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压力管道为什么会出现金属疲劳的现象?

发布日期:2022-04-13

按照该定义,压力管道的种类其实较多(如橡胶管道、塑料管道、PU管等),最常见的是金属管道,今天我们就主要针对金属类的压力管道,说一说它的特殊之处,为什么会有金属损伤?

压力管道外表看似简单,实则构造复杂、危险因素多

压力管道作为特种设备之一,其制作组装要复杂得多,一般来说,压力管道主要由管道组成件、管道支承件、安全保护装置以及附属设施等组成。而其中压力管道的主要元件有分为管子、管件、法兰、阀门、补偿器、密封件、支吊架等;安全保护装置主要有安全阀、压力表、爆破片、紧急切断阀;附属设施包括阴保装置、压气站、泵站、阀站、调压站、监控系统等,任何一类元件,如果管理维护不当,可能会发生意想不到的严重后果。

这些压力管道配件在工作中需要长时间承受特定的压力,并且会持续受到周边环境的影响。一般来说,压力管道故障一般都会经历从损伤到失效这个阶段,管道在外部机械力、介质环境、热作用等单独或者共同作用下,其材料性能被迫下降、结构不连续或者承载能力下降,这就造成了压力管道的损伤。

而随着管道损伤积累到一定程度,压力管道的功能不能再继续发挥其设计规定的强度,甚至刚度都不能满足使用要求的状态后,根据目前现行国标承压设备损伤模式识别中,将损伤模式分为5大类:腐蚀减薄、环境开裂、材质劣化、机械损伤以及其他损伤。

金属疲劳试验

而在金属损伤中,我们常常会见到一种破坏现象是“金属疲劳”

作为一种特种设备,压力管道在工作的时候需要长时间承受相当的压力,所以管道管体材料在长期受到反复的加压和卸压的交变循环载荷作用下,在管道结构应力集中的局部区域,会因为连续的高应力集中循环,从而导致裂纹萌生,裂纹扩展到临界状态;剩余截面不稳定,以致在应力远小于屈服点或强度极限的情况下, 管道强度发生失效,导致突然发生脆性断裂,这种现象就是所谓的金属材料疲劳。

一旦这些损伤导致了管道事故,可就是人、财、物的损失了。所以我们一定要对压力管道进行必要的定期检验,重视这一类特种设备的安全风险预警分析、失效分析、安全评估,降低特种设备发生事故的风险。

时至今日,对特种设备检测的手段越来越先进了,对正在使用中的管道,我们一般都是通过射线检测(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)、渗透检测(PT)和涡流检测(ET)这五种常规无损检测技术来对其安全性进行检测。在这五种检测方法中,RT和UT主要应用于检测压力管道的内部缺陷,而PT主要用于检测管道的表面缺陷,最后的MT和ET主要用于检测其表面和近表面缺陷。

如今频发的压力管道特种设备的安全事故有可能是“天灾”,也有可能是“人祸”,但无论是什么样的原因,企业都要严格按照各项规章制度统筹管理、定期维护检测,做好特种设备风险预警,才能做到安全生产。江苏容大作为专业的第三方检测机构,对于金属疲劳测试也是有丰富经验的,欢迎有需求的企业进行咨询!