Quelles sont les formes d‘endommagement des récipients à pression?

Quelles sont les formes de dommages causés aux récipients à pression?

Un récipient à pression est un équipement fermé qui contient du gaz ou du liquide pour supporter une certaine pression. Selon la méthode proposée par le Comité international des récipients à pression, des chaudières et des tuyauteries, selon la forme et la cause des dommages, les types de dommages peuvent être classés comme suit:

1. Déformation élastique excessive: la déformation élastique est un comportement des solides sous l‘action de la force externe. Après le retrait de la force externe, la capacité de l‘objet à récupérer sa forme originale est appelée propriété élastique, et la déformation avec cette réversibilité est appelée déformation élastique. Une déformation élastique excessive peut rendre le récipient instable ou même atteindre le degré d‘instabilité.

2. Déformation plastique excessive: lorsque la charge de pression dépasse largement la valeur de calcul, la paroi du récipient devient mince et atteint finalement le point d‘instabilité, c‘est - à - dire que lorsque la pression augmente légèrement, le récipient se brisera en raison de la déformation plastique excessive. Lorsque le récipient subit une déformation plastique excessive et une rupture, la rupture est à l‘état de rupture, le récipient ne produit pas de fragments ou seulement une petite quantité de fragments, la taille du trou d‘éclatement dépend de l‘énergie de dilatation du récipient. En plus de l‘influence de la pression, le fluage des matériaux métalliques à haute température est également une cause importante de déformation plastique. Dans le processus de fluage, le matériau subit une déformation plastique continue qui se termine par une rupture après que la déformation plastique s‘accumule pendant une longue période.

3. Fatigue à grande déformation: sous l‘action de contraintes alternantes, les grains métalliques soumis à la plus grande contrainte dans certaines zones locales du récipient à pression (telles que autour de la buse d‘ouverture, discontinuité de la structure locale, etc.) glisseront et se développeront graduellement en petites fissures, et les deux extrémités de la fissure ne se développeront pas de façon discontinue, ce qui entraînera finalement des dommages dus à la fatigue du récipient. La fatigue se produit d‘abord dans la zone locale de haute contrainte ci - dessus, c‘est - à - dire dans la zone de grande déformation causée par ces fortes contraintes, et la rupture est appelée fatigue de grande déformation. La rupture par fatigue des récipients à pression présente généralement les caractéristiques suivantes: (1) Il n‘y a pas de déformation évidente des récipients. Il existe deux zones de rupture: la fissure de fatigue se produit dans la zone de propagation et la zone de rupture finale. Les contenants sont souvent endommagés par des fissures et des fuites. Les dommages dus à la fatigue se produisent toujours après le chargement et le déchargement répétés du bateau.

4. Rupture fragile: en ingénierie, la rupture sans déformation plastique évidente est appelée rupture fragile ou rupture, tandis que la rupture fragile d‘un récipient à pression se réfère à un récipient à pression en matériau plastique qui présente des caractéristiques de rupture fragile. La contrainte de travail du récipient fissuré est bien inférieure à la limite de résistance du matériau et même à la limite d‘élasticité du matériau. Les caractéristiques de rupture fragile du récipient à pression sont les suivantes: (1) la paroi du récipient n‘a pas de déformation d‘allongement évidente et l‘épaisseur du récipient n‘a généralement pas changé. La fracture est cristalline avec un lustre métallique et la fracture est rincée perpendiculairement à la direction de contrainte principale. Les contenants cassés fragiles sont souvent en forme de fragments et des fragments s‘échappent souvent. La plupart des accidents de rupture se produisent à basse température. La rupture fragile se produit plus facilement sur les récipients à pression en acier à haute résistance et sur les récipients à paroi épaisse fabriqués à moyenne et basse résistance.

5. Dommages dus à la corrosion par l‘hydrogène: sous haute température et haute pression, la molécule d‘hydrogène adsorbée sur la surface de l‘acier se décompose en atomes d‘hydrogène ou en ions, se dissout dans la couche superficielle de l‘acier et se diffuse dans l‘acier, ce qui affecte les propriétés de l‘acier de deux façons: la fragilisation par l‘hydrogène et la corrosion par l‘hydrogène. La fragilisation par l‘hydrogène est due à la diffusion de l‘hydrogène et à sa dissolution dans le réseau métallique, ce qui provoque une fragilisation de l‘acier pendant la déformation lente, lorsque la plasticité de l‘acier diminue considérablement. La corrosion par l‘hydrogène se réfère à la diffusion d‘atomes d‘hydrogène ou d‘ions dans l‘acier, qui se combineront pour former des molécules d‘hydrogène et produiront des réactions chimiques avec le carbone ou les carbures et les inclusions non métalliques sur la paroi microporeuse. Ces produits gazeux insolubles s‘accumulent dans les microvides d‘origine de la limite des grains, formant une haute pression locale, provoquant la concentration des contraintes, élargissant la limite des grains et se développant en microcracks, réduisant ainsi les propriétés mécaniques de l‘acier.

6. Fatigue par corrosion: la fatigue par corrosion est une forme de défaillance causée par la corrosion et la contrainte des matériaux métalliques. Dans la fatigue par corrosion des matériaux, d‘une part, la corrosion provoque des dommages locaux à la surface métallique et favorise la production et le développement de fissures de fatigue; D‘autre part, la contrainte de traction alternante détruit le film protecteur de la surface métallique et provoque la corrosion de la surface. Sous l‘action de contraintes alternantes, le film de protection endommagé ne peut pas se former à nouveau, et les produits de corrosion déposés dans la fosse de corrosion empêchent la diffusion d‘oxygène, ce qui rend le film de protection difficile à restaurer. Par conséquent, le fond de la fosse de corrosion est toujours actif et constitue l‘anode de la batterie de corrosion. Ainsi, sous l‘action combinée de la corrosion et de la contrainte alternante, la fissure se développe jusqu‘à la rupture finale du métal.

7. Corrosion sous tension: la corrosion sous tension est une forme de défaillance causée par l‘action conjointe du milieu de corrosion métallique et de la contrainte de traction. Lorsque la corrosion sous tension se produit dans le métal, la corrosion et la contrainte se renforcent mutuellement. D‘une part, la corrosion réduit la section efficace du métal et crée une entaille à la surface, ce qui entraîne une concentration de contrainte. D‘autre part, la présence de contraintes accélère la progression de la corrosion, ce qui fait que l‘entaille de corrosion de la surface s‘étend plus profondément et conduit finalement à la rupture.