一台液化石油气球罐裂纹的原因分析及处理

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  • 关键字:2000m3,液化石油气,裂纹,处理
  • 发布时间:2011-09-01 17:31
  2009年5月,笔者所在研究院在对省内某单位2000m3液化石油气球罐进行定期检验时,发现该球罐存在裂纹缺陷多处,已不能正常安全使用。

  一、设备基本参数

  设计压力为1.77MPa,设计温度为50℃,介质为液化石油气,直径为15700mm,材质为16MnR,设计厚度48mm。投入运行1年零5个月,使用参数:工作压力为0.8MPa,使用温度≤50℃,使用介质为液化石油气。

  二、缺陷基本情况

  在射线检测抽查中发现裂纹4处,长度分别为30mm(1)、10mm(2)、17mm(3)、17mm(4),位置分别在赤道焊缝T形接头部位和下温带焊缝的T形接头部位。

  后根据《压力容器定期检验规则》对该球罐进行100%超声波检测,对超声波检测发现缺陷的部位进行射线检测复查,共计发现裂纹4处,条形缺陷3处(Ⅲ、Ⅳ级片)。其中裂纹缺陷在焊缝中的与图2基本相似。分别出现在上、下极板Y形接头部位和上温带焊缝上。

  长度分别为10mm(5),15mm(6),20mm(7),7mm(8),条形缺陷分别出现在下温带焊缝和下半球经向焊缝上,方向基本与焊缝方向平行,为纵向缺陷。长度分别为20mm(9),35mm(10),和24mm(11)。

  三、缺陷分析

  条形缺陷属于制造缺陷。

  该球罐使用过程中无超温、超压现象;最高使用压力未超过0.8MPa,最高使用温度未超过50℃,(由受检单位提供的设备运行记录),属于正常使用。

  该球罐发现的裂纹均位于焊缝内部,未延伸到焊缝表面,属于埋藏缺陷,故该球罐裂纹缺陷的产生与使用介质无关。

  经金相检测,该球罐母材及焊缝金相为正常珠光体组织(山东省特种设备检验研究院)。

  该球罐正常使用时间仅为1年零5个月,所发现埋藏裂纹缺陷最长为30mm,该球罐在使用过程中未发现产生此类缺陷的诱因,故分析认为该球罐裂纹缺陷的产生与使用过程无关。

  经查看竣工资料,该球罐焊接完成36小时后进行射线检测,查看射线检测报告和底片,未发现上述裂纹缺陷,该裂纹应为延迟裂纹。

  由竣工资料发现,该球罐现场安装时间为:2007年12月至2008年1月,施工现场位于我市滨海开发区,冬季气温低且风大(当地的小气候),正常的焊前预热和后热是否能达到预计的效果?个人分析认为可能是在这一环节出现了问题。

  四、预防措施

  一是严格按评定工艺规范施工,并根据现场实际情况从严控制,确保组装质量。

  二是采取措施严格控制延迟裂纹的出现。

  五、整改方案

  第一,将超标缺陷从近侧表面用磨光机或碳弧气刨去除干净,并用着色检测确认。

  第二,焊前将施焊区域150mm范围内预热至150℃,焊接完成后立即用石棉被覆盖表面,并在背面用小火继续加热至250℃,保温1小时后,停止加热,自然冷却。

  第三,用E5015焊条补焊,焊接工艺按施工单位评定工艺执行。

  第四,焊接完成36小时后对返修部位进行100%射线检测,按JB/T4730.2-2005《承压设备无损检测》标准,Ⅱ级合格。

  第五,无损检测合格后,对返修部位进行局部消除应力热处理,加热范围应以返修部位为中心1500mm半径范围内为加热范围,并考虑温度梯度的影响。热处理温度(650±20)℃,升温速度<50℃/h,保温时间不小于2小时,缓冷至400℃以下时自然冷却。降温速度<50℃/h。

  第六,热处理后对返修部位(热处理范围内的焊缝)进行100%磁粉检测,合格后进行耐压试验,合格后对内表面焊缝进行100%磁粉检测,合格后,维修工程结束。

  整个维修过程应按照《特种设备安全监察条例》的规定,办理相应手续并在法定检验检测机构的监督检验下进行,完工后由法定检测机构出具监督检验报告。

  (作者单位:山东省特种设备检验研究院潍坊分院)

  文/黄见波
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