100m3不銹鋼儲罐泄漏原因分析

周子業

1. 概述

我公司2012年8月為某企業制造了100m3不銹鋼立式常壓儲罐一臺，使用10個月后發現在接管與殼體連接處有泄漏點，并發現該處有明顯的微小細裂紋。為此我們就該儲罐殼體泄漏產生原因進行了分析，并改進工藝措施進行維修。儲罐的主要技術參數如表1所示。

2. 泄漏原因分析

（1）外觀檢查 經盛水試漏檢查，發現在接管與殼體連接處有泄漏點，經細致觀察，在焊縫部位有明顯的微小細裂紋。

（2）斷口宏觀檢查 觀察殼體開裂部位發現，殼體中裂紋位于與接管焊接近焊縫區，呈現鋸齒狀形貌特征。

（3）化學成分檢查 對殼體和接管取樣進行化學成分分析，殼體化學成分符合GB/T4237—2007標準，接管化學成分符合GB/T14976—2012標準，數據符合標準要求。

（4）金相檢測 在殼體開裂部位截取試塊制備金相試樣，試樣先在未腐蝕情況下進行顯微鏡組織觀察，殼體試塊中非金屬夾雜物的級別，按GB/T10561—2005標準評定為C1.5及D1.5級，夾雜物的級別比較低。進一步觀察可發現，裂紋自殼體表面以沿晶的方式向內部擴展，裂紋整體表現為網狀，結合裂紋出現在近焊縫區位置，應屬焊接熱影響區，故此裂紋為焊接熱裂紋中的結晶裂紋。

再經王水侵蝕后，發現殼體基體組織為奧氏體+少量碳化物。繼續觀察可發現，裂紋起始于焊縫的熱影響區，黑色部分是晶體脫落的地方；且在晶粒脫落附近及在晶界處可見有黑色的碳化物析出。

（5）硬度檢測 在殼體裂紋部位截取硬度試塊，檢測4點，有3點大于標準值210HV。（6）原因分析 綜合上述分析，殼體與接管焊接過程中，緊鄰殼體的熱影響區，溫度為500~850℃，形成焊接敏化區，同時殼體鋼板硬度值超標，固溶處理效果欠佳，未全部固溶與奧氏體中的碳也增加形成焊接敏化的傾向，兩者的共同作用使殼體產生晶間腐蝕開裂，故而造成開裂泄漏。

3. 解決措施

首先，通過分析得知導致殼體開裂泄漏失效的主要原因是焊接工藝不合理。為此我們把泄漏點處的接管割除，打磨孔的周邊直至露出金屬光澤，重新更換接管（見圖1）。選用WS—400氬弧焊機和ZX7—630逆變焊機進行焊接，焊接參數如表2所示。焊腳高度為接管的壁厚（4mm）。焊縫表面不得有裂紋、氣孔、咬邊及弧坑等缺陷。

表1 主要技術參數

圖1

其次，殼體開裂泄漏失效的次要原因是所用鋼板固溶熱處理工藝欠佳，因此我們對A、B類焊縫及接管與殼體連接的D類焊縫進行固溶熱處理，（1 050±10）℃時保溫60min，升降溫速率＜200℃/60min，在400℃以下空冷（見圖2）。

最后，酸洗鈍化處理。返修及熱處理部位用酸洗膏進行酸洗，浸漬30min，用清水沖洗，用干布把水漬擦干凈。用藍點法檢測，無藍點為合格。

4. 結語

由于采取了符合規范的焊接工藝和熱處理工藝，工人精心施焊，經外觀檢查和盛水試漏檢查，無泄漏、無變形。經過兩年多的使用，未再發現泄漏，說明編制施工工藝的正確性，同時也要求我們在以后的工作中，常壓容器用材料與壓力容器用材料要求是一致的，采用合格的材料和符合規范的施焊工藝是保證產品質量的前提。

表2 焊接參數

圖2