淺談焊接質(zhì)量對液化石油氣鋼瓶安全性的影響

 引言
液化石油氣鋼瓶（以下稱鋼瓶）目前在居民生活中被廣泛使用，它的爆炸事故時有發(fā)生，其中由于鋼瓶焊縫的焊接質(zhì)量缺陷發(fā)生的事故也占一定的比例。焊縫作為連接鋼瓶上下封頭（40L以下的鋼瓶）的重要部分，它的焊接質(zhì)量好壞直接影響鋼瓶使用的安全性。
1 對鋼瓶焊縫焊接質(zhì)量的相關(guān)要求
《液化石油氣鋼瓶》（GB5842-2006）中對鋼瓶的焊接質(zhì)量提出十分具體的要求，歸納起來主要有以下幾個方面：①焊縫應(yīng)做焊接工藝評定，并對評定做出具體要求；②對鋼瓶焊縫施焊的焊工應(yīng)取得壓力容器焊工操作證；③對施焊條件和環(huán)境提出要求；④對焊縫表面質(zhì)量和成型提出具體要求；⑤對焊縫的焊后熱處理工藝提出要求；⑥所采用焊接材料焊成的焊縫，其抗拉強(qiáng)度不得低于母材抗拉強(qiáng)度規(guī)定值的下限；⑦對焊縫的內(nèi)部質(zhì)量檢驗(yàn)-射線透照提出具體要求：射線檢驗(yàn)執(zhí)行JB4730標(biāo)準(zhǔn)，圖像質(zhì)量為AB級，焊接缺陷等級Ⅲ級為合格；對于只有環(huán)焊縫的鋼瓶（V≤40L），每250只隨機(jī)抽取1只鋼瓶對環(huán)焊縫進(jìn)行100%射線透照檢驗(yàn)；對于有縱、環(huán)焊縫的鋼瓶（如YSP118型）應(yīng)逐只對鋼瓶的縱、環(huán)焊縫總長度的20%進(jìn)行射線透照檢驗(yàn)，其中必須包括縱、環(huán)焊縫的交界處?！兑夯蜌怃撈慷ㄆ跈z驗(yàn)與評定》（GB8334-2011）中對鋼瓶定期檢時的焊接接頭（其中包括焊縫）提出了具體的檢驗(yàn)與評定的判定標(biāo)準(zhǔn)，主要有以下幾個方面：①焊縫和熱影響區(qū)存在裂紋、氣孔、弧坑、夾渣、未熔合的鋼瓶，焊縫表面存在凹陷或不規(guī)則突變的鋼瓶，瓶體焊縫有咬邊或與瓶體連接的附件焊縫在瓶體一側(cè)有咬邊的鋼瓶均應(yīng)報廢；②焊縫熱影響區(qū)有劃傷、磕傷、凹坑修磨后的剩余壁厚小于設(shè)計(jì)壁厚的鋼瓶應(yīng)報廢；③焊縫熱影響區(qū)存在凹陷深度大于等于6mm的鋼瓶應(yīng)報廢。
2 鋼瓶制造相關(guān)焊接知識及水壓爆破試驗(yàn)介紹
2.1 鋼瓶制造時所涉及的焊接知識簡介 鋼瓶瓶體的環(huán)、縱焊縫通常采用CO2氣體保護(hù)焊打底，埋弧自動焊罩面焊接，閥座焊縫也采用自動焊接；焊接接頭包括焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū)；焊接用的焊絲牌號為：CO2焊絲牌號ER50-6，埋弧焊焊絲牌號H08A，焊劑牌號為HJ501；焊接接頭的缺陷一般為表面缺陷和內(nèi)部缺陷；焊接缺陷的檢查方法：外部缺陷用宏觀檢查、焊縫尺檢查、磁粉、滲透檢測等方法檢查，內(nèi)部缺陷用超聲波檢測、射線透照等方法檢驗(yàn)。
2.2 鋼瓶制造時水壓爆破試驗(yàn)介紹 鋼瓶水壓爆破試驗(yàn)是以水為加壓介質(zhì)，逐步增大受試瓶的壓力，直至受試瓶爆破，測定受試瓶的屈服壓力和爆破壓力，并檢查鋼瓶斷口特征和瓶體破裂狀態(tài)；通過我市一鋼瓶制造廠幾年來100余只鋼瓶水壓爆破試驗(yàn)的情況看，爆破壓力在8-9Mpa之間，爆破時間20分鐘左右，爆破裂口一般在焊縫熱影響區(qū)（母材上）的居多，出現(xiàn)在母材其他部位的也有，但裂口沒有出現(xiàn)在焊縫上的，這充分說明，只要選用的鋼瓶母材和焊材符合要求，采用的焊接規(guī)程和焊接工藝合理，所形成的焊縫強(qiáng)度不會低于母材，能夠保證鋼瓶的安全性。
3 典型案例
3.1 案例一 2012年3月，我市發(fā)生一起液化石油氣鋼瓶爆炸事故，造成4人死亡，20多人受傷，整棟六層建筑面積8000余平方米的樓房被炸毀的重大事故。事故經(jīng)過：一飯店廚房晚上正在營業(yè)，3只下午剛充完液化氣的型號為YSP118（50Kg）鋼瓶放在廚房里但沒有使用，其中一只鋼瓶突然爆裂，大量液化氣瞬間噴出，遇明火產(chǎn)生爆燃和爆炸。事后經(jīng)現(xiàn)場勘查和調(diào)查：爆裂的是一只河北某鋼瓶制造廠生產(chǎn)的YSP-118型（50Kg）鋼瓶，裂口在縱向焊縫位于鋼瓶上下中間位置，長度22厘米，開裂處焊縫存在焊接缺陷—未焊透大約40厘米；該鋼瓶2006年6月生產(chǎn)的，已使用五年多，沒有經(jīng)過定期檢驗(yàn)；經(jīng)工作人員確認(rèn)，當(dāng)時室溫30℃左右，當(dāng)天下午剛充裝大約60Kg液化氣，屬于超裝。經(jīng)過事故調(diào)查組組織有關(guān)專家調(diào)查分析：液化氣超裝和焊縫的焊接缺陷是鋼瓶發(fā)生爆裂的共同原因，且焊接缺陷占主要因素，因?yàn)閷＜腋鶕?jù)當(dāng)時廚房室內(nèi)的溫度和所充裝液化氣的重量進(jìn)行計(jì)算，得出鋼瓶爆炸時的壓力在5-6Mpa之間，遠(yuǎn)沒有達(dá)到合格鋼瓶設(shè)計(jì)爆破壓力8-9Mpa，正常情況下不會發(fā)生爆裂，而且另外兩只同樣的鋼瓶充裝同樣重量的液化氣也沒有發(fā)生爆裂；而恰恰是由于該只鋼瓶縱向焊縫存在嚴(yán)重的未焊透缺陷，（注：鋼瓶出廠時規(guī)定焊縫進(jìn)行20%的射線透照，該部位肯定沒有進(jìn)行射線透照檢測，致使未焊透缺陷沒被發(fā)現(xiàn)）使得該處焊縫抗拉強(qiáng)度嚴(yán)重下降，承受不住5-6Pma左右的壓力，才使鋼瓶發(fā)生爆裂釀成這起重大事故。
3.2 案例二 2012年6月，遼寧某市一飯店工人早上上班發(fā)現(xiàn)前一天晚上剛充完液化氣放在廚房還沒有使用的YSP35.5型（15kg）液化石油氣鋼瓶焊縫處往外泄露液化氣，漏點(diǎn)處堆積大量的泡沫狀的物質(zhì)，室內(nèi)散發(fā)很濃的液化氣味道，工作人員敢緊開門窗放氣通風(fēng)，沒有造成事故。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)焊縫處有一針形氣孔往外冒氣。這是一只使用6年的鋼瓶，兩年前做的定期檢驗(yàn)，始終在使用，都沒有發(fā)現(xiàn)有漏氣現(xiàn)象。分析認(rèn)為：這個針形氣孔在鋼瓶制造時就存在了，由于YSP35.5型鋼瓶制造時焊縫射線透照是250只鋼瓶抽查1只鋼瓶，如果該只鋼瓶射線透照合格，那么其它249只鋼瓶都視為射線透照合格，這就有可能有一些鋼瓶焊縫存在缺陷而發(fā)現(xiàn)不了，在做水壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)時，針形氣孔中可能被夾渣堵住而發(fā)現(xiàn)不了，在定期檢驗(yàn)時仍然發(fā)現(xiàn)不了。經(jīng)過幾年充裝裝卸時的磕碰，氣孔內(nèi)的夾渣松動，再充氣時將夾渣頂出形成氣孔發(fā)生泄漏。這完全是焊縫的焊接質(zhì)量問題。
4 小結(jié)
以上兩起案例充分說明了焊接質(zhì)量在保證液化石油氣鋼瓶安全性能方面的重要性。液化石油氣的性質(zhì)和成分是固定的，使用場所的條件也是一定的，鋼瓶的材質(zhì)、焊接材料也經(jīng)過幾十年的實(shí)踐通過國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)作出規(guī)定，有變數(shù)的只是焊縫的焊接質(zhì)量了。因此，鋼瓶安全性直接取決于鋼瓶焊縫焊接質(zhì)量的好壞。筆者認(rèn)為應(yīng)從以下幾個方面來提高焊縫的焊接質(zhì)量：①制造單位要嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝規(guī)程；②制造單位要控制好焊材的質(zhì)量；③制造單位要加強(qiáng)焊接工人的技能培訓(xùn)，要經(jīng)常培訓(xùn)、嚴(yán)格要求；④制造單位要加強(qiáng)焊縫焊接質(zhì)量檢查，檢查要細(xì)致認(rèn)真全面，射線透照達(dá)不到100%，但宏觀焊縫質(zhì)量檢查可以做到100%，水壓試驗(yàn)、氣密性試驗(yàn)可以做到100%，要重點(diǎn)檢查焊縫處的強(qiáng)度和致密性。射線抽查發(fā)現(xiàn)不合格，擴(kuò)探的比例一定要夠，并且要查找產(chǎn)生焊接缺陷的原因，有針對性的加以整改，杜絕焊縫焊接缺陷的產(chǎn)生，保證鋼瓶的焊接質(zhì)量；⑤定期檢驗(yàn)單位要加強(qiáng)做好定期檢驗(yàn)工作，按照檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的項(xiàng)目不漏項(xiàng)，焊縫宏觀檢查要認(rèn)真細(xì)致，水壓試驗(yàn)、氣密試驗(yàn)要100%的做，壓力和時間達(dá)到規(guī)定值，焊縫作為重點(diǎn)檢查部位，做到不漏檢，保證鋼瓶的安全使用。