浅析压力容器制造过程中容易忽视的细节
【摘要】在压力容器的制造过程中，经常会有一些细节被忽视，由此可能会产生非常严重的后果。本文通过一个检验案例，分析在压力容器制造过程中应注意的一些细节问题。
【关键词】压力容器 支座 垫板 韧性破坏
压力容器是一种特殊的设备，其具备高温，高压，介质高腐蚀性，高毒性，高危险的设备，在使用过程中容器本身有一定的温度或者腐蚀，承受的压力也非一直恒定。使用过程中会对压力容器产生各种的物理，化学作用，使容器产生泄露、腐蚀、变形、甚至撕裂爆炸的可能。而最近压力容器的事故更是频发，随着社会的发展，时代的进步，特种设备与我们的生活更加的贴近，特种设备的安全已经成为重中之重。今天以一则压案例分析在压力容器的制造安装过程中对设备使用及安全造成的影响。
一、检验案例概况
二、原因分析
1、材料选用
检验人员对该容器的出厂资料进行了核查，材质单中标示的材料与图纸要求使用的材质相符，不存在材料代用的情况。材质生产厂家为具有特种设备材料生产资质的企业，其资质可以在特种设备网上查到。筒体上材料标记移植也与材料入厂验收记录相符。因此可以排除材料用错的情况。
2、焊接情况
容器的撕裂部位没有处于筒体的环焊缝或纵缝上，该支座的垫板也没有覆盖筒体的环焊缝或纵缝，所以由于焊接所造成的缺陷也可以排除。
3、外观检查
检验人员对撕裂部位进行了仔细观察，从筒体外部测量，裂缝长达700mm；从筒体内部测量，裂缝长达300mm。由此可见，促使容器撕裂的应力来自容器外部。
检验人员把容器实物和图纸进行了对比，其结构及尺寸符合图纸的要求。
对比没有撕裂的垫板处，检验人员发现该容器支座垫板与筒体之间为全部满焊，垫板上也没有留排气孔。
综上分析，检验人员得出结论：由于支座垫板与筒体间没有留出排气孔，使得筒体在压力及温度瞬时变化的剧烈工况下运行发生了严重撕裂，即韧性破坏。
三、知识链接
根据承压类特种设备检验员培训资料，韧性破坏是指承压特种设备器壁承受过高的应力，达到了器壁材料的强度极限，而发生的断裂破坏。
承压特种设备的金属材料在外力的作用下引起变形和破坏的过程大致分为三个阶段，即弹性变形阶段、弹塑性变形和断裂阶段。
⑴弹性变形阶段是指当对材料施加的外力不超过材料固有的弹性极限时，一旦外力消失，材料仍能回复到原来的状态而不产生明显的残余变形。
⑵弹塑性变形阶段是指当对材料施加的外力超过材料固有的弹性极限值，材料开始屈服变形后，仍继续施加外力并超过材料的弹性极限值，材料将产生很大的塑性变形；外载荷消失后，材料不再恢复原状，塑性变形仍将保留。
⑶断裂阶段是指材料发生塑性变形后，如施加外力继续增加，当应力超过了材料的强度极限后，材料将发生断裂。
而在常规的压力容器设计过程中采用的弹性失效的理论基础一般都有应力分析不足的缺陷，对于压力容器使用过程中的交变载荷引起的疲劳，局部应力，热应力，边缘应力等都没有相应的考虑，而是采用普通的许用应力值造成常规的设计结果过于保守，所设计出的压力容器本身需要很大的承载额限才能满足使用要求。这就使得一些设备在出厂的时候按设计可以满足需求可是实际的使用过程中出现各种问题隐患。造成本案例中的韧性破裂使压力容器失效。
四、解决方案
该次事故的发生完全是由于该制造厂的质保体系存在严重的问题，工人没有按照设计要求操作，厂内质保人员也没有及时发现，使得本不该发生的事故出现。在作出上述分析后，检验人员提出：在容器的制造过程中，支座垫板与筒体焊接部位必须留出排气孔，或者不要焊满，留下一段空隙，采用断续焊的方法进行焊接，并且将鞍座与地面固定卡槽由圆形卡槽改为条形卡槽，给容器在高压高温下膨胀留出余量，这样就可完全避免类似情况的发生。
参考文献：
[1]固定式压力容器安全技术监察规程（TSG R0004-2009）.
[2]GB 150-2011《压力容器》.
[3]JB4712-92 容器支座.
[4]承压类特种设备检验员培训资料.