氧氣瓶定期檢驗與缺陷分析

岳軍

摘 要：文章主要針對氧氣瓶定期檢驗與缺陷為中心，分別從氧氣瓶具體方法與裂紋類型介紹等方面，積極對氧氣瓶進行定期檢驗，確定表面缺陷問題，及時予以處理。目的在于保證氧氣瓶應用安全。

關鍵詞：氧氣瓶;定期檢驗;焊縫裂紋;惰性氣體保護焊

氧氣瓶定期檢驗與缺陷分析，是對工業化操作安全負責，同時也是對工作人員安全負責。科學技術發展的同時，工業化水平明顯提高，在此發展背景下，壓力容器的使用頻繁度越來越高。壓力容器作為工業生產關鍵組成，在煉油、化工等發展領域應用廣泛。壓力容器應用多為有毒有害、易燃易爆等操作類型，危險性非常高。定期檢驗壓力容器非常必要，氧氣瓶作為壓力容器組成部分，定期檢驗，及時排除氧氣瓶的安全缺陷非常關鍵。

1 氧氣瓶具體方法

根據縣級檢驗機構壓力容器檢驗工作，及時對氧氣瓶進行檢驗，40升的氧氣瓶標準氣體重量是：40L×1.429g/L=57.16克，占地面積：約為25*25cm高度：1.5米總重量：55公斤。40升的氧氣瓶是醫用的標準氧氣瓶，氧氣是在標準狀況下密度為1.429克/升，1L水中約溶30mL氧氣。氧氣瓶需要工作的介質為氧氣，投入使用的日期為2002年12月，具體腐蝕裕度為3.0mm。因為此次對氧氣瓶的檢修，并沒有打開設備，因此設備沒有設置隔熱層。[1]氧氣瓶檢測嚴格按照TSG21-2016《固定式壓力容器安全技術監察規程》要求執行，結合實際情況制定氧氣瓶檢驗方案，從宏觀檢查角度著手，準確測量氧氣瓶的壁厚，并且對安全附件進行詳細檢驗，準確發現其表面缺陷與埋藏缺陷情況。在原有檢測基礎上增加材料檢測，針對密封緊固件與強度情況進行檢驗。組織耐壓實驗與泄漏性實驗，詳細分析氧氣瓶缺陷情況。

2 氧氣瓶裂紋類型

氧氣瓶極易出現裂紋，不同裂紋類型對氧氣瓶的危害明顯不同，同時處理方式也存在區別。

2.1 焊縫裂紋

焊縫裂紋主要是氧氣瓶在焊接期間，焊接區域在施工中出現局部破裂的情況。焊接裂紋是對氧氣瓶危害最大的問題，同時也是氧氣瓶急需解決的缺陷。焊接裂紋焊接期間，接頭強度因為裂縫原因降低，引起氧氣瓶焊接區域的應力集中反映，導致氧氣瓶無法承受運行壓力，出現斷裂情況，這樣一來氧氣瓶被報廢，如果處理不當，還會引發各種安全事故。氧氣瓶焊縫裂紋的類型主要包括星形裂紋、橫向裂紋、縱向裂紋。如果從裂紋出現的本質上分析，包括熱裂紋與冷裂紋、層狀撕裂裂紋、再熱裂紋等。

2.2 熱裂紋

熱裂紋情況的出現，威脅氧氣瓶正常運行安全。熱裂紋分布主要從焊縫軸向位置朝著縱向分布，當然其中也包括橫向裂紋，熱裂紋的裂口存在明顯氧化情況，熱裂紋表面沒有任何光澤。熱裂紋的晶粒邊界主要沿著縱向方向分布。[2]

3 氧氣瓶定期檢驗與缺陷處理

氧氣瓶定期檢驗，及時發現其中存在的缺陷。具體檢驗如下：

表面缺陷檢測中，利用NB/T47013磁粉進行檢測，方法為滲透檢測。鐵磁性材料對氧氣瓶表面缺陷檢測非常重要，運用磁粉在表面平鋪，一般情況下選擇黑磁粉，利用磁懸液施加的方式進行噴灑，注意磁粉使用量。交流電磁軛磁能夠在表面缺陷檢測中，實現提升力≥45N，使用的磁粉懸液濃度標準要求10-25g/L。在進行磁粉檢測期間，一般情況下會選擇30/100型標準試片。檢測氧氣瓶表面磁粉中，發現此次檢測的氧氣瓶表面存在一條裂縫，裂縫走向為縱縫，其周圍能夠看到多出線性缺陷，橫紋、縱紋均有。這些裂紋已經擴大70%。對環縫、縱縫檢測期間，并沒有發現其他明顯裂紋情況，雖然存在一些表面裂紋，但是相較于之前的裂紋情況減輕很多。[3]縱縫中包括多條延伸的表面裂縫，利用反射法超聲波對裂縫進行檢測，確定氧氣瓶表面明顯缺陷，此缺陷屬于非慣性缺陷類型。

按照相關規定，對于氧氣瓶表面裂縫問題必須及時處理。正常應用的壓力容器不允許出現裂縫問題，因此管理部門與維修部門針對氧氣瓶裂縫情況及時制定處理方案。進行裂縫表面打磨，打磨長度為1-2mm。打磨至裂縫表面出現焊渣，焊渣形狀為條形，并且再次發現其他裂紋。打磨結束對裂縫中比較嚴重的位置進行金相組織處理。金相組織處理期間，首先需要進行金相分析，發現氧氣瓶所有裂縫檢查，金相組織并沒有出現嚴重破壞。雖然部分裂紋位置在焊縫金屬附近，但是裂紋的斷口為穿晶開裂類型，屬于焊接延遲裂紋類型。由此分析裂紋出現的原因，主要以焊渣引起為主。

仔細觀察氧氣瓶表面裂縫情況，結合金相結果與裂紋分析發現，因為氧氣瓶焊接期間焊渣清理不到位，導致焊渣與氧氣瓶內部應力出現排斥，造成氧氣瓶出現延遲裂紋。焊接期間，接頭會出現淬硬組織，其本身就會擴散氫，這樣一來焊接的拉應力、拘束應力都會增加，一旦超出規定強度，就會造成焊接處出現裂縫。為了有效預防延遲裂紋情況，需要以堿性低焊條進行焊接，焊接之前及時進行焊條預熱，防止焊縫期間氧含量在焊縫金屬中擴散，影響最終的焊接質量。焊接結構對裂縫預防至關重要，選擇適當的焊接結構，減小應力拘束，以焊后緩冷的方式有效預防淬硬組織的出現。惰性氣體保護焊方式，對氧量控制具有很大作用，同時能夠有效預防氧氣瓶出現冷裂紋情況。

4 結語

綜上所述，氧氣瓶檢驗與缺陷問題處理，直接關系到氧氣瓶的應用安全。氧氣瓶如果存在點狀夾渣的現象，會出現應力集中的情況，進而引發氧氣瓶裂紋。利用磁粉檢測的方式，確定氧氣瓶表面存在的缺陷與熱影響區，結合薄殼理論，確定裂紋類型。以適當焊接方式，及時處理裂縫情況，制定更加詳細的檢驗方案，保證氧氣瓶應用安全。

參考文獻：

[1]鐘海見，何琦，繆存堅.全多層鋼制高壓儲氫容器定期檢驗方法研究[J].中國特種設備安全，2018（6）.

[2]陶小龍，彭昌文.沙沱發電廠1號主變壓器絕緣油氫氣超標原因分析及處理[J].紅水河，2018（3）.

[3]喬雪冬，畢金生，胡健.基于Gasflow程序的非能動安全壓水堆氫氣行為計算和分析[J].核安全，2018，17（04）：69-74.