3氮气球罐裂纹分析及处理'>650m3氮气球罐裂纹分析及处理(全文)

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摘要：对球罐表面的裂纹进行正确分析及处理，是关系到是否安全生产的重要因素，是制定对设备的安全管理要求的重要前提，分析裂纹过程中会涉及对球罐体内表面硬度和磁粉的测定，以及裂纹超声波测定，和对裂纹的处理等一系列过程进行论述。

关键词：球罐裂纹超声波磁粉测定

一、概况

联峰钢铁（张家港）有限公司一台650m3 氮气球罐，其基本参数如下：

设计压力：2.1MPa；实际操作压力：1.8MPa；设计温度：-19～50℃；实际操作温度：常温；介质：氮气；主体材质：16MnR/36mm；腐蚀余量：1.0mm；直径：10700mm；容积：650m3；为混合式结构，分三带，共30块球壳板，赤道带16块，上、下极各7块。

该球罐2006年07月制造并投入使用，2008年03月首次开罐检验。检验项目为宏观检查、壁厚测定、内表面对接接头100%磁粉检测、内表面对接接头100%UT检测。检验中发现下极大环焊缝与赤道带纵焊缝A15、A16连接两个丁字焊缝热影响区各有一条长度分别为12mm、8mm的表面裂纹。

二、进一步检查情况及分析

（1）硬度测定

对内表面对接接头进行硬度测定，测点包括母材、焊缝及热影响区。其硬度值在HB142～206之间，裂纹处硬度值在HB142～196之间，未见异常。

（2）磁粉检测

对发现裂纹处其相应丁字对接接头外表面三侧各500mm进行磁粉检测，未见异常。同时对球壳内表面工卡具焊迹部位，支柱与球壳板连接处的角焊缝及该连接处球壳板的内表面进行磁粉检测，未见异常。

（3）超声检测

对发现裂纹处丁字对接焊缝外表面三侧各500mm进行UT检测，未见异常。

根据以上检验结果，进行如下分析：该球罐为氮气球罐，使用条件并不恶劣，无应力腐蚀等问题。硬度测定结果判断焊后热处理质量未见异常。由于裂纹的出现仅为两条，均出现在丁字焊缝的热影响区，推测应为现场组焊时该部位组对和焊接的拘束应力过大。对于36mm的16MnR的焊接也有可能产生裂纹。

三、裂纹的处理

两处裂纹打磨消除前制订打磨方案，边打磨边进行磁粉检测，打磨至裂纹消除。对打磨后形成的凹坑进行试算。凹坑尺寸分别为75×65×8mm和75×65×10mm，凹坑处实测壳体壁厚T：37.0mm

将凹坑75×65×10mm按其外接矩形规则化为长轴长度2A=75mm，短轴2B=65mm，深度C=10mm

判断是否符合G0的计算条件

R=（10700+37.0）/2=5368.5mm

T=37.0-1.0=36.0mm

1.T/R=36.0/5368.5=0.0067＜0.10

2.C=10mm＜T/3=12.0且C＜12mm，坑底最小厚度（T-C）=36.0-10=26.0＞3mm

3.1.4（RT）0.5=1.4×(5368.5×36.0)0.5=615.5mm＞A=37.5mm

4.3C=3×10=30mm＜B=32.5mm

根据以上计算，该凹坑满足无量纲计算条件，按

G0=CA/T（RT）0.5=10×37.5/36.0×(5368.5×36.0)0.5=0.0237＜0.10

评定结果：这两处凹坑在允许范围内，不需要对凹坑进行补焊。不影响定级。

四、对该台设备安全管理的要求

1．适当缩短下次全面检验周期为3年。

2．运行过程中，要求使用单位定期对该球罐裂纹打磨部位进行宏观检查，

检查有无变形、开裂等异常情况。

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