前言
某燃?xì)夤居?00m3液化石油氣貯罐15臺(tái),1996年6月投入運(yùn)行,1997年7月首次開罐檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)有2臺(tái)貯罐的溫度計(jì)接管角焊縫出現(xiàn)裂紋;2003年5月第二次開罐檢驗(yàn),同樣又發(fā)現(xiàn)另2臺(tái)的溫度計(jì)接管角焊縫、1臺(tái)人孔角焊縫出現(xiàn)裂紋。本文以其中一處溫度計(jì)接管角焊縫裂紋為例,分析裂紋產(chǎn)生原因及處理辦法。
1 貯罐技術(shù)特性
內(nèi) 徑:Φ3000mm
壁 厚:封頭22mm,筒體20mm
主體材質(zhì):16MnR
設(shè)計(jì)壓力:1.8MPa
設(shè)計(jì)溫度:-19℃~+50℃
介 質(zhì):液化石油氣
容器類別:Ⅲ類
2 缺陷情況
溫度計(jì)接管位于貯罐封頭中下部,接管規(guī)格為Φ32mm×3.5mm,材料為20#無縫鋼管。對(duì)其罐內(nèi)表面角焊縫做磁粉探傷檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)磁痕顯示,用砂輪打磨,發(fā)現(xiàn)裂紋,長度沿周向擴(kuò)展,最長62mm,磨深至6mm時(shí)出現(xiàn)空洞,證實(shí)為未焊透,而且是整圈未焊透,最深14mm。
在鍋爐壓力容器檢驗(yàn)中,我們經(jīng)??吹浇庸芙呛缚p出現(xiàn)裂紋、泄漏而必須補(bǔ)焊的現(xiàn)象。
3 原因分析
《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第54條規(guī)定,“……鋼制壓力容器的接管(凸緣)與殼體之間的接頭設(shè)計(jì)……有下列情況之一的,應(yīng)采用全焊透型式:1.介質(zhì)為易燃或毒性為極度危害和高度危害的壓力容器;……;3.第三類壓力容器;……”。
液化石油氣貯罐是貯存易燃介質(zhì)的 類壓力容器,因此接管與殼體的連接角焊縫應(yīng)采用全焊透型式。審查設(shè)計(jì)圖紙亦標(biāo)明為全焊透結(jié)構(gòu)。但是在實(shí)際生產(chǎn)中,制造廠往往只對(duì)筒體的對(duì)接焊縫嚴(yán)格把關(guān)(因?yàn)樾枰錾渚€探傷或超聲波探傷檢查),而對(duì)那些接管角焊縫卻重視不夠,沒有按圖施工,應(yīng)該開坡口焊接而沒有開坡口,錯(cuò)誤地認(rèn)為只需將角焊縫填滿,試壓時(shí)不漏就萬事大吉了,反正角焊縫沒有要求做無損探傷檢查。所以,接管角焊縫存在未焊透、夾渣等缺陷是很普遍的現(xiàn)象。
可以肯定,容器焊接完成后已經(jīng)對(duì)角焊縫做過磁粉探傷或滲透探傷檢查沒有發(fā)現(xiàn)裂紋。但是,在隨后的熱處理、水壓試驗(yàn)以及投入使用后介質(zhì)的不斷充裝過程中,由于交變應(yīng)力的作用,未焊縫、夾渣缺陷作為裂紋源,首先在其尖端產(chǎn)生微裂紋,并隨著交變應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增長,微裂紋會(huì)不斷地?cái)U(kuò)展,最后形成可探測(cè)到的表面裂紋。
4 缺陷處理
4.1 角焊縫未焊透也將影響到在用壓力容器的安全狀況等級(jí)評(píng)定,因?yàn)樗鞘鹿实碾[患,它的危害性也很大?!对谟脡毫θ萜鳈z驗(yàn)規(guī)程》第30條“……按規(guī)定應(yīng)采用全焊透結(jié)構(gòu)的角接焊縫或接管角焊縫而沒有采用全焊透結(jié)構(gòu)的主要受壓元件,如未查出新生缺陷(不包括正常的均勻腐蝕),可定為3級(jí),否則定為4級(jí)或5級(jí)。”所以,檢查發(fā)現(xiàn)裂紋的接管角焊縫必須返修合格。
4.2 可參照如下方案返修
用碳弧氣刨或砂輪打磨方法清除裂紋,清根、開坡口,按下面的工藝焊接:
焊前預(yù)熱到100℃~150℃;
焊條選用E5015或E4315,Φ3.2mm,焊接電流90~120A,電壓22~26V;
焊后立即用石棉包裹緩冷;
焊角尺寸按圖紙要求或GB150-98附錄J圖J3、J4;
外觀檢查合格后再作磁粉探傷或滲透探傷;
水壓試驗(yàn)合格后投用。
5 結(jié)束語
5.1 接管角焊縫出現(xiàn)裂紋主要是存在未焊透、夾渣等缺陷;
5.2 類壓力容器接管與殼體之間的焊接接頭必須采用全焊透型式;
5.3 應(yīng)加強(qiáng)壓力容器接管角焊縫制造、焊接過程的檢查及記錄,從源頭抓起,杜絕隱患。