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球罐裂紋缺陷分析及修復

時間:2020年08月12日 所屬分類:推薦論文 點擊次數:

摘要:本文著重對球罐裂紋缺陷進行了深入的研究和分析,探討了產生裂紋的原因,并對重大氫腐蝕或應力腐蝕等相關因素進行了分析,針對一系列誤差提出了相應的修復方案,有效地保證了整個工程的全面有效球形容器的質量和安全。 關鍵詞:球罐;斷裂修復;全面檢查

  摘要:本文著重對球罐裂紋缺陷進行了深入的研究和分析,探討了產生裂紋的原因,并對重大氫腐蝕或應力腐蝕等相關因素進行了分析,針對一系列誤差提出了相應的修復方案,有效地保證了整個工程的全面有效球形容器的質量和安全。

  關鍵詞:球罐;斷裂修復;全面檢查

特種設備安全技術

  考慮到球罐裂紋的缺陷,有關科學家做了大量的研究,球罐裂紋問題主要表現為冷裂紋,主要是氫腐蝕引起的,材料的耐蝕性和馬氏體含量等相關因素。同時,球罐內的裂紋也有熱裂紋,其原因是各種合金元素對鋼溫度的敏感性差異較大,進而在晶體石膏材料上出現了不良缺陷。根據裂紋產生和分布的一般特點,采取有效的防裂措施,確定了一般球罐的裂紋檢測,討論了主要的沖擊問題,以避免后續工作中出現裂紋問題,提高整個球罐的質量和安全,提供適當的修理方法。

  1球罐裂縫原因分析

  1.1氫腐蝕裂縫

  氫腐蝕是影響球罐裂紋的重要因素之一。氫腐蝕主要由焊接材料和室外的水蒸氣、油污和鐵銹引起。高溫電弧作用使各種金屬波在球形容器中分裂氫原子,在焊接過程中形成分布的氫元素。氫腐蝕理論認為,氫腐蝕主要引起罐內的水蒸氣、油和鐵銹以及球形金屬,當氫濃度達到極限值時,球罐表面裂紋擴展。

  1.2應力裂縫

  球罐安裝時,通常需要先縫兩針,再縫環。一個球罐在開會的時候,一些外部的應力是不可避免的,因此,球罐在裝配過程中的反復裝配不宜過大,否則會對球罐的表面結構產生不利影響,造成應力差的問題,球罐焊接后,熱處理的全部影響無法完全消除,焊接殘余應力對金屬結構的影響仍然十分明顯。

  1.3火星結構內容

  金屬材料在罐外通常有一定數量的馬氏體組織。如果martini結構的含量過大,則球形容器表面金屬的脆性過大,這對冷裂紋也有非常重要的影響,特別是與焊接有關的,往往會出現一個壞的冷裂紋問題。

  2球罐裂紋主要原因分析

  一旦焊接完成,焊接區域的溫度將繼續升高,泄壓工作產生的裂紋主要是熱裂紋,也被有關人員稱為應力裂紋。產生這種裂紋的主要原因分為兩個關鍵因素:第一,合金中所含的不同元素:在鋼鐵中,如制梨耐熱鋼、鐵材料中的微量營養素等,熱裂紋問題正引起越來越敏感的問題。同時,裂紋問題與加熱和一般加熱時間密切相關。不同的金屬材料對熱裂敏感性不同,也有很大的差異,如果焊接過程中含有大量的硫、磷等元素,則焊接過程中會出現氣孔、弧坑和表面不良裂紋等不良缺陷,從而使裂紋在球形容器使用、焊接材料的選擇和焊接過程中使用的能量等方面繼續向周圍層擴展。在裝配和焊接過程中,球形容器具有較高的殘余拉伸強度和焊接張力。

  另外,工作介質具有抗硫化氫腐蝕的環境,我們知道抗腐蝕有兩個條件,一個是牽引壓力,另一個是腐蝕。由于裂紋末端的壓力集中和吸附材料楔入裂紋的影響,腐蝕繼續在介質上進行,促進裂紋擴展直至材料斷裂,可以想象,如果發生腐蝕,腐蝕速度相當快,這個球罐只是為腐蝕的持久性創造了條件。使長的驅動裂紋迅速、大范圍地擴展。所有裂紋都發生在熱影響區的兩側,根部位于一個較低的氣質區。主裂紋為穿晶裂紋,部分為裂紋分支。它是穿晶和沉淀混合裂紋。內部充滿腐蝕產物,顏色灰黑色。作者認為,裂紋是球形容器因腐蝕而產生的脆性裂紋。由于陶瓷罐的設計、施工、使用和檢驗,對系統的整個過程都是技術性的,為了保證在用球形容器的安全運行,各系統環節必須嚴格執行不同的專業技術標準和國家管理規定。

  一個。如果煉油廠工藝系統中沒有脫硫(堿洗)設備,則用于儲存液化石油氣的球罐必須進行熱處理,以降低整體應力。在這種情況下,不建議在不進行熱處理的情況下限制硫化氫含量。由于系統缺陷的積累,球罐的生產、裝配和焊接很可能會對局部焊接造成很大的限制。16MnR焊接仍然根據標準焊接程序進行評估,但它不是用于焊接球形容器的預熱標準,也不利于釋放約束系統的壓力。介紹了預熱法的焊接工藝。對于多層焊道,每次焊接后應立即將焊道集中在一起,以避免應力,建議生產時采用敞開法,即將所有球殼板整體固定,然后焊接,以降低球罐內的裝配應力。目前球罐應力腐蝕的原因尚需進一步研究,對引起應力腐蝕的介質含量沒有統一的規定。另外,國內400立方米以下小型球形容器的管理也存在一些問題,如小型煉油廠工藝系統的脫硫裝置不完善或不穩定,硫化氫檢測方法不完善,需要改進。因此,如果硫含量大于50ppm/m3,建議注意;如果硫含量大于100ppm/m3,應及時打開儲罐進行檢查。原則上,球形容器的檢驗計劃應以表面活性缺陷為基礎。注:應注意未經一般熱處理的球形容器,特別是在工作環境中有硫化氫腐蝕傾向的容器,球形容器內表面的所有焊縫必須能在輕清潔的基礎上進行100%的磁粉探傷。在施工和裝配時大于標準的尺寸和形狀,以及在硬度異常情況下的額外耐久性測量檢查;如果耐久性超過235hb,則應進行基本檢查。

  3防止和糾正球罐裂縫的措施

  3.1裂紋特性和分布特性

  球形容器表面裂紋一般以冷裂紋為主。大多數裂縫是縱向的,有些是垂直的。一般無交叉或交叉,斷裂處有明顯的亮脆裂紋,無明顯氧化性,焊接接頭金屬框架基本上存在熱裂紋,部分熱裂紋擴展至木材冶金,有縱裂紋和橫裂紋,熱裂紋數量較大且呈放射狀,裂紋的彈坑面積呈星形,表面部分為明顯的氧化色,整體性能為黑色和藍色。

  3.2防止裂縫的措施

  為有效避免球罐產生不良裂紋,應盡量選用選用球罐表面材料的低碳鋼材料,球罐母材中含有的雜質對球罐焊接裂紋也有很大的影響。不能使用,焊接時要盡量減少氫源,焊接時使用低氫焊條,使用焊條時要用油,水和鐵銹必須在適當的時候從口中取出,雨雪天氣或相對潮濕的環境中,必須采取必要的防護措施。在焊接過程中,必須有效地控制焊接溫度和時間,以保證焊接工藝層之間的溫度,并有效地控制合適的能量邊界。

  3.3裂縫的檢測與矯正

  這從100%射線控制工作中可以看出,由于射線控制方法對實際操作過程有一定的限制,要有效防止裂紋缺陷的產生,必須制作100%超聲波控制的焊接接頭,如果在二次控制過程中出現不良的焊接裂紋,進一步評價周圍區域的冶金特性,有效防止焊接接頭周圍裂紋的擴大,有效消除球形容器的焊接壓力,檢查缺陷后對裂紋周圍進行熱處理。首先,焊接配件內部必須徹底打磨,主要是去除焊接配件表面的裂紋,打磨后對外部裂紋和內部焊接表面進行100%磁粉檢測。使用K1或K2探頭,能準確識別焊縫裂紋區的具體缺陷,根據裂紋缺陷的具體位置,采用從引弧空氣中緩慢引弧的方法消除裂紋,消除時應保持一定的區域和角度。打磨至完全拋光。裂紋問題消除后,可采用磁粉探傷進行檢測,有效確定裂紋問題是否得到徹底清理,有效保證球罐的整體質量。

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  結論:

  球罐裝配時必須選擇合適的工藝,以避免出現假邊、變形等問題,焊接完成后,鋼材往往會面臨較高的殘余應力。因此,有關人員必須采用合理的焊接順序,以防止球形容器表面破裂。

  參考文獻:

  [1]袁邱浚.在用液氨球罐內表面橫向裂紋檢驗案例分析[J].特種設備安全技術,2019(05):13-15.

  [2]胡小媛,張銀全.淺談厚壁低溫鋼制球罐(冬季)組焊裂紋預防與控制[J].特種設備安全技術,2019(02):22-25.

  作者:陸益鋒

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