摘要：压力容器是工业生产中的重要设备，对于确保生产过程的顺利进行具有十分重要的现实意义。但是压力容器在实际的应用过程中，长期会受到各种物理和化学作用的不利影响，进而会对压力容器的安全稳定运行造成不同程度的安全隐患。因此，通过对在役压力容器的整体状况科学合理地检验，就能及时发现其中存在的潜在问题，一旦发现缺陷就要立即采取针对性的应对措施。本文对压力容器的失效模式进行论述，在此基础上，进一步讨论了基于失效模式的在役压力容器检验，能够在一定程度上促进压力容器检验工作水平的不断提高，从而确保压力容器能够安全平稳运行。

关键词：失效模式；压力容器；检验

压力容器被广泛应用于工业生产中，由于其工作要求非常高，这就对其整体质量提出了较高的要求。但是压力容器在制造的过程中，会受到材料冶炼水平、制造工艺以及经济性的影响，这就会给压力容器的制造质量带来不利影响。同时，压力容器在工作过程中，会长期处于高温高压的恶劣环境中，这就会对其整体的结构逐渐造成危害，最终导致压力容器上出现裂纹，给其安全工作造成不小的安全隐患。因此，对工作过程中压力容器可能出现的失效模式进行深入分析研究，并结合其实际的工作情况，提出科学合理的检验方法，能够大大提高压力容器缺陷的检出率，从而确保其始终处于良好的工作状态。

1、失效模式

1.1塑性破裂

压力容器在工作过程中会发生一定的弹性变形，并且能够恢复原状，但是当其受到的载荷超过其弹性变形范围后，压力容器就会发生不可逆的塑性变形，并且随着塑性变形量的逐渐增加，最终会造成塑性破坏，在压力容器截面上的材料此时就会处于屈服状态并经过了充分变形。塑性变形会给压力容器造成非常严重的破坏，这种情况在正确设计、制造及合理使用的设备中一般不会出现，但是由于压力容器的工作环境非常恶劣，长期处于高强度工作条件下的压力容器出现塑性破坏的概率就会大大增加。

1.2脆性破裂

压力容器工作过程中，会受到外界所造成的多种应力，当施加在压力容器上的外界应力小于压力容器构成材料的强度极限时，此时所发生的破坏，即为脆性破裂。压力容器发生脆性破裂时，所受到的应力往往较低，因此，脆性破裂又可以称为低应力破坏。压力容器在发生脆性破裂的过程中，根据脆性破裂发生位置的不同，其又可以进一步分为开裂和裂纹扩展两种不同的形式，对于前者而言，通常在压力容器韧性差的位置处常见；而后者主要是指锅炉裂纹尖端位置处所受到应大于其材料的强度极限，进而造成裂纹的不断扩展延伸，最终导致锅炉发生脆性断裂。1.3疲劳破裂首先，是压力容器中存在非常高的局部应力，该应力往往非常接近甚至超过压力容器构成材料的屈服极限，在压力容器的接管、开孔以及转角等位置处所受到的应力往往较大，在工作过程中可能超过压力容器的屈服极限；其次，还要有反复施加的载荷，这种情况在间歇操作的压力容器中尤为常见，这就为疲劳破裂的发生创造了有利条件。

1.4腐蚀与冲蚀

压力容器在工作过程中可能受到的腐蚀形式主要包括：大气、保温层下、冷却水、电化学、CO2、烟气露点、微生物以及碱腐蚀等类型。冲蚀是因固体﹑液体﹑蒸汽或其任何介质的相对运动而产生的壳体表面材料移除。冲蚀会给压力容器的整体性能造成严重影响，尤其是当腐蚀与冲蚀同时发生时，会加快压力容器的腐蚀速度，严重缩短其使用寿命。

2、基于失效模式的在役压力容器检验

2.1检验方案

压力容器的破坏往往是在受力、材料、运行工艺流程以及环境等因素的共同作用下发生的。在役压力容器的受力状况分析主要是对其是否存在应力集中、交变应力以及边缘引力等进行判断。压力容器材料的性能包括：韧性、耐腐蚀性、脆性以及热稳定性等。工艺流程主要涉及介质是否具有腐蚀性、是否存在循环载荷以及操作温度是否会产生热应力等。

2.2检验方法

压力容器的检验项目主要包括：宏观、表面缺陷、紧固件、强度以及气密性等项目，要结合其实际的工作状况进行针对性检验。针对上述的检验项目，在压力容器所采用的检验方法主要是以宏观检查、壁厚测定以及表面无损检测为主，必要时还可以采取超声检测、射线检测、金相检验以及光谱分析等检测方法，进而确保对压力容器进行系统全面的有效检验。

2.3在役压力容器检验

①资料审查，核查压力容器的材质、工作介质、载荷、温度以及满足实际的工作要求。
②宏观检查，对压力容器的外观进行检查，是否存在裂纹、腐蚀、凹陷、变形、鼓包以及机械损伤等缺陷。
③超声波测厚，对压力容器腐蚀严重的部分厚度进行检验，确保其厚度符合安全工作的要求。
④内、外壁检测，通过采用磁粉和渗透检测，对肉眼无法看到的缺陷进行检验。 

2.4使用FBI进行压力容器检验

在进行FBI检验方法应用的过程中，加强对传统压力管道检验技术特征的关注，尤其要对压力容器装置的安全可靠标准加以研究，使压力容器的运行可靠性可以得到更大程度的明确，为设备失效问题的明确提供帮助。要在进行FBI检验方法应用的过程中，加强对重要性因素划分工作的重视，确保FBI检验技术的应用重点可以得到明确，使检验周期的考察工作可以更加充分地适应检验周期的划定需要，为压力容器检验方法的明确提供帮助。

2.5压力容器检验数据库的构建在制定压力容器检验的具体方案过程中，要将数据库的完整构建作为重点关注的因素，使检验方案的设计可以得到充足的信息资源支持。要将样本信息的
全面性考察作为重点关注的问题，尤其要对压力容器所存在的技术风险进行全面预测，使压力容器检验数据库的构建可以更加充分地适应风险因素计算和评估的具体需要，为检验技术应用难度的控制提供帮助。要在压力容器检验技术应用的过程中，对检验失效问题进行全面识别控制，尤其要对压力容器的寿命周期进行合理计算，使压力容器检验技术的选取应用可以更具合理性。

3、结语

总而言之，压力容器在实际的工作过程中会受到多种不利因素的影响，进而会给其安全运行造成不小的安全隐患。因此，为了确保压力容器能够进行安全的工作，通过将失效模式运用于在役压力容器的检验工作中，能够在一定程度上提高检验工作质量，为压力容器的安全运行提供可靠保障。

参考文献：

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[2]雷佳慧,王金平,吴凯飞.基于失效模式的在役压力容器检验[J].化工管理,2018(2).

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