球罐焊接冷裂纹的预防.pdfVIP

维普资讯 4O 油气田地面工程第25卷第 4期 f2006．4J 球罐焊接冷裂纹的预防 陈新明 (河南油田油建公司金属结构厂) 球罐一般是用来储存易燃易爆甚至有毒的介 探明缺陷进行统计分析，得出如下结论：环向焊缝 质，一旦发生破坏其后果是极其严重的。据我国国 和螺旋焊缝都可产生应力腐蚀裂纹 (SCC)缺陷， 内统计，近年发生破坏的l7台球罐中，有 l1台与 而纵向裂纹 ，特别是应力腐蚀裂纹 ，当其发生在最 焊接有关 英国工程保险公司的两项压力容器事故 大张性环向应力部位时被视为是最危险的，且会导 调查统计表明，由于球罐裂纹造成破损和导致破损 致大部分球罐和管道破裂。球罐之所以产生应力腐 的占84．2 ～89．3 。在这些破坏裂纹中，由焊 蚀破裂是由于其所处的腐蚀环境与球罐表面的应力 接组装引起的裂纹 占8．49，6～41 。如 日本干叶地 相互作用而形成裂纹所致。最近，美国管道和危险 区的lO00m。球罐的破坏，其原因之一就是焊后错 物质安全管理机构及管道安全局 (OPC)对有关应 边和角变形过大，形成较强的应力集中，产生微裂 力腐蚀破裂方面的问题进行了研究，总结和收集有 纹。我国吉林省球罐破坏事故发生的原因也是由于 关资料、经验和最佳做法。研究后发现，对于诸如 焊接冷裂纹所致。根据大量的统计表明，球罐的破 球罐和管道网来说，世界任何陆地的不同土壤和气 裂多数源于焊接区 (焊缝及其热影响区)，因此， 候条件下都可能发生应力腐蚀破裂事故。美国早期 焊接质量是球罐建造质量的关键。本文对球罐焊接 在对应力腐蚀破裂进行的研究中，对案例样品中与 冷裂纹产生的因素进行分析，并提出了预防措施。 pH值大约为9～ll的含有碳酸盐和碳酸氢盐的水 经现场施工验证 ，这些预防措施较好地解决 了问 有关的称为 “经典的应力腐蚀破裂”，这种由 “环 题，从而保证了球罐的制造质量。 境造成的裂纹”，需要有一定的应力水平来激发裂 1．产生焊接冷裂纹的三个内在因素 纹的形成。而这种最低限度的应力水平俗称 “门限 (1)氢。氢的主要来源是焊材中的水分和焊接 应力”，门限应力的逐渐汇集即成为总应力。当这 区域中的油污、铁锈、水以及大气中的水汽等。这 种应力值增加到超过门限应力值时，就可能很快形 些水、铁锈或有机物经焊接电弧的高温热作用分解 成第一批裂纹并加快裂纹的成长率。 成氢原子而进人焊接熔池中。在焊接过程中氢除向 虽然某些裂纹可以凭肉眼观察到，但光是用 目 大气中扩散外，余下的在焊缝中呈过饱和状态，即 测的方法是不足以可靠地探测应力腐蚀破裂的存 在焊缝中存在着扩散氢。根据氢脆理论，这种扩散 在。美国的做法是，对球罐、管道表面进行适当的 氢将向应变集中区 (如微裂纹或缺 口尖端附近)扩 处理，采用磁粉检测 (MT)方法和干 穿透检测 散，当该区的氢浓度达到某一临界值时，裂纹便继 (PT)方法都能查明应力腐蚀破裂的存在。而通过 续扩展。 电力的磁粉检测法是更经济有效的方法。如俄罗斯 (2)应力。依