塑性破裂是因為容器承受的壓力超過材料的屈服極限,材料發(fā)生屈服或全面屈服(即變形),當壓力超過材料的強度極限時,則發(fā)生斷裂。
(一)塑性破裂的特征
(1)塑性破裂有明顯的塑性變形。破裂容器器壁有明顯的伸長變形,破裂處器壁顯著減薄。金屬的塑性新裂是在經過大量的塑性變形后發(fā)生的,表現(xiàn)在容器上則是周長增大和壁厚減薄。所以具有明顯的外形變化是壓力容器塑性破裂的主要特征。
(2)斷口呈暗灰色纖維狀。塑性破裂斷口為切斷型撕裂,從金相上觀察,這種斷裂是先滑移后斷裂,所以斷口呈灰暗色纖維狀,斷口不齊平,與主應力方向成45°角。圓筒形容
器縱向開裂時,其破裂面常與半徑方向成一角度,即裂口是斜斷的。
(3)容器一般無碎片飛出,只是裂開一個口。壁厚比較均勻的圓筒形容器,常常是在中部裂開一個形狀為“X”的裂口。
(二)造成塑性破裂的原因
塑性破裂常由以下幾個原因造成:
(1)盛裝液化氣體的容器過量充裝。液化氣體隨溫度的升高而體積增加比較大,若容器內是滿液,則壓力急劇上升,造成超壓爆炸。這可能是由于充裝失誤、計量誤差或操作工責任心不強造成的。
(2)由于容器在使用過程中超壓而使器壁應力大幅增加,超過材料的屈服極限。如化學反應容器由于操作不當,介質工藝參數(shù)失控而使化學反應速度加快、反應溫度升高,使器內壓力上升。
(3)由于設計或安裝錯誤,如容器的進氣壓力高于容器的設計壓力而沒有在進氣管安裝減壓閥。
(4)器壁大面積腐蝕使壁厚減小。
(三)如何防止塑性破裂
防止塑性破裂事故發(fā)生的根本措施就是防止容器殼體應力超過材料的屈服極限,即防止超壓。操作中應注意以下幾個方面:
(1)嚴禁超壓運行。盛裝液化氣體的容器.應防止過量充裝和超溫運行。
(2)嚴格按操作規(guī)程操作,防止因操作失誤造成內壓升高,發(fā)生事故。特別是放熱反應容器,應嚴格控制物料加入量。
(3)容器應按(壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程)進行定期檢驗,防止因器壁腐蝕減薄而發(fā)生事故。