论文总字数：18122字

摘 要

在石油、化工、核电等行业的压力系统中，爆破片是比较常用和重要的安全附件。当系统压力超过爆破片的设计压力时，爆破片会自动爆裂以泄压，达到保护压力设备的目的。但是实际生产中，爆破片往往在没有达到其设计压力时，便提前发生爆裂，这会造成非计划停车，影响正常的安全生产，甚至造成人员伤亡。因此，研究爆破片非正常爆裂的原因就显得非常重要。

在本论文中，首先简单介绍了爆破片的作用、分类、结构以及材料等内容。其次，针对爆破片的爆裂原因尤其是非正常爆裂原因进行了进一步叙述。然后，对爆破片常用的Inconel600合金材料的优缺点进行了阐述。最后，针对实际生产中非正常爆裂的Inconel600合金爆破片，通过对断口显微形貌以及爆破片材料显微组织结构的观察和分析，对该爆破片非正常爆裂的原因进行全面系统地研究，得出了其非正常爆裂的真正原因，该结果对以后的生产具有良好的指导意义。

关键词：爆破片 爆裂 Inconel600合金 疲劳失效

Burst analysis of rupture disc fabricated with Inconel600 alloy

ABSTRACT

In the pressure system of the petroleum, chemical, nuclear power and other industries, the rupture disc is a kind of common and important safety accessories. When the pressure of system exceeds the designed pressure, the rupture disc will burst automatically to release pressure, which protects the pressure equipment. But in actual production, the rupture often burst in advance when the pressure of system does not exceed the designed pressure, which will cause non-planned production halts, influencing the normal safety production, and even cause casualties. Therefore, it is very important to study the reason of abnormal bursting.

In this paper, first, the function, classification, structure and material of rupture disc are introduced briefly. Next, describe the reason of rupture disc, especially the abnormal reason. Then, the advantages and disadvantages of the commonly used Inconel600 alloy material for rupture disc are described. Finally, according to the abnormal burst inconel600 alloy rupture disc in actual service production, through the micro morphology of the fracture and blasting materials microstructure observation and analysis, that rupture disc were comprehensively and systematically studied. The results show the real reason of abnormal bursting, which has a positive guiding meaning for the production in the future.

Keywords: Rupture disc; Burst; Inconel600 alloy; Fatigue failure

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 爆破片的定义、作用及特点 1

1.3 爆破片的分类及其特性 2

1.3.1 正拱形爆破片 2

1.3.2 反拱形爆破片 5

1.3.3 平板型爆破片 8

1.4 爆破片常用的材料 8

1.5 研究意义和内容 10

第二章 爆破片发生爆裂的可能原因 11

2.1 爆破片爆裂的可能原因 11

2.1.1 爆破片的正常爆裂 11

2.1.2 爆破片非正常爆裂 11

2.2 影响爆破片发生疲劳爆裂的因素 12

2.3 爆破片爆裂的案例分析 13

2.4 小结 14

第三章 Inconel600合金爆破片材料的特点 15

3.1 Inconel600合金简介 15

3.2 Inconel600合金作为爆破片材料的优缺点 15

3.2 小结 16

第四章 Inconel600合金爆破片爆裂原因分析 17

4.1 实验过程与方法 17

4.1.1 断口宏观形貌的观察 17

4.1.2 断口显微形貌的观察 17

4.1.3 爆破片材料的显微结构分析 18

4.2 结果与讨论 18

4.2.1 断口的宏观形貌特征 18

4.2.2 爆破片断口的微观特征 19

4.2.3 爆破片材料的金相显微结构 22

4.3 小结 23

第五章 结论与展望 25

5.1 结论 25

5.2 展望 25

参考文献 26

致 谢 28

第一章 绪论

1.1 引言

随着现代过程工业的快速发展，工艺条件越来越复杂，压力容器和压力管道不断向着高参数方向发展，温度和压力越来越高，对设备的安全性提出了更高要求。在这些压力容器和压力管道中，爆破片作为一种安全附件，其应用越来越广泛，对保障设备安全运行和避免重大事故的发生起着至关重要的作用。

1.2 爆破片的定义、作用及特点

爆破片又称防爆膜或防爆片，是压力容器和压力管道或其他压力密封系统中常用的一种专用安全附件，是专门为防止压力容器和压力管道等超压和超温而设计和制造的泄压装置^[1]。当压力系统中的压力超过规定温度下额定压力时，爆破片会发生爆裂，自动形成泄压口，使得操作系统中超压或者超温的介质被泄放出，避免了压力容器和压力管道等由于过高压力发生超压变形或爆炸，以保护压力设施，特别是压力系统接触的介质具有腐蚀性、易燃和易爆特性时，这可在很大程度上避免火灾爆炸等恶性事故的发生，不仅可减少经济，降低污染，最为重要的是避免不必要的人员伤亡。

尽管爆破片与安全阀同为压力容器和管道中常用的安全附件，但是在某些情况下，爆破片的作用是安全阀无法代替的^[2]。与安全阀相比较，爆破片具有自己独特的特点：

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