液氯铁路槽罐综合检测分析

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目前，压力容器，如换热器、反应器、塔器、球罐、汽车罐车、铁路罐车等，在我国石油化工、冶金、装备制造、交通运输等行业使用广泛。据 201 1年 12月国家质量技术监督检验检疫总局统计，全国各行业在用压力容器为 154万余台，其中超过设计使用寿命(设计寿命-般为20年)的15万余台。这部分超期服役的压力容器如果做报废、更换处理将造成材料、能源、交通运输等方面的浪费。那么，如何正确评估这些设备是否能继续服役，即在使用20年后，是否还能满足原设计要求和使用要求、具备相应的安全性能.从而延长其使用寿命，已成为了压力容器行业急需要解决的课题。

下面我们就-台1991年投用(超期服役)的移动式压力容器·L--液氯铁路槽罐为例 ，进行检测分析。

2槽罐原始概况某化工有限公司-台液氯铁路槽罐 ，1991年 l2月制造 ，1991年 12月投入使用至今已超2O年。该槽罐结构为卧式圆筒与椭圆形封头连接结构，盛装介质液氯，设计压力为 1.60MPa，安全阀开启压力P-I.76MPa，设计温度为t50qE，筒体、封头、人孑L材质均为 16MnR，按保守取 GB150-89许用应力，筒体、封头、人孔颈材料许用应力[ jl163MPa，人孔盖材料许用应力[ ]c157MPa，封头为标准椭圆形(K1)，筒体内径(实测)D 2404mm，焊缝系数 1.0，容积 42.9m3最大充装量 51.0t。

3检测与分析(1)结构、几何尺寸、冲刷腐蚀情况经检查符合 GB 150-89的要求。

(2)封头与罐体钢板检测①超声检测仪器及参数选择检测仪器型号 HS600a，检测仪器编号 06142，探头型号2.5MHzq14 FG20，试块型号为阶梯试块，评定灵敏度 50%B1-10dB，检测方法为内表面双直接触，耦合剂为机油，补偿5dB，检测标准为JB/Y4730.3-2005t3，检测比例为筒节板100%。

对该罐体筒节板材进行 100%检测，按 JBff4730.3-2005标准评为 I级。

②硬度检测仪器参数选择及测试部位状况为考核材质时效敏感倾向和淬硬倾向，对应力集中区和热影响区进行硬度测试，测量仪器型号里氏硬度计(HLM-100)，测量仪器编号YQIO-07，主体材质为来稿日期：2012-04-17作者简介：汪锡铎，(1956-)，男，辽宁营1：3，高级工程师，主要研究方向：压力容器检验和压力容器事故分析第2期 汪锡铎：液氯铁路槽罐综合检测分析 24116MnR，正火 ，检测标准为 GB231-2009金属材料 布氏硬度试验 。

表 1硬度检测值表Tab.1 Hardness Values Table部位名称 测点代号 硬度值(HB)硬度值(HB)硬度值(HB)平均值(HB)各测点硬度值均在允许范围之内，没有明显时效敏感倾向和淬硬倾向。

③罐体母材金相组织主体材质 16MnR，热处理状态为正火，仪器型号为 XH-500现仇相显微镜，测量仪器编号为 YQlO-07，取样部位人孔所在筒节钢板，放大 500倍 ，腐蚀液采用 4%硝酸酒精溶液，水磨砂纸和金相砂纸磨制，执行标准为GB/T13298-1991《金属显微组织检验方法 。

图 1金相组织Fig.1 The Metallurgical Structure罐体组织均为铁素体加珠光体，符合 16MnR正火钢板组织。

④罐体、封头母材化学成份分析光谱仪器型号为 MinniSoa CCD，仪器编号 YQ79-04，主体材质为 16MnR，检测标准为 GB 713-86《锅炉用碳素钢和低合金钢钢板》。

表 2罐体化学成分含量Tab.2 The Chemical Component Content分析结果：符合 GB 7 1 3-86锅炉用碳素钢和低合金钢钢板要求。

(3)焊缝检测在超期使用容器检测中选用现行标准 JB/T 4730-2005《承压设备无损检测》，以提高对焊缝表面和埋藏缺陷检测要求。

①焊缝表面无损检测经罐体对接焊缝外表面进行100%MT检测，依据JB/F4730.4-20o5《承压设备无损检测》，评为 I级。

经罐体角焊缝内、外表面进行 100%PT检测，依据 JB/F4730.5-20o5(承压设备无损检，J5，评为 I级。

②焊缝埋藏缺陷 射线检测射线探伤机型号XXH-3005，仪器编号为 90033，增感方式为0.03ram铅铂增感屏，管电压 280kV，管电流 5mA，象质计型号 6/12，象质计指数 11，中心曝透照，曝光时间为 5rain，焦距1200mm，焦点尺寸为(2.3x2.3)mm，胶片类型及规格为天津Ⅲ型360x80，底片黑度(1.5～2.5)，检测标准为 JBfl'4730.2-2005，检测比例为纵缝 50%，环缝 30%。

罐体 A、B类对接焊缝经 射线抽检，透照片数为对接纵焊缝 37张，对接环焊缝 72张，共 109张片。符合 JB/T4730.2-2005标准AB级射线检测技术要求，均评为 I级。

4静强度校核强度校核基于检查 、测试与分析，罐体金属材料未出现劣化，材料性能满足设计和使用要求[61。

4.1测厚测量仪器型号 'IT100，测量仪器编号 YQ31-08，精度0.01mm，耦合剂为甘油，表面状况打磨光滑，实测26点。

实测最小壁厚筒体为 19.6ram，封头为 21.3mm。经与设计图样比对符合要求。

42槽罐简体静强度校核安全阀开启压力 P1.76MPa，筒体 内径 D (实际值 )2404mm，许用应力[O'lt163MPa，焊缝系数西1.0，年腐蚀速度 6/200.30mm/y，按六年计腐蚀余量c2：0.3x61.8mm。

简体校核厚度：6，：- c 14.85mm (1)2[盯] -P简体实测最旭度6-为 19.6ram，6 满足要求。

4.3槽罐封头静强度校核安全阀开启压力 P1.76MPa，封头 内径 D (实际值 )2404mm ，许用应力[o-] 163MPa，焊缝系数 1.0，腐蚀余量 C ：0.3x61.8mm。

封头校核厚度：6 ：- C . mm (2)214 812[0-] 击-0.5P封头实测最旭度 6 21.3ram， >占 ，满足要求。

4.4人孔盖静强度校核安全阀开启压力 PI.76MPa，人孑L颈内径 D 500mm，许用应力[o-] 157MPa，焊缝系数 西1.0，腐蚀裕度 C20.3x61.8mm，按 HG5015m法兰基本密封宽度 .bo8ram，有效密封宽度 62.53、/ 7.16 mm，压紧力中心圆 D562mm，平盖计算直径 D。

562mm，螺栓中心圆D 660mm，力臂LG49mm，按 GB150--98垫片系数 m2，比压力yl1MPa，螺栓预紧载荷 3.14Dy138986N，螺栓操作载荷 0.785Dg2P6.28DgbmP525321N，结构特征系数 K：0.3-1.78W-Lc： 0.45。

pD：平盖校核厚度：- 、/ ：39.7 (3) Vlor J西平盖实测厚度 53.7mm，6 n、 满足要求。

4.5人子L颈静强度校核安全阀开启压力 P1.76MPa，人孑L颈内径 D 500mm，许用242 机械 设计 与 制造No.2Feb.201 3应力[ ]l163MPa，焊缝系数 西1.0，腐蚀裕度 C21.8ram。

人孔颈校核厚度：6 ：- -C . mm (4)23 912[o-3 (b-P人孔颈实测最旭度 16.2ram，6 满足要求。

4.6耐压试验验证简体内径 D，2404mm，筒体最旭度 19.3mm，焊缝系数 1.0，试验压力Pr1.5P2.40MPa，腐蚀裕度c21.8mm，简体实测有效厚度&-Z .广C21 8.4mm试验应力： 158.0MPa (5)材料屈服强度 o-s325MPa，校核条件 0.9o-s4，292.5MPa，0.9o ，满足要求。

5结论(1)经对该铁路槽罐的结构、几何尺寸、冲刷腐蚀检测，未见槽罐出现变形、外形尺寸和焊缝尺寸无异常、罐内充装部位、介质波动部位、接管根部未见明显冲刷痕迹，应力集中部位未见表面裂纹∩看出该铁路槽罐结构满足 GB150-89要求，几何尺寸及冲刷腐蚀情况满足设计图样要求。(2)封头、筒节钢板经内部超声检测、硬度检测、金相检测、化学成份分析，钢板内部未发现夹杂气孔等缺陷；没有明显时效敏感倾向和淬硬倾向；金相组织为铁素体加珠光体，满足 16MnR正火钢板组织要求；材料化学成分如C、S、P、Mn等元素满足 GB 713-8618锅炉用碳素钢和低合金钢钢板要求∩看出罐体钢板未出现劣化倾向。(3)封头与筒节焊缝经封头与筒节对接焊缝外表面 MT检测 ，封头与筒节上接管 、支撑等角焊缝内、外表面 检测，未发现表面或近表面有裂纹、未熔合等缺陷，满足 JB/r4730-2005要求。经封头与筒节对接接头纵、环焊缝埋藏缺陷x射线检测，未发现焊缝内部存在气孑L、夹杂、未焊透、裂纹等未超出JB/T4730-2005要求。(4)经测厚 、强度校核、耐压试验，实际最旭度满足设计图样要求，简体、封头、人孔盖、人孑L径静强度核算 ，其强度均满足设计图样和 GB150-89要求外，该槽罐有-定的强度储备。

综上，可得出该台液氯铁路槽罐未发现使用缺陷；未出现材质劣化倾向；焊缝质量符合 JB/T4730-2005要求；罐体强度经测厚、校核、耐压试验验证后还存在-定的安全储备。因此，该台液氯铁路槽罐在投用20年后还可以继续服役，参照《移动式压力容器安全技术监察规程》的检验周期，建议可继续使用5年。

6结束语通过以上超期服役的铁路槽罐延长使用期限的检测分析，我们探讨了材料劣化、焊缝缺陷和槽罐的安全储备情况。得出超期服役的压力容器不宜采用报废和更换处理，应针对其设计使用情况，采用测试分析技术，确定其安全储备情况，制定出继续使用和维护等措施，以提高设备利用率。