液化石油氣汽車罐車防波板聯接處—角焊縫裂紋缺陷的處理

摘要：本文針對液化石油氣汽車罐車防波板聯接處角焊縫裂紋缺陷的修補，分析論述了裂紋產生的原因及加強汽車罐車日常使用、維護保養的必要性，探討了對缺陷進行補焊的一些處理方法。

關鍵詞：汽車罐車 防波板 裂紋

液化石油氣罐車是一種承受內壓、裝運具有易燃易爆危險介質的移動式壓力容器。它是由汽車底盤和充裝介質的鋼制壓力容器組成。為減少罐車運行和緊急制動時介質（液體）對罐體的沖擊，從而保證罐車行駛的穩定性，在罐體的橫斷面上設置了徑向防波板。我國液化石油氣汽車罐車至今仍將《HG/T3143-1982液化石油氣汽車槽車技術條件》作為設計和制造的依據。而此標準對防波板的設計、制造并沒有作出相關規定，以致各制造廠生產的罐車在防波板板厚、形狀固定方法都不相同。有些車輛達不到《液化氣體汽車罐車安全監察規程》中的防波段容積、防波板有效面積的要求值，結構布置也不合理。另外在防波板的選材和焊接質量中也存在著一些問題。

2009年我檢驗所對某單位一臺汽車罐車進行全面檢驗時，通過磁粉探傷發現罐體防波板聯接處角焊縫存在裂紋，為防止防波板松動甚至脫落，對罐壁及罐內其它部件的撞擊損害。及裂紋延展至母材造成更大危害需對缺陷處返修處理，合格后方能繼續投入使用。以下是液化石油氣汽車罐車防波板聯接處角焊縫缺陷的返修工藝及效果。

1.汽車罐車概況

液化石油氣汽車罐車主要技術參數：1）設計壓力：1.77MPa；2）設計溫度：50℃；3）主體材質：筒體16MnR，封頭16MnR；4）壁厚：筒體12mm，封頭14mm；5）內經：1900mm；6）容積：19m3;

2.汽車罐車全面檢驗

該液化石油氣汽車罐車內共設4塊防波板，等距離排列。在對防波板底座與罐體連接處角焊縫磁粉檢測時，發現一處缺陷磁痕顯示。用10倍放大鏡進行觀察確定裂紋長16mm，深度為1.3mm。后對每一塊防波板底座與罐體連接處角焊縫100%進行檢測共發現有4處相同裂紋而且尺寸相近，局部形狀見圖1。經過進一步的磁粉檢測，認定防波板底座與罐體焊接裂紋未進入母材。

3.防波板焊縫連接處開裂的原因與危害

造成防波板開裂的重要原因：與它在罐內的部位和作用有很大的關系。使用中的防波板主要受到三種載荷的作用：一是罐內的液體氣體在外界溫度的作用下，產生壓力變化，使罐壁承受的載荷也不斷變化并產生罐體徑向應變，對防波板產生了拉伸應力；二是罐車在行駛中的慣性作用，罐內的液體波動從不同方向對防波板形成沖擊載荷；三是罐車在行駛過程中，由于道路顛簸產生的震動也會作用于防波板。防波板在拉伸應力、沖擊載荷和震動疊加的作用下產生開裂。

另外在防波板的造材和焊接質量中也存在著一些問題，由于汽車罐車防波板不屬于受壓部件，防波板的焊接、固定方式沒有具體規范，防波板局部焊接固定的焊接質量較差，不能保護防波板的質量和有效的減少液體的波動，也是防波板連接處焊縫開裂的原因。

危害：防波板連接處焊縫裂紋如不及時發現及處理，輕者使防波板連接處的缺陷繼續擴大，重者則使防波板脫落。脫落的防波板將會隨著液體的波動，在罐體內沖擊罐內其它部件，可能造成如氣相管、液相管的斷裂、液位計失靈等損壞。罐內表面也會受到不用程度的劃痕和沖撞凹坑，損壞罐體。螺栓固定的防波板由于震動使螺栓松動脫落。脫落的螺母、墊片進入緊急切斷閥導致其不能自如地開啟或關閉，造成罐車裝卸操作失靈。罐車在行駛中由于防波板的脫落液體波動增大，使其重心不穩，極易發生交通事故。

4.缺陷的修復與焊補

考慮到罐車的整體狀況及局部焊補修復的技術可能性，由具有三類容器制造資格的單位進行修復焊補，提高罐體安全等級。

4.1裂紋的磨削方法

對防波板底座與罐體焊接裂紋處理只允許采用角向砂輪機磨削焊接坡口，不得使用碳弧氣刨、氣割等方法。由于裂紋未進入母材，焊接坡口磨削位置只能靠近防波板底座一側，。磨削形成單V型坡口，不得磨削罐體母材部分。焊接前，坡口及周圍50mm范圍內要清理至露出金屬光澤。

4.2裂紋磨削處理后的補焊方法

對施焊工藝進行評定，采用焊條電弧焊；使用（J507）、直徑3.2mm焊條，并經350～400℃溫度2小時烘干處理，焊接電流控制在90～110A，焊接電壓控制在21～30V，盡量采用較小的焊接線能量，焊接接頭形式為全焊透角焊縫。由具備相關資格的焊工擔任。

5.焊后處理及檢驗

焊后采用磨光機將焊補的焊縫表面進行打磨，焊縫表面略高于防波板厚度1.0mm左右，并應圓滑過度減少應力集中。返修結束后24小時對補焊處進行對焊縫進行磁粉探傷，II級合格。磁粉探傷按JB/T4730.4《承壓設備無損檢測》-第4部分：磁粉檢測的要求。

由于該罐車貯運介質為液化石油氣，根據相關規定，焊縫返修后應進行消除焊接殘余應力熱處理。根據現場情況，采用局部電加熱方法進行熱處理，熱處理溫度為600～650℃，并由自動測溫控溫系統進行溫度的測量、記錄與控制。

圖2罐車缺陷返修熱處理工藝曲線

檢驗合格后該汽車罐車安全狀況等級確定為3級，運行一年后開罐檢驗，未發現新生缺陷，確定下次年度檢查日期。

6.結論：使用單位應嚴格安裝罐車使用參數操作。罐車使用者要遵守國家的有關法規，汽車罐車充裝量不得超過允許的最大充裝量。行駛時按汽車罐車的設計限速行駛，在運行中盡量減少急轉彎和緊急制動。按照汽車罐車使用的要求，對汽車罐車進行日常檢查和維護保養。如發現罐內有異常向東，要及時與汽車罐車檢驗部門聯系開罐檢查。

參考文獻：

[1]液化石油氣汽車罐車安全監察規定。

[2]壓力容器定期檢驗規則TSGR 7001-2004。

[3]在用含缺陷壓力容器安全評定 GB/T 19624-2004。

[4]承壓設備無損檢測-磁粉檢測 JB/T4730.4-2005。