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)，而(er)且所(suo)用(yong)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)與介(jie)(jie)質環境能發(fa)(fa)生應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)。因此，為(wei)(wei)了解決(jue)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)問題(ti)，設計上(shang)通(tong)常采(cai)用(yong)仔細選擇應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)敏感性低的(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)、加(jia)緩蝕(shi)(shi)劑或(huo)保(bao)護層、陽(yang)極保(bao)護和(he)避(bi)(bi)免或(huo)減(jian)小應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)集中、改善危(wei)險截面(mian)的(de)(de)(de)(de)受力(li)(li)(li)(li)(li)(li)狀況及避(bi)(bi)免工(gong)件表面(mian)層殘(can)余應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)存(cun)在(zai)等措施(shi)；另外，生產工(gong)藝上(shang)通(tong)常采(cai)用(yong)適當(dang)的(de)(de)(de)(de)熱處理工(gong)藝來(lai)降(jiang)低材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)對應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)敏感性和(he)減(jian)小工(gong)件的(de)(de)(de)(de)殘(can)余應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)或(huo)避(bi)(bi)免應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)集中。
金屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆是指(zhi)由于金屬(shu)(shu)中存(cun)在氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)而(er)導(dao)致材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)塑性(xing)大(da)為降低(di)(di)，從而(er)使(shi)壓(ya)力容(rong)器失(shi)效。氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)現(xian)形式一般分為不可(ke)逆(ni)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆和可(ke)逆(ni)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆兩類，前者是指(zhi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)造(zao)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)永久(jiu)性(xing)損傷（如低(di)(di)強鋼在石油化工(gong)設備中或酸洗(xi)處理后因吸氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)而(er)出(chu)現(xian)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)鼓包等）；后者是指(zhi)排除氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)后力學性(xing)能可(ke)以(yi)恢復的(de)(de)(de)(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆現(xian)象(xiang)（如鋼及一些合(he)金鋼中的(de)(de)(de)(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)致延遲破壞(huai)等）。氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)主要原(yuan)因是氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)在材(cai)料(liao)(liao)中來不及擴散或逸出(chu)而(er)形成(cheng)局部(bu)偏(pian)聚（偏(pian)析(xi)），材(cai)料(liao)(liao)中氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)濃(nong)度越(yue)高越(yue)容(rong)易發生(sheng)(sheng)局部(bu)偏(pian)聚，材(cai)料(liao)(liao)表(biao)現(xian)為低(di)(di)應(ying)力下的(de)(de)(de)(de)(de)延遲破壞(huai)。因此，為了解決氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆問(wen)題，設計上通常采用選(xuan)擇氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆敏感性(xing)小的(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)、減小或消(xiao)除拉應(ying)力、杜絕或減少氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)境（如加緩蝕劑(ji)、保護層等）和改變應(ying)力狀態(tai)等措施；另(ling)外(wai)，工(gong)藝上也可(ke)通過表(biao)面處理（如滾壓(ya)、噴丸等）使(shi)表(biao)面產生(sheng)(sheng)殘(can)余壓(ya)應(ying)力。
蒸汽(qi)腐蝕(shi)實際(ji)上(shang)是由于(yu)高(gao)溫下水蒸氣的分解而造成金屬的氧化(hua)和氫脆(cui)，為了防止蒸汽(qi)腐蝕(shi)，設計(ji)上(shang)通常(chang)選用(yong)高(gao)抗蒸汽(qi)腐蝕(shi)的材料。
堿脆是(shi)指由于堿的(de)濃度(du)達到一定程度(du)而導致的(de)應力腐蝕(shi)。
硫(liu)(liu)(liu)(liu)腐蝕(shi)(shi)(shi)是指由于硫(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)(de)存在而(er)在不(bu)同(tong)條件下產生不(bu)同(tong)形式的(de)(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)現象，如高溫硫(liu)(liu)(liu)(liu)腐蝕(shi)(shi)(shi)、含鎳(nie)合金鋼的(de)(de)硫(liu)(liu)(liu)(liu)腐蝕(shi)(shi)(shi)和低溫硫(liu)(liu)(liu)(liu)腐蝕(shi)(shi)(shi)等。為防止硫(liu)(liu)(liu)(liu)腐蝕(shi)(shi)(shi)，通常采用(yong)鋼材表面滲鋁、含鎳(nie)合金鋼中加鉻元素等措(cuo)施。
釩腐(fu)蝕(shi)(shi)是(shi)指由于(yu)油等燃燒后產生(sheng)的釩氧(yang)化物與高溫金(jin)屬接觸時能破壞(huai)金(jin)屬表面的氧(yang)化膜，加速腐(fu)蝕(shi)(shi)過程的發展。目(mu)前，常采用的防止措施是(shi)加入添加劑。
輻照脆(cui)化(hua)是(shi)指在核技術的設備中(zhong)，零(ling)部件處于高能(neng)電子(zi)、中(zhong)子(zi)等粒子(zi)流的輻射(she)下(xia)，結構材料(liao)發生(sheng)脆(cui)化(hua)，通(tong)常(chang)表現為(wei)幾何(he)尺寸變(bian)(bian)化(hua)，體(ti)積膨脹，密度(du)變(bian)(bian)小，強度(du)、硬度(du)上升和塑性下(xia)降以及物(wu)理性能(neng)的變(bian)(bian)化(hua)。
液(ye)態金(jin)屬脆(cui)化(hua)是指固(gu)(gu)態金(jin)屬與液(ye)態金(jin)屬接(jie)觸時造成的(de)固(gu)(gu)態金(jin)屬的(de)塑性(xing)或強度(du)的(de)下(xia)降。防(fang)止液(ye)態金(jin)屬脆(cui)化(hua)的(de)方法很多(duo)，如選用敏感性(xing)低的(de)材料，在固(gu)(gu)體金(jin)屬上增加保護層等。
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