球罐的表面裂紋及處理

鄭祖杰

（江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院無錫分院 無錫市 214000)

1 基本信息

產生裂紋的設備是1000m3氮氣球罐，制造標準為GB12337-1998《鋼制球形儲罐》、TSG R0004-2009《固定式壓力容器安全技術監察規程》，制造日期是2013年09月30日，設計壓力為3.15MPa，設計溫度為-19/50℃，主體材料是Q370R，材料標準是GB713-2008《鍋爐和壓力容器用鋼板》，主體壁厚為48mm，腐蝕裕量為1.0mm，焊接接頭系數是1.0，允許/監控使用壓力為3.00MPa，首次檢驗日期是2019年03月，使用壓力范圍為1.50～2.40MPa，使用溫度范圍為-10～50℃，使用介質是氮氣。

2 使用條件

該球罐設計壓力3.15MPa，平時使用壓力最高2.4MPa。據使用單位反映，由于煉鋼用氣量較大，每次用氣會產生0.3～0.5MPa的壓力波動，每天波動100多次，一年波動5000次左右，六年總計波動已有30000次左右。根據JB4732-1995《鋼制壓力容器分析設計標準》（R2005）第3.10條“疲勞分析的免除”，該球罐壓力波動范圍0.5MPa，未超過設計壓力的20%（0.63MPa），循環次數不計，而全范圍壓力循環次數及溫度波動循環次數總和不超過1000次，屬于3.10條規定的可免除疲勞分析的情況。因此，疲勞載荷可不做為缺陷產生的主要原因來考慮。

3 裂紋產生原因分析

此次磁粉檢測發現的裂紋大都位于下極與下溫帶連接處，相對比較集中，考慮存在強力組裝和熱處理工藝控制不良導致的應力無法釋放。依據檢驗方案，對焊接接頭外表面進行100%磁粉檢測、內表面進行100%熒光磁粉檢測，共發現幾十處處表面裂紋，有縱向裂紋（圖2、圖4）、又有橫向裂紋（圖3），少數延伸至熱影響區。其中有一條縱向焊趾裂紋，斷斷續續總計500mm（圖1）。對裂紋進行打磨消除后，形成的凹坑最深12mm。……