储罐知识

液化石油气储罐检验中缺陷分析

2021-03-31 16:41:35 admin 65

液化石油气储罐检验中缺陷分析

液化石油气储罐的检验 

现对一台主体材料为Q345R、工作介质为液化石油气的液化石油气储罐定期检验中发现的主要缺陷进行分析。该液化石油气储罐在全面检验中通过无损检测的方法检测出筒体内表面及多处焊缝附近处出现鼓泡和裂纹,并对焊缝、热影响区及母材进行了硬度检测,测量结果显示出现缺陷的部位及附近硬度值偏高。

1、缺陷分析

(1)、湿硫化氢环境下液化石油气储罐产生的主要缺陷 类型有:氢鼓泡、氢致开裂、硫化物应力腐蚀开 裂和应力导向氢致开裂。氢鼓泡和氢致开裂一般 在强度较低的钢中,在湿硫化氢的条件下发生, 容器表面出现鼓泡,在钢铁内部沿轧制方向产生 阶梯状连接起来而又易于穿过壁厚的裂纹。氢鼓 泡的发生无需外加应力,与钢材的杂质等缺陷有 关,主要集中在硫含量较高的钢板上。氢致开裂 的发生也无需外加应力,与环境和钢材本身因素 有关。硫化物应力腐蚀开裂,是由于介质中硫化 氢含量较高,设备腐蚀严重导致金属内部及焊缝 影响区等组织薄弱部位常发生的较严重缺陷。应 力导向氢致开裂,在应力引导下,杂质物与缺陷 处因氢聚集而形成成排的小裂纹沿着垂直于应力 方向发展引起的开裂,常发生在焊接接头的热影 响区及高应力集中区,对钢材杂质物比较敏感, 裂纹沿之字形扩展。

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(2)、裂纹产生原因

可从三个方面对裂纹的产生进行分析,首先看一下这台液化石油气储罐的工作环境,该储罐自投入使用后,一直存放液化石油气,其中含有微量的水和硫化氢及其它一些杂质,据了解有时硫化氢 含量高达30-50 mg/m3。在相关标准中,当硫化氢含量达到一定量时,对钢材就有明显的腐蚀,可 见硫化氢的含量较高是导致该设备产生缺陷的主 要原因;随着腐蚀情况的加重,在金属表面及内 部会伴随着电化学反应,反应生成的氢离子最终 会释放电子生成氢原子,而氢原子在硫化氢催化 作用下逐渐聚集形成分子氢,种种不利的因素直 接导致设备发生氢鼓泡和氢致开裂。

其次,对于该设备所用母材属于低合金钢,为了降低在湿硫化氢介质中发生应力腐蚀的可能性,必须严格控制金属材料硬度范围,包括焊缝及热影响区。从硬度测量结果发现,金属的硬度值偏高也是产生此次缺陷的一个重要原因。

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再次,鉴于液化石油气储罐所处的特殊工作环境,极易发生硫化物应力腐蚀开裂,应尽量减少残余应力。经过对该台压力容器的出厂资料进行审查,了解到该设备某些部位存在结构缺陷,以上原因势必造成应力集中现象。存在的残余应力为缺陷的产生和发展提供了条件。

2、缺陷处理

对于已发现的缺陷,应经过打磨处理、无损检测复检至缺陷完全消除,并经厚度测量保证强度要求的前提下方可继续使用。

3、预防措施

由于液化石油气储罐工作环境的特殊性,导致其使用过程中出现危险缺陷的概率极高,这就要求这种液化石油气储罐在制造过程中材料质量控制一定要符合标准要求,焊接质量需严格控制,焊接结束后进行消除应力处理;使用过程中尽量改善容器的工作环境,对介质中湿硫化氢及氢气的含量控制在安全范围以内;在条件允许的情况下采取一定的手段使容器内壁和环境介质隔离(如涂防腐层等措施)。


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