氧氣瓶定期檢驗與缺陷分析

岳軍

摘 要：文章主要針對氧氣瓶定期檢驗與缺陷為中心，分別從氧氣瓶具體方法與裂紋類型介紹等方面，積極對氧氣瓶進(jìn)行定期檢驗，確定表面缺陷問題，及時予以處理。目的在于保證氧氣瓶應(yīng)用安全。

關(guān)鍵詞：氧氣瓶;定期檢驗;焊縫裂紋;惰性氣體保護(hù)焊

氧氣瓶定期檢驗與缺陷分析，是對工業(yè)化操作安全負(fù)責(zé)，同時也是對工作人員安全負(fù)責(zé)?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展的同時，工業(yè)化水平明顯提高，在此發(fā)展背景下，壓力容器的使用頻繁度越來越高。壓力容器作為工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵組成，在煉油、化工等發(fā)展領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。壓力容器應(yīng)用多為有毒有害、易燃易爆等操作類型，危險性非常高。定期檢驗壓力容器非常必要，氧氣瓶作為壓力容器組成部分，定期檢驗，及時排除氧氣瓶的安全缺陷非常關(guān)鍵。

1 氧氣瓶具體方法

根據(jù)縣級檢驗機(jī)構(gòu)壓力容器檢驗工作，及時對氧氣瓶進(jìn)行檢驗，40升的氧氣瓶標(biāo)準(zhǔn)氣體重量是：40L×1.429g/L=57.16克，占地面積：約為25*25cm高度：1.5米總重量：55公斤。40升的氧氣瓶是醫(yī)用的標(biāo)準(zhǔn)氧氣瓶，氧氣是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度為1.429克/升，1L水中約溶30mL氧氣。氧氣瓶需要工作的介質(zhì)為氧氣，投入使用的日期為2002年12月，具體腐蝕裕度為3.0mm。因為此次對氧氣瓶的檢修，并沒有打開設(shè)備，因此設(shè)備沒有設(shè)置隔熱層。[1]氧氣瓶檢測嚴(yán)格按照TSG21-2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》要求執(zhí)行，結(jié)合實際情況制定氧氣瓶檢驗方案，從宏觀檢查角度著手，準(zhǔn)確測量氧氣瓶的壁厚，并且對安全附件進(jìn)行詳細(xì)檢驗，準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)其表面缺陷與埋藏缺陷情況。在原有檢測基礎(chǔ)上增加材料檢測，針對密封緊固件與強(qiáng)度情況進(jìn)行檢驗。組織耐壓實驗與泄漏性實驗，詳細(xì)分析氧氣瓶缺陷情況。

2 氧氣瓶裂紋類型

氧氣瓶極易出現(xiàn)裂紋，不同裂紋類型對氧氣瓶的危害明顯不同，同時處理方式也存在區(qū)別。

2.1 焊縫裂紋

焊縫裂紋主要是氧氣瓶在焊接期間，焊接區(qū)域在施工中出現(xiàn)局部破裂的情況。焊接裂紋是對氧氣瓶危害最大的問題，同時也是氧氣瓶急需解決的缺陷。焊接裂紋焊接期間，接頭強(qiáng)度因為裂縫原因降低，引起氧氣瓶焊接區(qū)域的應(yīng)力集中反映，導(dǎo)致氧氣瓶無法承受運行壓力，出現(xiàn)斷裂情況，這樣一來氧氣瓶被報廢，如果處理不當(dāng)，還會引發(fā)各種安全事故。氧氣瓶焊縫裂紋的類型主要包括星形裂紋、橫向裂紋、縱向裂紋。如果從裂紋出現(xiàn)的本質(zhì)上分析，包括熱裂紋與冷裂紋、層狀撕裂裂紋、再熱裂紋等。

2.2 熱裂紋

熱裂紋情況的出現(xiàn)，威脅氧氣瓶正常運行安全。熱裂紋分布主要從焊縫軸向位置朝著縱向分布，當(dāng)然其中也包括橫向裂紋，熱裂紋的裂口存在明顯氧化情況，熱裂紋表面沒有任何光澤。熱裂紋的晶粒邊界主要沿著縱向方向分布。[2]

3 氧氣瓶定期檢驗與缺陷處理

氧氣瓶定期檢驗，及時發(fā)現(xiàn)其中存在的缺陷。具體檢驗如下：

表面缺陷檢測中，利用NB/T47013磁粉進(jìn)行檢測，方法為滲透檢測。鐵磁性材料對氧氣瓶表面缺陷檢測非常重要，運用磁粉在表面平鋪，一般情況下選擇黑磁粉，利用磁懸液施加的方式進(jìn)行噴灑，注意磁粉使用量。交流電磁軛磁能夠在表面缺陷檢測中，實現(xiàn)提升力≥45N，使用的磁粉懸液濃度標(biāo)準(zhǔn)要求10-25g/L。在進(jìn)行磁粉檢測期間，一般情況下會選擇30/100型標(biāo)準(zhǔn)試片。檢測氧氣瓶表面磁粉中，發(fā)現(xiàn)此次檢測的氧氣瓶表面存在一條裂縫，裂縫走向為縱縫，其周圍能夠看到多出線性缺陷，橫紋、縱紋均有。這些裂紋已經(jīng)擴(kuò)大70%。對環(huán)縫、縱縫檢測期間，并沒有發(fā)現(xiàn)其他明顯裂紋情況，雖然存在一些表面裂紋，但是相較于之前的裂紋情況減輕很多。[3]縱縫中包括多條延伸的表面裂縫，利用反射法超聲波對裂縫進(jìn)行檢測，確定氧氣瓶表面明顯缺陷，此缺陷屬于非慣性缺陷類型。

按照相關(guān)規(guī)定，對于氧氣瓶表面裂縫問題必須及時處理。正常應(yīng)用的壓力容器不允許出現(xiàn)裂縫問題，因此管理部門與維修部門針對氧氣瓶裂縫情況及時制定處理方案。進(jìn)行裂縫表面打磨，打磨長度為1-2mm。打磨至裂縫表面出現(xiàn)焊渣，焊渣形狀為條形，并且再次發(fā)現(xiàn)其他裂紋。打磨結(jié)束對裂縫中比較嚴(yán)重的位置進(jìn)行金相組織處理。金相組織處理期間，首先需要進(jìn)行金相分析，發(fā)現(xiàn)氧氣瓶所有裂縫檢查，金相組織并沒有出現(xiàn)嚴(yán)重破壞。雖然部分裂紋位置在焊縫金屬附近，但是裂紋的斷口為穿晶開裂類型，屬于焊接延遲裂紋類型。由此分析裂紋出現(xiàn)的原因，主要以焊渣引起為主。

仔細(xì)觀察氧氣瓶表面裂縫情況，結(jié)合金相結(jié)果與裂紋分析發(fā)現(xiàn)，因為氧氣瓶焊接期間焊渣清理不到位，導(dǎo)致焊渣與氧氣瓶內(nèi)部應(yīng)力出現(xiàn)排斥，造成氧氣瓶出現(xiàn)延遲裂紋。焊接期間，接頭會出現(xiàn)淬硬組織，其本身就會擴(kuò)散氫，這樣一來焊接的拉應(yīng)力、拘束應(yīng)力都會增加，一旦超出規(guī)定強(qiáng)度，就會造成焊接處出現(xiàn)裂縫。為了有效預(yù)防延遲裂紋情況，需要以堿性低焊條進(jìn)行焊接，焊接之前及時進(jìn)行焊條預(yù)熱，防止焊縫期間氧含量在焊縫金屬中擴(kuò)散，影響最終的焊接質(zhì)量。焊接結(jié)構(gòu)對裂縫預(yù)防至關(guān)重要，選擇適當(dāng)?shù)暮附咏Y(jié)構(gòu)，減小應(yīng)力拘束，以焊后緩冷的方式有效預(yù)防淬硬組織的出現(xiàn)。惰性氣體保護(hù)焊方式，對氧量控制具有很大作用，同時能夠有效預(yù)防氧氣瓶出現(xiàn)冷裂紋情況。

4 結(jié)語

綜上所述，氧氣瓶檢驗與缺陷問題處理，直接關(guān)系到氧氣瓶的應(yīng)用安全。氧氣瓶如果存在點狀夾渣的現(xiàn)象，會出現(xiàn)應(yīng)力集中的情況，進(jìn)而引發(fā)氧氣瓶裂紋。利用磁粉檢測的方式，確定氧氣瓶表面存在的缺陷與熱影響區(qū)，結(jié)合薄殼理論，確定裂紋類型。以適當(dāng)焊接方式，及時處理裂縫情況，制定更加詳細(xì)的檢驗方案，保證氧氣瓶應(yīng)用安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐘海見，何琦，繆存堅.全多層鋼制高壓儲氫容器定期檢驗方法研究[J].中國特種設(shè)備安全，2018（6）.

[2]陶小龍，彭昌文.沙沱發(fā)電廠1號主變壓器絕緣油氫氣超標(biāo)原因分析及處理[J].紅水河，2018（3）.

[3]喬雪冬，畢金生，胡健.基于Gasflow程序的非能動安全壓水堆氫氣行為計算和分析[J].核安全，2018，17（04）：69-74.