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什么是疲劳破裂?

2007-3-28 15:56:45 【您是本文第 位读者】


答:承压壳体的疲劳破裂是指壳体经历过较多次数的反复应力作用以后,在不太高的名义应力下(远低于材料的抗拉强度)发生的破裂。严格说来,金属的疲劳破坏实际应是反复应力破坏,因为破坏的重要因素是应力的频繁反复作用,而不是作用时间的长短。金属构件的疲劳断裂一般分为机械疲劳、热疲劳和腐蚀疲劳3大类。按疲劳断裂时载荷反复作用次数的多少,又有高周疲劳和低周疲劳之分。压力容器疲劳破裂,主要是机械疲劳,也有少数是热疲劳破裂的,例如锅炉和其他高温容器。一般的压力容器不会经受105周的循环载荷,所以它的疲劳破裂基本上都属于低周疲劳。压力容器低周疲劳破裂,必须同时具备两个基本条件:即容器经受过一定次数的循环载荷,包括开停、压力大幅度变化等;和器壁的局部区域存在较高的压力,如开孔接管处的应力集中等。疲劳破裂的容器,在整体和外形上的特征是:容器没有明显的整体屈服变形;开裂的位置不固定,但大部分是在接管与壳体的连接处;一般不裂成碎块,仅裂开一个小裂口,使容器因泄漏而失效;断裂面大部分是疲劳裂纹扩展区,垂直于主应力方向,剩下的最后断裂区(瞬裂区)的断裂面,中低强度钢制容器常有较宽的剪切边,高强度钢制厚壁容器则有很小或没有剪切边;断口宏观形貌可以观察到明显的两个区域,即疲劳裂纹扩展和瞬裂区。容器疲劳破裂的主要原因如下。

①不良的设计结构。包括不合理的开孔接管和补强结构;不合理的轮廓和形状,如截面变化转角太小、形状突变等。

不正常的操作条件。包括频繁的开车和停车,操作压力的大幅度波动,温度的周期性变化以及容器及其接管的激烈振动等。

较严重的制造缺陷。主要是焊接缺陷,如焊缝咬边,未焊透等。

介质对器壁具有较强的腐蚀性。多数是因为操作条件发生变化而使介质的腐蚀性增强,使容器的疲劳强度降低。    

 





责任编辑:tanle
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