疲劳破裂

承压壳体的疲劳破裂是指壳体经历过较多次数的反复应力作用以后，在不太高的名义应力下(远低于材料的抗拉强度)发生的破裂。严格说来，金属的“疲劳破坏”实际应是“反复应力破坏”，因为破坏的重要因素是应力的频繁反复作用，而不是作用时间的长短。

金属构件的疲劳断裂一般分为机械疲劳、热疲劳和腐蚀疲劳3大类。按疲劳断裂时载荷反复作用次数的多少，又有高周疲劳和低周疲劳之分。压力容器疲劳破裂，主要是机械疲劳，也有少数是热疲劳破裂的，例如锅炉和其他高温容器。一般的压力容器不会经受105周的循环载荷，所以它的疲劳破裂基本上都属于低周疲劳。压力容器低周疲劳破裂，必须同时具备两个基本条件：即容器经受过一定次数的循环载荷，包括开停、压力大幅度变化等；和器壁的局部区域存在较高的压力，如开孔接管处的应力集中等。

疲劳破裂的容器，在整体和外形上的特征是：容器没有明显的整体屈服变形；开裂的位置不固定，但大部分是在接管与壳体的连接处；一般不裂成碎块，仅裂开一个小裂口，使容器因泄漏而失效；断裂面大部分是疲劳裂纹扩展区，垂直于主应力方向，剩下的最后断裂区（瞬裂区)的断裂面，中低强度钢制容器常有较宽的剪切边，高强度钢制厚壁容器则有很小或没有剪切边；断口宏观形貌可以观察到明显的两个区域，即疲劳裂纹扩展和瞬裂区。

容器疲劳破裂的主要原因如下：

①不良的设计结构。包括不合理的开孔接管和补强结构；不合理的轮廓和形状，如截面变化转角太小、形状突变等。

②不正常的操作条件。包括频繁的开车和停车，操作压力的大幅度波动，温度的周期性变化以及容器及其接管的激烈振动等。

③较严重的制造缺陷。主要是焊接缺陷，如焊缝咬边，未焊透等。

④介质对器壁具有较强的腐蚀性。多数是因为操作条件发生变化而使介质的腐蚀性增强，使容器的疲劳强度降低。