液化石油气罐车安全阀弹簧失效分析

液化石油气罐车安全阀弹簧失效分析
发布时间：2022-10-28T08:18:10.936Z 来源：《科技新时代》2022年12期作者：付啸宇[导读] 弹簧性能是安全阀设计中最重要的部分
付啸宇浙江省特种设备科学研究院，浙江杭州 310000摘要：弹簧性能是安全阀设计中最重要的部分。

根据安全阀的工作原理，弹簧应具有高线性度、高耐热性、耐腐蚀性和良好的疲劳性能。

实际上，国内弹簧制造有一定的工作量。

除了安全阀的工作压力之外，反压力还取决于弹簧的工作能力，及时返回是安全阀工作能力的重要标志之一。

在正常操作条件下，弹簧长时间处于压缩状态，这在弹簧技术被加力时非常重要。

本文主要分析液化石油气罐车安全阀
弹簧的失效情况。

关键词：安全阀弹簧；断裂；腐蚀坑；裂纹引言
为了确保运输过程的安全，相关国家部门对坦克有适当的规定。

AQSIQ和公共安全部规定，必须确保使用过程中的效果，要求产品在生产和使用过程中达到相关标准，并定期检查。

检查的主要内容是包括安全阀在内的所有安全附件能否及时有效地启动。

安全阀的故障有很多原因。

因此，检查人员在检查过程中，应主动注意使用情况，及时解决异常问题，避免事故发生。

1液化石油气道路运输罐车类型液化石油气道路运输罐车是用于道路运输液化石油气的单层钢罐车辆，罐体的设计压力为1.6～2.2Mpa，正常运行压力一般为0.8MPa左右，设计温度为50℃，国内的液化石油气道路运输罐车主要有半拖挂式和固定式两种形式。

固定式罐车一般专车专用，将罐体固定在罐车底盘大梁之上，使运输车底盘与罐体形成一个整体，可以承受道路运输中的剧烈振动。

固定式液化石油气罐车的一般载重量为5~10t。

半拖挂式罐车利用牵引罐车拖动装有罐体的挂车，可以有效利用罐车牵引性能，具有载重量大、稳定性好等优点，有效满足了国内对液化石油气单车运输吨位日益增加的需求，单车载重量可达15~25t。

半挂式液化石油气罐车一般整体车身较长，灵活性比固定式罐车差，对道路通过性要求高。

2、弹簧断裂原因及分析
（1）弹簧表面没有大规模腐蚀，骨折表面是硬度高的脆性骨折。

裂纹表面的金属学分析表明存在托洛斯蒂特。

弹簧钢的一般热处理工艺是在中等温度下固化和回火，以生产固化的真奥氏体。

同时，抛丸和氮化等表面处理工艺也适用于弹簧制造工艺。

喷射硬化的目的是对弹簧表面的颗粒进行微调，形成一定厚度的加强层，保持残余应力，提高弹簧的疲劳强度，使弹簧在交替载荷下的部分应力发生移动。

但是，喷射硬化过程中膝关节的间距太小，缝隙中喷射硬化的效果可能不令人满意，相反，变形过程中会产生裂纹的应力集中区域。

(2)加工和铸造弹簧后，离开工厂前氧化或磷酸化。

目的是形成保护膜，防止环境腐蚀。

在操作过程中，弹簧的覆盖层在交流电压的影响下断裂。

由于S、H2O、P等环境因素的影响，防腐涂层局部受损的部位容易形成腐蚀坑。

这是微形态中氧化物形成的方法。

受交替应力的影响，腐蚀坑区发生应力集中位置，形成微早期裂纹，形成裂纹的原因。

环境因素（3）春季已使用了两年多，径向线宏观上清晰可见，骨折表面附近没有塑性变形，因此会出现应力过大引起的塑性变形和断裂因素。

同时，SEM骨折扫描的结果表明，破坏的根源来自腐蚀坑，微形态为切割裂纹。

在基板上发现大量微裂纹，断裂表面易碎，非常坚硬，断裂特性与腐蚀疲劳裂纹一致。

春假证明是腐蚀疲劳裂纹。

3、事故成因
液化石油气道路运输罐车发生泄漏事故的成因主要有两类，第一类是罐车发生交通事故，如追尾、侧翻等，导致罐车损坏泄漏。

第二类是罐车设备老化、开裂，加上罐车长期行驶过程产生的持续振动，造成管线破裂，引起液化石油气泄漏。

按照液化石油气泄漏量和泄漏部位，可将罐车泄漏分为三种：罐体瞬间泄漏、罐体裂口连续泄漏、管线阀门连续泄漏。

（1）罐体瞬间泄漏是指罐体因罐内超压或罐内介质受高温烘烤快速升压而撕裂罐体薄弱部位，形成较大开口泄漏，这种泄漏非常危险，泄漏迅速且量大，产生大范围蒸气云，遇到火源引起剧烈爆炸。

前文提到的常吉高速公路液化石油气道路运输罐车侧翻事故，罐体就发生了瞬间泄漏，液化石油气从罐体封头喷射状泄漏，从泄漏到爆炸仅有不到10秒时间，时间短，难以避险，造成了严重后果。

（2）罐体裂口持续泄漏一般是车辆碰擦、侧翻造成物理破裂，液化石油气在内外压差作用下持续泄漏，此类泄漏无法通过阀门控制泄漏流量。

（3）管线阀门是罐车最为常见的泄漏部位，阀门泄漏有阀前法兰泄漏和阀后法兰泄漏两种，前者可通过阀门切断，管线泄漏有气相管线和液相管线泄漏两种形式，一般液相管线泄漏更危险。

4、结论与建议
从以上分析可以看出，加工制造后弹簧的喷射硬化过程中，高速射弹没有均匀地落在弹簧上。

表明该弹簧缠绕位置没有达到加固效果，覆盖在该位置的防腐层在交替作用下受损，在腐蚀环境和交流电压的影响下形成了裂纹圈，裂纹的扩散由于长期的行为导致了春季的破裂。

要注意弹簧的加工、制造、加工和使用，以防止安全阀的弹簧破损，并确保安全阀的正常使用。

(1)喷射硬化对膝关节的实际效果应在设计和制造过程中考虑，小颗粒应用于治疗大几倍的缝隙。

弹簧的表面在工作过程中传递交流电压，因此成型后必须进行严格的控制，同时必须进行安装处理。

这种方法是将弹簧压缩到工作最大高度，或者连接高度，然后稳定弹簧的大小，消除不集中的应力，释放弹簧，以便密切观察弹簧表面。

(2)弹簧的破碎部分位于第二圈和第三圈之间，因此不仅要保证足够的磨削以满足弹簧的高度，还要注意弹簧端面的磨削，以确保弹簧端面的磨削精度和线圈角度。

粘合长度要均匀，绕弹簧时要控制螺旋的角度。

研磨后，两端的毛刺需要清洗，螺旋角需要用特殊的模板标尺确认，以防止弹簧的不均匀张力。

(3)要注意防止回火温度过高，防止热处理过程中出现马氏体。

根据保证硬化性的前提，为了避免内部压力，应尽可能降低冷却速度。

要加工的弹簧的硬度要检查，硬度高的零件要用重音加工。

在这种情况下，要注意消除压力集中。

(4)保护弹簧表面化学层的方法有很多，一般采用氧化处理和磷化处理。

不管用什么方法，在加工之前，必须彻底清洗弹簧表面的铁锈、油渍、残留物和其他杂质，溶液的浸泡时间必须充足。

保护膜的密度和厚度受溶液的浓度和温度影响，因此必须严格遵守对工艺的要求。

结束语
弹簧表面由防锈涂层覆盖，涂层由于线圈之间的碰撞和摩擦而形成泄漏点，腐蚀发生在泄漏点。

因此，应选择优质涂层，以防止正常使用时因应力过大而导致弹簧之间发生碰撞和摩擦。

弹簧热处理过程在整个弹簧生产加工过程中非常重要，直接影响材料的力学性能。

热处理的主要过程是中温淬火+回火，弹簧钢的淬火过程也是马氏体碳化物的沉积过程。

如果回火期间回火温度低或保持时间短，弹簧钢硬度会增加。

正常使用时，可以防止过度应力导致的弹簧之间的碰撞和摩擦。

定期拆卸和清洁安全阀，检查弹簧表面质量，发现裂纹和裂缝时，及时更换，防止安全阀溢出。

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