Причины разгерметизации баллона высокого давления - Репях, Виталий Сергеевич; Чирков, Юрий Александрович; Решетов, Сергей Юрьевич; Клещарева, Галина Александровна; Кушнаренко, Елена Владимировна (Вестник ИжГТУ имени М.Т. Калашникова, 2024)
Баллоны высокого давления - это сосуды для хранения и транспортировки сжатых газов под высоким давлением, которые необходимы для использования в различных технологических процессах. Данные сосуды преимущественно изготавливаются из стали или алюминия и обладают значительной прочностью, чтобы выдерживать высокое (более 400 кгс/см2) давление. Такие баллоны имеют стенку достаточно большой толщины и применяются в различных отраслях промышленности. Объектом исследований является баллон цельнокованый, выполненный из стали 38ХН3МФА. Целью данного исследования является определение причин разгерметизации баллона, которая произошла во время наполнения баллона гелием при скорости 7,5 м3/ч, рабочем давлении 365кгс/см2. Как известно, при эксплуатации технологического оборудования, работающего под избыточным давлением, могут возникать повреждения, связанные со структурой материала и особенностями его механических свойств. Эти повреждения могут привести не только к выходу из строя самого сосуда, но и к повреждениям других узлов и деталей, находящихся рядом. И если поблизости будут работать люди, то цена такой аварии будет еще выше. Поэтому исследование в данной статье причин разрушения баллона высокого давления является весьма актуальным. Произведен комплекс исследований (визуально-измерительный контроль, фактографический, металлографический и спектральный анализ), которые помогли установить причину разрушения корпуса сосуда у горловины баллона. Главным выводом по причинам разгерметизации рассматриваемого сосуда является наличие концентратора напряжений, а именно впадины складок баллона, которая образовалась при формировании горловины баллона в области перехода от цилиндрической части к горловине. В процессе длительной эксплуатации под действием остаточных технологических напряжений зародилась трещина, которая распространилась от внутренней поверхности баллона к внешней вплоть до сквозного его повреждения, что и привело к разгерметизации.