在役緩沖罐接管開裂失效分析

宋誠

摘要：壓縮機(jī)緩沖罐在生產(chǎn)過程中是一件常見的生產(chǎn)設(shè)備，然而該設(shè)備在運(yùn)行過程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生接管開裂的現(xiàn)象，導(dǎo)致緩沖罐在使用過程中容易發(fā)生安全隱患。因此需要對(duì)緩沖罐開裂的部位進(jìn)行觀察和實(shí)驗(yàn)，結(jié)果可以看出長(zhǎng)期服役受到壓迫，振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致緩沖罐接管處發(fā)生疲勞開裂，因此需要采取相關(guān)措施進(jìn)行有效控制，才能夠有效提高緩沖罐的安全性。

關(guān)鍵詞：緩沖罐;接管開裂;失效分析

壓縮機(jī)緩沖罐在使用過程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生氣體泄漏的現(xiàn)象，當(dāng)發(fā)生氣體泄漏以后，應(yīng)當(dāng)立即采取有效措施進(jìn)行處理，因此在實(shí)際工作過程中，要不斷分析緩沖罐發(fā)生泄漏的原因，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，防止緩沖罐再次發(fā)生泄漏現(xiàn)象，同時(shí)需要對(duì)緩沖罐泄漏的接管處進(jìn)行檢測(cè)和取樣實(shí)驗(yàn)，分析泄漏的主要原因和機(jī)理，給出合理的維修建議，防止其他類似緩沖罐發(fā)生泄漏，并提出有針對(duì)性的檢測(cè)策略，從而確保壓縮機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)安全運(yùn)行。

1檢驗(yàn)檢測(cè)

1.1宏觀檢查

首先需要對(duì)緩沖罐的殼體進(jìn)行檢查，如果沒有發(fā)現(xiàn)任何異常，并且防護(hù)層效果較好，無明顯的腐蝕情況。利用超聲波進(jìn)行測(cè)后結(jié)果表明剩余壁厚滿足相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)要求。對(duì)接管進(jìn)行宏觀檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在接管處的開裂明顯，有少量的油氣泄露出來，由于防腐層的遮擋，無法通過宏觀檢查來判斷裂紋的長(zhǎng)度。

1.2表面無損檢測(cè)

為了能夠進(jìn)一步確認(rèn)裂紋的形狀以及所發(fā)生的位置，需要對(duì)接管處進(jìn)行打磨處理，露出金屬本體光澤，然后進(jìn)行滲透檢測(cè)。開裂發(fā)生在接管周圍的旱風(fēng)熱影響去，而附近罐體并沒有檢測(cè)出裂紋類似缺陷。

1.3斷口觀察

為了能夠進(jìn)一步確定緩沖罐接管處裂紋斷口的觀察。依靠表面無損檢測(cè)可以看出在接管處周圍有明顯的油氣介質(zhì)泄露出來，斷口可以明顯的看穿出背殼狀的花紋，由接管處的外壁小內(nèi)擴(kuò)散，已經(jīng)形成了疲勞斷口，并且疲勞源有很多種。

1.4材料化學(xué)成分分析

通過分析接管材質(zhì)，對(duì)接管取樣進(jìn)行相應(yīng)的化學(xué)成分分析，可以看出管材的化學(xué)成分中，p、s元素的含量非常低。并且管材的材料化學(xué)成分已經(jīng)符合了相關(guān)的研究標(biāo)準(zhǔn)。

1.5全效分析

沿著接管縱向進(jìn)行全項(xiàng)分析，可以看出斷口附近的晶粒尺寸要比遠(yuǎn)離斷口區(qū)的更小，同時(shí)再進(jìn)行接管角焊縫，焊接過程中由于焊接熱量的收入，接管根部已經(jīng)經(jīng)歷了熱循環(huán)，如果高溫下停留的時(shí)間過長(zhǎng)，加熱溫度過高可能會(huì)引起胃室體組織，在這種情況下，硫化物可能在冷卻時(shí)間內(nèi)沿著晶面試，出濕處產(chǎn)物非常細(xì)小，甚至在光化學(xué)顯微鏡下都不能直接的觀察出來，但是會(huì)破壞精力之間的精密結(jié)構(gòu)，從而使斷面的脆性不斷增加，導(dǎo)致材料的機(jī)械性能出現(xiàn)降低。

1.6掃描電鏡觀察

在掃描電子顯微鏡下觀察接口的端口，由于氧化物質(zhì)的存在，會(huì)直接覆蓋到端口的表面，并不能清晰的找到疲勞裂紋，只有某些部位出現(xiàn)不太明顯的癥狀，因此可以利用掃描電鏡觀察斷口的裂紋情況。

2接管開裂原因分析

考慮到接管在服役狀態(tài)下會(huì)出現(xiàn)出固定的懸臂梁特征，血管根部所受到的應(yīng)力較大，接管再壓縮氣體的震動(dòng)下，會(huì)形成收破狀態(tài)，導(dǎo)致疲勞和在現(xiàn)象的發(fā)生。而由于接管以及法蘭本體的自重，上半環(huán)截面比下半環(huán)截面會(huì)承受更多的拉應(yīng)力。而下半環(huán)界面比上半環(huán)界面會(huì)承受更多的壓應(yīng)力。因?yàn)槠诹鸭y的擴(kuò)展導(dǎo)致在上半環(huán)會(huì)出現(xiàn)完整的疲勞弧線，而下半環(huán)，則由于壓應(yīng)力的作用，斷口部位會(huì)不斷呈現(xiàn)出幾下狀態(tài)，已經(jīng)看不出明顯的疲勞弧線，但是下半還能夠明顯看出金屬光澤，上下半環(huán)之間的中間線，則應(yīng)力屬于最小的平衡位置，故最后發(fā)生裂紋而做側(cè)扔，粘連的小塊部位正好處于兩環(huán)之間。

3在役緩沖罐接管開裂失效預(yù)測(cè)技術(shù)

3.1接管監(jiān)測(cè)技術(shù)

對(duì)在役緩沖罐接管進(jìn)行失效評(píng)估和安全壽命預(yù)測(cè)，其主要的研究對(duì)象就是接管的剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)。在進(jìn)行接管監(jiān)測(cè)過程中，首先要獲得油氣接管腐蝕的實(shí)際數(shù)據(jù)。目前我國對(duì)接管監(jiān)測(cè)采用的方式主要包括線內(nèi)監(jiān)測(cè)、超聲波監(jiān)測(cè)、漏磁監(jiān)測(cè)以及渦流監(jiān)測(cè)法等。這些監(jiān)測(cè)方式的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠在不停產(chǎn)的情況下進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且能夠獲得相應(yīng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。國外先進(jìn)國家將超聲波技術(shù)和漏磁監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，可以適合多種接管的監(jiān)測(cè)，并且在這些技術(shù)上分別研制了有纜型監(jiān)測(cè)裝置和無纜型監(jiān)測(cè)裝置。這些裝置不僅能夠提供精確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，而且還能夠?qū)λ@得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)儲(chǔ)存，對(duì)以后的接管腐蝕所需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，擁有高水平的數(shù)據(jù)分析能力，其中無纜型監(jiān)測(cè)裝置在在役緩沖罐接管監(jiān)測(cè)技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛。

3.2腐蝕預(yù)測(cè)技術(shù)

利用預(yù)測(cè)技術(shù)，可以了解到接管發(fā)生腐蝕的過程，確定在接管發(fā)生腐蝕后會(huì)發(fā)生哪些變化。對(duì)接管腐蝕預(yù)測(cè)的目的就是對(duì)腐蝕原因以及規(guī)律的研究，在接管腐蝕預(yù)測(cè)技術(shù)中，主要包括對(duì)接管壁厚減薄的趨勢(shì)預(yù)測(cè)，分析接管腐蝕失效的時(shí)間等，在接管運(yùn)行過程中，雖然不能對(duì)接管的腐蝕情況不做出任何保護(hù)措施，但是如果在考慮到可能會(huì)發(fā)生的安全隱患就盲目的進(jìn)行更換接管，會(huì)對(duì)接管的運(yùn)營帶來重大的影響以及經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此，需要加強(qiáng)對(duì)接管腐蝕的預(yù)測(cè)，在確保接管的安全運(yùn)行前提下，最大程度的延長(zhǎng)接管的使用壽命，從而確保緩沖罐的經(jīng)濟(jì)效益和安全性。

結(jié)束語

綜上所述，緩沖罐在發(fā)生泄漏以后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的維修和檢測(cè)，因此在實(shí)際生產(chǎn)過程中，需要對(duì)緩沖罐的制造，安裝檢測(cè)等方面采取有效措施，可以有效防止緩沖罐接管處發(fā)生開裂失效的可能。結(jié)合上述內(nèi)容，可以采取以下幾點(diǎn)建議進(jìn)行處理：

（1）返修后結(jié)款處的本體可以增加固定支撐提高接管的高度，增強(qiáng)接管的抗疲勞性。

（2）考慮到壓縮機(jī)組在使用過程中具有一定的彈性，因此緩沖罐在投入使用后，壓縮機(jī)的完整調(diào)節(jié)應(yīng)當(dāng)控制在合理的振幅和振頻范圍內(nèi)確定共振現(xiàn)象能夠消除。

（3）加強(qiáng)接管的檢測(cè)，在巡檢時(shí)候應(yīng)當(dāng)對(duì)接管的泄漏情況進(jìn)行處理，一旦發(fā)生有異常氣體泄漏，需要做好相應(yīng)的防爆措施。

（4）主要的檢查部分是焊縫處表面檢查為主，必要時(shí)需要進(jìn)行表面無損檢測(cè)。

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