三、疲劳破裂

疲劳破裂是压力容器常见的一种破裂形式。据英国的一个联合调查组统计，在运行期间发生破坏事故的压力容器有近90％是由裂纹引起的，而在由裂纹引起的事故中，疲劳裂纹约占40％。可见压力容器的疲劳破裂是绝对不能忽视的。压力容器的疲劳破裂，绝大多数属于金属的低周疲劳，即承受较高的交变应力，而应力交变的次数并不是太高。一般情况下，压力容器的承压部件在长期反复交变载荷作用下，在应力集中处产生微裂纹，随着交变载荷的继续作用，裂纹逐渐扩大，导致破裂。

1、疲劳破裂的特征

(1) 容器没有明显的塑性变形； (2) 破坏总是产生在应力集中的地方； (3) 只产生开裂， 不产生碎片；(4)从裂纹的形成、扩展到破坏有一个较为缓慢的发展过程；(5) 破坏总是经过长期的反复载荷作用后发生，应力低于抗拉强度；(6) 断面呈两个区域，即裂纹的形成和扩展区与脆断区。

2、疲劳破裂的预防

压力容器的疲劳破裂既然是由于反复的交变载荷以及过高的局部应力引起的，那么要防止它发生这类事故，除了在运行中尽量避免那些不必要的频繁加压和卸压、过分的压力波动和悬殊的温度变化等因素外，主要还在于设计时采用合理的结构。一方面要避免产生应力集中，使容器器壁的个别部位的局部应力不致于超过材料的屈服强度。另一方面，如果容器上确实难以避免地要出现较高的局部应力，则应做疲劳分析和疲劳设计。此外在制造时要按正确的工艺进行，确保质量。

四、腐蚀破裂

腐蚀破裂系指承压特种设备材料在腐蚀性介质作用下，引起承压特种设备器壁由厚变薄或材料组织结构改变、机械性能降低，使承压特种设备承载能力不够而发生的破坏，这种破坏形式称为腐蚀破裂。

压力容器的腐蚀破裂都是应力腐蚀，因为压力容器一般都承受较大的拉伸应力，而它的结构也常常难以避免地有程度不同的应力集中处，如设备的开孔焊缝等，且容器的工作介质又常常是带腐蚀性的。压力容器的应力腐蚀破裂是指容器壳体由于受到腐蚀介质的腐蚀而产生的一种破裂形式，是在腐蚀介质和拉伸应力的共同作用下产生的。腐蚀使金属材料的有效截面积减小和表面形成缺口，产生应力集中；而应力则可加速腐蚀的进行，使表面缺口向深处扩展，最后导致断裂，所以应力腐蚀可使压力容器在应力低于它的强度极限时破坏。应力腐蚀是种相当危险的破裂形式，因为它常常是在未被发现的情况下突然断裂而发生损坏。

1、腐蚀断裂的特征

(1) 引起应力腐蚀的应力必须是拉应力，且应力可大可小，极低的应力水平也可能导致应力腐蚀破坏。 应力既可由载荷引起，也可由焊接、装配或热处理引起的残余应力。(2) 纯金属不发生应力腐蚀，但几乎所有的合金在特定的腐蚀环境中都会产生应力腐蚀裂纹。极少量的合金或杂质都会使材料产生应力腐蚀。各种工程实用材料几乎都有应力腐蚀敏感性。 (3)产生应力腐蚀的材料和腐蚀性介质之间有选择性和匹配关系，即当二者是某种特定组合时才会发生应力腐蚀。(4) 应力腐蚀是一个电化学腐蚀过程，包括应力腐蚀裂纹萌生、稳定扩展、失稳扩展等阶段，失稳扩展即造成应力腐蚀破裂。

影响应力腐蚀断裂的因素很多，比如介质的种类、介质浓度、环境温度、构件所处的应力状态、金属所用材料的成分与组织。设备的防腐蚀措施是各式各样的，需要根据不同的设备条件和不同的工作介质采用不同的方法。

2、腐蚀断裂的预防

(1)选择合适的抗腐蚀材料；(2) 采取必要的保护措施，使承压部件与腐蚀介质隔离； (3)进行合理设计，避免高应力区；(4) 制造时制定合理的工艺，消除残余应力；(5) 使用中加强管理，定期检查维修。

五、蠕变破裂

蠕变是指金属材料在应力和高温的双重作用下产生的缓慢而连续的塑性变形。当承压部件长期在金属蠕变的高温下工作，壁厚会减小，材料的强度有所降低，严重时会导致压力容器高温部件发生蠕变破裂。产生蠕变破裂的原因主要是未选用抗蠕变性能好的合金钢来制造高温部件、结构设计不合理而使局部区域过热、制造时改变了材料的组织而降低了材料的抗蠕变性能以及由于操作或维护不当，使承压部件局部过热。材料发生蠕变破裂时，一般都有明显的塑性变形，断口表面形成一层氧化膜。

预防压力容器高温承压部件蠕变破裂主要从以下几个方面来考虑：(1)设计时根据使用温度选用合适的材料；(2) 合理设计结构，避免局部高温；(3) 制定正确的加工工艺，避免因加工而降低材料的抗蠕变性能；(4) 在使用中防止容器局部过热。经常维护保养，清除积垢、结碳，可有效防止蠕变破坏事故的发生。

压力容器在运行和使用过程中，要受到反复升压、卸压等疲劳荷载的影响，又经常受外部环境的影响，还要受到有腐蚀性介质的腐蚀，或在高温深冷等工艺条件下工作，其力学性能会随之发生变化，容器制造过程中的小缺陷也会随之扩展增大，对压力容器进行定期的全面地技术检验，是及早发现容器存在的缺陷，消除隐忠，从而保证压力容器安全运行，避免发生事故的一项行之有效的措施。