高强钢LPG球罐裂纹缺陷的分析与修复.pdf

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1、高强钢LPG球罐裂纹缺陷的分析与修复王鹏(昆仑燃气西北公司液化气玉门分公司)王忠福(玉门油田炼化总厂液态烃装置)摘要:针对油田炼化企业的LPG球罐生产运行中所产生的诸应力的作用下，很容易以扩散的方式沿着应力梯度的方向迁移，多问题，通过多个项目的检验和实验，对高强钢LPG球罐不断产并在高拉应力处聚集，使钢材的塑性、延性、韧性下降，在远低于生表面裂纹的现象进行探讨，经历历次各项检验后分析出对其修正常屈服应力值的应力作用下，即可发生开裂，产生氢致延迟裂复的对策。纹。随着钢材的强度、硬度增大，在罐内H2S浓度低于发生H2S关键词:高强钢;缺陷

2、分析;LPG球罐;裂纹修复应力腐蚀起始浓度下，也会产生这类氢致延迟裂纹，即使是在没有水汽存在的环境中也会产生。这一点可以从金相分析中得到证一.实例实，从低倍照片中的裂纹走向和高倍照片中的裂纹的形貌上可以本文以玉门油田炼化总厂液态烃装置罐区的6具从日本引看出，发生在该批球罐焊缝熔合区的裂纹是平行于焊缝，裂纹中进的SPV355钢制成的400m3液化石油气球罐为例，位号为没有腐蚀产物，且主裂纹侧无分叉树枝的二次裂纹。这是这类氢1#-6#。该6具球罐自1994年投用以来，经历数次检验，均发致裂纹与H2S致应力腐蚀裂纹有根本性区别的两个重要特征

3、。现对接焊缝内表面容合区存在大量表面裂纹，且越来越严重，致6.修复使2具球罐降级使用。步骤二.材料、安装状况和主要技术参数及化学成分、机械性能（1）第一次热处理；（2）消除裂纹；（3）补焊；（4）第二次热处1.材料理；（5）耐压实验。SPV355这种高强钢制造的液化石油气球罐，按照有关规范，内容必须进行整体热处理，以减少在使用过程中产生应力腐蚀裂纹的（1）第一次热处理：目的是消除罐壁中吸入的氢，消除残余应可能性。力，稳定裂纹的尺寸。消除钢中的氢的过程也是一个氢的扩散过2.主要技术参数程，即将已经溶入罐壁中的氢由里向外扩散，再由外层通过

4、壁面向周围气氛中扩散，扩散速度越大，氢的逸出也就越快，据资料，设计压力：2.2MPa操作压力：≤1.6MPa氢在奥氏体（γ-Fe)和（α-Fe）中的溶解度和扩散能力有明显差设计温度：-28—50℃操作温度：0-40℃别。氢在奥氏体中的溶解度大，在铁素体中的溶解度小，但在同一内径：Φ9200mm壁厚：36mm3温度下，氢在铁素体中的扩散系数远比在奥氏体中的扩散系数大容积：400m材质：SPV355得多·在600℃时几乎相差一个数量级，而SPV355钢在600℃时3.安装状况：组织状态为铁素体+珠光体，这时，氢在其中的溶解度小，扩散速该6

5、具球罐于1993年安装，采用散片分带组装法，先组装赤度大，非常有利于氢的逸出。同时，为能最大限度地消除球罐的残道带，再组装上下温带和上、下基板。余应力，第一次热处理的工艺温度应在SPV355钢的在结晶温度4.SPV355钢的化学成分和机械性能以上，相变点A1以下，使局部高残余应力区域发生动态再结晶，SPV355钢是按照日本JISG3115-83标准生产的中温压力使其组织和性能达到平衡状态。考虑到SPV355钢为调质钢种，容器用钢，其化学成份和机械性能见表1、表2。为防止球壳板的调质性能破坏，该次热处理的工艺温度应比该钢该钢种是日本当时

6、大型液化石油气球罐用得较广泛的一个种的回火温度（620-640℃）低于20-30℃。综合上述几方面的考钢号，它不含Ni和V等元素，降低了钢的成本，同时还由于不含虑，将热处理的工艺温度定为585℃±15℃为最佳。Ni提高了钢材的抗H2S应力腐蚀的性能。（2）消除裂纹：经热处理消除大部分残余应力，稳定裂纹的尺寸后，对裂纹进行打磨消除。并经探伤合格。（3）补焊；对打磨深度≥2.5mm（超过球壳板公称壁厚的7%）C当量=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cs/5+Mo/4+V/14(%)的部位进行补焊，选用日本神户制钢的LB-62型焊条，

7、焊前预热180℃，焊后后热300℃，焊接电流控制在115A-125A，电压220V,焊接速度7.0-8.5cm/min.(4)第二次热处理：消除补焊过程中可能产生的氢及焊接残余应力，并经探伤合格。第二次热处理的工艺温度为560℃±15℃。5.裂纹成因分析（5）耐压试验：以水为介质，试验压力定为2.0MPa.同时进液化石油气介质，在进入球罐储存之前，虽然经过脱硫、水洗行基础沉降测试。等工艺处理，但仍不可避免地带有H2S杂质，在常温下，H2S不但会诱发产生应力腐蚀裂纹，也可与球罐内壁裸露的钢作用，产生原子态氢且被内壁所吸收，其反应过程为：

8、Fe+H2S→Fe+2H由于氢的原子半径较小，在钢结构中常处于晶格的间隙位置，在1582013年12月