液化氣體汽車罐車防波板開裂原因

1 前言

液化氣體汽車罐車（以下簡稱“汽車罐車”）在我國國民經濟發展中正發揮著重要作用。由於汽車罐車屬移動式壓力容器，流動性大，介質多數為易燃易爆，因此其安全性愈來愈受到重視。汽車罐車的防波板裝置及與罐體的連接焊縫開裂是汽車罐車常見的缺陷之一。《液化氣體汽車罐車安全監察01manbetx 》對設置防波板安裝位置及每個防波板的有效麵積作了具體規定，而對於防波板的具體結構各製造單位都有不同形式。根據我們在汽車罐車檢驗中發現的防波板開裂情況來看，對開裂形式及原因加以03manbetx 。

2 開裂形式

防波板與托板（角鋼）一般分為焊接和螺栓連接兩種（如圖1）。托板（角鋼）與罐體采用墊板過渡連接，也有兩者之間直接焊接的。防波板裝置開裂形式基本上分二類：（a）防波板、托板（角鋼）開裂。（b）托板（角鋼）、墊板與罐體焊縫產生的裂紋開裂。對於前者，可采用打止裂孔及焊補方法，後者應及時將原缺陷清除，進行焊接返修處理，防止裂紋進一步延伸至罐體母材，引起嚴重後果。



圖1

1.罐體 2.墊板 3.防波板 4.角鋼托板 5.螺栓連接

3 原因03manbetx

（1）防波板與托板（角鋼）采用焊接連接形式，產生開裂機率較高。這是因為當防波板、托板（角鋼）和罐體焊接成一體後，拘束度大；另外，罐體在運輸過程中產生的變形，引起筒體的不圓度，也使防波板兩側的焊縫受到一定的附加應力。

（2）在汽車罐車運輸過程中，由於汽車慣性作用，特別是緊急刹車等情況，罐內液化氣體產生較大的縱向液體衝擊力，使防波板及連接焊縫受到交變衝擊載荷影響，易在防波板的R處、托板（角鋼）R處等應力集中部位產生裂紋，並延伸擴展，而采用螺栓連接形式，由液化氣體產生的衝擊載荷通過螺栓連接形式，由液化氣體產生的衝擊載荷通過螺栓連接將其部分釋放，有一定的緩衝作用。

（3）防波板、托板（角鋼）、墊板等本身的製作工藝及連接焊縫質量是影響開裂的另一個因素。在檢驗中發現，防波板等附件邊緣毛糙，曲率半徑小，焊縫外觀成形差，存在凹陷、咬邊等缺陷，使此處應力集中，由於液體衝擊的作用易在這些部位首先造成開裂。另外，托板（角鋼）材質一般為普通碳素鋼，與罐體直接焊接，由於材質不一致焊縫質量也難以保證。

（4）國內液化石油氣組分複雜且硫化氫含量一般偏高，在20℃左右，硫化氫對鋼材最敏感，在水的作用下硫化氫發生電離：

H₂S→H⁺+HS^-

HS^-→H⁺+S^2-

而在金屬表現發生電化學反應：

Fe+HS^-→FeS+H⁺+2e

2H⁺+2e→2[H]

反應使得氫原子[H]向金屬內表麵滲透並擴散、形成脆化層，而對於防波板、托板（角鋼）等往往是采用普通的Q235A材質，較正火狀態下的16MnR晶粒粗大，更易形成脆化層，因此在罐車運輸過程中，在液化氣體脈動衝擊載荷作用下，該種材料的部件之應力集中處更容易產生應變開裂。

4 建議

（1）汽車罐車的防波板與托板（角鋼）盡量采用螺栓連接，減少拘束，以緩解液化氣體在汽車運輸過程中對防波板裝置產生的衝擊力影響。

（2）不宜直接將托板（角鋼）與罐體焊接，中間采用與罐體材質相同墊板，防止托板焊縫產生的裂紋延伸至罐體母材。

（3）嚴格托板（角鋼）、墊板等的製作工藝，R處應圓滑過渡，曲率半徑不宜過小。防波板兩邊緣可折成槽鋼形狀、增加剛度、減少從邊緣開裂的機率。改善連接焊縫的焊接質量，不得有凹陷、咬邊等缺陷存在。

（4）對防波板、托板（角鋼）、墊板等盡可能采用16MnR等材質，防止液化石油氣中硫化氫對其產生的影響，亦減少由於異種鋼材焊接而引起降低焊縫質量，避免開裂傾向。

潘鴻