2011年對某些鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院的這種滅菌器的定期檢驗中,，考慮到這種設備為頻繁使用(use)非連續(xù)（Continuity)工作,，長期承受循環(huán)載荷作用，有可能產(chǎn)生疲勞失效的風險。 在制定檢驗方案時,，針對有可能產(chǎn)生疲勞裂紋缺陷，特別增加了表面探傷的抽查比例,。在實際檢驗中,，果然發(fā)現(xiàn)有的滅菌器筒體法蘭表面產(chǎn)生徑向裂紋，裂紋由內(nèi)向外延伸,，分布整個法蘭面,。
現(xiàn)就其中情況嚴重的一臺，對產(chǎn)生裂紋的原因進行分析,。
1設備參數(shù)
工作(gōng zuò)壓力：0.165MPa,；工作溫度：130°C；法蘭材料品質(zhì)：304,；筒體厚度3mm,；介質(zhì)：水蒸氣；筒體直徑,；500mm,；容積：50L；電源：220V/4.5KW;出廠日期2002.3;
2設備使用及檢驗情況
該滅菌器于2002年7月投入使用,，每天**少使用1次,。在2005年7月定期檢驗中，未發(fā)現(xiàn)設備缺陷,，按《壓力容器定期檢驗規(guī)則》,，安全等級評為2級，下次檢驗日期定為2011年7月,。經(jīng)過6年的使用周期后,，于2011年7月再次進行定期檢驗，著色滲透探傷發(fā)現(xiàn)設備法蘭有裂紋,。
檢驗發(fā)現(xiàn)法蘭內(nèi)圓端面倒角約1mm左右,，經(jīng)仔細辨別裂紋密集區(qū)均在法蘭拼焊焊接縫及其熱影響區(qū)。高壓滅菌器是用比常壓高的壓力，把水的沸點升**100℃以上的高溫,，而進行液體或器具滅菌的一種高壓容器,。
發(fā)現(xiàn)裂紋后，對法蘭材質(zhì)采用XLT898SW合金成分分析儀測定(Assessment)其化學成分,，符合304材質(zhì),。
3裂紋產(chǎn)生原因分析
疲勞裂紋形成機理：在循環(huán)（continue)載荷的作用下，即便循環(huán)應力未超過金屬的屈服強度,，也會在金屬表面形成循環(huán)滑移帶,。高壓滅菌鍋適用于醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)，科研,，農(nóng)業(yè)等單位,，對醫(yī)療器械，敷料,，玻璃器皿,，溶液培養(yǎng)基等進行消毒滅菌，是理想的設備,。手提式高壓滅菌鍋是食品廠,、飲用水廠辦QS、HACCP認證的**檢驗設備.循環(huán)滑移帶集中于高應力區(qū),，薄弱（解釋:單薄而不堅強)區(qū)等,。隨著加載循環(huán)次數(shù)的增加，循環(huán)滑移帶會不斷地加寬,。在加寬過程中,，還會出現(xiàn)擠出脊和擠入溝。在這些地方引起應力集中,，經(jīng)過一定循環(huán)后引發(fā)微裂紋,。隨著應力不斷循環(huán)，擠出脊高度與擠入溝深度不斷增加,，擠入溝就像尖銳的微觀缺口,，應力集中嚴重，疲勞裂紋就產(chǎn)生了,。
鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院的滅菌（fungus)器基本上每天**少工作一次,，工作過程(guò chéng)：升壓---恒壓---降壓，長此以往循環(huán)往復,，承受循環(huán)載荷,，使設備材料極易疲勞。滅菌器工作介質(zhì)(起決定作用的物質(zhì))為水蒸汽,，304材料不會產(chǎn)生應力腐蝕,。
由于裂紋走向為徑向,，那么使法蘭開裂的力一定是周向應力。現(xiàn)在分析法蘭周向應力分布情況,，由于法蘭彎曲力矩只影響(influence)法蘭看著承受內(nèi)壓的厚壁圓筒,，滅菌器法蘭在承受內(nèi)壓時，周向應力有一個公式,。裂紋從內(nèi)壁開裂,，沿徑向延伸，在內(nèi)壁有一定深度,，符合周向應力分布規(guī)律。另外該設備工作(gōng zuò)9年,，按每天使用一次計算,，總共使用3285次，循環(huán)作用的周向應力導致(cause)了法蘭的疲勞開裂,。另外開裂嚴重部位在法蘭貧寒焊縫及其熱影響區(qū),，這個里焊接殘余應力大，再加上法蘭內(nèi)圓端面倒角小,，也產(chǎn)生一定的應力集中,。因此，該滅菌器法蘭長期承受循環(huán)載荷的作用,，在應力集中部位產(chǎn)生疲勞開裂,，裂紋由內(nèi)壁向外壁徑向延伸，該裂紋屬疲勞裂紋,。
4 滅菌器法蘭裂紋引起的思考
疲勞破壞是一種潛藏的突發(fā)破壞,，在靜載下顯示韌性的材料，在疲勞破壞錢均不會發(fā)生明顯的塑性變形,，破壞發(fā)生時,，呈脆性斷裂。疲勞破壞屬于地應力循環(huán)延時破壞,，其斷裂應力水平往往低于材料的抗拉強度,，甚**低于其屈服(彎曲起伏)強度。疲勞對缺陷（缺口,，裂紋,，粗織）十分敏感，對缺陷具有高度的選擇性,。因為缺口或者裂紋會引起應力集中,，加大對金屬材料的損傷作用，組織缺陷（特別是焊縫組織中夾渣,，氣孔,，白點，脫碳等）將降低金屬材料的局部強度，二者綜合更加速疲勞破壞的起始與發(fā)展,。
由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生(hygienism)院規(guī)模小,，無壓力容器專業(yè)人員管理滅菌器械，滅菌器一般由醫(yī)生,，護士兼職操作,，缺乏滅菌器這樣易產(chǎn)生疲勞破壞的壓力容器的專業(yè)認識。高壓滅菌鍋適用于醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè),，科研,，農(nóng)業(yè)等單位，對醫(yī)療器械,，敷料,，玻璃器皿，溶液培養(yǎng)基等進行消毒滅菌,，是理想的設備,。手提式高壓滅菌鍋是食品廠、飲用水廠辦QS,、HACCP認證的**檢驗設備.再者,，這種小型立式電熱蒸汽滅菌器，是價格低廉的簡單滅菌器械,，制造廠往往為了節(jié)約成本,，設備法蘭一般采用焊接拼接而節(jié)省不銹鋼材料，這樣增加了設備應力集中部位,。另外,，按《壓力容器定期檢驗規(guī)則》，在定期檢驗中未發(fā)現(xiàn)缺陷的壓力容器,，安全等級評為1或者2級,，檢驗周期(cycle)一般為6年。長期往復循環(huán)工作的滅菌器與連續(xù)工作的壓力容器產(chǎn)生的失效模式不同,，在這樣的長的使用周期內(nèi),，足夠孕育疲勞裂紋的產(chǎn)生，知道破壞,，三者綜合更易造成疲勞破壞的發(fā)生,，造成嚴重后果。
我G在1995年頒布實施的《鋼制壓力容器----分析設計標準》JB4732-1995附錄C規(guī)定：對于常溫抗拉強度小于或等于550MPa的鋼材,，包括(bāo kuò)啟動與停產(chǎn)在內(nèi)的全范圍壓力循環(huán)的預計（設計）循環(huán)次數(shù)的綜合不超過1000次,，可免做疲勞分析。實際上這種小型立式電熱蒸汽滅菌(Sterilization)器疲勞破壞(vandalism)的發(fā)生,，對正在制造的和在使用(use)的建議：
1）在循環(huán)載荷作用下,，金屬材料產(chǎn)生疲勞是不可避免的,。因此壓力容器的設計單位，對滅菌器的設計要按JB4732-2005(已頒布JB4732-2005）標準(biāo zhǔn)進行疲勞分析,，確保壓力容器在設計使用(use)年限內(nèi)的安全,。
2）制造滅菌(Sterilization)器法蘭應采用整體法蘭，拼接法蘭應進行整體熱處理(chǔ lǐ),，消除焊合應力,。
3）制造廠**好對所晟昌的滅菌器規(guī)定使用次數(shù)，在工作電源電路部分增加一個計數(shù)器,，在操作控制部位顯示滅菌器的工作次數(shù),，警示操作人員對滅菌器的使用，并且在達到規(guī)定使用次數(shù)時,，自動鎖定電源,，任何情況下，滅菌器都不能工作,。
4）在定期檢驗中,，對滅菌（fungus)器應力集中部位要增加表面探傷抽查比例,，盡可能不讓危害性缺陷漏檢,。
另外，對這種滅菌器定期檢驗應縮短檢驗周期,，盡可能保障使用安全,。
5結(jié)束語
這種小型電熱蒸汽滅菌器，結(jié)垢簡單價格低廉,，數(shù)量多,，使用(use)非常(very much)廣泛，但是人們對它的疲勞破壞危害往往教忽視,，為了防患于未然,，要從設計，制造,，使用和定期檢驗等各方面加以重視,，保障(起保障作用的事物)這種設備的安全使用。