陈海云 邢 璐 丁无极 盛水平

(杭州市特种设备检测研究院)

搪玻璃压力容器作为压力容器的一个重要分支，不但具有常规压力容器的共性，而且具有耐腐蚀性、不粘性、绝缘性及隔离性等特性，被广泛应用于化工、医药、冶金及食品等行业。搪玻璃压力容器的失效通常源于搪玻璃层的破损，制造过程中搪玻璃产品发生的爆瓷事故约占总事故的90%以上，其中约有40%发生在产品结构的R处，占爆瓷事故的第一位；另有28%的爆瓷事故发生在产品结构的焊接处[1]。

搪玻璃层是一种非常脆的非金属材料，其延伸率近似为0，抗拉强度的上限小于金属基体的许用应力。搪玻璃层受到外加载荷产生的机械应力过大或其热应力和内部应力过大均会使其破裂。爆瓷失效主要分为应力爆瓷和鳞爆[2]，由物理应力引起的爆瓷称为应力爆瓷，由氢引起的爆瓷称为鳞爆，但两者均由主应力超过瓷层强度引起，并与搪玻璃设备的结构设计、材料及制造工艺等方面引起的应力有关。笔者从结构设计与制造两方面研究分析了搪玻璃压力容器爆瓷失效的应力来源与影响因素，并提出相应的改进措施。

1 结构设计

在工程中常出现壳体接管R处搪玻璃层发生爆瓷，这与R处应力的大小和分布有关。压力容器管口接管附近的局部范围内，因结构不连续产生较高的不连续应力，从而形成局部高应力区。很多案例的有限元分析表明，接管R处金属基体的最大主应力出现位置与搪玻璃层的最大主应力出现位置相同，主应力超标是搪玻璃层开裂最主要的原因[3]。……