100m3不锈钢储罐泄漏原因分析

周子业

1. 概述

我公司2012年8月为某企业制造了100m3不锈钢立式常压储罐一台，使用10个月后发现在接管与壳体连接处有泄漏点，并发现该处有明显的微小细裂纹。为此我们就该储罐壳体泄漏产生原因进行了分析，并改进工艺措施进行维修。储罐的主要技术参数如表1所示。

2. 泄漏原因分析

（1）外观检查 经盛水试漏检查，发现在接管与壳体连接处有泄漏点，经细致观察，在焊缝部位有明显的微小细裂纹。

（2）断口宏观检查 观察壳体开裂部位发现，壳体中裂纹位于与接管焊接近焊缝区，呈现锯齿状形貌特征。

（3）化学成分检查 对壳体和接管取样进行化学成分分析，壳体化学成分符合GB/T4237—2007标准，接管化学成分符合GB/T14976—2012标准，数据符合标准要求。

（4）金相检测 在壳体开裂部位截取试块制备金相试样，试样先在未腐蚀情况下进行显微镜组织观察，壳体试块中非金属夹杂物的级别，按GB/T10561—2005标准评定为C1.5及D1.5级，夹杂物的级别比较低。进一步观察可发现，裂纹自壳体表面以沿晶的方式向内部扩展，裂纹整体表现为网状，结合裂纹出现在近焊缝区位置，应属焊接热影响区，故此裂纹为焊接热裂纹中的结晶裂纹。

再经王水侵蚀后，发现壳体基体组织为奥氏体+少量碳化物。继续观察可发现，裂纹起始于焊缝的热影响区，黑色部分是晶体脱落的地方；且在晶粒脱落附近及在晶界处可见有黑色的碳化物析出。

（5）硬度检测 在壳体裂纹部位截取硬度试块，检测4点，有3点大于标准值210HV。（6）原因分析 综合上述分析，壳体与接管焊接过程中，紧邻壳体的热影响区，温度为500~850℃，形成焊接敏化区，同时壳体钢板硬度值超标，固溶处理效果欠佳，未全部固溶与奥氏体中的碳也增加形成焊接敏化的倾向，两者的共同作用使壳体产生晶间腐蚀开裂，故而造成开裂泄漏。

3. 解决措施

首先，通过分析得知导致壳体开裂泄漏失效的主要原因是焊接工艺不合理。为此我们把泄漏点处的接管割除，打磨孔的周边直至露出金属光泽，重新更换接管（见图1）。选用WS—400氩弧焊机和ZX7—630逆变焊机进行焊接，焊接参数如表2所示。焊脚高度为接管的壁厚（4mm）。焊缝表面不得有裂纹、气孔、咬边及弧坑等缺陷。

表1 主要技术参数

图1

其次，壳体开裂泄漏失效的次要原因是所用钢板固溶热处理工艺欠佳，因此我们对A、B类焊缝及接管与壳体连接的D类焊缝进行固溶热处理，（1 050±10）℃时保温60min，升降温速率＜200℃/60min，在400℃以下空冷（见图2）。

最后，酸洗钝化处理。返修及热处理部位用酸洗膏进行酸洗，浸渍30min，用清水冲洗，用干布把水渍擦干净。用蓝点法检测，无蓝点为合格。

4. 结语

由于采取了符合规范的焊接工艺和热处理工艺，工人精心施焊，经外观检查和盛水试漏检查，无泄漏、无变形。经过两年多的使用，未再发现泄漏，说明编制施工工艺的正确性，同时也要求我们在以后的工作中，常压容器用材料与压力容器用材料要求是一致的，采用合格的材料和符合规范的施焊工艺是保证产品质量的前提。

表2 焊接参数

图2