摘 要:某天然氣公司 LNG 儲(chǔ)罐在安裝使用５a(年)后,內(nèi)罐的底部封頭部位發(fā)生泄漏.通過(guò) 宏觀檢驗(yàn)、化學(xué)成分分析、金相檢驗(yàn)、力學(xué)性能試驗(yàn)及斷口分析等方法對(duì)該儲(chǔ)罐泄漏原因進(jìn)行了分 析.結(jié)果表明:封頭母材在成型過(guò)程中發(fā)生了形變誘發(fā)馬氏體相變,部分奧氏體組織轉(zhuǎn)變?yōu)樾巫凂R 氏體,組織脆化;服役時(shí),封頭直邊段需要承受較大介質(zhì)內(nèi)壓,加之焊接殘余應(yīng)力以及充裝過(guò)程中溫 差應(yīng)力的共同作用,封頭近焊縫部位出現(xiàn)沿晶裂紋,最終導(dǎo)致開(kāi)裂失效.
關(guān)鍵詞:LNG 儲(chǔ)罐;形變誘發(fā)馬氏體;焊接殘余應(yīng)力;溫差應(yīng)力;沿晶裂紋
中圖分類(lèi)號(hào):TE８２１ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B 文章編號(hào):１００１Ｇ４０１２(２０１９)０９Ｇ０６５７Ｇ０６
LNG 儲(chǔ)罐屬常壓、低溫大型儲(chǔ)罐,具有良好的 耐低溫性能和優(yōu)異的保冷性能.儲(chǔ)罐采用雙層壁結(jié) 構(gòu),運(yùn)用封攔理念,可以很大程度上確保儲(chǔ)存安全. 某天然氣公司的 LNG 立式子母型儲(chǔ)罐(一臺(tái)母罐 內(nèi)均布１０臺(tái)子罐)在安裝使用５a(年)后發(fā)生泄漏, 現(xiàn)場(chǎng)對(duì)其進(jìn)行滲透檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)有６臺(tái)內(nèi)罐的底部封 頭部位直邊段出現(xiàn)了多處裂紋.
罐體 由 上 下 直 筒 和 上 下 封 頭 ４ 部 分 組 成, LNG儲(chǔ)罐的容器類(lèi)別為Ⅱ類(lèi);設(shè)計(jì)使用年限３０a; 容積２３６m３;工作溫度范圍在－１６２ ℃及以上;設(shè) 計(jì)工作溫度－１９６ ℃;工作壓力０．３０ MPa;設(shè)計(jì)壓 力０．４５ MPa;設(shè)計(jì)厚度:上/下直筒７．３９/７．５７mm, 上/下封頭７．３８/７．６３mm;工作介質(zhì)為液化天然氣 (LNG);主 體 材 料 為 S３０４０８(０６Cr１９Ni１０)不 銹鋼.
為查明該 LNG 儲(chǔ)罐泄漏的原因,筆者對(duì)最先 泄漏的儲(chǔ)罐 裂 紋 區(qū) 進(jìn) 行 了 檢 驗(yàn) 和 分 析,研 究 了 引 起底 部 封 頭 開(kāi) 裂 的 原 因,并 提 出 了 相 應(yīng) 的 預(yù) 防 措施.
１ 理化檢驗(yàn)
１．１ 宏觀檢驗(yàn)
儲(chǔ)罐裂紋區(qū)的宏觀形貌如圖１所示,可見(jiàn)板材 表面光亮,無(wú) 明 顯 氧 化、腐 蝕 現(xiàn) 象;內(nèi) 壁 處 距 焊 縫 ２５０mm 范圍內(nèi)存在明顯的成型痕跡,成型痕跡間 距約５０mm.從焊縫宏觀形貌可以看出,罐體焊接 成型較好,但焊縫及上下兩側(cè)各１５mm 范圍內(nèi)存在 明顯的氧化、變色痕跡,說(shuō)明焊接過(guò)程中的熱輸入較 大.對(duì)內(nèi)、外壁進(jìn)行滲透檢測(cè),結(jié)果顯示焊縫及筒體 母材未發(fā)現(xiàn)裂紋缺陷,裂紋集中在近焊縫下封頭母 材部位;裂紋呈直線型、無(wú)分叉,數(shù)量較多且相互平 行,長(zhǎng)度在５~４０mm 范圍內(nèi);多數(shù)裂紋穿透板片, 且內(nèi)壁裂紋長(zhǎng)度大于外壁裂紋長(zhǎng)度,初步判斷裂紋 起源于儲(chǔ)罐內(nèi)壁.
