郑祖杰

（江苏省特种设备安全监督检验研究院无锡分院 无锡市 214000)

1 基本信息

产生裂纹的设备是1000m3氮气球罐，制造标准为GB12337-1998《钢制球形储罐》、TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》，制造日期是2013年09月30日，设计压力为3.15MPa，设计温度为-19/50℃，主体材料是Q370R，材料标准是GB713-2008《锅炉和压力容器用钢板》，主体壁厚为48mm，腐蚀裕量为1.0mm，焊接接头系数是1.0，允许/监控使用压力为3.00MPa，首次检验日期是2019年03月，使用压力范围为1.50～2.40MPa，使用温度范围为-10～50℃，使用介质是氮气。

2 使用条件

该球罐设计压力3.15MPa，平时使用压力最高2.4MPa。据使用单位反映，由于炼钢用气量较大，每次用气会产生0.3～0.5MPa的压力波动，每天波动100多次，一年波动5000次左右，六年总计波动已有30000次左右。根据JB4732-1995《钢制压力容器分析设计标准》（R2005）第3.10条“疲劳分析的免除”，该球罐压力波动范围0.5MPa，未超过设计压力的20%（0.63MPa），循环次数不计，而全范围压力循环次数及温度波动循环次数总和不超过1000次，属于3.10条规定的可免除疲劳分析的情况。因此，疲劳载荷可不做为缺陷产生的主要原因来考虑。

3 裂纹产生原因分析

此次磁粉检测发现的裂纹大都位于下极与下温带连接处，相对比较集中，考虑存在强力组装和热处理工艺控制不良导致的应力无法释放。依据检验方案，对焊接接头外表面进行100%磁粉检测、内表面进行100%荧光磁粉检测，共发现几十处处表面裂纹，有纵向裂纹（图2、图4）、又有横向裂纹（图3），少数延伸至热影响区。其中有一条纵向焊趾裂纹，断断续续总计500mm（图1）。对裂纹进行打磨消除后，形成的凹坑最深12mm。……