压力容器疲劳寿命与裂纹研究分析

张开然 田路军

摘要：压力容器使用广泛，其生产加工形式主要由焊接组成，在其焊缝中难免会存在漏焊或未焊透现象，压力容器的大表面也会存在表面缺陷。在内部压力的作用下，这些微小缺陷很快形成初始表面裂纹，随之扩展，这些缺陷给压力容器带来致命隐患。因此，对容器表面裂纹扩展规律的研究，及剩余使用寿命的评估，具有重要的实际工程意义。

关键词：压力容器;裂纹;影响因素

在实际生产加工过程中，构件通常会在交变载荷的情况下工作，在此工作条件下若构件中存在裂纹则对结构十分不利，构件中的裂纹也会在此种情况下得到发展。据不完全统计，有60%以上的容器泄漏、断裂事故由裂纹引起。

1.裂纹的形式及分类

工程构件中存在多种缺陷，在冶炼、生产加工过程中都会带来这样那样的缺陷，如夹渣、刀痕、未焊透等，这些缺陷都会给构件带来安全隐患。在断裂力学中，把这些缺陷统称为“裂纹”，并对这些裂纹进行了分类。工程构件中的缺陷及裂纹均可以考虑为三维问题，为了利于工程实践，经过专家学者的实验研究将多种表面裂纹形式用椭圆形及半椭圆形来描述，具体又可分为埋藏裂纹、表面裂纹、角裂纹、孔壁表面裂纹、孔壁角裂纹。在压力容器结构，由于表面积大加工及运输的原因，容易产生表面裂纹。压力容器封头与圆筒形体的连接采用了焊接的形式，在焊接过程中容易产生埋藏裂纹及焊缝残余应力。……