瓶體材料組織為索氏體組織。內(nèi)壁附近組織中有明顯的軋制條帶，中壁和外壁不明顯，這些部位一般是雜質(zhì)易聚集區(qū)域。雜質(zhì)的存在不但會(huì)降低材料的抗腐蝕性能，而且還會(huì)成為氫陷阱，導(dǎo)致氫在此聚集，造成開裂。

　　6　氣體成分分析

　　取同批充裝的在用氣瓶進(jìn)行瓶內(nèi)氣體成分分析，結(jié)果見表2。分析結(jié)果表明：瓶內(nèi)氣體中含有微量水分。

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　　7　爆炸原因分析

　　根據(jù)以上分析可以明確，初始裂紋啟于氣瓶下部300mm范圍內(nèi)的內(nèi)壁，并不斷擴(kuò)展。由于承受內(nèi)壓的鋼瓶環(huán)向應(yīng)力最大，當(dāng)有效承載面積不足以承受內(nèi)壓時(shí)發(fā)生突然爆炸，爆炸導(dǎo)致的開裂沿著與環(huán)向應(yīng)力垂直的方向(軸向)迅速擴(kuò)展。

　　始裂處之所以發(fā)生在氣瓶下部，是由于瓶中混合氣體含有一定量的水分，且氣瓶長期豎直放置使所含水分逐漸向氣瓶下部聚集，在氣瓶下部生成含二氧化碳—水、氯、硫、鈉、氧的腐蝕性溶液，對(duì)瓶體材料產(chǎn)生腐蝕，這與電鏡觀察時(shí)發(fā)現(xiàn)在內(nèi)壁有較多啟裂源的結(jié)果和EDS對(duì)斷口上附著腐蝕產(chǎn)物中含有的氧、硫、氯、鈉(堿)和碳等元素的分析結(jié)果是一致的。氧、硫、氯、鈉等對(duì)金屬材料的腐蝕作用已很顯然，不再贅述。二氧化碳—水的環(huán)境同樣會(huì)造成金屬材料的腐蝕，其腐蝕機(jī)理如下：

　　Fe→Fe2++2e-

　　Fe+HCO3-→FeCO3+2e-+H+

　　Fe+CO32-→FeCO3+2e-

　　上述陽極反應(yīng)的發(fā)生使金屬表面漸被腐蝕，氣瓶內(nèi)壁出現(xiàn)腐蝕凹坑。腐蝕凹坑不僅加劇腐蝕的速率，還會(huì)造成應(yīng)力集中。腐蝕介質(zhì)強(qiáng)的部位在腐蝕介質(zhì)和瓶壁(尤其是內(nèi)壁)應(yīng)力共同作用下產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，氣瓶內(nèi)壁局部金屬溶解，導(dǎo)致氣瓶內(nèi)壁應(yīng)力腐蝕開裂。金相分析清楚表明：內(nèi)壁裂紋是從腐蝕凹坑處起裂的，且內(nèi)壁裂紋主要以穿晶為主，伴有少量的沿晶開裂。

　　另外，瓶體材料中存在軋制條帶，而且靠近內(nèi)壁附近較多，軋制條帶一般為雜質(zhì)易聚集區(qū)域。在

　　氣瓶使用中介質(zhì)與瓶體金屬發(fā)生陽極反應(yīng)生成的氫，以原子態(tài)擴(kuò)散進(jìn)入材料，并在雜質(zhì)帶部位聚集，形成氫致裂紋，加劇應(yīng)力腐蝕開裂。宏觀斷口和微觀斷口分析表現(xiàn)出的沿雜質(zhì)帶的二次裂紋正說明了這一點(diǎn)。

　　綜上所述，氣瓶的失效是多種腐蝕因素綜合作用的結(jié)果，主要因素是應(yīng)力腐蝕，隨著應(yīng)力腐蝕裂紋的產(chǎn)生和不斷擴(kuò)展達(dá)到一定深度后，剩余有效承載壁厚不足以承受內(nèi)壓，導(dǎo)致瓶體破裂。

　　8　防范措施

　　目前，國內(nèi)在各行業(yè)使用的含二氧化碳成分的混合氣體的鋼質(zhì)無縫氣瓶為數(shù)較多，為保證安全使用，建議采取以下措施：

　　(1)對(duì)在用的此類氣瓶進(jìn)行全面檢查，如無法確定瓶內(nèi)氣體的水含量，應(yīng)對(duì)已連續(xù)使用2年以上

　　的氣瓶做暫時(shí)性撤換；對(duì)撤換下的氣瓶逐只進(jìn)行以超聲波檢測(cè)和耐壓試驗(yàn)為主的技術(shù)檢驗(yàn)，確認(rèn)其可靠性。

　　(2)氣瓶充裝前，必須對(duì)瓶內(nèi)進(jìn)行干燥處理，充裝混合氣體的水含量應(yīng)嚴(yán)格控制在相應(yīng)氣體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)。

　　(3)建議新選用氣瓶的設(shè)計(jì)壓力較實(shí)際使用壓力高一等級(jí)，以降低瓶壁使用應(yīng)力水平。

　　(4)加強(qiáng)對(duì)氣瓶、安全附件的定期安全技術(shù)檢驗(yàn)的管理和監(jiān)督。