液化石油气储罐接管角焊缝的开裂原因.docx

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1、液化石油气储罐接管角焊缝的开裂原因目录摘要1前言11 .液化石油气容器类焊缝破裂引起的爆炸22 .液化石油气储罐的检测方法21. 1.磁粉检测法22. 2.渗透检测法33. 3.超声检测法33 .开裂原因分析33.1. 开孔处内部削弱，应力集中33.2. 焊接处冷却过程中出现裂纹33.3. 焊材保管不当43.4. 焊接热应力43.5. 焊缝没有充分熔合43.6. 6.其他因素44 .修复方式45 .焊接裂缝的成因及控制56 .结语6参考文献：6摘要近年来，我国液化石油气储罐泄漏爆炸的事故频发，对于社会的安定以及人民生命财产健康产生了极大的威胁，这主要是液化石油气储罐接管角焊缝开裂所造成的。为了

2、有效地解决这一问题，避免安全事故的发生，本文对液化石油气储罐接管角焊缝开裂的原因作了具体的分析，并给出了相应的修复方案。关键词：储罐；接管；角焊缝；原因；修复前言在社会主义现代化生产建设过程中，各种安全事故频繁发生，一方面是由于在具体的实施管理过程中人为的疏忽，另一方面与当时的气候状况等因素有关。针对这一情况，以下对引发事故的原因作出充分的分析，对于减少相关事故，保障经济建设的安全具有重要意义。1 .液化石油气容器类焊缝破裂引起的爆炸液化石油气是一种无色、透明、低毒、有特殊气味的物质，不仅易燃易爆，而且破坏力惊人！当储罐车发生液化石油气泄漏时，由于液化石油气同氧气混合不均匀，若被立即点燃，可发

3、生沸腾液体扩展蒸气爆炸及火球射流火和蒸气云爆炸。1)1948年7月，一辆盛装有二甲醛(DME)的槽罐车抵达德国路德维希港的一家工厂。这辆槽罐车在阳光下曝晒了约10个小时后，罐车的焊缝破裂了。二甲醛(DME)由此泄漏出来，并形成蒸气云，随后的爆炸导致了约200人死亡。事故中还有近4000人受伤，其中大多数受伤者接触到了从爆炸损坏的装置中泄漏出来的有毒物质。2)1978年7月，在西班牙塔拉戈纳的一个度假区附近，一辆载有丙烯的贮罐车发生破裂，其所释放出的气体被点燃，由此引发的爆炸共造成包括司机在内的217人死亡，另有200人被严重烧伤。这两起事故的共同原因都是贮罐车内的液化气装载过多。在第一起事故中

4、，槽罐车的铭牌标识错误，其所标出的容积高于贮罐车的实际容纳能力；在第二起事故中，原因可能是贮罐车充装时的人员误操作所致。液化石油气危害性巨大，燃气爆炸灾害后果不容小觑在储存、运输过程中，必须小心谨慎，安全第一！2.液化石油气储罐的检测方法液化石油气自身具有腐蚀性、有毒、易挥发、遇热易膨胀等特点，在对相关容器进行安全检测时，要注意检测人员自身的安全，所以在进行储罐接管角焊缝开裂原因的检测之前，要选择安全有效的检测方法。目前最为可靠的是运用无损检测技术对这方面的问题进行检测。常用的无损检测技术有磁粉检测法、渗透检测法、超声检测法。2.1磁粉检测法筒节与前后封头环向焊接接头内表面20%磁粉检测；筒节

5、与纵向焊接接头内表面、筒节与筒节环向焊缝接头内表面不小于20%磁粉检测；氢鼓包和氢鼓泡的部位100%磁粉检测；对于主螺栓进行清理，查看它的损伤和裂纹状况，必要时进行无损检测。螺纹及过渡部位出现环向裂纹的螺栓要进行更换。磁粉检测按JBT4730.4-2005I级验收。2.2.渗透检测法对于罐体接管与封头、接管与筒体、对储罐内表面，无法进行磁粉检测的部位进行IOO%渗透。渗透检测按JBT4730.5-2005I级验收。2.3.超声检测法检验时发现焊缝表面裂纹，认为需要进行焊缝埋藏缺陷检查的部位；错边量和棱角度超过制造标准要求的焊缝部位；使用中出现焊接接头泄漏的部位及其两端延长部位；承受交变载荷设备

6、的焊接接头和其他应力集中部位；必要时，可以用声发射判断缺陷的活动性。在对液化石油气进行检测时，为了保证检测的质量，要根据实际情况选用合适的方法，并注重检测方法的综合应用。3.开裂原因分析3.1.开孔处内部削弱，应力集中由于在对储罐罐体进行接管开孔焊接之后，罐体接管处内部材料会在一定程度上受到削弱，从而降低该部位的强度。而接管处在日常作业时，大量的液化石油气流动会对其产生一定的压力。因为内壁材料削弱，该部位强度变小以及整体结构受到破坏，部分部位受力超出了相应的承受范围，就会出现罐体的变形开裂。3.2.焊接处冷却过程中出现裂纹由于液化石油气罐体通常采用的是一种具有一定淬硬倾向的低合金结构钢，在焊接

7、过后的快速冷却过程中，容易形成脆硬的马氏体组织。在压力容器的制造过程中，受气候环境、车间环境、施工工艺以及工作人员的工作状态影响，既没有做好严格的防风保温措施，又没有在焊接之前对接口处进行适当预热，在焊接工作完成之后也没有采取冷却减缓的措施，造成焊缝处脆硬组织的生成。在焊缝处含氢和约束力的作用下，产生了裂纹。3.3.焊材保管不当在压力容器的制造过程中，对于焊接材料具有严格的要求。而很多制造车间忽视了对于焊接材料的保管力度，导致在焊接工程中，焊条没有经过严格的烘干及防潮处理，含有大量的水分。在高温环境下，水分迅速的氧化产生氢离子附着于焊缝金属中，引起冷裂纹的出现。3.4.焊接热应力在接管与罐体焊

8、接的过程中，由于两者材料以及性态上的差异，在焊接受热过程中会出现热量分布不均匀的情况，这会造成接管与罐体因热胀冷缩不一致而产生一种交变热应力。在焊接过程中，由于操作上的不规范，焊接处冷却速度过快，在交变热应力与马氏体组织的共同作用下，使得焊缝和热影响区形成冷裂纹出现的力学条件。3.5.焊缝没有充分熔合在液化石油气储罐的制作过程中，由于焊缝间热量输入不足，接口温度低，会造成接管与罐体之间熔合不充分，造成该部位受力不均匀，个别部位出现受力过大的情况。一旦该处的应力强度因子达到材料断裂韧度值时，裂纹处会出现受力失衡，从而引发变形开裂。3.6.其他因素另外，在较高的温度环境下，罐体内部受热膨胀会引起罐

9、体变形开裂；运输过程中受路况影响，颠簸摩擦严重，导致内部液体流动，形成一定的作用力，在该作用力之下，会对部分焊接削弱处形成强大的冲击，从而导致罐体变形开裂。4 .修复方式在对罐体进行修复工作之前，要对罐体进行着色探伤检查，以保证原焊接部位的缺陷已经得到彻底的清除。用乙快喷焰对内壁补焊区域进行均匀预热，温度控制在150左右。使用经过400C,15小时烘干处理的3.2FA016焊条进行多层次焊接。在焊机的选用方面，应采用直流式焊机。焊接电流控制在90-100Ao焊条必须存放在恒温筒中，以免受潮，也便于取用。焊接完毕之后，及时盖上保温材料，使补焊区缓冷，避免上述问题的出现。待补焊区域充分冷却后，将补

10、焊处打磨光滑，消除表面咬边等应力集中的地方。使用履带式远红外加热器将内壁400mm补焊区域加热至600左右，相应部位的外壁也要进行适当的保温处理，该过程须持续2小时，之后进行缓慢冷却。采用磁粉探伤对补焊区进行检查，确保合格。5 .焊接裂缝的成因及控制储气罐是指专门用来储存石油液化气的设备，作为常见压力容器，应该定期进行无损检测，发现缺陷后要有效、及时地处理，避免是否发生。某液化石油气储罐定期检验时，经磁粉检测发现其封头拼接焊缝存在多处缺陷磁痕显示。分析认为：1、储罐主体材料为16MnR钢，是低合金高强度钢，焊接裂纹敏感性较强，焊后热处理的焊接部位和热影响区的布氏硬度很高，材料有开裂倾向。2、盛

11、装液化石油气的情况下运行了多年，介质中含有湿HzS,同时存在焊接残余应力，在夹渣的存在下，形成了裂纹。3、湿HzS应力腐蚀开裂，罐体内表面有大量锈蚀，残液含水量较高，介质中的H2S含量超过了规定范围。处理措施是：1、对裂纹进行打磨消除并补焊（1）对缺陷部位先做磁粉检测，后做超声检测，确定缺陷位置，用机械打磨机做机械打磨；打磨的同时进行磁粉检测，直至缺陷完全消除，磁粉检测未见缺陷磁痕显示。（2）打磨完成后对打磨部位表面进行预处理，然后按照焊接工艺规程，对缺陷部位进行补焊，最后对补焊的棱角部分打磨至圆滑过渡。（3）补焊后，释放应力24h,然后对补焊位置做磁粉检测；在确定没有缺陷后对补焊位置做局部热

12、处理。2、局部热处理（1）方法：电加热式局部消除焊接应力。（2）工艺要点:对返修部位长度和宽度方向二侧各加50mm进行电加热；局部温度上升至400时，加热区的温度上升速率一般情况下大于55Ch1,小于220ChT,最高加热到630；保温时，加热区域内的最低温度与最高温度之差不能大于80,保持恒温600C的情况要Ih左右；为了防止焊接件表面过度氧化，加热区的空气在保温和升温的过程中应该得到有效地控制；电加热温度大于400C的情况下，加热区温度下降的速度应大于55Ch1,小于280ChT;返修部位停止加热，温度应小于等于400,然后在空气中冷却。3、耐压试验缺陷处理完毕后，进行耐压试验：试验水为清

13、洁水，压力为2.25MPa,环境温度为15,确保符合特种设备安全规定。6 .结语液化石油气储罐接管角开裂是引发储罐安全事故的主要原因之一。为了避免安全事故的产生，接管与罐体之间需要采用更为合理的焊接结构设计。在具体制造过程中，应该保障良好的工作环境，严格按照制造工艺以及相关标准流程进行作业，切不可粗心大意，遗漏了某些环节，影响了储罐自身的质量。同时，在液化石油气储罐的使用过程中，要注意安全，定期的采用无损检测技术对罐体进行安全检测，降低使用风险，保障社会安全。参考文献：1肖建平.探讨磁加法和交叉磁软法在接管角焊缝探伤的应用j.特种设备安全技术，2009(02)2赵巧良，金巧芳.高压加热器接管角焊缝裂纹的焊补热加工艺，2011(05)3李群松，高永卫.压力容器接管处焊缝泄露的维修J.磷肥与复肥，2008(02)4韩立柱，王忠民,液化石油气储罐接管角焊缝的开裂原因W.中国特种设备安全，2012(10)