液氨罐车缺陷评估.pdf

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1、机械工程师MECHANICALENGINEER沈艳军(沈阳特种设备检测研究院，沈阳110035)摘要：对一台液氨罐车裂纹缺陷产生原因和裂纹扩展趋向进行了分析．并进行了罐车寿命评估，同时给出了修复方案。关键词：液氢罐车：焊接，裂纹：疲劳寿命中图分类号：TQ135；TO086，5文献标志码：B文章编号：1002—2333(2017)01—0117—02DefectAssessmentofLiquidAmmoniaTankerSHENYanjun(ShenyangInstituteofSpecialEquipmentInspection＆Research，Shenyang

2、110035，China)Abstract：Thispaperanalyzescauseandpropagationdirectionofcracksonaliquidammoniatanker．Thetankerservicelifeisassessed．Therepairingschemeispresented．Keywords：liquidammoniatanker；welding；crack；fatiguelife0引言某液氨罐车2005年3月设计、制造，规范为GBl50。罐车结构为两椭圆形封头与中部圆筒体焊接而成，罐下焊有支撑和底盘牢固连接。罐内设4个半圆

3、形防波板与罐体内壁焊接连接。容器内径2600mm；总长9200mm；容积49m3；设计压力为2．2MPa；设计温度一20～50％；盛装介质为液氨；主体材质16MnR。于2005年10月投入使用。每星期装卸操作7次(在常温下操作)，卸车后罐内余压保持0．3MPa，16MnR断裂韧性田K。=3250N／mml5裂纹扩展速率dddN=17x10。15(AK)4mⅡl／次。1检出缺陷1)缺陷表征。按TSGR0005p1规定，投人使用的汽车罐，每年要进行开罐检查一次。在2015年开罐检查时发现第一道(按车头方向)防波板与罐体连接角焊缝开裂。拆除防波板，用机械磨削方法清理开裂部

4、位，并采用JB／T4730晰T探伤检测，发现焊缝开裂已过渡到罐体内表面，形成长70mm，深2mm的表面裂纹。2)缺陷分析。罐车工作时满载50t液氨，以平均60km／h的速度行驶，不时刹车、起车，防波板双侧承受不规则的循环冲击载荷，传递到防波板与罐体连接角焊缝上，则该角焊缝承受交变的剪切应力。该角焊缝只起到连接防波板作用，在设计制造上不是控制的主要焊缝，焊接质量较低，随着lo余年的使用，在交变载荷不断作用下，导致角焊缝开裂扩展，并过渡到罐体内表面。2寿命评估该罐车于2005年设计、制造并投入使用，选用CVDA问规范评估：1)最大应力为Dr⋯=Pro。xD／(2t)=2

5、．2x2600／(2x22)=130MPa。式中：or⋯为最大应力，MPa；Pm。。为最大操作压力，MPa；D为容器内直径，mm；t为实测罐体厚度，mm。2)交变应力范围为ADr=APD／(2t)=(2．2—0．3)x2600／(2x22)=112．3MPa。式中：△盯为交变应力变化范围，MPa；△助操作压力变化范围，MPa。3)最大应力强度因子为K⋯=M·％。、／叮r％=lxl30x、／3．14×35=1363N／mm”。式中：K一为最大应力强度因子，N／mml谢为鼓胀效应系数，取M=I；叮T为圆周率，取叮T=3．14；％为裂纹缺陷半长，％=35mm。4)应力强度

6、因子变化范围为AK=MAtrx／而=lxl12．3×、／盯×35=1178N／mml～。式中：AK为应力强度因子变化范围，N／mml‘s。5)设当K⋯达到K。。时，容器即告破坏，此时的裂纹尺寸为‰则K。。，=Mo-m。；、／百％《Ico式中：强为裂纹缺陷临界尺寸，mm；K。。为临界应力强度因子。故铲寺(急)_击x(罴卜9一算得裂纹尺寸从％=70扩展到aN=199mm所经的循环次数为ⅣI!生×鱼：一!竺竺二!L×笪：883(次)。』V=——×——=——×一=t伙)oC(AK)“aN17×10。14(1178)4199式中：Ⅳ为应力循环次数；C为与材料有关的常数，取C=

7、17x10—4；m为与材料有关的常数，按参考文献取m=4。6)评估：由于每星期作业7次，每年操作约336次，可知疲劳寿命为2．63a。该罐车大修周期为5a，即在一个大修期内不能安全使用。3缺陷修复1)打磨消除裂纹，采用MT跟踪检测，确认无裂纹。2)补焊。施焊前应按NB／T47014t噬行焊接工艺评定及编制网址：www．jxgcs．com电邮：hrbengineer@163．com2017年第1期l17机械工程师MECHANICALENGINEER可移动计量式烟叶打包机改进设计孔艳艳，侯恩光(闽西职业技术学院，福建龙岩364021)摘要：针对烟叶打包机的自动化程度