球罐延迟裂纹产生原因研究

发表时间:2020/9/8   来源:《基层建设》2020年第13期   作者:周阳
[导读] 摘要:借助宏观、超声、磁粉等检测方式,对球罐内表面进行检测,在球罐的延迟裂纹检测过程中,能够发现球罐内部存在上下环缝问题,而在球罐宏观检测过程中,能够发现球罐表面多处焊接。
        浙江省特种设备科学研究院  浙江杭州  310000
        摘要:借助宏观、超声、磁粉等检测方式,对球罐内表面进行检测,在球罐的延迟裂纹检测过程中,能够发现球罐内部存在上下环缝问题,而在球罐宏观检测过程中,能够发现球罐表面多处焊接。这些问题,都会导致球罐出现裂纹。要想管控球罐延迟裂纹出现的问题,应对产生的原因进行分析,并在拘束应力作用下,对马氏组织产生进行研究,进而分析球罐延迟裂纹出现的主要因素,更好地管控裂纹,对球罐质量、应用带来的影响。
        关键词:球罐;延迟裂纹;产生原因;马氏体
        要想明确球罐产生裂纹的原因,应选用定期检测方式,对球罐进行全面分析与检测,并在球罐检测过程中,选择两台情况基本相同的球罐,在检测过程中,结合《压力容器》国标要求,在球罐设计完成并投入使用后,做好定期检测工作,并做好球罐内外面检测工作,确保球罐得到安全应用,并在检测过程中,对存在的延迟裂纹出现因素进行综合性分析,并结合《压力容器》应用标准,制定适合球罐的维修方式,进而解决球罐裂纹出现的主要因素,提升球罐应用质量。
        1. 延迟裂纹检测分析
        1.1宏观检测方式
        要想保证球罐质量,避免延迟裂纹[1]出现,应做好球罐检测工作,并在球罐检测过程中,借助宏观检测方式,对两台球罐表面焊缝进行观察,在球罐表面观察中,应结合两台球罐结构、设计与尺寸,判断上述因素是否符合压力容器标准。其次,在球罐检测中,应做好表面检测工作,检查球罐表面是否存在欧现出凹陷处,球罐母材是否存在电弧未处理问题,只有做好宏观检测工作,才能明确球罐出现问题的主要因素。
        1.2壁厚测试方式
        在球罐裂纹检测过程中,需要对两个球罐的壁厚加以分析,在两台球罐检测过程中,能够发现,两个球罐壁厚并未出现变薄现象,两台球罐的壁厚数值分别为17.98-18.18mm[2]。结合压力容器国标要求,上述两台球罐容器,其强度满足标准要求。
        1.3硬度检测方式
        在两台球罐检测过程中,需要分别对两台球罐的上下环缝焊接处进行监测,在焊接缝实际检测工作中,需要以随机抽取方式,对球罐里氏硬度进行分析,具体检测数据如下表所示:
        表一球罐里氏硬度检测
       
        针对上述两台球罐里氏硬度检测数值加以分析,上述检测数值,符合压力容器检测标准,硬度数值处于标准范围内。
        1.4磁粉检测方式
        在磁粉检测工作中,需要借助荧光粉,对两台球罐上下环缝融合线区域进行观察,并在荧光粉辅助下,明确间接断裂问题。在荧光磁粉检测工作中,能够发现裂纹与球罐内部熔合线呈现平行状态,且上环裂缝要高于下环裂缝。针对这一问题,采取磁粉检测方式,能够明确球罐存在的裂缝部分。
        1.5超声检测方式
        在球罐延迟裂纹检测工作中,可以借助超声检测方式,对球罐上环与下环缝隙进行检测与分析。在超声检测过程中,球罐内部下环缝与T区呈现不同程度的凹陷,对球罐存在的凹陷处进行研究,凹陷处性质为夹渣与未熔合部分。上述问题相对常见,主要表现在焊缝区域。针对超声检测结果进行研究,能够发现球罐焊接处质量较差。球罐焊接缝存在的质量问题,如不能得到及时处理,势必会导致球罐出现延迟裂纹,不利于提升球罐质量。
        1.6金相检测方式
        针对两台球罐裂缝区域进行检测,在检测过程中,可以借助金相检测方式,对球罐表面裂纹进行具体分析。在检测中能够发现,球罐裂缝部分存在马氏体[3],这一组织区域,主要为沿晶裂纹,其集中于球罐马氏体区域,其中,还存在平行裂纹与垂直裂纹,这些平行与垂直裂纹,如不能得到处理,极易导致延迟裂纹出现,对球罐质量带来较大影响。
        1.7成分检测方式
        在上述两台球罐检测过程中,可以对球罐内部存储物质进行分析,并做好球罐内部物质取样工作,在几次取样过程中,能够得到球罐内部物质具体成分,进而根据检测结果,对球罐整体腐蚀程度进行分析。在研究过程中能够发现,球罐受介质影响较小,其腐蚀程度较低,球罐内部的物质,并不会导致延迟裂纹出现
        2. 分析球罐裂纹检测结果
        对不同检测方式,所呈现的检测结果进行分析,在球罐裂缝检测中,由于球罐表面焊迹、弧坑处理不全面,极易导致球罐焊缝存在质量问题。再加上,在球面施工中,如果所选焊接工艺不正确,或是焊接质量较差,球罐表面,都可能出现裂缝问题。在荧光磁粉检测工作中,能够发现两台球罐表面存在较多裂缝,对导致球罐表面裂缝因素加以分析,产生裂缝因素,主要为球罐热处理导致拘束力出现,而球罐焊接完成后,并未得到热处理,难以使拘束力得到改善,进而导致更多裂纹出现。而在金相检测中,能够检测到马氏体。此种马氏体导致的裂缝,主要存在淬硬阶段,淬硬阶段焊缝走向,是导致延迟裂纹出现的主要因素,更符合延迟裂纹出现机理。最后,可在球罐宏观检测完成后,对球罐内部物质成分进行分析,球罐内部物质腐蚀性相对较低,但是,如果管控不当,或是长时间处于此种环境,会在一定程度上,增加球罐裂缝出现概率,对球罐质量带来一定影响。从不同方面,对球罐裂缝产生因素加以分析,只有明确这些问题,才能做好球罐裂缝控制工作,避免延迟裂缝问题出现,从而导致球罐质量与使用期限受到影响。
        结束语
        对球罐出现延迟裂纹因素加以分析,借助不同检测方式,能够发现,出现延迟裂纹主要源于焊接处理不当、焊接质量不佳等因素。球罐受到焊接因素影响,极易在应用过程中,出现马氏体组织。再加上,球罐不同环节施工完成后,这些环节在组装后,需要得到较大拘束力控制。因此,在分析球罐裂缝成因后,应结合常见问题,制定适合管控之策,尽全力控制好球罐内压力与拘束应力作用。只有管控好延迟裂纹出现的主要因素,并结合压力容器国标要求,对各项数据进行分析与处理,才能控制好各类因素,对球罐质量带来的影响,最终降低球罐延迟裂纹出现的可能,进一步提升球罐质量。
        参考文献
        [1]蔡振宇.155MnVNR氧气球罐延迟裂纹问题的研究[J].品牌与标准化,2018(05):54-57.
        [2]元亚明,韩栋,沈建云,张银东.石化企业4台15MnNbR球罐定期检验情况分析[J].广州化工,2018,46(04):120-122.
        [3]董飞.2000M~3高强钢丙烯球罐表面裂纹成因分析及预防对策[J].特种设备安全技术,2017(01):20-22.
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