球罐炸裂失效分析

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1、球罐炸裂失效分析 时间:1979年12月18日14时许， 地点：吉林煤气公司液化气场 一台直径9.2米，容积400m3的球罐突然爆裂，由裂缝喷出的液化石油气遇明火爆炸燃烧，一起附近3个400m3和一个50m3卧式储罐以及25m外仓库中的5000个民用液化气瓶先后爆炸起火，大火燃烧19h共烧掉液化气超过700t，烧掉机动车辆15辆以及储罐区全部建筑，死亡33人，受伤53人。 此次事故首先是400m3的2#球罐突然发生破裂，裂口长达13m多，大量的液化石油气迅速喷出，蔓延到距离200m远的苗圃，遇到明火（正在杀猪烧水退毛）发生燃烧，在6万平方米多的范围内形成一片火海。由于火势太猛，消防装备不适应，

2、无法控制火势。在大火的烘烤下，相临的1#球罐严重超压，安全阀开启，大量液化石油气喷出，助长了火势。经过4个多h的烘烤，1#球罐发生了强烈爆炸，响声远及百余里，火焰高达百余m，4块重达10多t球壳碎片飞出百余m。1#球罐的爆炸，使整个罐区遭到破坏现场调查和背景调查 1）102#球罐材质：15MnV，15MnVR 2）内径：9.2m 3）设计压力：1.57MPa，经常处于较低容量 4）壁厚：25mm 5）坡口：X型 6）液化石油气：丙烷、丁烷，NH3,CO,H2S 7）环境温度：低 8）断口长度：13m，沿罐环焊缝B板一侧HAZ扩展5m 9）主断裂纹源位置：断口上的人字纹表面分析项目 1）外观检查

3、：上下环缝缺陷较多，主要是咬边，且往往是连续的，住裂纹源处有长165mm深度大于1mm的咬边，最深处2.7mm，另外局部存在严重错边。由外观检查知道焊缝处存在严重的应力集中。 2）焊缝无损探伤：焊缝无损检验多处由未熔合、夹杂、群孔，焊趾部位存在大量裂纹。 4）HAZ硬度和金相组织检查：上环焊缝HAZ的HV=279345，近融合线组织为B+M。 5）分析球罐焊接时的预热温度;预热温度可由组织和硬度共同确定 （1）组织分析：金相组织分析发现球罐焊接HAZ的组织与80oC预热焊接试板的组织十分相似。 （2）硬度分析：由实验结果：To=25oC，HV=320;To=80oC，HV=297;To=180

4、oC,HV=250; To=200oC,HV=225;知在To=80oC时的硬度在279345范围内。 因此可由组织和硬度确定出预热温度为80oC。初步判断 工作环境含有H2S腐蚀介质，可能存在应力腐蚀开裂 开裂源为脆性开裂 初步排除冷脆转变的影响 焊接质量差，存在严重的应力集中 出现大量的焊趾裂纹，与H的渗透有关，可能与焊条烘干情况，H2S等因素有关 存在过热区脆化的可能性较低 焊接时的预热温度为80摄氏度表一 母材化学成分母材分析 对比常用钢材的标准可以发现材料的S,P等符合标准，热裂的倾向不大，b4板部分碳的含量超标，母材对断裂有一定的影响 B4的碳当量为0.4175，C6碳当量为0.3