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(zhì)為液化石油氣，主要受壓元件材質(zhì)為16MnR），現(xiàn)已使用9年。2011年9月8日，黑龍江省七臺河市特種設(shè)備檢驗(yàn)研究所檢驗(yàn)人員在對該設(shè)備進(jìn)行開罐全面檢驗(yàn)時(shí)，經(jīng)磁粉檢測，發(fā)現(xiàn)該設(shè)備在距離罐體右封頭的環(huán)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(shí)打磨后未進(jìn)行磁粉探傷，未完全消除裂紋，運(yùn)行過程中由于拉應(yīng)力致使裂紋不斷擴(kuò)大。第二，運(yùn)行過程中由于硫化氫應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生裂紋。根據(jù)現(xiàn)場的情況分析，該部位有制造時(shí)工卡具割除的痕跡，造成該設(shè)備存

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

為什么會產(chǎn)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(guī)范的焊接，冷卻速度快，容易出現(xiàn)淬硬組織，減少了金屬的塑性儲備，導(dǎo)致形成冷裂紋；二、由于工卡具離焊縫比較遠(yuǎn)，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(chǎn)生氫氣，高溫時(shí)氫在金屬中有很高的溶解度，因此在焊接熔池內(nèi)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(dǎo)致產(chǎn)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(yīng)力集中，導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生裂紋。

為防止此類缺陷的發(fā)生，制造時(shí)可以采取以下措施：一，工卡具與本體焊接前，應(yīng)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(yīng)開坡口，選用較大的焊接規(guī)范，一是保證焊透，二是避免冷卻速度過快、以便氫及時(shí)逸出，三是避免形成淬硬組織，四是降低集中應(yīng)力；三、嚴(yán)格要求焊工按焊接工藝施焊，不能以為工卡具焊縫是臨時(shí)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(biāo)注出來，24小時(shí)后應(yīng)進(jìn)行磁粉探傷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)打磨清除定期檢驗(yàn)時(shí)，除了對接焊縫、角焊縫進(jìn)行磁粉檢測外，還應(yīng)把所有工卡具焊趾痕跡部位在外觀檢查時(shí)標(biāo)注出來，重點(diǎn)進(jìn)行磁粉檢測，及時(shí)消除安全隱患。