压力容器的失效形式

这篇文章大部分都是直接抄150释义或者说是压力容器设计工程师培训手册的，还有些是我写的，在家宅的脑子也不太清晰如果有问题私信我。ISO 16528综合了世界主要工业国家的技术标准并参照欧洲标准，ISO16528将锅炉和压容器的失效模式分为三大类：短期失效模式，长期失效模式，循环失效模式；并细分为十四种失效模式。

短期失效的就是很短时间设备就可以坏的，长期失效就是要经过长时间的作用下设备才会坏的（选材或结构不合理除外），循环失效模式就是在循环工况作用下其实就是疲劳破坏。

第一大类短期失效模式（short term failure modes）

1）脆性断裂（brittle fracture）

2）韧性断裂（ductile rupture）

3）超量变形引起的接头泄漏（leakage at joints due to excessive deformations）

4）超量局部变形引起的裂纹形成或韧性撕裂（crack formation or ductile tearing due to excessive local strains）

5）弹性、塑性或弹塑性失效（垮塌）（instability-elastic，plastic or elastic-plastic）

第二大类长期失效模式（long term failure modes）

6）蠕变断裂（creep rupture）

7）蠕变失稳（creep instability）

8）蠕变--在机械连接处的超量变形或导致不允许的载荷传递（creep-excessive deformations at mechanical joints or resulting in unacceptable transfer of load）

9）冲蚀，腐蚀（erosion，corrosion）

10）环境助长开裂如应力腐蚀开裂，氢致开裂等（environmentally assisted cracking e.g. stress corrosion cracking，hydrogen induced cracking，etc）

第三大类循环失效模式（cyclic failure modes）

11）扩展性塑性变形（progressive plastic deformations）

12）交替塑性（alternating plasticity ）

13）弹性应变疲劳（中周和高周疲劳）或弹--塑性应变疲劳（低周疲劳）（fatigue under elastic strains（medium and high cycle fatigue）or under elastic-plastic strains（low cycle fatigue））

14）环境助长疲劳（environmentally assisted fatigue）

三大类十四种失效形式，那么我们的GB/T 150直接和间接考虑了哪些形式呢？考虑了脆性断裂，韧性断裂，接头泄漏，弹性或塑性失稳，蠕变断裂和腐蚀。可以说1），2），3），4），5），6），7），9），10）

脆性断裂：抗拉强度的安全系数（放这不是非常合适），选材，材料的韧性要求，制造和检验要求，结构形式要求。由于材料低温脆性转变，焊接接口存在严重缺陷，材料成型方式不当。

韧性断裂：屈服强度的安全系数，选材，结构强度设计方法。如果设计合理只能是由于超压，超温等不合适的操作。

接头泄漏：法兰的设计计算和特殊密封结构的设计计算，结构要求以及针对介质和压力温度对垫片和紧固件的选用规定。由于法兰没考虑刚度，密封面没保护好有贯穿性划痕；标准法兰形式及等级的选择，垫片选择，紧固件选择等不匹配不合理。

弹性或塑性失稳：外压失稳的计算（不锈钢类考虑了蠕变温度下的失稳），局部的应力分析和评定，卧式容器的计算。如果设计计算没有问题那就只能是操作不合理。

蠕变断裂：通过限制材料的使用温度控制蠕变断裂的发生及许用应力考虑蠕变极限的影响。

腐蚀/冲蚀：腐蚀通过考虑腐蚀余量（均匀腐蚀），根据介质选材（要求材料做晶间腐蚀试验，要求材料的强度和硬度等），对设备做整体或局部热处理，设置防冲板等结构防冲蚀。腐蚀过度就会引起韧性断裂

标准中很多间接考虑的失效形式，都要设计人员根据经验等选择合适的材料并对材料提出合理的要求，在结构上设计合理的结构，制造相关人员选择合适的成型工艺，腐蚀方面考虑合适的防护措施来保证容器结构的设计合理，并保证设备的设计寿命。

虽然大部分是抄资料的还是声明一下原创哈