化工设备失效原理与案例分析

　　第1章 失效分析概论
　　1.1 失效与失效形式的分类
　　1.1.1 失效的概念
　　1.1.2 失效的危害性
　　1.1.3 常见失效形式的分类
　　1.2 金属材料的结晶结构、变形和断裂
　　1.2.1 金属材料的结晶结构
　　1.2.2 晶格及晶面的表征
　　1.2.3 实际金属晶体结构中的缺陷
　　1.2.4 金属材料变形的本质
　　1.2.5 金属材料的断裂
　　1.3 金属材料的断裂机制
　　1.3.1 微孔聚集型断裂
　　1.3.2 解理断裂
　　1.3.3 金属材料的疲劳断裂
　　1.3.4 蠕变损伤与断裂
　　1.3.5 腐蚀失效与破坏
　　1.4 失效分析中常用的分析仪器
　　1.4.1 光学显微镜（OM）
　　1.4.2 电子显微镜（EM）
　　1.4.3 成分分析仪器
　　1.5 失效分析工作的内容
　　1.5.1 失效分析中的诊断技术概述
　　1.5.2 失效现场处理和调查
　　1.5.3 失效状况的整体外观检查及取证
　　1.5.4 材料的检验与鉴定
　　1.5.5 断口形貌的检验与鉴定
　　1.5.6 失效分析中的验证性试验与计算分析
　　1.5.7 失效分析中的综合分析
　　1.5.8 失效分析中的综合诊断方法
　　参考文献
　　第2章 焊接缺陷及裂纹分析
　　2.1 焊接缺陷产生的原因及防治
　　2.1.1 焊缝内部缺陷
　　2.1.2 焊缝外部缺陷
　　2.2 焊接裂纹
　　2.2.1 焊接热裂纹
　　2.2.2 焊接冷裂纹
　　2.2.3 再热裂纹
　　2.2.4 层状撕裂
　　案例2A乙烯裂解炉对流段超高压蒸汽过热器炉管焊接裂纹分析
　　案例2B液化石油气球罐焊接裂纹分析
　　案例2C锅炉简体焊缝中裂纹的失效分析
　　案例2D废热锅炉蒸发器管弯头与侧板焊接裂纹的失效分析
　　参考文献
　　第3章 承压设备的韧性失效分析
　　3.1 压力容器的超压变形和韧性爆破过程分析
　　3.1.1 超压变形和爆破试验的爆破曲线
　　3.1.2 压力容器爆破过程分析
　　3.1.3 容器屈服压力和爆破压力的理论估算
　　3.1.4 容器韧性爆破断裂的实质
　　3.2 压力容器韧性破坏的宏观特征
　　3.2.1 有明显的塑性变形——鼓胀
　　3.2.2 爆破口的宏观特征
　　3.2.3 韧性爆破一般不产生碎片
　　3.3 压力容器韧性破断后的断口特征
　　3.3.1 断口的宏观形貌特征
　　3.3.2 断口显微形貌特征
　　3.4 压力容器韧性失效的原因分析
　　3.4.1 腐蚀减薄
　　3.4.2 超载
　　3.4.3 超温
　　3.4.4 结垢与结焦
　　3.5 压力容器韧性失效的预防
　　3.5.1 防止超载或防止超装
　　3.5.2 防止壁厚减薄
　　3.5.3 防止超温
　　案例3A多层式厚壁反应塔局部腐蚀后爆破穿孔失效
　　案例3B烃转化炉炉管爆管事故分析
　　案例3C丁烷一氧气焊炬爆炸事故分析
　　案例3D充氮车蓄能器钢瓶爆炸事故分析
　　参考文献
　　第4章 化工设备的脆性断裂失效分析
　　4.1 化工设备脆性断裂失效的宏观特征
　　4.1.1 宏观变形量小
　　4.1.2 易产生碎片
　　4.1.3 主断口平齐
　　4.1.4 脆断失效的基本原因分析
　　4.2 材料的脆性引起的脆断失效
　　4.2.1 脆性材料的脆断问题
　　4.2.2 低温韧脆转变引起的脆断
　　4.2.3 加工制造过程中致脆引起的脆断
　　4.2.4 焊接接头脆化导致脆断
　　4.2.5 高温长期运行引起钢材的脆化
　　4.2.6 铁素体类钢的氢致脆化——氢脆问题
　　4.3 宏观缺陷引起的脆断——低应力脆断
　　4.3.1 低应力脆断概念
　　4.3.2 导致低应力脆断的常见缺陷
　　4.3.3 断裂力学的基本原理与低应力脆断
　　4.4 脆性断裂的断口特征
　　4.4.1 低温冷脆型的解理或准解理断口
　　4.4.2 长期中温高温服役后材料脆化导致脆断后的断口特征
　　4.4.3 低应力脆断的断口特征
　　4.5 脆性断裂的预防措施
　　案例4A炼油装置减压塔补焊管孔后母材脆性开裂
　　案例4B325氯气输送管道脆断事故分析
　　案例4C中温炉管安装中水压试验时爆裂事故分析
　　案例4D聚乙烯挤出机齿轮减速箱螺栓脆性断裂分析
　　参考文献
　　第5章 疲劳失效分析
　　5.1 交变载荷与交变应力
　　5.1.1 过程机械中常见的交变载荷
　　5.1.2 疲劳的载荷谱
　　5.1.3 金属疲劳失效分析中最为关注的问题
　　5.2 疲劳断裂的机理及力学表征
　　5.2.1 金属材料疲劳裂纹的萌生机理及疲劳断裂的第1阶段
　　5.2.2 疲劳裂纹扩展的机理及断裂力学表征——疲劳断裂的第Ⅱ阶段
　　5.2.3 疲劳断裂的第Ⅲ阶段——瞬断区
　　5.3 疲劳断裂的失效分析
　　5.3.1 疲劳断裂的宏观特征分析
　　5.3.2 疲劳裂纹的形貌
　　5.3.3 疲劳断口的宏观特征
　　5.3.4 疲劳断口的电子显微特征
　　5.3.5 容易与疲劳断口相混淆的其他断口
　　5.4 热疲劳失效
　　5.4.1 热应力与热疲劳
　　5.4.2 热疲劳失效的特点
　　5.5 腐蚀疲劳失效
　　5.5.1 腐蚀疲劳的一般定义
　　5.5.2 腐蚀疲劳裂纹特征
　　5.5.3 腐蚀疲劳断口形貌特征
　　5.6 疲劳断裂失效的预防
　　5.6.1 一般预防原则
　　5.6.2 压力容器低周疲劳失效的预防措施
　　案例5A聚丙烯聚合釜接管低周疲劳断裂
　　案例5B安全阀的液位计连通接管疲劳断裂
　　案例5C泵传动轴疲劳断裂失效
　　案例5D钛冷凝器的钛管断裂与泄漏失效分析
　　参考文献、
　　第6章 局部腐蚀失效
　　6.1 腐蚀失效分类
　　6.1.1 按腐蚀机理分类
　　6.1.2 按腐蚀破坏的形式分类
　　6.2 点腐蚀失效
　　6.2.1 点腐蚀机理
　　6.2.2 点腐蚀失效的宏观形貌
　　6.2.3 点腐蚀失效的金相形貌
　　6.2.4 点腐蚀失效的扫描电镜形貌
　　6.2.5 点腐蚀的影响因素和防止措施
　　6.2.6 抗点腐蚀能力的表示方法
　　6.3 缝隙腐蚀失效
　　6.3.1 缝隙腐蚀产生的条件
　　6.3.2 缝隙腐蚀机理
　　6.3.3 缝隙腐蚀宏观特征
　　……
　　第7章 应力腐蚀开裂失效
　　第8章 高温运行设备蠕变及材料损伤的失效分析

　　    《化工设备失效原理与案例分析》共分八章，主要介绍了失效分析概论、焊接缺陷及裂纹分析、承压设备的韧性失效分析、化工设备的脆性断裂失效分析、疲劳失效分析、局部腐蚀失效、应力腐蚀开裂失效和高温运行设备蠕变及材料损伤的失效分析。除第一章外，每章末还精选了典型的工程应用案例。《化工设备失效原理与案例分析》的特点是理论联系实际，内容切合工程应用的需要，并力求深入浅出，学以致用。
　　    《化工设备失效原理与案例分析》可作为动力工程、机械工程、安全工程及相关专业的研究生教材，也可供从事过程工业设备的检验、监察、管理人员参考。