壓力容器儲罐使用過程中為什么會出現(xiàn)碎裂現(xiàn)象呢?

一、壓力過載

• 主動超壓：系統(tǒng)壓力失控。比如進(jìn)料泵壓力調(diào)節(jié)失靈，持續(xù)向儲罐注入高壓介質(zhì)；或儲罐出口閥門堵塞、管路結(jié)冰，介質(zhì)無法排出，罐內(nèi)壓力像“氣球充氣"一樣不斷累積。若安全閥（泄壓裝置）因銹蝕、卡澀等失效，無法及時泄壓，壓力會迅速突破臨界值，罐壁從薄弱處（如焊接接頭）開裂，進(jìn)而引發(fā)整體碎裂。

• 被動超壓：介質(zhì)熱膨脹增壓。儲罐若露天暴曬或靠近熱源（如蒸汽管道、明火），罐內(nèi)介質(zhì)（尤其是液化氣體如液氨、丙烷）會受熱膨脹，體積變大但罐體容積固定，壓力隨之急劇升高。例如夏季露天放置的液化石油氣儲罐，若未做遮陽降溫，陽光直射可能使罐內(nèi)壓力在幾小時內(nèi)超出設(shè)計值，引發(fā)爆裂。

二、材料與制造缺陷

• 材料不合格：強(qiáng)度與韌性不達(dá)標(biāo)。部分廠家為降低成本，使用雜質(zhì)含量高、強(qiáng)度等級不足的鋼材（如用普通碳鋼代替壓力容器專用鋼），或采用過期、性能退化的材料。這類材料在壓力作用下，罐壁易產(chǎn)生塑性變形，最終因強(qiáng)度不足斷裂；若材料韌性差（如低溫用鋼選錯型號），還會出現(xiàn)“脆斷"——無明顯變形就突然碎裂。

• 制造工藝缺陷：焊接與成型隱患。焊接是儲罐制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，若焊接電流不當(dāng)、焊縫未熔透、存在氣孔或夾渣，會導(dǎo)致焊縫成為“薄弱帶"。這些隱蔽的焊接缺陷在壓力循環(huán)作用下，會逐漸擴(kuò)展成裂紋；此外，罐體成型時若出現(xiàn)折皺、凹陷，或封頭與筒體對接時中心線偏移，會造成局部應(yīng)力集中，長期使用后從應(yīng)力集中點(diǎn)開裂。

三、腐蝕與老化

• 內(nèi)部腐蝕：介質(zhì)直接“啃噬"罐壁。若儲罐儲存的是酸堿溶液（如硫酸、氫氧化鈉）、含硫氣體（如硫化氫）或含鹽液體（如海水），介質(zhì)會與罐壁鋼材發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。比如酸性介質(zhì)會導(dǎo)致“均勻腐蝕"，使罐壁整體變薄；或在焊縫、劃痕處發(fā)生“局部腐蝕"（如點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕），形成小孔或溝槽，當(dāng)腐蝕深度超過安全厚度，壓力作用下就會碎裂。

• 外部腐蝕與老化：環(huán)境加速性能衰退。露天儲罐長期暴露在潮濕、多雨或沿海高鹽霧環(huán)境中，外壁會發(fā)生“電化學(xué)腐蝕"（生銹），銹蝕層會降低鋼材強(qiáng)度，且銹坑會成為應(yīng)力集中點(diǎn)；同時，儲罐長期承受“壓力循環(huán)"（反復(fù)加壓、泄壓），罐壁金屬會出現(xiàn)“疲勞老化"，就像反復(fù)彎折的鐵絲會變硬變脆，最終在疲勞裂紋擴(kuò)展后碎裂。

四、操作不當(dāng)

• 沖擊載荷：壓力驟變的“瞬間沖擊"。進(jìn)料或出料時速度過快，會導(dǎo)致罐內(nèi)壓力“驟升驟降"，形成“水錘效應(yīng)"或“氣錘效應(yīng)"。比如向空罐快速注入高壓液體，液體對罐底和罐壁的沖擊力會使局部應(yīng)力瞬間超過極限；或突然關(guān)閉出口閥門，介質(zhì)流動慣性會撞擊罐壁，反復(fù)沖擊會使罐壁產(chǎn)生裂紋并逐漸擴(kuò)大。

• 違規(guī)改裝與超范圍使用。用戶私自改變儲罐用途（如原本儲存常壓水的儲罐，改成儲存高壓壓縮空氣）、增加儲罐容積（如焊接加長筒體），或改變介質(zhì)類型（如儲存腐蝕性更強(qiáng)的介質(zhì)），會使儲罐實際工況遠(yuǎn)超原設(shè)計參數(shù)。例如將常壓儲罐改為承壓儲罐，罐壁厚度本就不滿足高壓要求，極易在壓力作用下碎裂。

五、溫度異常

• 低溫脆斷：鋼材“凍脆"后的斷裂。若儲罐在低溫環(huán)境下使用（如北方冬季露天儲罐，溫度降至-20℃以下），且未采用低溫韌性合格的鋼材，鋼材會失去原有韌性，變得 brittle（脆）。此時即使罐內(nèi)壓力在設(shè)計范圍內(nèi)，輕微的振動或沖擊也可能導(dǎo)致罐壁突然碎裂，且斷裂面平整無明顯變形。

• 溫度驟變：熱脹冷縮產(chǎn)生的“溫差應(yīng)力"。高溫介質(zhì)突然注入冷態(tài)儲罐，或冷介質(zhì)快速進(jìn)入熱罐，罐壁內(nèi)外側(cè)會出現(xiàn)巨大溫差——內(nèi)側(cè)受熱膨脹，外側(cè)溫度未變，兩者變形不一致會產(chǎn)生“熱應(yīng)力"。例如將100℃的蒸汽突然通入常溫儲罐，罐壁內(nèi)側(cè)膨脹被外側(cè)限制，會產(chǎn)生拉應(yīng)力，若應(yīng)力超過材料強(qiáng)度，就會出現(xiàn)縱向裂紋。

六、外部因素：意外沖擊與基礎(chǔ)失效的“附加風(fēng)險"

• 外部撞擊：物理沖擊的“直接破壞"。儲罐在運(yùn)輸、安裝過程中若發(fā)生碰撞（如吊車吊裝時失衡撞擊罐體），或生產(chǎn)現(xiàn)場有重物（如叉車、設(shè)備部件）砸到罐壁，會留下凹陷、劃痕等“機(jī)械損傷"。這些損傷處會產(chǎn)生應(yīng)力集中，在后續(xù)壓力作用下，損傷點(diǎn)會逐漸擴(kuò)展成裂紋，最終導(dǎo)致碎裂。

• 基礎(chǔ)沉降與變形：受力失衡的“間接破壞"。儲罐基礎(chǔ)若未夯實、或長期受雨水浸泡導(dǎo)致不均勻沉降，會使罐體發(fā)生傾斜、變形。比如儲罐一側(cè)基礎(chǔ)下陷，罐體會向一側(cè)彎曲，罐壁不同部位的應(yīng)力分布會嚴(yán)重不均，彎曲處的拉應(yīng)力會超過材料極限，進(jìn)而引發(fā)罐體開裂甚至整體坍塌。

盤點(diǎn)一下壓力容器儲罐的優(yōu)勢？