对某台液化石油气贮罐裂纹性质的分析

对某台液化石油气贮罐裂纹性质的分析压力容器在使用中，裂纹的产生是常常的事。正确推断裂纹的性质，对压力容器的使用、管理、检验及维修非常重要。2025 年 8 月，我参加了本所对某气站的 3#液化石油气贮罐的定期检验工作。在做内表面焊缝的磁粉探伤时，发现该贮罐第三筒节上的两道纵焊缝(长 2.2 米)沿焊缝两侧的热影响区，出现很多条密集细小的磁痕。现场检验观察，这些多条密集细小磁痕的长度在 3mm～30mm 之间，相互问相对平行，且全部与纵焊缝基本垂直，单条磁痕无分枝显象。当光线垂直于钢板表面照射时观察，这些磁痕相对比较细微，当光线沿轴向与钢板约成 45。角度照射时观察，这些磁痕的显示就比较明显，也就是看上去磁痕显示相对比较粗壮。 现在将观察的磁痕形貌示意如下：该罐 1995 年 11 月出厂，容积 50m3，φ2600mm×9912mm，材质为16MnR，板厚 16mm，设计压力 P=1.6 MPa，1996 年 8 月露天安装并投入运转至今。我所曾于 2025 年 8 月对该罐进行过检验，经查该罐的检验报告，当时在这一区域未发现如此的磁痕。只因该罐的这一筒节钢板分层复杂，安全等级定为 4 级。一年后即今年 8 月对该罐再次进行检验。经过对这两条纵焊缝两侧的磁痕进行分析，可以推断，这些磁痕是因表面裂纹所形成的磁痕。这些裂纹，是该贮罐在这一使用周期(2025.8～2025.8)内产生的，既这些裂纹产生的时间并不长。从裂纹的细小情况推断，裂纹深化钢板表面很浅。这些裂纹相互间相对平行，并基本垂直于容器的轴向，单条裂纹无分枝。因观察角度不同，磁痕有着明显的粗细差别，这一现象可以认为，这些裂纹是表面丌口裂纹，且与钢板约成 45°的角度向板内扩展。现场的观察及裂纹的形貌如上所述。这些裂纹是如何产生的?属于什么性质的裂纹?是属于腐蚀裂纹(或是应力腐蚀裂纹)?还是疲劳裂纹(或是腐蚀疲劳裂纹)?现在，让我们了解一下该罐的工作环境。该贮罐自投用以来，一直是露天工作，贮放的是民用液化石油气。这种液化石油气的主要成份是丙烷，由于这种液化气不可能达到 100%的纯度，其中还含有少量或微量的 H2S(硫化氢)和 H20(水)及其它杂质。而 H2S 是一种腐蚀介质，尤其是在还有 H20 的环境中，其对钢材的影响特别大。另外，因为该贮罐这一筒节的钢板分层比较复杂，不能排除在制造过程当中，由于某种因素的影响，造成其内部存在着较大的组装应力，同时，由于是焊制而成，也不能排除因热处理的不足而存在较大的焊接残余应力。◆...