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?！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)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)的防波板開裂情況來看，對(duì)開裂形式及原因加以分析。

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(chǎn)生的裂紋開裂。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。



圖1

1.罐體 2.墊板 3.防波板 4.角鋼托板 5.螺栓連接

3 原因分析

（1）防波板與托板（角鋼）采用焊接連接形式，產(chǎn)生開裂機(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)生的沖擊載荷通過螺栓連接形式，由液化氣體產(chǎn)生的沖擊載荷通過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⁺+S^2-

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(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，避免開裂傾向。

潘鴻