1 前言

    液化氣體汽車罐車（以下簡(jiǎn)稱“汽車罐車”）在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中正發(fā)揮著重要作用。由于汽車罐車屬移動(dòng)式壓力容器，流動(dòng)性大，介質(zhì)多數(shù)為易燃易爆，因此其安全性愈來(lái)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(kāi)裂是汽車罐車常見(jiàn)的缺陷之一?！兑夯瘹怏w汽車罐車安全監(jiān)察規(guī)程》對(duì)設(shè)置防波板安裝位置及每個(gè)罐車防波板的有效面積作了具體規(guī)定，而對(duì)于防波板的具體結(jié)構(gòu)各制造單位都有不同形式。根據(jù)我們?cè)谄嚬捃嚈z驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的防波板開(kāi)裂情況來(lái)看，對(duì)開(kāi)裂形式及原因加以分析。

    2 開(kāi)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(guò)渡連接，也有兩者之間直接焊接的。防波板裝置開(kāi)裂形式基本上分二類：（a）防波板、托板（角鋼）開(kāi)裂。（b）托板（角鋼）、墊板與罐體焊縫產(chǎn)生的裂紋開(kāi)裂。對(duì)于前者，可采用打止裂孔及焊補(bǔ)方法，后者應(yīng)及時(shí)將原缺陷清除，進(jìn)行焊接返修處理，防止裂紋進(jìn)一步延伸至罐體母材，引起嚴(yán)重后果。

      3 原因分析

    （1）防波板與托板（角鋼）采用焊接連接形式，產(chǎn)生開(kāi)裂機(jī)率較高。這是因?yàn)楫?dāng)防波板、托板（角鋼）和罐體焊接成一體后，拘束度大；另外，罐體在運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的變形，引起筒體的不圓度，也使防波板兩側(cè)的焊縫受到一定的附加應(yīng)力。

    （2）在汽車罐車運(yùn)輸過(guò)程中，由于汽車慣性作用，特別是緊急剎車等情況，罐內(nèi)液化氣體產(chǎn)生較大的縱向液體沖擊力，使防波板及連接焊縫受到交變沖擊載荷影響，易在防波板的R處、托板（角鋼）R處等應(yīng)力集中部位產(chǎn)生裂紋，并延伸擴(kuò)展，而采用螺栓連接形式，由液化氣體產(chǎn)生的沖擊載荷通過(guò)螺栓連接形式，由液化氣體產(chǎn)生的沖擊載荷通過(guò)螺栓連接將其部分釋放，有一定的緩沖作用。

    （3）防波板、托板（角鋼）、墊板等本身的制作工藝及連接焊縫質(zhì)量是影響開(kāi)裂的另一個(gè)因素。在檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，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(yīng)力集中，由于液體沖擊的作用易在這些部位首先造成開(kāi)裂。另外，托板（角鋼）材質(zhì)一般為普通碳素鋼，與罐體直接焊接，由于材質(zhì)不一致焊縫質(zhì)量也難以保證。

    （4）國(guó)內(nèi)液化石油氣組分復(fù)雜且硫化氫含量一般偏高，在20℃左右，硫化氫對(duì)鋼材最敏感，在水的作用下硫化氫發(fā)生電離：

    H2S→H++HS-

    HS-→H++S2-

    而在金屬表現(xiàn)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)：

    Fe+HS-→FeS+H++2e

    2H++2e→2[H]

    反應(yīng)使得氫原子[H]向金屬內(nèi)表面滲透并擴(kuò)散、形成脆化層，而對(duì)于防波板、托板（角鋼）等往往是采用普通的Q235A材質(zhì)，較正火狀態(tài)下的16MnR晶粒粗大，更易形成脆化層，因此在罐車運(yùn)輸過(guò)程中，在液化氣體脈動(dòng)沖擊載荷作用下，該種材料的部件之應(yīng)力集中處更容易產(chǎn)生應(yīng)變開(kāi)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(yùn)輸過(guò)程中對(duì)防波板裝置產(chǎn)生的沖擊力影響。

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

    （3）嚴(yán)格托板（角鋼）、墊板等的制作工藝，R處應(yīng)圓滑過(guò)渡，曲率半徑不宜過(guò)小。防波板兩邊緣可折成槽鋼形狀、增加剛度、減少?gòu)倪吘夐_(kāi)裂的機(jī)率。改善連接焊縫的焊接質(zhì)量，不得有凹陷、咬邊等缺陷存在。

    （4）對(duì)防波板、托板（角鋼）、墊板等盡可能采用16MnR等材質(zhì)，防止液化石油氣中硫化氫對(duì)其產(chǎn)生的影響，亦減少由于異種鋼材焊接而引起降低焊縫質(zhì)量，避免開(kāi)裂傾向。