液化石油气储罐工卡具焊趾裂纹

王艳杰

某市液化气公司一台20m3液化石油气储罐（工作压力≤1.6MPa，工作温度≤50℃，介质为液化石油气，主要受压元件材质为16MnR），现已使用9年。2011年9月8日，黑龙江省七台河市特种设备检验研究所检验人员在对该设备进行开罐全面检验时，经磁粉检测，发现该设备在距离罐体右封头的环焊缝280mm、纵焊缝下部50mm的筒体母材处，存在一条长约20mm，深1.2mm的枝条状裂纹（如图1）。

造成该缺陷的原因可能有：第一，工卡具焊趾裂纹，制造时打磨后未进行磁粉探伤，未完全消除裂纹，运行过程中由于拉应力致使裂纹不断扩大。第二，运行过程中由于硫化氢应力腐蚀产生裂纹。根据现场的情况分析，该部位有制造时工卡具割除的痕迹，造成该设备存

在此缺陷的主要原因可以认为是工卡具焊趾裂纹，属冷裂纹，制造时工卡具割除后，对表面打磨后未进行磁粉探伤，而进行的对接接头射线检测不能检测到离焊缝较远的此类缺陷，导致一旦打磨未完全消除裂纹，就会在运行过程中由于拉应力致使裂纹不断扩大，形成较大的安全隐患。

为什么会产生工卡具焊趾裂纹呢？一、由于工卡具与容器焊接一般是采用小焊脚、短焊缝、小规范的焊接，冷却速度快，容易出现淬硬组织，减少了金属的塑性储备，导致形成冷裂纹；二、由于工卡具离焊缝比较远，焊接前的清理工作一般比较差，如有铁锈残留，在焊接高温下铁锈分解产生氢气，高温时氢在金属中有很高的溶解度，因此在焊接熔池内的熔融金属能吸收大量的氢，在冷却中，随着温度下降，氢的溶解度急剧降低，又由于冷却速度快，析出的氢来不及逸出，留在焊缝金属中，使接头性能脆化，导致产生裂纹；三、由于工卡具与筒体连接一般采取T字接头，而且由于用完就割除，往往会存在未焊透（如图2所示），形成应力集中，导致焊缝产生裂纹。

为防止此类缺陷的发生，制造时可以采取以下措施：一，工卡具与本体焊接前，应将焊接部位表面铁锈、水、油脂、杂物等清除干净；

二、工卡具也应开坡口，选用较大的焊接规范，一是保证焊透，二是避免冷却速度过快、以便氢及时逸出，三是避免形成淬硬组织，四是降低集中应力；三、严格要求焊工按焊接工艺施焊，不能以为工卡具焊缝是临时的就随意焊接，甚至随便拿根焊条就焊；四、工卡具去除后，最好是先把焊趾部位标注出来，24小时后应进行磁粉探伤，及时发现缺陷及时打磨清除定期检验时，除了对接焊缝、角焊缝进行磁粉检测外，还应把所有工卡具焊趾痕迹部位在外观检查时标注出来，重点进行磁粉检测，及时消除安全隐患。