液化石油氣儲罐檢驗中缺陷分析

液化石油氣儲罐的檢驗 

現對一臺主體材料為Q345R、工作介質為液化石油氣的液化石油氣儲罐定期檢驗中發現的主要缺陷進行分析。該液化石油氣儲罐在全面檢驗中通過無損檢測的方法檢測出筒體內表面及多處焊縫附近處出現鼓泡和裂紋，并對焊縫、熱影響區及母材進行了硬度檢測，測量結果顯示出現缺陷的部位及附近硬度值偏高。

1、缺陷分析

(1)、濕硫化氫環境下液化石油氣儲罐產生的主要缺陷 類型有：氫鼓泡、氫致開裂、硫化物應力腐蝕開 裂和應力導向氫致開裂。氫鼓泡和氫致開裂一般 在強度較低的鋼中，在濕硫化氫的條件下發生， 容器表面出現鼓泡，在鋼鐵內部沿軋制方向產生 階梯狀連接起來而又易于穿過壁厚的裂紋。氫鼓 泡的發生無需外加應力，與鋼材的雜質等缺陷有 關，主要集中在硫含量較高的鋼板上。氫致開裂 的發生也無需外加應力，與環境和鋼材本身因素 有關。硫化物應力腐蝕開裂，是由于介質中硫化 氫含量較高，設備腐蝕嚴重導致金屬內部及焊縫 影響區等組織薄弱部位常發生的較嚴重缺陷。應 力導向氫致開裂，在應力引導下，雜質物與缺陷 處因氫聚集而形成成排的小裂紋沿著垂直于應力 方向發展引起的開裂，常發生在焊接接頭的熱影 響區及高應力集中區，對鋼材雜質物比較敏感， 裂紋沿之字形擴展。

(2)、裂紋產生原因

可從三個方面對裂紋的產生進行分析，首先看一下這臺液化石油氣儲罐的工作環境，該儲罐自投入使用后，一直存放液化石油氣，其中含有微量的水和硫化氫及其它一些雜質，據了解有時硫化氫 含量高達30-50 mg/m3。在相關標準中，當硫化氫含量達到一定量時，對鋼材就有明顯的腐蝕，可 見硫化氫的含量較高是導致該設備產生缺陷的主 要原因；隨著腐蝕情況的加重，在金屬表面及內 部會伴隨著電化學反應，反應生成的氫離子最終 會釋放電子生成氫原子，而氫原子在硫化氫催化 作用下逐漸聚集形成分子氫，種種不利的因素直 接導致設備發生氫鼓泡和氫致開裂。

其次，對于該設備所用母材屬于低合金鋼，為了降低在濕硫化氫介質中發生應力腐蝕的可能性，必須嚴格控制金屬材料硬度范圍，包括焊縫及熱影響區。從硬度測量結果發現，金屬的硬度值偏高也是產生此次缺陷的一個重要原因。

再次，鑒于液化石油氣儲罐所處的特殊工作環境，極易發生硫化物應力腐蝕開裂，應盡量減少殘余應力。經過對該臺壓力容器的出廠資料進行審查，了解到該設備某些部位存在結構缺陷，以上原因勢必造成應力集中現象。存在的殘余應力為缺陷的產生和發展提供了條件。

2、缺陷處理

對于已發現的缺陷，應經過打磨處理、無損檢測復檢至缺陷完全消除，并經厚度測量保證強度要求的前提下方可繼續使用。

3、預防措施

由于液化石油氣儲罐工作環境的特殊性，導致其使用過程中出現危險缺陷的概率極高，這就要求這種液化石油氣儲罐在制造過程中材料質量控制一定要符合標準要求，焊接質量需嚴格控制，焊接結束后進行消除應力處理；使用過程中盡量改善容器的工作環境，對介質中濕硫化氫及氫氣的含量控制在安全范圍以內；在條件允許的情況下采取一定的手段使容器內壁和環境介質隔離（如涂防腐層等措施）。