球罐裂纹缺陷分析及修复

　　摘要：本文着重对球罐裂纹缺陷进行了深入的研究和分析，探讨了产生裂纹的原因，并对重大氢腐蚀或应力腐蚀等相关因素进行了分析，针对一系列误差提出了相应的修复方案，有效地保证了整个工程的全面有效球形容器的质量和安全。

　　关键词：球罐;断裂修复;全面检查

　　考虑到球罐裂纹的缺陷，有关科学家做了大量的研究，球罐裂纹问题主要表现为冷裂纹，主要是氢腐蚀引起的，材料的耐蚀性和马氏体含量等相关因素。同时，球罐内的裂纹也有热裂纹，其原因是各种合金元素对钢温度的敏感性差异较大，进而在晶体石膏材料上出现了不良缺陷。根据裂纹产生和分布的一般特点，采取有效的防裂措施，确定了一般球罐的裂纹检测，讨论了主要的冲击问题，以避免后续工作中出现裂纹问题，提高整个球罐的质量和安全，提供适当的修理方法。

　　1球罐裂缝原因分析

　　1.1氢腐蚀裂缝

　　氢腐蚀是影响球罐裂纹的重要因素之一。氢腐蚀主要由焊接材料和室外的水蒸气、油污和铁锈引起。高温电弧作用使各种金属波在球形容器中分裂氢原子，在焊接过程中形成分布的氢元素。氢腐蚀理论认为，氢腐蚀主要引起罐内的水蒸气、油和铁锈以及球形金属，当氢浓度达到极限值时，球罐表面裂纹扩展。

　　1.2应力裂缝

　　球罐安装时，通常需要先缝两针，再缝环。一个球罐在开会的时候，一些外部的应力是不可避免的，因此，球罐在装配过程中的反复装配不宜过大，否则会对球罐的表面结构产生不利影响，造成应力差的问题，球罐焊接后，热处理的全部影响无法完全消除，焊接残余应力对金属结构的影响仍然十分明显。

　　1.3火星结构内容

　　金属材料在罐外通常有一定数量的马氏体组织。如果martini结构的含量过大，则球形容器表面金属的脆性过大，这对冷裂纹也有非常重要的影响，特别是与焊接有关的，往往会出现一个坏的冷裂纹问题。

　　2球罐裂纹主要原因分析

　　一旦焊接完成，焊接区域的温度将继续升高，泄压工作产生的裂纹主要是热裂纹，也被有关人员称为应力裂纹。产生这种裂纹的主要原因分为两个关键因素：第一，合金中所含的不同元素：在钢铁中，如制梨耐热钢、铁材料中的微量营养素等，热裂纹问题正引起越来越敏感的问题。同时，裂纹问题与加热和一般加热时间密切相关。不同的金属材料对热裂敏感性不同，也有很大的差异，如果焊接过程中含有大量的硫、磷等元素，则焊接过程中会出现气孔、弧坑和表面不良裂纹等不良缺陷，从而使裂纹在球形容器使用、焊接材料的选择和焊接过程中使用的能量等方面继续向周围层扩展。在装配和焊接过程中，球形容器具有较高的残余拉伸强度和焊接张力。

　　另外，工作介质具有抗硫化氢腐蚀的环境，我们知道抗腐蚀有两个条件，一个是牵引压力，另一个是腐蚀。由于裂纹末端的压力集中和吸附材料楔入裂纹的影响，腐蚀继续在介质上进行，促进裂纹扩展直至材料断裂，可以想象，如果发生腐蚀，腐蚀速度相当快，这个球罐只是为腐蚀的持久性创造了条件。使长的驱动裂纹迅速、大范围地扩展。所有裂纹都发生在热影响区的两侧，根部位于一个较低的气质区。主裂纹为穿晶裂纹，部分为裂纹分支。它是穿晶和沉淀混合裂纹。内部充满腐蚀产物，颜色灰黑色。作者认为，裂纹是球形容器因腐蚀而产生的脆性裂纹。由于陶瓷罐的设计、施工、使用和检验，对系统的整个过程都是技术性的，为了保证在用球形容器的安全运行，各系统环节必须严格执行不同的专业技术标准和国家管理规定。

　　一个。如果炼油厂工艺系统中没有脱硫(碱洗)设备，则用于储存液化石油气的球罐必须进行热处理，以降低整体应力。在这种情况下，不建议在不进行热处理的情况下限制硫化氢含量。由于系统缺陷的积累，球罐的生产、装配和焊接很可能会对局部焊接造成很大的限制。16MnR焊接仍然根据标准焊接程序进行评估，但它不是用于焊接球形容器的预热标准，也不利于释放约束系统的压力。介绍了预热法的焊接工艺。对于多层焊道，每次焊接后应立即将焊道集中在一起，以避免应力，建议生产时采用敞开法，即将所有球壳板整体固定，然后焊接，以降低球罐内的装配应力。目前球罐应力腐蚀的原因尚需进一步研究，对引起应力腐蚀的介质含量没有统一的规定。另外，国内400立方米以下小型球形容器的管理也存在一些问题，如小型炼油厂工艺系统的脱硫装置不完善或不稳定，硫化氢检测方法不完善，需要改进。因此，如果硫含量大于50ppm/m3，建议注意;如果硫含量大于100ppm/m3，应及时打开储罐进行检查。原则上，球形容器的检验计划应以表面活性缺陷为基础。注：应注意未经一般热处理的球形容器，特别是在工作环境中有硫化氢腐蚀倾向的容器，球形容器内表面的所有焊缝必须能在轻清洁的基础上进行100%的磁粉探伤。在施工和装配时大于标准的尺寸和形状，以及在硬度异常情况下的额外耐久性测量检查;如果耐久性超过235hb，则应进行基本检查。

　　3防止和纠正球罐裂缝的措施

　　3.1裂纹特性和分布特性

　　球形容器表面裂纹一般以冷裂纹为主。大多数裂缝是纵向的，有些是垂直的。一般无交叉或交叉，断裂处有明显的亮脆裂纹，无明显氧化性，焊接接头金属框架基本上存在热裂纹，部分热裂纹扩展至木材冶金，有纵裂纹和横裂纹，热裂纹数量较大且呈放射状，裂纹的弹坑面积呈星形，表面部分为明显的氧化色，整体性能为黑色和蓝色。

　　3.2防止裂缝的措施

　　为有效避免球罐产生不良裂纹，应尽量选用选用球罐表面材料的低碳钢材料，球罐母材中含有的杂质对球罐焊接裂纹也有很大的影响。不能使用，焊接时要尽量减少氢源，焊接时使用低氢焊条，使用焊条时要用油，水和铁锈必须在适当的时候从口中取出，雨雪天气或相对潮湿的环境中，必须采取必要的防护措施。在焊接过程中，必须有效地控制焊接温度和时间，以保证焊接工艺层之间的温度，并有效地控制合适的能量边界。

　　3.3裂缝的检测与矫正

　　这从100%射线控制工作中可以看出，由于射线控制方法对实际操作过程有一定的限制，要有效防止裂纹缺陷的产生，必须制作100%超声波控制的焊接接头，如果在二次控制过程中出现不良的焊接裂纹，进一步评价周围区域的冶金特性，有效防止焊接接头周围裂纹的扩大，有效消除球形容器的焊接压力，检查缺陷后对裂纹周围进行热处理。首先，焊接配件内部必须彻底打磨，主要是去除焊接配件表面的裂纹，打磨后对外部裂纹和内部焊接表面进行100%磁粉检测。使用K1或K2探头，能准确识别焊缝裂纹区的具体缺陷，根据裂纹缺陷的具体位置，采用从引弧空气中缓慢引弧的方法消除裂纹，消除时应保持一定的区域和角度。打磨至完全抛光。裂纹问题消除后，可采用磁粉探伤进行检测，有效确定裂纹问题是否得到彻底清理，有效保证球罐的整体质量。

　　机械工程论文范例：浅论通设备站防雷之措施

　　结论：

　　球罐装配时必须选择合适的工艺，以避免出现假边、变形等问题，焊接完成后，钢材往往会面临较高的残余应力。因此，有关人员必须采用合理的焊接顺序，以防止球形容器表面破裂。

　　参考文献：

　　[1]袁邱浚.在用液氨球罐内表面横向裂纹检验案例分析[J].特种设备安全技术,2019(05):13-15.

　　[2]胡小媛,张银全.浅谈厚壁低温钢制球罐(冬季)组焊裂纹预防与控制[J].特种设备安全技术,2019(02):22-25.

　　作者：陆益锋