塑性破裂是因为容器承受的压力超过材料的屈服极限,材料发生屈服或全面屈服(即变形),当压力超过材料的强度极限时,则发生断裂。
(一)塑性破裂的特征
(1)塑性破裂有明显的塑性变形。破裂容器器壁有明显的伸长变形,破裂处器壁显著减薄。金属的塑性新裂是在经过大量的塑性变形后发生的,表现在容器上则是周长增大和壁厚减薄。所以具有明显的外形变化是压力容器塑性破裂的主要特征。
(2)断口呈暗灰色纤维状。塑性破裂断口为切断型撕裂,从金相上观察,这种断裂是先滑移后断裂,所以断口呈灰暗色纤维状,断口不齐平,与主应力方向成45°角。圆筒形容
器纵向开裂时,其破裂面常与半径方向成一角度,即裂口是斜断的。
(3)容器一般无碎片飞出,只是裂开一个口。壁厚比较均匀的圆筒形容器,常常是在中部裂开一个形状为“X”的裂口。
(二)造成塑性破裂的原因
塑性破裂常由以下几个原因造成:
(1)盛装液化气体的容器过量充装。液化气体随温度的升高而体积增加比较大,若容器内是满液,则压力急剧上升,造成超压爆炸。这可能是由于充装失误、计量误差或操作工责任心不强造成的。
(2)由于容器在使用过程中超压而使器壁应力大幅增加,超过材料的屈服极限。如化学反应容器由于操作不当,介质工艺参数失控而使化学反应速度加快、反应温度升高,使器内压力上升。
(3)由于设计或安装错误,如容器的进气压力高于容器的设计压力而没有在进气管安装减压阀。
(4)器壁大面积腐蚀使壁厚减小。
(三)如何防止塑性破裂
防止塑性破裂事故发生的根本措施就是防止容器壳体应力超过材料的屈服极限,即防止超压。操作中应注意以下几个方面:
(1)严禁超压运行。盛装液化气体的容器.应防止过量充装和超温运行。
(2)严格按操作规程操作,防止因操作失误造成内压升高,发生事故。特别是放热反应容器,应严格控制物料加入量。
(3)容器应按(压力容器安全技术监察规程)进行定期检验,防止因器壁腐蚀减薄而发生事故。