球罐檢驗(yàn)中的缺陷問題解析

萬佳

【摘? 要】本次研究中具體分析球罐檢驗(yàn)當(dāng)中缺陷情況，主要是指對裂紋表現(xiàn)及成因進(jìn)行分析，并進(jìn)一步探究解決對策，以明確如何更好的修復(fù)球罐裂紋缺陷。造成裂紋缺陷的因素具有多樣性，如氫腐蝕、應(yīng)力腐蝕等。此外，溫度變化也將會造成裂紋缺陷發(fā)生。因此，需要加強(qiáng)檢驗(yàn)，對檢驗(yàn)中難點(diǎn)及重點(diǎn)進(jìn)行闡述，以期可以在未來裂紋控制及補(bǔ)焊等提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】球罐;檢驗(yàn);缺陷;開罐

球罐屬于鋼制容器，多為石油煉制或者石油化工生產(chǎn)當(dāng)中使用的一種重要設(shè)備。操作溫度多控制在50℃條件下，壓力條件為3Mpa。球罐容量相對較大，且主要存在圓球形以及橢球型兩種類型。球罐制造中對材料的要求相對較高，要求材料本身的沖韌性較強(qiáng)。在具體檢測過程中球罐檢驗(yàn)存在一些缺陷問題，因此，加強(qiáng)對其進(jìn)行研究十分必要。

一、裂紋缺陷主要特征及防控方式

裂紋缺陷產(chǎn)生因素大致可以分為內(nèi)外因兩種，外因包括球罐內(nèi)物質(zhì)燃燒不充分，造成酸性物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng);另外，也包括燃燒后碳灰聚集，吸附硫化物導(dǎo)致缺陷。而應(yīng)力因素也是造成裂紋出現(xiàn)的主要成因，此外，也包括組織應(yīng)力，這些都會造成裂紋缺陷的發(fā)生。

（一）裂紋及分布特征

造成冷裂紋產(chǎn)生的位置多出現(xiàn)在熔合線母材金屬位置附近，且裂紋特點(diǎn)為縱向，較少存在橫向裂紋產(chǎn)生，冷裂紋多無分叉，且斷口位置發(fā)亮，并無出現(xiàn)氧化顏色。

熱裂紋則發(fā)生在焊縫金屬當(dāng)中，比較少會產(chǎn)生于母材金屬位置，橫縱向方向均有。

熱裂紋會產(chǎn)生較多分叉，且表現(xiàn)出放射形，弧坑位置上裂紋會表現(xiàn)出星狀特點(diǎn)，且斷面也會產(chǎn)生氧化色彩，并呈現(xiàn)出藍(lán)黑色。

（二）防控方式

在避免裂紋缺陷的技術(shù)操作中，可以選擇對冷裂紋不敏感類型材料，如母材的選擇應(yīng)當(dāng)盡可能使用含碳量較低類型材料。母材當(dāng)中夾渣也將會對焊縫產(chǎn)生裂紋造成影響。為此，剛才選擇還需要進(jìn)行超聲波技術(shù)檢驗(yàn)，針對出現(xiàn)夾層較為嚴(yán)重的材料則應(yīng)當(dāng)避免使用。

施焊環(huán)節(jié)需要盡可能避免與氫之間接觸，焊接可以使用低氫焊條;焊接之前還應(yīng)當(dāng)對焊條進(jìn)行烘干，對焊口位置上出現(xiàn)的油污及水分等進(jìn)行清除，避免在不良天氣條件下作業(yè)，嚴(yán)格控制相對濕度，并做防風(fēng)處理。

焊接操作之前還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行預(yù)熱處理，適當(dāng)預(yù)熱之后，確定后熱溫度以及時(shí)間，焊接過程中需確保層間溫度的穩(wěn)定，并選擇符合實(shí)際需要的線能量。

球罐的組隊(duì)環(huán)節(jié)也需要使用符合實(shí)際需要的工藝，避免強(qiáng)力組隊(duì)方式，降低錯(cuò)邊以及角變形問題出現(xiàn)。焊接完成之后，也會存在一定程度的殘余應(yīng)力，因此需要選擇合理焊接順序，規(guī)避掉焊接技術(shù)操作中可能產(chǎn)生的缺陷。

二、裂紋缺陷修復(fù)及二次檢驗(yàn)

球罐當(dāng)中出現(xiàn)裂紋缺陷屬于比較危險(xiǎn)的問題，需要進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)焊。對裂紋缺陷的修補(bǔ)應(yīng)當(dāng)結(jié)合球罐裂紋本身情況而定，編制具體修補(bǔ)方案，且需要通過審核才能夠進(jìn)行補(bǔ)焊作業(yè)。補(bǔ)焊操作應(yīng)當(dāng)由具有一定經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)焊工完成。

（一）裂紋的控制技術(shù)

采用100%射線進(jìn)行缺陷檢驗(yàn)之后，發(fā)現(xiàn)裂紋情況則可以采取常規(guī)補(bǔ)焊技術(shù)進(jìn)行處理。完成補(bǔ)焊修復(fù)之后，經(jīng)過射線檢測并未出現(xiàn)裂紋則可以確定為合格。

但是射線檢驗(yàn)本身具有局限性，因此，為了避免出現(xiàn)漏檢情況，則對焊縫還需要進(jìn)行超聲波的技術(shù)檢驗(yàn)。復(fù)驗(yàn)階段，對仍然存在裂紋等缺陷問題的，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行返修，返修之后還需進(jìn)行100%的超聲波技術(shù)檢驗(yàn)。

對檢測中出現(xiàn)上月牙縫、上環(huán)焊縫等大量微裂紋的情況則為了有效控制裂紋增長，則還應(yīng)當(dāng)實(shí)施消除應(yīng)力熱處理技術(shù)。

（二）裂紋缺陷處理技術(shù)

檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)裂紋情況之后采取熱處理。第一，球罐環(huán)焊縫內(nèi)部表層進(jìn)行打磨，確保憑證，對焊縫表層裂紋進(jìn)行清除。第二，外焊縫以及磨平內(nèi)環(huán)焊縫表層采取磁粉技術(shù)檢測，對表面以及附近表面裂紋等進(jìn)行清除。

利用超聲波技術(shù)進(jìn)行檢測，并通過K1以及K2探頭實(shí)施檢驗(yàn)，確定裂縫位置，并對裂紋長度以及深度情況做出針對性技術(shù)處理。

裂紋缺陷清楚，結(jié)合裂紋缺陷所在位置可以使用碳弧氣刨進(jìn)行處理，注意應(yīng)當(dāng)進(jìn)行緩慢操作，確保刨槽的規(guī)整。技術(shù)處理應(yīng)當(dāng)保持一定坡口角度，坡度應(yīng)當(dāng)控制在50°范圍，氣刨之前應(yīng)當(dāng)對刨槽深度進(jìn)行檢測，當(dāng)達(dá)到缺陷深度情況下應(yīng)當(dāng)停止氣刨作業(yè)，并使用砂輪機(jī)進(jìn)行打磨。清楚缺陷之后需要使用磁粉檢測技術(shù)手段再次進(jìn)行技術(shù)檢測，對缺陷未能夠充分清除的位置應(yīng)當(dāng)再次進(jìn)行打磨，直至清楚并進(jìn)行磁粉檢測。

對裂紋較長缺陷，在選擇氣刨階段應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎，必要情況下應(yīng)當(dāng)首先避免裂紋繼續(xù)擴(kuò)張，在進(jìn)行其他技術(shù)處理。

（三）補(bǔ)焊技術(shù)操作及二次檢驗(yàn)

補(bǔ)焊操作過程中主要技術(shù)流程如下：焊條的使用以及焊前準(zhǔn)備工作應(yīng)當(dāng)充分。焊鉗尤其應(yīng)當(dāng)進(jìn)行烘烤干燥處理。

焊前需要進(jìn)行預(yù)熱，使用火焰加熱完成預(yù)熱操作。焊接技術(shù)工序需選擇具有豐富經(jīng)驗(yàn)的焊工完成，焊接參數(shù)需根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)自行。

線能量控制以及相關(guān)層間溫度控制對于補(bǔ)焊工藝的效果而言也同樣十分重要，補(bǔ)焊位置需要連續(xù)施焊一次完成。

焊接完成之后需要進(jìn)行緩冷處理，補(bǔ)焊之后，則還需要采取后熱銷氫處理。

汗布環(huán)節(jié)對焊道還需要進(jìn)行磁粉檢驗(yàn)。修補(bǔ)完成之后，焊縫檢驗(yàn)需要能夠在36h之后再進(jìn)行處理。焊縫表層不應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)咬邊以及表層缺陷出現(xiàn)。

修補(bǔ)完成之后的檢驗(yàn)以及結(jié)果修補(bǔ)需要使用到射線、超聲以及磁粉三種類型檢測。操作流程如下：

內(nèi)部發(fā)生裂紋缺陷則可以使用超聲波技術(shù)檢驗(yàn)，比例100%。采用單面雙側(cè)檢驗(yàn)方式，結(jié)果經(jīng)過檢驗(yàn)，無波幅III區(qū)去缺陷以及II超標(biāo)缺陷。經(jīng)過超聲波檢驗(yàn)合格的情況下，使用涉嫌檢驗(yàn)，修補(bǔ)位置上檢驗(yàn)比例100%，球罐設(shè)備的規(guī)格設(shè)定為12300x48mm，此時(shí)采用的是Ir192射線進(jìn)行全景曝光處理，同時(shí)為了確保底片靈敏度，需按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定設(shè)置參數(shù)。膠片則使用阿克發(fā)D4，在球罐中心完成技術(shù)檢驗(yàn)。

球罐采取熱處理以及耐壓試驗(yàn)技術(shù)處理，焊縫在經(jīng)過修補(bǔ)之后為了更好的消除焊接應(yīng)力，可以使用噴燃油方式進(jìn)行熱處理，熱處理過程中需確保溫度能夠被控制在625℃范圍內(nèi)，此溫度條件應(yīng)當(dāng)保持135min。升溫速率應(yīng)當(dāng)開工至在300℃，并采取自然升溫方式。300℃以上，則應(yīng)當(dāng)保持50℃的控制幅度。降溫速率則應(yīng)當(dāng)保持30℃～50℃范圍。氣密性實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：將空氣作為介質(zhì)，試驗(yàn)壓力設(shè)置為2.16Mpa。

結(jié)束語：綜上所述，實(shí)施全面檢測過程中，球罐開罐檢驗(yàn)發(fā)生缺陷需要進(jìn)行仔細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)造成缺陷的成因，對出現(xiàn)裂紋缺陷位置則需要按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修復(fù)，并進(jìn)行二次檢驗(yàn)，確保球罐體內(nèi)焊縫的質(zhì)量。

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（作者單位：甘肅省酒泉市特種設(shè)備檢驗(yàn)所）