乙烯球罐焊缝冲击功不合格原因分析及冲击功值的探讨.pdf

经验交流
乙烯球罐焊鏠冲击功不合格原因分析
及冲击功值的探讨
吉章红
(北京燕山石化股份有限公司,北京102500)
摘要:某公司乙烯球罐燡接、热处理完成后,对产品试板进行力学性能试验,立焊的焊缝冲击值不
符合设计要求。从焊接材料、毋材,焊接线能量,焊后消除应力諃处理等方面对焊缝冲击值不符合
设计要求的原困作了初步探讨;根据断裂力学的研究成果,对该球罐的冲击韧性需求进行了推算,
得出该球罐可以在静载荷条件下安全运行,中等載荷可以在限制条件下运行,不能在冲击载荷条件
下运行的结论。
关键词:球罐;冲击初性;线能量;断裂初性
中图分类号:TQ053.2文献标识码:A文章编号:1001-4837(2010)01-0055-05
doi:10.3969/j.issn.1001-4837.2010.01.014
Unqualified Reasons and Requirement Analysis of Weld Impact Value
for Ethylene Spherical Tank
JI Zhang - hong
(Beijing Yanshan Petrochemical Co., Ltd. Beijing 102500, China)
Abstract: Mechanical property tests of product welded test coupons sample for the ethylene spherical tank
in one company were performed after welding and postweld hcat treatment, the impact values of the verti
cal position welds could not complied with the design requirements. In this article, primary analysis for
the reasons that the weld impact values could not meet the design requirements were performed from the
influence factors such as base material, energy input and postweld heat treatment. The required impact
toughness value of the spherical tank had been calculated based on fracture mechanics research results
The conclusion can be drawn that this spherical tank is safe under static load, and can running under me-
dium load in restrictive condition, but not safe under impact load
Key words: spherical tank; impact toughness; energy input; fracture toughness
温度:-45℃,使用温度:-33℃;介质:乙烯;公称
背景介绍
容积:2000m3,内径:15700m,厚度:44mm;球売
板材质:日本N-TUF490-SR,焊接材料:L
1.1球罐参数
60LT;设计要求:钢板冲击功:-50℃,100J(单个
设计压力:1.9MPa,工作压力:1.62MPa;设计值不小于70J),焊条熔敷金属冲击功:-50℃,60J
CPVT
乙烯球罐焊鏠冲击功不合格原因分析及冲击功值的探讨
Vol27、No12010
(单个值不小于42J),焊缝冲击功:-50℃,47J
对施工单位的施工过程资料,包括焊接材料质
(单个值不小于34J)。
量证明文件、焊接材料复验、焊接工艺评定、焊接施
1.2问题的提出
工记录、热处理记录等进行审查,除发现如下疑点
球罐焊接、热处理完成后,产品试板进行力学性外,未发现其他问题
能试验,立焊位置冲击功达不到设计要求。产品试
(1〕焊接材料质量证明文件提供的熔敷金属冲
板焊接接头冲击试验结果见表1。
击值为-50℃,127J,球壳板制作厂家复验值为
表1球罐产品焊接试板冲击试验结果
50℃,68J,安装单位复验值为-50℃,74J,差距
冲击吸收功Ak(J)
位置缺口位试件尺す温度
较大,焊接材料制造厂焊接试件试采用交流电源,焊
℃
冲击功
平均
值
材复验时采用了直流电源,焊条接正极。
焊缝中心
66.8169.6159.8165
(2)施工单位在焊接工艺评定试验时,第一次
平焊+「熔合区10×10×
仰焊
-501891133189
评定,立位焊冲击试验未达到设计要求;进行了第二
热影响区
273143.8136.3118
次工艺评定,评定合格
焊缝中心
25.2129.122.5125.6
(3)球罐热处理规范为580℃x120min,保温
熔合区10x10x55-50143.2128.013669
时问是按照GB12337《钢制球形储罐》计算的,每
热影响区
15142.3110599.4
焊缝中心0x10x5S-4531.42813230.5
25m厚度保温1h;设计要求热处理保温时间为
焊缝中心
75.8199.1166.880.6
3.6h(216min)
横焊?熔合区10x10×55-5012541261164
下面对可能影响焊缝冲击值的因素进行分析。
热影响区
183127812481236
焊接材料和母材的影响
文中就焊缝冲击功不符合设计要求的原因进行
N-TUF490-SR的化学成分见表2,L-60LT
初步探讨,并对目前焊鏠的冲击韧性能否安全使用焊条的化学成分复验见表3。
进行分析计算。
球壳板制作厂家对球壳板逐张进行了-50℃
冲击功复验,最低值大于100J,大部分值为200J左
2焊缝冲击功不符合设计要求的原因分析
表2NーTUF490-SR的化学成分
(%
元素
C
Si
Mn
P
Mo
Cu
Nb
B
标准值」≤0.16/01S
0.30~
0.550.9~1.6≤0.0151≤0.005
0.80
≤0.40≤0.30≤0.08≤0.030≤0.051≤0.00
表3L-60LT化学成分复验值
素。N-TUF490的含Ni量0.3%~0.8%,焊条的
(球壳板制作厂家复验值
含i量为0.65%,含Ni量基本相当。但母材与焊
元素
C
P
缝所经历的冶金过程完全不同,冲击韧性差距比较
复验值
0.07
0.01
0.003
0.65
大。N-TUF490冷炼浇铸后,须经过轧制、调质热
焊条复验,熔敷金属冲击功符合设计要求,但与处理,才能够