液化石油氣儲罐工卡具焊趾裂紋

王艷杰

某市液化氣公司一臺20m3液化石油氣儲罐（工作壓力≤1.6MPa，工作溫度≤50℃，介質為液化石油氣，主要受壓元件材質為16MnR），現已使用9年。2011年9月8日，黑龍江省七臺河市特種設備檢驗研究所檢驗人員在對該設備進行開罐全面檢驗時，經磁粉檢測，發現該設備在距離罐體右封頭的環焊縫280mm、縱焊縫下部50mm的筒體母材處，存在一條長約20mm，深1.2mm的枝條狀裂紋（如圖1）。

造成該缺陷的原因可能有：第一，工卡具焊趾裂紋，制造時打磨后未進行磁粉探傷，未完全消除裂紋，運行過程中由于拉應力致使裂紋不斷擴大。第二，運行過程中由于硫化氫應力腐蝕產生裂紋。根據現場的情況分析，該部位有制造時工卡具割除的痕跡，造成該設備存

在此缺陷的主要原因可以認為是工卡具焊趾裂紋，屬冷裂紋，制造時工卡具割除后，對表面打磨后未進行磁粉探傷，而進行的對接接頭射線檢測不能檢測到離焊縫較遠的此類缺陷，導致一旦打磨未完全消除裂紋，就會在運行過程中由于拉應力致使裂紋不斷擴大，形成較大的安全隱患。

為什么會產生工卡具焊趾裂紋呢？一、由于工卡具與容器焊接一般是采用小焊腳、短焊縫、小規范的焊接，冷卻速度快，容易出現淬硬組織，減少了金屬的塑性儲備，導致形成冷裂紋；二、由于工卡具離焊縫比較遠，焊接前的清理工作一般比較差，如有鐵銹殘留，在焊接高溫下鐵銹分解產生氫氣，高溫時氫在金屬中有很高的溶解度，因此在焊接熔池內的熔融金屬能吸收大量的氫，在冷卻中，隨著溫度下降，氫的溶解度急劇降低，又由于冷卻速度快，析出的氫來不及逸出，留在焊縫金屬中，使接頭性能脆化，導致產生裂紋；三、由于工卡具與筒體連接一般采取T字接頭，而且由于用完就割除，往往會存在未焊透（如圖2所示），形成應力集中，導致焊縫產生裂紋。

為防止此類缺陷的發生，制造時可以采取以下措施：一，工卡具與本體焊接前，應將焊接部位表面鐵銹、水、油脂、雜物等清除干凈；

二、工卡具也應開坡口，選用較大的焊接規范，一是保證焊透，二是避免冷卻速度過快、以便氫及時逸出，三是避免形成淬硬組織，四是降低集中應力；三、嚴格要求焊工按焊接工藝施焊，不能以為工卡具焊縫是臨時的就隨意焊接，甚至隨便拿根焊條就焊；四、工卡具去除后，最好是先把焊趾部位標注出來，24小時后應進行磁粉探傷，及時發現缺陷及時打磨清除定期檢驗時，除了對接焊縫、角焊縫進行磁粉檢測外，還應把所有工卡具焊趾痕跡部位在外觀檢查時標注出來，重點進行磁粉檢測，及時消除安全隱患。