Đứt gãy trong thiết bị áp suất theo API RP 571 chủ yếu được giải quyết trong danh mục Cơ chế hỏng hóc cơ học hoặc luyện kim, đặc biệt tập trung vào đứt gãy giòn và các hiện tượng giòn liên quan.

Gãy giòn theo API RP 571

Gãy giòn

• Mô tả: Đứt gãy giòn là một sự đứt gãy đột ngột, nhanh chóng dưới ứng suất (dư hoặc bị áp dụng) trong đó vật liệu cho thấy ít hoặc không có độ dẻo hoặc biến dạng dẻo trước khi hỏng hóc. Đây là một chế độ hỏng hóc thảm khốc có thể xảy ra mà không có cảnh báo đáng kể146.

• Vật liệu bị ảnh hưởng: Thép cacbon và thép hợp kim thấp dễ bị ảnh hưởng nhất, đặc biệt là thép cũ. Một số thép không gỉ 400 series cũng có thể bị ảnh hưởng46.

• Các yếu tố quan trọng:

  • Độ dẻo dai đứt gãy của vật liệu, thường được đo bằng các thử nghiệm va đập Charpy.

  • Kích thước, hình dạng và ảnh hưởng tập trung ứng suất của các khuyết tật hiện có.

  • Ứng suất còn lại và ứng dụng trên lỗ hổng4.

• Thiết bị bị ảnh hưởng: Thiết bị được sản xuất theo ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section VIII, Division 1 trước Phụ lục tháng 12 năm 1987 là mối quan tâm đặc biệt vì các quy tắc trước đó này có hạn chế hạn chế về độ dẻo dai của rãnh cho dịch vụ lạnh. Hầu hết các thiết bị xử lý hoạt động ở nhiệt độ cao, vì vậy nguy cơ gãy giòn cao nhất trong quá trình khởi động, tắt máy hoặc thử nghiệm thủy tĩnh, đặc biệt là trong các bình có thành dày46.

Nhiệt độ chuyển tiếp dẻo sang giòn (DBTT)

• DBTT là một khái niệm quan trọng liên quan đến đứt gãy giòn. Đó là nhiệt độ mà dưới đó vật liệu hoạt động theo cách giòn chứ không phải dẻo.

• Sự giòn nhiệt độ và các thay đổi luyện kim khác có thể gây ra sự thay đổi tăng của DBTT, làm tăng nguy cơ gãy giòn ở nhiệt độ cao hơn dự kiến ban đầu.

• Sự giòn nhiệt độ thường ảnh hưởng đến các loại thép hợp kim thấp như 2.25Cr-1Mo và một số thép Cr-Mo sau khi tiếp xúc lâu dài với nhiệt độ từ khoảng 650 ° F đến 1100 ° F (343 ° C đến 593 ° C). Sự giòn này có thể không rõ ràng ở nhiệt độ hoạt động nhưng có thể gây ra gãy giòn trong các điều kiện thoáng qua như khởi động hoặc tắt máy6.

Các chế độ hỏng hóc liên quan đến gãy xương

• Gãy giòn: Đứt gãy đột ngột với biến dạng dẻo tối thiểu.

• Độ giòn: Sự xuống cấp luyện kim làm tăng DBTT, làm tăng tính nhạy cảm của đứt gãy giòn.

• Mệt mỏi cơ học: Ứng suất theo chu kỳ gây ra sự bắt đầu và lan truyền vết nứt, có thể dẫn đến đứt gãy nếu không được kiểm soát.

• Các cơ chế hư hỏng liên quan khác: Bao gồm giòn hydro, nứt ăn mòn ứng suất và sốc nhiệt, tất cả đều có thể góp phần gây ra nguy cơ gãy trong thiết bị áp lực16.

Quản lý và đánh giá

• API RP 571 cung cấp hướng dẫn để xác định và quản lý các cơ chế hư hỏng này để duy trì tính toàn vẹn của thiết bị áp suất.

• Cụ thể đối với đứt gãy giòn, API 579-1 / ASME FFS-1 Phần 3 nêu chi tiết các đánh giá về tính phù hợp với dịch vụ, bao gồm sàng lọc gãy giòn bằng cách so sánh nhiệt độ tiếp xúc tới hạn (CET) với nhiệt độ tối thiểu cho phép (MAT) để đánh giá nguy cơ gãy trong các điều kiện hoạt động khác nhau8.

• Sàng lọc đứt gãy giòn chủ động được khuyến nghị đối với thiết bị được chế tạo trước năm 1987, thiết bị tiếp xúc với nhiệt độ hoặc sau khi sửa chữa và sửa đổi8.

Tóm lại, API RP 571 giải quyết đứt gãy chủ yếu thông qua lăng kính gãy giòn và giòn nhiệt độ, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc hiểu sự thay đổi DBTT và quản lý ứng suất và sai sót còn lại để ngăn ngừa hỏng hóc thảm khốc đột ngột trong thiết bị áp lực. Tiêu chuẩn tích hợp các khái niệm này vào một khuôn khổ cơ chế thiệt hại rộng hơn để hỗ trợ các quyết định kiểm tra, bảo trì và phù hợp với dịch vụ.