氣瓶常見缺陷和發(fā)生規(guī)律及特點

摘要：氣瓶是具有潛在危險性的特種容器，一旦發(fā)生事故，伴隨而來的可能給經(jīng)濟建設和人民生活造成災害的危險性，要有充分認識和防患措施。實施氣瓶檢驗，不但要保證氣瓶經(jīng)定期檢驗后安全的使用，還要在定期檢驗中準確的找出氣瓶的各種缺陷及分析。

關鍵詞：氣瓶；缺陷；規(guī)律及特點

一、氣甁常見缺陷

1、氣甁常見缺陷分類

（1）、按缺陷所在部位分類，可分為氣甁外表面的缺陷和內(nèi)表面的缺陷。

（2）、按缺陷的復雜程度分類，可分為單一缺陷和復合缺陷。所謂復合缺陷是指由兩種或兩種以上缺陷疊加在一起的缺陷，包括：

A、大面積均勻腐蝕區(qū)域中的線狀腐蝕；

B、大面積均勻腐蝕區(qū)域中的凹坑；

C、大面積均勻腐蝕區(qū)域中劃痕；

E、凹坑內(nèi)的劃痕。

（3）、按缺陷形成的時間分類，可分為先天性缺陷和后天性缺陷。

所謂先天性缺陷，是指氣甁在制造過程中形成的缺陷，由于在生產(chǎn)中漏檢或錯判，而在定檢中被發(fā)現(xiàn)的制造缺陷。例如氣泡、結(jié)疤、裂紋、夾雜、分層、折疊、皺褶等。

所謂后天性缺陷，是指氣甁在使用中造成的缺陷。比如，凹陷、凹境、機械損傷、腐蝕、燒傷、應力腐蝕、疲勞裂紋等。

（4）、按缺陷破壞的型式分類，可分為變形損傷、熱損傷、腐蝕等。

變形損傷包括磕傷和劃傷；凹陷與凹坑，鼓包（凸起）以及氣甁整體膨脹。

熱損傷包括弧疤（系指電弧損傷）、焊跡、火焰燒傷（含明火燒傷）、涂層燒毀（含漆皮鼓包），乙炔氣甁的易熔合金熔化以及由于熱損傷而造成的甁體變形。

2、氣甁缺陷的形態(tài)

（1）、凹陷：氣甁甁體因鈍狀物撞擊或擠壓造成的壁厚無明顯變化的局部塌陷變形。

（2）、凹坑：由于打磨，磨損，氧化皮脫落或其它非腐蝕原因造成的甁體局部壁厚有減薄，表面淺而平坦的坑狀缺陷。

（3）、凸起：亦稱為鼓包。氣甁外表面凸起，內(nèi)表面塌陷，壁厚無明顯變化的局部變形。

（4）、機械損傷：磕傷和劃傷的統(tǒng)稱?？膫敢蚣怃J鋒利物體撞擊或磕碰，造成甁體局部金屬變形及壁厚減薄，且在表面留下底部是尖角，周邊金屬凸起的小而深的坑狀損傷。劃傷是指因尖銳鋒利物體劃擦造成甁體局部減薄，且在甁體表面留下底部是尖角的線狀機械損傷。

機械損傷通?？梢姕系?。常溫時的機械損傷，在傷口處呈現(xiàn)金屬的光澤或黃銹；高溫時的機械損傷，其傷口表面附薄層氧化皮。在輸送堆放過程中形成的機械損傷，則在傷口處有高低不平的凹凸面和其它非金屬夾雜。

（5）、裂紋：甁體材料因金屬原子結(jié)合遭到破壞，裂開形成新界面。裂紋的特點是具有尖銳的缺口和較大長寬比。

除原材料裂紋外，氣甁制造中常見裂紋包括：原材料缺陷在氣甁沖拔拉伸過程中引發(fā)的內(nèi)壁裂紋；沖拔前加熱不均、溫度過高或過低，拉伸時金屬不均勻變形導致的橫向裂紋。調(diào)質(zhì)氣甁在熱處理過程中，由于氣甁主體材料化學成分、結(jié)構、熱處理條件等因素的影響、發(fā)生的淬火裂紋。

使用中發(fā)生的裂紋主要有應力腐蝕裂紋和疲勞裂紋等。

（6）、夾雜：包夾在金屬材料表面層內(nèi)眼可見的非金屬夾雜。如脫氧渣、保護劑、耐火磚的破碎塊等。其形狀為點狀、條狀或塊狀。

（7）、夾層：泛指重皮，折疊，帶狀夾雜等片狀幾何不連續(xù)。它是由冶金或制造等原因造成的裂紋性缺陷，但其根部不如裂紋尖銳，且其起層面多與甁體表面接近平行或略成傾斜，亦稱分層。

（8）、結(jié)疤：鋼板表面呈“舌狀”或“魚鱗片狀”的一種不規(guī)則的薄片翹起，一種是與鋼板的本體相連結(jié)、并折合到板面上，不易脫落；另一種是與鋼的本體沒有聯(lián)結(jié)，但粘合到板面上，易于脫落。亦稱重皮、折皮。

（9）、折疊：鋼板表面形成局部互相折合的雙層金屬，但直線狀重合。外形與裂縫相似，連續(xù)或斷續(xù)的發(fā)生在鋼板的全長或局部，深淺不一。在橫截面上，一般呈現(xiàn)銳角，亦稱折疊。

（10）、氣泡：金屬材料表面無規(guī)律地分布，有呈圓形的大大小小的凸包，其外緣比較圓滑，大部分是鼓起，也有的不鼓起的，其剪切斷面有分層，呈現(xiàn)凸起的空隙，亦稱凸泡。

（11）、皺折：無縫氣甁收口時因金屬擠壓在瓶頸及其附近內(nèi)壁形成的經(jīng)向（或略呈螺旋形）的密集皺紋或折疊；焊接氣甁封頭直邊段，因沖壓抽縮沿環(huán)向的波浪式起伏亦稱皺折。

（12）、腐蝕：包括點腐蝕、線狀腐蝕、面腐蝕。點腐蝕是指腐蝕表面長徑及腐蝕部位密集程度均未超過有關標準規(guī)定（通常指長徑小于壁厚，間距不小于10倍壁厚）的孤立坑狀腐蝕；線狀腐蝕是指由腐蝕點連成的線狀溝痕或由腐蝕點構成的鏈狀腐蝕缺陷；面腐蝕有兩種：

A、局部腐蝕：腐蝕表面平坦且腐蝕表面面積未超過有關標準規(guī)定的小面積腐蝕缺陷。

B、普遍腐蝕：腐蝕表面平坦且腐蝕表面面積超過有關標準規(guī)定的大面積腐蝕缺陷。

（13）、熱損傷：泛指氣甁因過渡受熱而造成的材質(zhì)內(nèi)部損傷或遺留的外傷痕跡，如涂層燒損，甁體燒傷或燒結(jié)，甁體變形，電弧燒傷，高溫切割的痕跡等。

（14）、環(huán)溝：位于甁根內(nèi)壁，因沖頭嚴重變形引起的經(jīng)線不圓滑轉(zhuǎn)折。

二、氣甁缺陷發(fā)生規(guī)律及特點分析

1、氣甁的腐蝕

氣甁的外壁腐蝕一般屬于大氣腐蝕。干燥的空氣對甁體金屬是沒有腐蝕作用的，只有在潮濕的空氣中才發(fā)生腐蝕。被污染的大氣，往往會加速對氣甁的腐蝕，

氣甁的下封頭，特別是在底座部位腐蝕現(xiàn)象尤其易發(fā)生腐蝕。該結(jié)構易于存水，盡管有些氣甁（如液氯、液氨、液化石油氣和乙炔氣甁等焊接氣甁以及帶底座的無縫氣甁）在底座上設計了的通氣孔和除水孔，但該部位仍是腐蝕易發(fā)生部位。這是因為底座與地面接觸，除了積水、潮濕，不通風因素外，接地電流的作用也是腐蝕的重要原因。

氣甁內(nèi)壁腐蝕主要是由于其介質(zhì)中所含雜質(zhì)的作用而產(chǎn)生的。或是在氣甁充裝條件不正常時，或是在使用狀況不正常時。氣甁的內(nèi)壁腐蝕，還與氣甁結(jié)構有著直接的關系。例如：無縫氣甁中凸型底的收底皺折。

2、變形損傷

氣甁的變形損傷包括凹陷、劃痕、凹坑等機械損傷，以及鼓包（凸起）或整體變形。這類缺陷一般在氣甁的外觀初檢中很容易被發(fā)現(xiàn)，但是如果進行缺陷評定，就必須采用量具圓周伸長率；對于凹坑的評定需要測定其剩余壁厚。

疲勞裂紋

氣甁疲勞裂紋往往在氣甁根部內(nèi)壁應力集中區(qū)的凹坑、條痕、結(jié)疤、夾雜等部位開始萌生。

氣甁失效的原因

氣甁失效的原因主要有以下幾種：

1、由于先天不足，即設計、制造時留下的缺陷，例如結(jié)構不合理，選材不當、焊接質(zhì)量低劣、制造中的缺陷漏檢等原因造成。

2、由于氣甁在使用中由于劇烈沖撞、磕碰、摔跌而造成。

3、由于頻繁反復地充放氣，產(chǎn)生的交變載荷的作用，使甁體產(chǎn)生疲勞裂紋，或甁體中已經(jīng)存在的缺陷以裂紋形式擴展。

4、由于腐蝕使甁壁減薄，或溫升過高、壓力過高，氣體超裝，使氣甁超載運行，產(chǎn)生了較大的塑性變形從而失效。

5、由于應力腐蝕而使氣甁材料性能劣化而失效。

結(jié)束語

氣瓶出現(xiàn)缺陷問題將為其安全使用帶來極大的隱患，為此，應當加強檢查，對常見缺陷及其規(guī)律特點進行分析，加強預防和處理，提高氣瓶使用安全性。

參考文獻：

[1]丁克勤，張宏鵬，周克印，陶芳澤，龔雪茹，舒艾.復合材料氣瓶分層缺陷的紅外檢測熱激勵研究[J].中國特種設備安全，2017，33（10）：27-31.

[2]馮軍軍，賀曉春，田玉雙.基于ZigBee的車載燃氣瓶監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)[J].電子世界，2017（07）：82-83.

作者簡介：

劉旭輝，新疆燃氣集團有限公司