07mncrmovr钢制球罐的裂纹分析

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1、07MnCrMoVR钢制球罐的裂纹分析摘要：对在用07MnCrMoVR钢制球罐的全面检验中发现大量裂纹，对裂纹的成因进行分析探讨。　　关键词：07MnCrMoVR球罐裂纹　　　　我市某化工企业一台2000m3的07MnCrMoVR钢制丙烯球罐，在开罐进行全面检验时，通过磁粉检测发现裂纹共计112条，其中内表面发现107条，外表面发现5条。对发现的裂纹进行打磨消除，裂纹最深0.5mm。本文对裂纹产生原因进行分析探讨。　　　　1球罐基本参数　　设计压力：2.16MPa，设计温度：15～40℃，球径：15700mm，容积：2026m3，材质：07MnCrMoVR，壁厚：48m

2、m，介质：丙烯。　　　　2材质因素　　淬硬组织、应力、氢是引起冷裂纹的重要因素。焊条选用不当或焊接工艺执行不严都会造成氢含量的增加，使材料脆性升高，扩散氢量对冷裂纹的产生和扩展起了决定性的作用。含氢量较高，而预热温度不足的情况下，极易产生裂纹。　　合金元素对热裂纹中的结晶裂纹产生有很大影响，硫、磷的微量存在也都会增高结晶裂纹的倾向，许多研究也证明C、S、P对结晶裂纹影响最大。　　　　3宇洋热线.yu-yang.33组装因素　　球罐在组装过程中，如果各种尺寸达不到规范要求而进行强力组装，就会产生约束应力，焊后应力无法释放，是产生裂纹的重要因素。在结构复杂和十字缝等部位常会

3、出现这种情况。　　　　4宇洋热线.yu-yang.焊接因素　　焊接形成的小缺陷，如表面气孔、弧坑等，容易产生微裂纹，在球罐加压使用时裂纹容易扩展。　　焊接次序的不合理，易使球体内的应力不能最大的释放，而后的残余应力就很大，从而比较容易形成冷裂纹、热裂纹。　　球罐焊接采用的焊接方法、焊接线能量的大小、焊接的预热、后热对裂纹的产生也起到很大作用。宇洋热线.yu-yang.　　　　5机械损伤因素　　组装球罐时临时工卡具的焊接部位，其硬度高于其他部位，残余应力也较高，容易产生裂纹。临时工卡具拆除方法不当也易在球壳上产生缺陷。　　球壳板在运输、压制、组装过程中的碰伤等部位也是容易

4、产生裂纹的地方。　　　　6焊后热处理及再热裂纹　　按GB12337-1998《钢制球形储罐》规定，对厚度大于32mm的07MnCrMoVR钢制球罐应进行焊后热处理（565±20℃）。　　07MnCrMoVR钢含Cr、Mo、V等元素，这些元素以合金碳化物的形式强化基体。但在焊接时，临近熔合线的母材被加热到1300℃左右，钢中的合金碳化物被溶解，焊后来不及析出，而在随后的消除应力处理过程中，这些合金碳化物在晶内弥散析出，从而强化了晶内，使应力松弛时的蠕变变形集中于热影响区粗晶界。与此同时，片条状的碳化物、硼和杂质元素易偏析于晶界，在拘束力较大的场合下，加速钢材沿晶界开裂，在

5、焊后整体热处理过程中产生再热裂纹。　　　　7球罐的残余应力水平　　现场检测与失效分析的一些数据表明：07MnCrMoVR钢制球罐的残余应力水平往往比较高。根据一些在用检验和检测资料，残余应力能达到0.8σS左右，最高达到0.90σS以上。　　目前球罐的制造安装标准规范如GB12337、GB50094等对残余应力水平没有相应的数值要求。但中厚板残余应力水平较高的部位，在使用中产生表面裂纹的可能性很大。　　　　8应力腐蚀　　应力腐蚀是指金属材料在某些腐蚀介质中，由于拉应力的作用造成的一种延迟破裂。其形成必须有一定的金属组织、应力和介质在特定条件下的联合作用。它可能发生在母材

6、上，也可能发生在焊缝上，但因焊接接头粗晶粒的存在以及不可避免的残余应力影响，所以应力腐蚀开裂出现机率高的仍是焊接接头及邻近母材。　　07MnCrMoVR钢的金相组织主要是板条状的回火马氏体、回火索氏体和贝氏体。其所占的比例随板材厚度方向而异，钢板表面的回火马氏体和索氏体占2/3以上，因此，钢材（特别是表层）的强度和硬度较高。　　对低合金钢来说，湿H2S环境会引起材料的应力腐蚀开裂。07MnCrMoVR钢的强度、硬度较高，在含有腐蚀介质的环境中，容易形成应力腐蚀开裂。总之，07MnCrMoVR钢由于强度、硬度和应力水平比较高，对应力腐蚀比较敏感。　　　　9射线检测灵敏度　

7、　射线照相灵敏度主要受三个因素影响，即对比度、不清晰度和颗粒度。对比度是指细节与周围背景的黑度差，对缺陷而言就是缺陷影像与背景影像的黑度差，它直接决定缺陷影像的可识别度。不清晰度则是指影像轮廓边缘黑度过渡区的宽度，影响缺陷影像的可识别度，尤其是对于细长缺陷影响程度更大。颗粒度是指影像黑度的不均匀程度，由形成影像的银粒随机分布造成，颗粒度越细，能记录的细节尺寸越小。　　目前用来控制射线检测灵敏度的线型象质计只对对比度变化敏感，而对不清晰度和透照焦距的变化不敏感。也就是说现行象质计不能有效地反映不清晰度的变化。一般来说，采用γ射线透照所获得的