2011年對(duì)某些鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院的這種滅菌器的定期檢驗(yàn)中，考慮到這種設(shè)備為頻繁使用(use)非連續(xù)（Continuity)工作，長(zhǎng)期承受循環(huán)載荷作用，有可能產(chǎn)生疲勞失效的風(fēng)險(xiǎn)。 在制定檢驗(yàn)方案時(shí)，針對(duì)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(shí)際檢驗(yàn)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(gè)法蘭面。
現(xiàn)就其中情況嚴(yán)重的一臺(tái)，對(duì)產(chǎn)生裂紋的原因進(jìn)行分析。
1設(shè)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(shè)備使用及檢驗(yàn)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(yàn)中，未發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，按《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》，安全等級(jí)評(píng)為2級(jí)，下次檢驗(yàn)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(jìn)行定期檢驗(yàn)，著色滲透探傷發(fā)現(xiàn)設(shè)備法蘭有裂紋。
檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)法蘭內(nèi)圓端面倒角約1mm左右，經(jīng)仔細(xì)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(diǎn)升**100℃以上的高溫，而進(jìn)行液體或器具滅菌的一種高壓容器。
發(fā)現(xiàn)裂紋后，對(duì)法蘭材質(zhì)采用XLT898SW合金成分分析儀測(cè)定(Assessment)其化學(xué)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(jī)理：在循環(huán)（continue)載荷的作用下，即便循環(huán)應(yīng)力未超過金屬的屈服強(qiáng)度，也會(huì)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(duì)醫(yī)療器械，敷料，玻璃器皿，溶液培養(yǎng)基等進(jìn)行消毒滅菌，是理想的設(shè)備。手提式高壓滅菌鍋是食品廠、飲用水廠辦QS、HACCP認(rèn)證的**檢驗(yàn)設(shè)備.循環(huán)滑移帶集中于高應(yīng)力區(qū)，薄弱（解釋:單薄而不堅(jiān)強(qiáng))區(qū)等。隨著加載循環(huán)次數(shù)的增加，循環(huán)滑移帶會(huì)不斷地加寬。在加寬過程中，還會(huì)出現(xiàn)擠出脊和擠入溝。在這些地方引起應(yīng)力集中，經(jīng)過一定循環(huán)后引發(fā)微裂紋。隨著應(yīng)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(yīng)力集中嚴(yán)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(zhǎng)此以往循環(huán)往復(fù)，承受循環(huán)載荷，使設(shè)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(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。
由于裂紋走向?yàn)閺较?，那么使法蘭開裂的力一定是周向應(yīng)力?，F(xiàn)在分析法蘭周向應(yīng)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(shí)，周向應(yīng)力有一個(gè)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(yīng)力分布規(guī)律。另外該設(shè)備工作(gōng zuò)9年，按每天使用一次計(jì)算，總共使用3285次，循環(huán)作用的周向應(yīng)力導(dǎo)致(cause)了法蘭的疲勞開裂。另外開裂嚴(yán)重部位在法蘭貧寒焊縫及其熱影響區(qū)，這個(gè)里焊接殘余應(yīng)力大，再加上法蘭內(nèi)圓端面倒角小，也產(chǎn)生一定的應(yīng)力集中。因此，該滅菌器法蘭長(zhǎng)期承受循環(huán)載荷的作用，在應(yīng)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(huì)發(fā)生明顯的塑性變形，破壞發(fā)生時(shí)，呈脆性斷裂。疲勞破壞屬于地應(yīng)力循環(huán)延時(shí)破壞，其斷裂應(yīng)力水平往往低于材料的抗拉強(qiáng)度，甚**低于其屈服(彎曲起伏)強(qiáng)度。疲勞對(duì)缺陷（缺口，裂紋，粗織）十分敏感，對(duì)缺陷具有高度的選擇性。因?yàn)槿笨诨蛘吡鸭y會(huì)引起應(yīng)力集中，加大對(duì)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(diǎn)，脫碳等）將降低金屬材料的局部強(qiáng)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(hù)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(rèn)識(shí)。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(duì)醫(yī)療器械，敷料，玻璃器皿，溶液培養(yǎng)基等進(jìn)行消毒滅菌，是理想的設(shè)備。手提式高壓滅菌鍋是食品廠、飲用水廠辦QS、HACCP認(rèn)證的**檢驗(yàn)設(shè)備.再者，這種小型立式電熱蒸汽滅菌器，是價(jià)格低廉的簡(jiǎn)單滅菌器械，制造廠往往為了節(jié)約成本，設(shè)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(shè)備應(yīng)力集中部位。另外，按《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》，在定期檢驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)缺陷的壓力容器，安全等級(jí)評(píng)為1或者2級(jí)，檢驗(yàn)周期(cycle)一般為6年。長(zhǎng)期往復(fù)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(zhǎng)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(yán)重后果。
我G在1995年頒布實(shí)施的《鋼制壓力容器----分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JB4732-1995附錄C規(guī)定：對(duì)于常溫抗拉強(qiáng)度小于或等于550MPa的鋼材，包括(bāo kuò)啟動(dòng)與停產(chǎn)在內(nèi)的全范圍壓力循環(huán)的預(yù)計(jì)（設(shè)計(jì)）循環(huán)次數(shù)的綜合不超過1000次，可免做疲勞分析。實(shí)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(duì)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(shè)計(jì)單位，對(duì)滅菌器的設(shè)計(jì)要按JB4732-2005(已頒布JB4732-2005）標(biāo)準(zhǔn)(biāo zhǔn)進(jìn)行疲勞分析，確保壓力容器在設(shè)計(jì)使用(use)年限內(nèi)的安全。
2）制造滅菌(Sterilization)器法蘭應(yīng)采用整體法蘭，拼接法蘭應(yīng)進(jìn)行整體熱處理(chǔ lǐ)，消除焊合應(yīng)力。
3）制造廠**好對(duì)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(gè)計(jì)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(duì)滅菌器的使用，并且在達(dá)到規(guī)定使用次數(shù)時(shí)，自動(dòng)鎖定電源，任何情況下，滅菌器都不能工作。
4）在定期檢驗(yàn)中，對(duì)滅菌（fungus)器應(yīng)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(duì)這種滅菌器定期檢驗(yàn)應(yīng)縮短檢驗(yàn)周期，盡可能保障使用安全。
5結(jié)束語(yǔ)
這種小型電熱蒸汽滅菌器，結(jié)垢簡(jiǎn)單價(jià)格低廉，數(shù)量多，使用(use)非常(very much)廣泛，但是人們對(duì)它的疲勞破壞危害往往教忽視，為了防患于未然，要從設(shè)計(jì)，制造，使用和定期檢驗(yàn)等各方面加以重視，保障(起保障作用的事物)這種設(shè)備的安全使用。