用于某制氨廠的厚壁壓力容器，設計承受壓力為35MPa,預計最高試驗壓力為47.9MPa,而工作壓力增加至34.47MPa發生失效。該容器簡圖如圖6-5所示，長度18.2m,外徑2.0m,重183.5t,由10節圓筒及3個鍛件構成。其中圓筒由厚度149.2mm的Cr-Ni-Mo-V鋼板卷制并焊接而成，三個鍛件中的兩個作為容器兩端的封頭，另一個作為連接容器一端封頭的凸緣。

  該容器失效造成大范圍的破壞，一個封頭鍛件及相鄰的三個圓筒殼體已經損壞，四個很大的碎片從容器爆出，最大一塊重2.3噸,穿透車間墻壁拋至46m之外，損傷慘重。

  容器制造過程：容器的圓筒形殼體各部分均為熱成形件，鋼板軋向與容器軸向垂直，鋼材供貨狀態為正火＋回火；鍛件經退火、正火并在654℃回火，以保證所要求的力學性能。圓筒殼體縱向焊縫為電渣焊縫，焊縫經表面打磨加工。使之與圓筒曲率相吻合。各段圓筒焊后經900~950℃加熱，保溫時間4h,空冷后進焊縫檢驗。沿周向焊接時，先預熱至200℃,采用埋弧焊工藝，每一局部裝配均經620~660℃加熱，保溫6h以消除殘余應力。

  三個局部裝配件最后焊接。在制造的各個階段，對各條焊縫均作X射線探傷、聲波探傷和磁粉探傷等檢驗。

  斷口檢驗表明，斷裂呈脆性斷裂特征，凸緣鍛件上有兩個斷裂源。其中一個斷裂源位于容器外表面下14.3m處，尺寸約9.5mm,該處位于周向焊縫凸緣一側的熱影響區。另一個斷裂源位于外表面以下11.1mm處，也位于周向焊縫凸緣一側的熱影響區。熱影響區上的這兩個斷裂源均呈平坦無特征的小刻面。

  金相檢驗表明，裂紋源區為貝氏體和奧氏體的混合組織，維氏硬度（9.8N載荷）為426~420HV,裂紋源外的熱影響區組織為粗大的鋸齒狀貝氏體，維氏硬度為316~363HV,表明斷裂處的硬度比相鄰區域高。

  檢查焊縫截面組織，發現凸緣鍛件具有明顯的帶狀組織，而殼體板材沒有。帶與帶之間的組織由鐵素體和珠光體構成，維氏硬度（98N載荷）為180~200HV,帶內組織為上貝氏體，維氏硬度為251~265HV.切取該區域試樣使之在950℃奧氏體化，并在10%NaOH溶液中淬火，以得到全部馬氏體組織，然后橫貫試樣帶狀組織測定各點的維氏硬度（9.8N載荷），結果帶的一側平均硬度為507HV,帶內為549HV,另一側為488HV,對帶狀組織作成分掃描發現內外有差異，如表6-1所示。成分差異表明，偏析帶內具有較高淬透性，因此具有較大的開裂敏感性，特別是周向焊縫熱影響區內的帶狀組織。

  上述分析中，凸緣鍛件內存在硬化區的事實表明，容器可能未按規定的溫度進行消除應力熱處理。為證明這一點，在熱影響區切取一組試樣，加熱到不同溫度后回火，測定維氏硬度發現，加熱溫度達550℃時，仍未偏離失效硬度范圍，直到600℃或更高溫度時，硬度才開始明顯下降。因此工件很可能未按規定溫度進行消除應力處理。對焊縫試樣進行卻貝V形缺口沖擊試驗，結果表明，焊縫金屬在未重新回火的狀態下沖擊功很低，在650℃重新回火6h后，室溫沖擊功有了明顯提高。這一試驗也證明該容器去應力處理時的加熱溫度低于規定溫度。

  由上述分析得出結論，該壓力容器斷裂起源于連接凸緣與第一節殼體的周向焊接熱影響區內的橫向裂紋；凸緣鍛件中存在的合金元素偏析帶引起局部硬化，尤以熱影響區的偏析帶最為嚴重，從而成為促進裂紋產生的因素。容器去應力處理工藝不當，使焊縫近縫區保留了較高的殘余應力和局部硬化區，從而降低了材料的缺口韌性。