大型储罐环焊缝残余应力测定与分析.pdf

故 障 分 析 与 寿 命 评 估 C石orros油ion＆化Prote工ction腐inPetr蚀ochem与icalI防ndust护ry 2 0 10 ，2 7 (2 ) ·6 2 · 大型储罐环焊缝残余应力测定与分析 焦建雄 陈海辉2 (1．湖南化工学院，湖南 株洲412004；2．南华大学机械工程学院，湖南 衡阳421001) 摘要：采用钻小盲孔残余应力释放法，测量了o-25dam 液化石油气储罐组装环焊缝在退火前后 的残余应力，分析了局部退火工艺的退火效果。结果表明：高残余应力区出现在外壁面环向上，其退 火后残余应力降幅在 37％ ～60％，平均降幅达5O％，最大减幅达299MPa；环焊缝局部退火工艺可 消除3O％～60％环向残余应力，达到了消除焊接残余应力的要求。 关键词：残余应力 局部退火 组装环焊缝 大型储罐 中图分类号：TE972 文献标识码 ：A 文章编号：1007—015X(2010)02—0062—03 焊接结构中的残余应力，除少数用作 自增强结 现场使用，不仅能满足工程测试精度要求而且对储 构产生有利作用外 ，多数对结构的疲劳强度、断裂 罐完整性和完全性没有影响，美 国材料试验学会、 性能和抗应力腐蚀性能等都有较大的不利影响。 国内船舶行业制定了钻孔法标准…。根据多年来 化工容器中的大型储罐采用焊接结构，由于组对误 的实践经验和工厂的现场条件u ，采用钻小盲孔 差、焊接过程中加热和冷却不均匀等原因，使罐体 残余应力释放法测定残余应力 ：(1)采用 2mm孔 焊缝及其热影响区内存在残余应力，该残余应力尤 径的麻花钻头钻小盲孔，孔深2．51Tim。用新兰仪 其会引起液化石油气储罐的应力腐蚀开裂。因此， 表厂制造的CCZ一2型测钻仪钻孔；(2)在测点上 焊接组装后的液化石油气储罐必须进行消除残余 用502粘接剂粘贴专用角式应变花 (型号：BE120 应力处理 】【J。由于储罐尺寸较大，一般不可能放 一 BA)，采用YJ一5型电阻应变仪测量钻孔后释放 人加热炉内进行整体热处理。对于大型球罐，目前 的应变值。YJ一5型电阻应变仪经 BYM一4型模 多采用 “内燃法”，即以球罐本身作为燃烧室，燃料 拟应变仪校验，符合工程测量的精度要求。 在其内部空间燃烧，使球体升温 J。此法的优点 测点的选择。因仅有一条组装环焊缝，焊缝两 是能够较好地消除残余应力，但存在能耗大，尤其 面焊成型，故在罐体内壁及外壁焊缝上对应并对称 对并非整体应力过高和检修补焊等只需进行局部 各分布四个测点，测点分布见图1。 处理的情况更是浪费l2]。近年来研究试验了消除 局部退火 A 环焊缝 焊接残余应力的新方法，如局部低温热处理 、振 7 动 ’]、爆炸[和低频交变磁场 等处理方法。 对于大型储罐，采用焊缝局部退火处理，依然是最 有效的热处理消除残余应力的方法_l’。 0．25dam 液化石油气储罐是 目前较大型的 A 卧式储罐，制造工艺要求高，由于受制造厂家退火 图1 应变测量点布置 炉长度的限制，0．25dam。储罐无法进行整体退火 工艺，故采用分筒节退火，再对组装环焊缝进行局 2 测量及计算结果 部退火处理，以消除组装