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摘 要：为研究液化石油气贮罐开裂产生的原因，本文从裂纹种类、形成原因和相关条件进行阐述，在此基础上提出部分补救裂纹的措施，旨在保证液化石油气贮罐的安全使用。
关键词：液化石油气；裂纹；措施
随着经济的高速发展，液化石油气已经成为生产和生活中的重要能源。作为广泛应用的化工用品之一，在贮藏和运输过程中均采用贮罐加以盛装。由于液化石油气属于易燃、易爆物品，对贮罐相关材料和技术提出了严格的要求，一旦贮罐存在缺陷，将对液化石油气的贮藏和运输造成巨大的威胁，甚至酿成严重事故，后果不堪设想。国内外由于石油贮罐泄漏引发的爆炸事故也比比皆是，所以，要加强对液化石油气贮罐的定期检查与维护保养工作，及时发现安全隐患，预防和减少相关事故的发生。
1.液化石油气贮罐常见问题
液化石油气贮罐常见问题无外乎两大类：罐体腐蚀问题和罐体外支座焊接问题。据有关资料统计，因设备腐蚀造成的生产事故约占总事故的三分之一，而应力腐蚀成为对罐体破坏的最危险形式之一，仅应力腐蚀开裂就占到总事故的百分之四十左右。开裂是石油气罐体最常见的危险问题，通过肉眼很难观察到，在裂纹深度较小的情况下，即便使用射线和超声波两种方法检测都很难探测到，只有通过磁粉探伤方法才能高效率的探出罐体的裂纹。接下来，本文首先对罐体的裂纹种类进行简要介绍。
1.1液化石油气贮罐裂纹种类
裂纹按照产生原因来看，大致分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂裂纹、应力腐蚀裂纹[1]。其中热裂纹是在焊接接头冷却过程由于温度处在固相线附近的高温阶段产生。再热裂纹是原件结构焊后热处理过程中，材质较粗的结构晶体由于热影响而产生的裂纹。冷裂纹是当温度在MS点以下的低温产生的，分为延迟裂纹、淬硬脆化裂纹、低塑性脆化裂纹三种。层状撕裂裂纹主要是由于钢板内部存在有分层的夹杂物（沿轧制方向），在焊接时产生的垂直于轧制方向的应力，致使在热影响区或稍远的地方产生层状开裂型裂纹。应力腐蚀裂纹是由于罐体本身金属材料在某些特定介质和拉应力的共同作用下产生的延迟开裂。液化石油气贮罐生产过程中涉及的相关检测标准都是非常严格的，涉及罐体材质证明、罐体干板冲击试验、焊接头射线检测、焊后消除应力热处理、及水压试验等多个技术要求，所以下面主要就罐体的应力腐蚀裂纹产生的原因进行相关分析。
1.2应力腐蚀产生的条件
应力腐蚀是在电化学腐蚀与应力机械破坏两种作用力的共同作用下，使罐体内部形成进裂纹并不断扩展的过程。该裂纹产生时设备无宏观变形及相应征兆，裂纹由表面向金属内部延伸，走向与所受应力垂直，呈现为“根须”状。
液化石油气的主要成分为烷和烯类化合物，这些成分本身不会对罐体内壁造成腐蚀，由于原油在提炼过程中脱氢技术和效果不完善，使得液化石油气含有不同程度的硫化物与氰化物，具有严重的腐蚀作用，特别是硫化氢，湿的硫化氢对高强度钢板具有明显的腐蚀作用，常见的表现形式就是罐体内壁氢鼓包和焊缝处硫化物的应力腐蚀开裂。
1.2裂纹形成的原理
1.2.1氢鼓包的产生原理
由于原油氣脱硫技术不完全，使得液化石油气中含有高溶度的硫化氢和水分，造成硫化氢对钢板产生腐蚀作用，腐蚀反应使得罐体内壁钢板表面产生了大量的氢原子，氢原子向被腐蚀的金属内部和焊缝金属内部不断汇集，在金属材料薄弱地方形成氢分子，，随着时间和反应的不断进行，氢气分子在钢板薄弱部位形成巨大的气压，最终以鼓包形态凸显出来。氢鼓包不仅与贮罐质量有关，还与储存的介质溶度相关，如果贮罐一但存在夹层缺陷，硫化氢的浓度越高，罐体内壁就越易产生鼓包现象。
1.2.2硫化物腐蚀开裂原理
硫化物应力腐蚀开裂反应随着硫化氢浓度的升高而增强，据相关实验表明，硫化氢在水中的含量达到1ppm的微小浓度时都会产生很强的硫化物应力腐蚀开裂反应[2]。通过上文氢鼓包反应可知，金属内部氢的含量是非常大的，可知介质中硫化氢的含量远超过“反应产生”的最低浓度水平了。不仅如此，钢的硬度和应力水平还是发生硫化物应力腐蚀开裂反应的重要决定因素，当罐体硬度增加时，钢对硫化物应力腐蚀开裂反应的敏感度就会增加，而我国目采用的钢板强度普遍较低，再加上焊接后的焊缝熔合区和热影响区都具有较高的残余应力，从而加速了贮罐的开裂。所以控制硬度和减少残余应力成为防止硫化物应力腐蚀开裂的重要方法。
2.修复与防范措施
2.1液化石油气贮罐的修复
定期对贮罐进行全面的检查，检查人员进入罐体内部，对焊缝热影响区、液位波动区和应力反应比较集中的部分进行重点检查，借助超声波、射线和磁粉等检测手段，及时发现罐体隐患，对裂缝和氢鼓包部位分别进行相应处理。
2..1.1裂纹修复处理
进罐前做好相应准备工作，由贮罐制造单位编制修理方案，报当地相关部门批准后，做好施工现场的安全管理工作。进罐后通过检测手段确定裂纹发生的位置，对裂纹具体位置和长度做好标记，采用低氢焊条J507RH对裂纹位置进行补焊处理。补焊后用手砂轮机针对补焊部位进行打磨处理，打磨时延裂纹长度和方向进行，并且在裂纹两端各延长打磨范围30公分左右，使得打磨后的焊接部位与贮罐母材料圆滑过渡[3]。肉眼看不出裂纹后由探伤人员对焊接部位进行相应探伤检查，按JB/T4730—2005《承压设备无损检测》，RT为Ⅱ级合格，UT为I级合格，检验结果裂纹完全消失，则裂纹修补工作占时结束。
2.1.2水压试验
补焊检测合格后对罐体进行水压试验，采用温度大于5摄氏度的清洁水，试验过程中对罐体基础沉降数据进行严格测量。具体操作流程为：当罐壁温度和水温接近时，将水压升至2.21MPa，保持该压力30分钟，然后把水压调整到1.8MPa，再次进行检测，试验过程中罐体无可见变形和无异常响声，则为罐体水压试验检测合格
2.1.3氢鼓包修复方法
氢鼓包出现部位会有一定程度罐体材质裂化现象，如果材质裂化属于局部范围，可以通过适当的修复方法加以消除，达到满足使用条件就行。如果材质劣化非常严重已经无法修复的话，那就只能对贮罐实施报废处理。
2.2防范措施
要想对液化石油气贮罐开裂和氢鼓包现象进行有效的防范，首先，提高钢板的质量，对干板中非金属夹杂物的含量进行严格控制，减少钢板聚氢空间。其次，研发新型硫化物分离技术，最大程度的降低硫化氢和水的含量，有效提高液化石油气质量。再次，加强对罐体的运行管理工作，及时排空管内残液，有效减少罐内硫化氢和水的滞留时间。最后，定期对罐体进行全面的安全检查，及时发现问题并加以处理，同时定期对罐体内侧进行防腐处理，使得腐蚀性介质与钢板不发生直接性接触，有效避免硫化物应力腐蚀开裂和氢鼓包的产生。
3.结语
硫化物应力腐蚀作用是液化石油气贮罐出现开裂的常见原因之一，对液化石油气储存和运输过程构成巨大的威胁。在贮罐日常使用过程中，要严格遵守相关管理制度，定期对罐体进行安全检查和保养，防止安全隐患。液化石油气在装载之前出示相关质检报告，确保石油气中硫化氢含量在标准以下。同时还需研发新型脱硫技术，从根源上降低液化石油气中腐蚀化合物的含量，只有这样，才能从根本上保证液化石油气贮罐的安全运行。
参考文献
[1]邵昀启，徐松.液化石油气贮罐开裂分析及防范措施[J].腐蚀与防护，2011，07：578-580.
[2]梁汉元.液化石油气贮罐裂纹分析[J].广州化工，1997，01：55-58.
[3]敖东胜.在用液化石油气贮罐裂纹成因的探讨[J].广东化工，2000，06：40-41.
关键词：液化石油气；裂纹；措施
随着经济的高速发展，液化石油气已经成为生产和生活中的重要能源。作为广泛应用的化工用品之一，在贮藏和运输过程中均采用贮罐加以盛装。由于液化石油气属于易燃、易爆物品，对贮罐相关材料和技术提出了严格的要求，一旦贮罐存在缺陷，将对液化石油气的贮藏和运输造成巨大的威胁，甚至酿成严重事故，后果不堪设想。国内外由于石油贮罐泄漏引发的爆炸事故也比比皆是，所以，要加强对液化石油气贮罐的定期检查与维护保养工作，及时发现安全隐患，预防和减少相关事故的发生。
1.液化石油气贮罐常见问题
液化石油气贮罐常见问题无外乎两大类：罐体腐蚀问题和罐体外支座焊接问题。据有关资料统计，因设备腐蚀造成的生产事故约占总事故的三分之一，而应力腐蚀成为对罐体破坏的最危险形式之一，仅应力腐蚀开裂就占到总事故的百分之四十左右。开裂是石油气罐体最常见的危险问题，通过肉眼很难观察到，在裂纹深度较小的情况下，即便使用射线和超声波两种方法检测都很难探测到，只有通过磁粉探伤方法才能高效率的探出罐体的裂纹。接下来，本文首先对罐体的裂纹种类进行简要介绍。
1.1液化石油气贮罐裂纹种类
裂纹按照产生原因来看，大致分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂裂纹、应力腐蚀裂纹[1]。其中热裂纹是在焊接接头冷却过程由于温度处在固相线附近的高温阶段产生。再热裂纹是原件结构焊后热处理过程中，材质较粗的结构晶体由于热影响而产生的裂纹。冷裂纹是当温度在MS点以下的低温产生的，分为延迟裂纹、淬硬脆化裂纹、低塑性脆化裂纹三种。层状撕裂裂纹主要是由于钢板内部存在有分层的夹杂物（沿轧制方向），在焊接时产生的垂直于轧制方向的应力，致使在热影响区或稍远的地方产生层状开裂型裂纹。应力腐蚀裂纹是由于罐体本身金属材料在某些特定介质和拉应力的共同作用下产生的延迟开裂。液化石油气贮罐生产过程中涉及的相关检测标准都是非常严格的，涉及罐体材质证明、罐体干板冲击试验、焊接头射线检测、焊后消除应力热处理、及水压试验等多个技术要求，所以下面主要就罐体的应力腐蚀裂纹产生的原因进行相关分析。
1.2应力腐蚀产生的条件
应力腐蚀是在电化学腐蚀与应力机械破坏两种作用力的共同作用下，使罐体内部形成进裂纹并不断扩展的过程。该裂纹产生时设备无宏观变形及相应征兆，裂纹由表面向金属内部延伸，走向与所受应力垂直，呈现为“根须”状。
液化石油气的主要成分为烷和烯类化合物，这些成分本身不会对罐体内壁造成腐蚀，由于原油在提炼过程中脱氢技术和效果不完善，使得液化石油气含有不同程度的硫化物与氰化物，具有严重的腐蚀作用，特别是硫化氢，湿的硫化氢对高强度钢板具有明显的腐蚀作用，常见的表现形式就是罐体内壁氢鼓包和焊缝处硫化物的应力腐蚀开裂。
1.2裂纹形成的原理
1.2.1氢鼓包的产生原理
由于原油氣脱硫技术不完全，使得液化石油气中含有高溶度的硫化氢和水分，造成硫化氢对钢板产生腐蚀作用，腐蚀反应使得罐体内壁钢板表面产生了大量的氢原子，氢原子向被腐蚀的金属内部和焊缝金属内部不断汇集，在金属材料薄弱地方形成氢分子，，随着时间和反应的不断进行，氢气分子在钢板薄弱部位形成巨大的气压，最终以鼓包形态凸显出来。氢鼓包不仅与贮罐质量有关，还与储存的介质溶度相关，如果贮罐一但存在夹层缺陷，硫化氢的浓度越高，罐体内壁就越易产生鼓包现象。
1.2.2硫化物腐蚀开裂原理
硫化物应力腐蚀开裂反应随着硫化氢浓度的升高而增强，据相关实验表明，硫化氢在水中的含量达到1ppm的微小浓度时都会产生很强的硫化物应力腐蚀开裂反应[2]。通过上文氢鼓包反应可知，金属内部氢的含量是非常大的，可知介质中硫化氢的含量远超过“反应产生”的最低浓度水平了。不仅如此，钢的硬度和应力水平还是发生硫化物应力腐蚀开裂反应的重要决定因素，当罐体硬度增加时，钢对硫化物应力腐蚀开裂反应的敏感度就会增加，而我国目采用的钢板强度普遍较低，再加上焊接后的焊缝熔合区和热影响区都具有较高的残余应力，从而加速了贮罐的开裂。所以控制硬度和减少残余应力成为防止硫化物应力腐蚀开裂的重要方法。
2.修复与防范措施
2.1液化石油气贮罐的修复
定期对贮罐进行全面的检查，检查人员进入罐体内部，对焊缝热影响区、液位波动区和应力反应比较集中的部分进行重点检查，借助超声波、射线和磁粉等检测手段，及时发现罐体隐患，对裂缝和氢鼓包部位分别进行相应处理。
2..1.1裂纹修复处理
进罐前做好相应准备工作，由贮罐制造单位编制修理方案，报当地相关部门批准后，做好施工现场的安全管理工作。进罐后通过检测手段确定裂纹发生的位置，对裂纹具体位置和长度做好标记，采用低氢焊条J507RH对裂纹位置进行补焊处理。补焊后用手砂轮机针对补焊部位进行打磨处理，打磨时延裂纹长度和方向进行，并且在裂纹两端各延长打磨范围30公分左右，使得打磨后的焊接部位与贮罐母材料圆滑过渡[3]。肉眼看不出裂纹后由探伤人员对焊接部位进行相应探伤检查，按JB/T4730—2005《承压设备无损检测》，RT为Ⅱ级合格，UT为I级合格，检验结果裂纹完全消失，则裂纹修补工作占时结束。
2.1.2水压试验
补焊检测合格后对罐体进行水压试验，采用温度大于5摄氏度的清洁水，试验过程中对罐体基础沉降数据进行严格测量。具体操作流程为：当罐壁温度和水温接近时，将水压升至2.21MPa，保持该压力30分钟，然后把水压调整到1.8MPa，再次进行检测，试验过程中罐体无可见变形和无异常响声，则为罐体水压试验检测合格
2.1.3氢鼓包修复方法
氢鼓包出现部位会有一定程度罐体材质裂化现象，如果材质裂化属于局部范围，可以通过适当的修复方法加以消除，达到满足使用条件就行。如果材质劣化非常严重已经无法修复的话，那就只能对贮罐实施报废处理。
2.2防范措施
要想对液化石油气贮罐开裂和氢鼓包现象进行有效的防范，首先，提高钢板的质量，对干板中非金属夹杂物的含量进行严格控制，减少钢板聚氢空间。其次，研发新型硫化物分离技术，最大程度的降低硫化氢和水的含量，有效提高液化石油气质量。再次，加强对罐体的运行管理工作，及时排空管内残液，有效减少罐内硫化氢和水的滞留时间。最后，定期对罐体进行全面的安全检查，及时发现问题并加以处理，同时定期对罐体内侧进行防腐处理，使得腐蚀性介质与钢板不发生直接性接触，有效避免硫化物应力腐蚀开裂和氢鼓包的产生。
3.结语
硫化物应力腐蚀作用是液化石油气贮罐出现开裂的常见原因之一，对液化石油气储存和运输过程构成巨大的威胁。在贮罐日常使用过程中，要严格遵守相关管理制度，定期对罐体进行安全检查和保养，防止安全隐患。液化石油气在装载之前出示相关质检报告，确保石油气中硫化氢含量在标准以下。同时还需研发新型脱硫技术，从根源上降低液化石油气中腐蚀化合物的含量，只有这样，才能从根本上保证液化石油气贮罐的安全运行。
参考文献
[1]邵昀启，徐松.液化石油气贮罐开裂分析及防范措施[J].腐蚀与防护，2011，07：578-580.
[2]梁汉元.液化石油气贮罐裂纹分析[J].广州化工，1997，01：55-58.
[3]敖东胜.在用液化石油气贮罐裂纹成因的探讨[J].广东化工，2000，06：40-41.