在用液化石油氣罐車腐蝕問題的處理

　近年來，多次發現液化石油氣罐車內壁存在局部坑狀腐蝕現象，最典型的是某單位一輛液化石油氣汽車罐車。罐車基本情況如下：
　　罐車設計壓力：1.77MPa；主體材質：16MnR
　　封頭與筒體厚度：12mm；焊縫系數：1
　　腐蝕裕量：1mm；充裝重量：5t
　　制造出廠：1988年
　　經檢查，發現罐車內封頭環縫附近母材存在局部坑狀腐蝕。腐蝕面積為：340mm×250mm，最大坑為15mm×10mm，腐蝕深度平均為1.7mm，最深約2mm。
　　罐內除局部腐蝕外，還發現大量氧化皮和均勻腐蝕，其腐蝕區域已超過直徑為200mm的面積。
　　經檢查，該罐車出廠文件基本齊全，總圖上注明罐車組裝完畢后，內外表面涂600～800＃有機硅高溫油漆。罐車定期檢驗也按規定進行。這次檢驗未發現異常情況，基本排除了主體材質劣化、氫腐蝕及應力腐蝕的問題。關于化學成分，金相分析和硬度測定結果如下：
　　化學成份分析：C：0．21％、Si：0．43％、Mn：1．40％、P：0．022％、S：0．03％。
　　金相分析：鐵素體＋珠光體
　　硬度測定：HB：142～145
　　從這類腐蝕與罐體母材表面的冶金質量、制造加工表面粗糙度、罐內介質成份，以及罐車使用情況看其腐蝕類型我們認為是局部氧濃差電化學腐蝕。
　　在充裝液化石油氣過程中，或多或少帶有H₂S、H₂O、溶解氧等雜質進入罐車里，成為電解質溶液。與此同時，由于該罐車母材表面存在大量氧化皮，在涂油漆過程中造成有機油漆與母材表面有的部位粘合不好，且罐車底部浸泡在溶液中。在腐蝕部位的地方罐車母材表面形成縫隙。縫內是陽極，在電位差推動下發生Fe→Fe^2＋＋2e的溶解反應，由于電池具有大陰極－小陽極的面積比，腐蝕電流較大。縫外是陰極，發生1／2O2＋H₂O＋2e→2OH－反應。隨著腐蝕的進行和腐蝕產物在縫口形成，逐步發展為閉塞電池。此時縫內Fe2＋便難以擴散、遷移出外，隨著Fe^2＋、Fe^3＋的積累，縫內造成正電荷過剩，促使縫外S^2－遷移入內以保持電荷平衡。H₂S的水解使縫內介質酸化，加速了陽極的溶解。陽極的加速溶解又引起更多的S2－遷入，如此反復進行，形成一個自催化過程，使縫內金屬Fe的溶解加速進行下去。也就形成腐蝕坑狀外觀。
　　這類腐蝕如果不處理，有可能腐蝕向板厚方向發展，形成深坑。誘發應力腐蝕裂紋產生。另外大面積局部腐蝕會造成罐體承載面積減少，引起彈性失效。因此，必須認真對待。
　　措施是：首先對局部腐蝕部位用手動砂輪機打磨，使坑與周圍母材圓滑過渡，然后作表面磁粉探傷，檢查有無裂紋存在。同時用超聲波測厚儀測量腐蝕部位壁厚。經測定腐蝕最嚴重部位為10.0mm。根據強度計算，該罐車允許最小壁厚為8.74mm，剩余壁厚(包括減去下一次檢驗周期腐蝕裕量2倍)為9.0mm。罐體實測最小壁厚10.0mm，大于9.0mm，滿足強度計算要求。考慮到該罐車使用時間不太長，且腐蝕面積超過《檢規》要求規定的范圍。因此采取局部腐蝕部位堆焊處理。在修理過程中為減少焊接殘余應力影響，控制罐車筒體變形，焊前預熱及焊后做熱處理，焊接采用罐體軸向方向為主，罐體環向為輔方案施焊。焊后經磁粉和硬度測定檢查，都符合有關規定要求。罐車水壓試驗合格后安全狀況等級定為3級。該罐車第二年開罐檢查，未發現新的局部坑狀腐蝕缺陷。