压力容器疲劳断裂分析

摘要：压力容器是现代工业生产的主要工具之一，压力容器长期处于高温高压的状态，容易造成容器裂纹出现，对工业生产的安全造成较大的隐患。结合压力容器在实际应用中疲劳容器存在裂纹断裂的问题，提出合理有效的分析方法，对压力容器的使用进行分析，优化压力容器的应用安全性。

关键词：存在裂纹的压力容器；疲劳断裂；分析

随着经济的发展进步工业水平不断提高，以有限元的数据分析法为主，通过对工业生产的压力容器的应用与检测进行探究，使压力容器检验的准确性得到提高，工业生产的安全性得到保障。

1压力容器疲劳损坏的原理分析

压力容器出现疲劳断裂是一种常见的元件损坏问题，在工业零件损坏的原因中占据着主要部分，从压力容器疲劳断裂的基本过程分析，将压力容器疲劳断裂的基本步骤分为三部分，首先，由于压力容器长期处于磨损严重的工业生产环境中，高压高温的工业原料与容器之间形成磨损，甚至存在压力容器钻孔处直接磨损掉的情况发生，导致压力容器的实际应用中出现大量的磨损痕迹，造成压力容器的内壁表层较薄，容易出现损坏或者裂痕的衍生；其次，压力容器磨损严重使裂痕的波纹出现内部波纹延伸，而压力容器的生产工作环境也给予裂痕扩展提供了助推条件，导致裂痕的范围面积逐步扩展，形成片状或者扇形分布；最后，长期的高压运作，加上压力容器疲劳周期循环，使压力容器的整体运行损率受到外部大量施压作用，压力容器内部受压能力已经达到上限，长期的压力容器疲劳循环应用，最终出现压力容器疲劳断裂的问题。对存在断裂痕迹的压力容器疲劳断裂问题的分析，如果从数据分析角度进行探索，即压力容器在实际应用中，存在应用的最佳时期，当压力容器的应用最佳周期时间消失，则压力容器疲劳程度随着时间的增长逐步提高，压力容器的受压能力下降，最后压力容器超出了最大压力的承受范围，从而出现压力容器疲劳断裂情况。

2压力容器疲劳断裂的分析方法

压力容器疲劳断裂的分析，通常采用有限元分析法，依据压力容器疲劳断裂分析中的有限元数据分析步骤，将压力容器疲劳断裂中存在的影响因素视为有限元建立的主要构成部分，设定压力容器检验的压力检验因子数，使压力容器疲劳断裂的有限元建立上，形成某种特定的关系式，确定有限元分析的变量因素；其次，将压力容器疲劳断裂中的有限元数据模型建立起来，通常对压力容器疲劳断裂分析，主要分析压力容器压力分子的强度。如图1为压力容器疲劳断裂有限元的分析流程。从图中可以看出，有限元的变化因素建立Pro模型，并将有限元的数据分析的模型结果导入计算软件中，软件依据对压力容器疲劳断裂分析建立的压力模型，形成定义参数数据网络。有限元模型外部施加检验负荷或者约束条件，最终预算出压力容器疲劳断裂数据模型运行的最大值和最小值，得到有限元的数据分析结果，这种综合的检验分析技术，实现压力容器疲劳断裂的压力分子分析结构，优化分析步骤，与传统的单一外部检验，更加准确的进行压力容器疲劳断裂可能存在的原因分析。

3压力容器疲劳断裂的分析

（1）压力容器疲劳断裂上的寿命分析。压力容器疲劳断裂的分析，是压力容器疲劳检验中重要的构成部分，从压力容器的应用情况来看，压力容器的应用存在寿命周期性，为了提高压力容器应用的安全性，实现现代工业应用技术得到大幅度的稳定，结合压力容器疲劳断裂的基本研究方式，对压力容器疲劳断裂的寿命分析，建立寿命分析的有限元分析数据模型，从压力容器的应用时间和出现裂纹到断裂的变化情况进行记录，得出压力容器疲劳断裂的寿命分析数据。对压力容器疲劳断裂寿命检验，采用一般工业生产的压力容器，当检测压力容器的内部压力达到23Pa时，压力容器的受压程度达到最大值，压力容器在初步使用时，达到最佳受压值的次数较低，经过一段时间的应用磨合，压力容器在工业生产中达到最佳值，并在一段时间内，压力容器的应用作用达到最佳值，压力容器的运作状态处于不稳定状态，压力容器进入疲劳阶段，使用时间和实际应用作用受到影响。结合以上对压力容器的应用寿命分析，可以发现，压力容器出现裂纹后，依据可以在一段时间内正常应用，但随着外部多种因素，包括温度、湿度、强度等多种因素，都会对压力容器的应用寿命造成影响，从而影响对压力容器的使用时间造成影响。（2）压力容器疲劳断裂的裂纹规律分析。压力容器疲劳断裂的裂纹发展也存在一定的规律。对压力容器的裂纹的分析，可以分析对压力容器的横向断裂纹分析和纵向断裂纹分析，横向断裂纹是由于表面强度因子受到受压时间、受压强度等方面的共同作用，导致压力容器表面出现短小的裂痕纹，通常情况下，这种横向裂纹出现在压力容器内部的可能性较大，压力容器内部受到压力的影响，或者加工材料的碰撞，容易出现压力容器内部上存在横向裂纹，但这种横向裂纹在实际中造成的影响较小，纵向裂纹是内部裂纹经过一段时间的演变，受到强压或高温的助推作用，压力容器的强度分子的受压情况受到了更大的压力冲击，导致压力容器的受压冲击力的作用增加，边缘裂痕的强因子的受压能力已经逐步达到极限，当纵向裂痕的受压情况达到极限时，受压分析因素无法实现压力因子的准换，从而出现压力容器疲劳断裂的情况发生。生产人员在实际加工中，要善于分析压力容器应用中裂痕出现的下规律，实现压力容器在工业生产中的安全应用。（3）压力容器疲劳断裂受温度影响分析。对压力容器应用温度进行探究，结合对压力容器应用环境，发现压力容器存在疲劳断裂问题，与温度之间具有一定的影响。假设压力容器的应用温度分别为200℃、400℃以及550℃，对压力容器进行的分析，从压力容器疲劳断裂的温度分析数据中，可以判定压力分析的受压强度分析表，对压力容器疲劳断裂受到温度影响的因素进行分析。如表1，结合表中相应的数据分析可知，当压力容器的外部受到温度的稳定性越高，压力容器的受压稳定性越低，对压力容器疲劳运作的实际运行发展空间之间具有较大的联系，因此，压力容器应用工作人员在实际工作中,要合理调节压力容器的应用温度，保障压力容器的应用温度对压力容器的使用寿命的影响可调节式发展。（4）压力容器疲劳断裂受到材质的影响分析。压力容器疲劳断裂的出现，与压力容器的应用材质之间存在必然的联系，压力容器的应用材质，一般采用钢化材质为主要的应用原料，这种材质压力容器抗压能力较强，是一种新型压力容器材质，结合对压力容器的疲劳应用分析，可提高压力容器的应用寿命，实现压力容器的应用时间得到延长。

4压力容器疲劳断裂的的分析作用

压力容器是现代工业生产中常用的一种工具，对出现裂痕的压力容器疲劳断裂进行分析，可以找出压力容器疲劳断裂出现的因素，通过对压力容器疲劳断裂产生的因素进行分析总结，实现现代工业压力容器的合理应用；另一方面，压力容器疲劳断裂分析，是我国工业生产技术得到进一步探索的重要渠道，我国的工业生产技术在不断的实践中得到更新，改进压力容器疲劳断裂造成的应用问题，提高工业生产的技术检测质量水平，促进我国工业技术应用中，压力容器的应用问题得到进一步拓展创新。

5结语

压力容器疲劳断裂问题是现代工业生产中经常出现的问题之一，结合工业生产中压力容器疲劳断裂的实际问题，对存在的问题因素进行探究分析，可以合理的把握压力容器损坏的规律，从而把握压力容器疲劳断裂的规律，以进行合理有序的工业应用元件检验，实现工业稳定生产。

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作者：张养治 刘瑞瑞 单位：新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院