气瓶常见缺陷和发生规律及特点

摘要：气瓶是具有潜在危险性的特种容器，一旦发生事故，伴随而来的可能给经济建设和人民生活造成灾害的危险性，要有充分认识和防患措施。实施气瓶检验，不但要保证气瓶经定期检验后安全的使用，还要在定期检验中准确的找出气瓶的各种缺陷及分析。

关键词：气瓶；缺陷；规律及特点

一、气甁常见缺陷

1、气甁常见缺陷分类

（1）、按缺陷所在部位分类，可分为气甁外表面的缺陷和内表面的缺陷。

（2）、按缺陷的复杂程度分类，可分为单一缺陷和复合缺陷。所谓复合缺陷是指由两种或两种以上缺陷叠加在一起的缺陷，包括：

A、大面积均匀腐蚀区域中的线状腐蚀；

B、大面积均匀腐蚀区域中的凹坑；

C、大面积均匀腐蚀区域中划痕；

E、凹坑内的划痕。

（3）、按缺陷形成的时间分类，可分为先天性缺陷和后天性缺陷。

所谓先天性缺陷，是指气甁在制造过程中形成的缺陷，由于在生产中漏检或错判，而在定检中被发现的制造缺陷。例如气泡、结疤、裂纹、夹杂、分层、折叠、皱褶等。

所谓后天性缺陷，是指气甁在使用中造成的缺陷。比如，凹陷、凹境、机械损伤、腐蚀、烧伤、应力腐蚀、疲劳裂纹等。

（4）、按缺陷破坏的型式分类，可分为变形损伤、热损伤、腐蚀等。

变形损伤包括磕傷和划伤；凹陷与凹坑，鼓包（凸起）以及气甁整体膨胀。

热损伤包括弧疤（系指电弧损伤）、焊迹、火焰烧伤（含明火烧伤）、涂层烧毁（含漆皮鼓包），乙炔气甁的易熔合金熔化以及由于热损伤而造成的甁体变形。

2、气甁缺陷的形态

（1）、凹陷：气甁甁体因钝状物撞击或挤压造成的壁厚无明显变化的局部塌陷变形。

（2）、凹坑：由于打磨，磨损，氧化皮脱落或其它非腐蚀原因造成的甁体局部壁厚有减薄，表面浅而平坦的坑状缺陷。

（3）、凸起：亦称为鼓包。气甁外表面凸起，内表面塌陷，壁厚无明显变化的局部变形。

（4）、机械损伤：磕伤和划伤的统称。磕伤指因尖锐锋利物体撞击或磕碰，造成甁体局部金属变形及壁厚减薄，且在表面留下底部是尖角，周边金属凸起的小而深的坑状损伤。划伤是指因尖锐锋利物体划擦造成甁体局部减薄，且在甁体表面留下底部是尖角的线状机械损伤。

机械损伤通常可见沟底。常温时的机械损伤，在伤口处呈现金属的光泽或黄锈；高温时的机械损伤，其伤口表面附薄层氧化皮。在输送堆放过程中形成的机械损伤，则在伤口处有高低不平的凹凸面和其它非金属夹杂。

（5）、裂纹：甁体材料因金属原子结合遭到破坏，裂开形成新界面。裂纹的特点是具有尖锐的缺口和较大长宽比。

除原材料裂纹外，气甁制造中常见裂纹包括：原材料缺陷在气甁冲拔拉伸过程中引发的内壁裂纹；冲拔前加热不均、温度过高或过低，拉伸时金属不均匀变形导致的横向裂纹。调质气甁在热处理过程中，由于气甁主体材料化学成分、结构、热处理条件等因素的影响、发生的淬火裂纹。

使用中发生的裂纹主要有应力腐蚀裂纹和疲劳裂纹等。

（6）、夹杂：包夹在金属材料表面层内眼可见的非金属夹杂。如脱氧渣、保护剂、耐火砖的破碎块等。其形状为点状、条状或块状。

（7）、夹层：泛指重皮，折叠，带状夹杂等片状几何不连续。它是由冶金或制造等原因造成的裂纹性缺陷，但其根部不如裂纹尖锐，且其起层面多与甁体表面接近平行或略成倾斜，亦称分层。

（8）、结疤：钢板表面呈“舌状”或“鱼鳞片状”的一种不规则的薄片翘起，一种是与钢板的本体相连结、并折合到板面上，不易脱落；另一种是与钢的本体没有联结，但粘合到板面上，易于脱落。亦称重皮、折皮。

（9）、折叠：钢板表面形成局部互相折合的双层金属，但直线状重合。外形与裂缝相似，连续或断续的发生在钢板的全长或局部，深浅不一。在横截面上，一般呈现锐角，亦称折叠。

（10）、气泡：金属材料表面无规律地分布，有呈圆形的大大小小的凸包，其外缘比较圆滑，大部分是鼓起，也有的不鼓起的，其剪切断面有分层，呈现凸起的空隙，亦称凸泡。

（11）、皱折：无缝气甁收口时因金属挤压在瓶颈及其附近内壁形成的经向（或略呈螺旋形）的密集皱纹或折叠；焊接气甁封头直边段，因冲压抽缩沿环向的波浪式起伏亦称皱折。

（12）、腐蚀：包括点腐蚀、线状腐蚀、面腐蚀。点腐蚀是指腐蚀表面长径及腐蚀部位密集程度均未超过有关标准规定（通常指长径小于壁厚，间距不小于10倍壁厚）的孤立坑状腐蚀；线状腐蚀是指由腐蚀点连成的线状沟痕或由腐蚀点构成的链状腐蚀缺陷；面腐蚀有两种：

A、局部腐蚀：腐蚀表面平坦且腐蚀表面面积未超过有关标准规定的小面积腐蚀缺陷。

B、普遍腐蚀：腐蚀表面平坦且腐蚀表面面积超过有关标准规定的大面积腐蚀缺陷。

（13）、热损伤：泛指气甁因过渡受热而造成的材质内部损伤或遗留的外伤痕迹，如涂层烧损，甁体烧伤或烧结，甁体变形，电弧烧伤，高温切割的痕迹等。

（14）、环沟：位于甁根内壁，因冲头严重变形引起的经线不圆滑转折。

二、气甁缺陷发生规律及特点分析

1、气甁的腐蚀

气甁的外壁腐蚀一般属于大气腐蚀。干燥的空气对甁体金属是没有腐蚀作用的，只有在潮湿的空气中才发生腐蚀。被污染的大气，往往会加速对气甁的腐蚀，

气甁的下封头，特别是在底座部位腐蚀现象尤其易发生腐蚀。该结构易于存水，尽管有些气甁（如液氯、液氨、液化石油气和乙炔气甁等焊接气甁以及带底座的无缝气甁）在底座上设计了的通气孔和除水孔，但该部位仍是腐蚀易发生部位。这是因为底座与地面接触，除了积水、潮湿，不通风因素外，接地电流的作用也是腐蚀的重要原因。

气甁内壁腐蚀主要是由于其介质中所含杂质的作用而产生的。或是在气甁充装条件不正常时，或是在使用状况不正常时。气甁的内壁腐蚀，还与气甁结构有着直接的关系。例如：无缝气甁中凸型底的收底皱折。

2、变形损伤

气甁的变形损伤包括凹陷、划痕、凹坑等机械损伤，以及鼓包（凸起）或整体变形。这类缺陷一般在气甁的外观初检中很容易被发现，但是如果进行缺陷评定，就必须采用量具圆周伸长率；对于凹坑的评定需要测定其剩余壁厚。

疲劳裂纹

气甁疲劳裂纹往往在气甁根部内壁应力集中区的凹坑、条痕、结疤、夹杂等部位开始萌生。

气甁失效的原因

气甁失效的原因主要有以下几种：

1、由于先天不足，即设计、制造时留下的缺陷，例如结构不合理，选材不当、焊接质量低劣、制造中的缺陷漏检等原因造成。

2、由于气甁在使用中由于剧烈冲撞、磕碰、摔跌而造成。

3、由于频繁反复地充放气，产生的交变载荷的作用，使甁体产生疲劳裂纹，或甁体中已经存在的缺陷以裂纹形式扩展。

4、由于腐蚀使甁壁减薄，或温升过高、压力过高，气体超装，使气甁超载运行，产生了较大的塑性变形从而失效。

5、由于应力腐蚀而使气甁材料性能劣化而失效。

结束语

气瓶出现缺陷问题将为其安全使用带来极大的隐患，为此，应当加强检查，对常见缺陷及其规律特点进行分析，加强预防和处理，提高气瓶使用安全性。

参考文献：

[1]丁克勤，张宏鹏，周克印，陶芳泽，龚雪茹，舒艾.复合材料气瓶分层缺陷的红外检测热激励研究[J].中国特种设备安全，2017，33（10）：27-31.

[2]冯军军，贺晓春，田玉双.基于ZigBee的车载燃气瓶监测系统的实现[J].电子世界，2017（07）：82-83.

作者简介：

刘旭辉，新疆燃气集团有限公司