站用天然气钢瓶的失效原因分析及提高钢瓶抗硫化氢应力腐蚀的措施(六)
责任编辑:cnlng    浏览:14353次    时间: 2008-08-03 10:13:51      

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摘要:   4.提高钢瓶抗腐蚀能力的措施  虽然硫化氢应力腐蚀是钢瓶致爆的主要原因,但是通过上述分析,我们不难看出,硫化氢应力腐蚀破裂与材料的强度、硬度、化学成份、显微组织也有密切关系,为了防止使用过程中硫化氢、水份超标带来的危害,提高钢瓶抗硫化氢腐蚀能力..

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  4.提高钢瓶抗腐蚀能力的措施
  虽然硫化氢应力腐蚀是钢瓶致爆的主要原因,但是通过上述分析,我们不难看出,硫化氢应力腐蚀破裂与材料的强度、硬度、化学成份、显微组织也有密切关系,为了防止使用过程中硫化氢、水份超标带来的危害,提高钢瓶抗硫化氢腐蚀能力,增强钢瓶的适用性是钢瓶制造厂应予重视的问题。
  4.1 合理选材
  资料表明,应力腐蚀破裂对腐蚀介质和材料的匹配有选择性,就硫化氢而言,化学元素C、Mn、Si都不利于抗硫化氢应力腐蚀破裂,有的国家规定,凡与湿硫化氢接触的钢材,C≤0.22,Mn≤1.3,而Cr、V、Al、Ti等元素在适宜的热处理条件下能有效地降低破裂敏感性,对Mo的看法尚未统一,目前国内外普遍采用CrMo钢,站用压缩天然气钢瓶瓶体材料宜选用20GrMo。
  4.2 合理制定热处理工艺
  资料表明,显微组织的抗裂能力按下述顺序减弱。
  铁索体基体加球状碳化物→淬火后经充分回火→正火→未回火的网状淬火马氏体和贝氏体。目前国内外均普遍采用淬火后回火热处理,我厂应继续采用,由于细小的晶粒能改善材料的断裂韧性,因此应合理制定热处理工艺,以求获得最大级别的晶粒度。
  4.3 严格控制钢瓶的强度和硬度
  资料表明,强度越高,应力腐蚀破裂的敏感度也在提高,越易产生腐蚀破裂。美国腐蚀工程师学会NACE提出,使材料的HRC≤22是避免应力腐蚀的最佳途径,为此,站用压缩天然气钢瓶的抗拉强度上限要给以控制,为了使钢瓶硬度得到有效控制,钢瓶应坚持每只硬度不大于770N/mm2
  4.4 避免高应力区
  产生应力腐蚀的两个必备条件之一是应力,应力越大,应力腐蚀倾问越严重。因此,钢瓶设计、制造中应尽力避免高应力区。瓶体结构设计应采用球形底或双头,尽可能不用凹形底。成形中应注意圆滑过渡,不允许连接处的突变以减小应力集中。材料应优选供货厂家,能保证材料的表面质量,特别是内表面质量应良好。
  4.5 加强开发力度
  为我国CNG的发展,各钢瓶制造厂应加大资金投入,积极开展对站用钢瓶的研究,特别是站用钢瓶的抗硫化氢腐蚀的研究,为站用钢瓶的开发提供理论,实践基础。
  5.结论
  通过上述分析,可以得出如下结论
  5.1 A、B钢瓶与其它爆破钢瓶一样不屈于韧性破裂、脆性破裂、蠕变破裂和单纯的疲劳破裂,而属于应力腐蚀破裂中的腐蚀疲劳破裂。
  5.2 造成腐蚀疲劳的主要原因是由于介质中硫化氧水溶液的存在。
  5.3 在应力腐蚀或腐蚀疲劳条件下,即使钢瓶没有宏观缺陷存在,钢瓶开裂、裂纹扩展,直至破裂也是一样可以发生的。
  5.4 为提高钢瓶的抗硫化氢应力腐蚀的能力,合理选材,严格控制钢瓶的实际强度、硬度,采用合理的瓶体结构,钢瓶内表面采用涂层防腐,这是避免介质中的硫化氢水溶液未得到彻底解决必须采取的有力措施。
  参考文献:
  (1)北京钢铁研究院金属物理室   工程断裂力学上册  国防工业出版社1977年9月
  (2)吴粤桑  压力容器安全技术  化学工业出版社  1985年10月
  (3)龚斌  压力容器破裂的防治  浙江科学技术出版社  1985年7月
  (4)一机部上海材料研究所  机械工程手册第20篇  金属材料强度  1979年10月 西安交通大学
  (5)肖纪美  金属的韧性与韧化  上海科学技术出版社  1980年10月
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