鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中的裂紋問題研究

崔黎陽

摘 要：近年來，我國經(jīng)濟(jì)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，鍋爐已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到各個行業(yè)領(lǐng)域中，工業(yè)生產(chǎn)中所用的符合國家標(biāo)準(zhǔn)的蒸汽一般都是利用鍋爐充分燃燒燃料形成的。在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，人們忽視了鍋爐使用中存在的安全隱患，一旦有裂紋問題出現(xiàn)在鍋爐壓力容器壓力管道中，不但會對設(shè)備的安全性造成威脅，而且還會影響到鍋爐的制作質(zhì)量。因此，在工業(yè)生產(chǎn)中，相關(guān)單位要重點(diǎn)檢驗(yàn)鍋爐壓力容器壓力管道，及時修理存在的裂紋，并注重日常維護(hù)和保養(yǎng)，從而有效提升鍋爐壓力容器工作的效率與安全性。

關(guān)鍵詞：鍋爐壓力容器；壓力管道；裂紋問題

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.003

近年來，隨著我國生產(chǎn)水平的不斷提升，鍋爐行業(yè)發(fā)展迅速。受工業(yè)改革的影響，我國已經(jīng)能夠獨(dú)立生產(chǎn)鍋爐壓力容器，鍋爐在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，生產(chǎn)上的基本需求還要通過鍋爐的不斷運(yùn)作來滿足。在壓力容器管道中最常見的問題是裂紋。為了防止安全隱患在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)，需要對壓力管道全面檢查，對鍋爐壓力容器加強(qiáng)管理，及時處理管道中產(chǎn)生的裂紋。

1 鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)的方法和內(nèi)容

（1）壓力容器的內(nèi)部和外部檢查。想要檢驗(yàn)容器的外部，必須全面清潔容器的內(nèi)部。其中壓力管道檢驗(yàn)包括多個方面，一方面是否有裂紋存在于封頭、焊縫過渡區(qū)等關(guān)鍵部位，另一方面是否有腐蝕磨損情況出現(xiàn)在鍋爐壓力容器的內(nèi)外表面，再一方面是否老舊裂紋在容器表面擴(kuò)張延伸。針對上述內(nèi)容，在檢查時不但可以通過肉眼放大鏡來發(fā)現(xiàn)，而且還可以利用超聲波或射線探傷來排查問題；所檢查容器具有較小內(nèi)壁厚度時，需要對容器進(jìn)行多次核對，主要原因在于容器建造相對復(fù)雜，一旦有問題出現(xiàn)，在修理時需要采取降壓措施。

（2）對壓力容器的要點(diǎn)進(jìn)行檢查。要想使壓力容器的質(zhì)量得到保障，需要嚴(yán)格檢查容器內(nèi)外部，并進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。耐壓測試的主要目的是檢查焊縫情況。在經(jīng)過詳細(xì)檢查以后，若未發(fā)現(xiàn)腐蝕、易燃以及壓力低的問題，無損探傷測試可以取消。

2 鍋爐壓力容器壓力管道中常見裂紋分析

（1）疲勞裂紋的產(chǎn)生。在定期檢查鍋爐過程中，疲勞裂紋屬于比較常見的裂縫，這種裂紋一般分為兩種，一種是腐蝕疲勞裂紋，另一種是機(jī)械疲勞裂紋。一般來說，腐蝕性裂紋會因?yàn)槠诹鸭y的出現(xiàn)而產(chǎn)生，但這兩種裂紋具有相同的性質(zhì)，都是因介質(zhì)帶來的壓力使鍋爐在使用過程中形成裂縫。在鍋爐表面應(yīng)變較為集中的位置會出現(xiàn)大范圍的機(jī)械疲勞裂紋，細(xì)小的裂紋會在長期使用過程中向里延伸，主要呈現(xiàn)為隧道方式。較長的穩(wěn)定期會在裂紋延伸過程中出現(xiàn)，隨后裂紋的擴(kuò)張會隨著壓力的增大而加速擴(kuò)張。震動產(chǎn)生的應(yīng)力和介質(zhì)壓力直接影響著腐蝕疲勞裂紋的產(chǎn)生，裂紋痕跡會因?yàn)閴毫艿朗褂脮r間的延長而越來越多，裂縫寬度也會逐漸增大。當(dāng)腐蝕物填滿裂紋縫隙以后，會對這些裂縫造成一定的腐蝕破壞。疲勞性裂紋需要較長的發(fā)展時間，大部分集中在應(yīng)力部分，這些裂縫在初期具有隱蔽性，緩慢的發(fā)展速度使工作人員不易察覺，但在長時間使用以后，會出現(xiàn)快速擴(kuò)張趨勢。

（2）蠕變裂紋的產(chǎn)生。壓力管道受到損傷以后，在應(yīng)力和溫度的共同作用下經(jīng)過長時間演變最終形成蠕變裂紋。彎道上軸曲周邊是蠕變裂紋主要分布區(qū)域，一般來說，會有平行裂紋分布在裂紋帶主紋兩側(cè)。集裝箱、管道等具有較大應(yīng)力的地方是裂紋形成的主要區(qū)域。這種蠕動呈現(xiàn)出不確定的變化數(shù)量，裂縫連接沒有任何規(guī)律，而且出現(xiàn)的形式大多以空洞狀和米粒狀為主。

（3）應(yīng)力腐蝕裂紋的產(chǎn)生。腐蝕現(xiàn)象會因壓力容器的長期使用而出現(xiàn)，濃度較大的堿水是導(dǎo)致這種現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因。這種腐蝕性會造成電位差經(jīng)常出現(xiàn)在金屬晶體和晶間，并且會使陰陽兩級的電位在晶粒與晶間形成，進(jìn)而使二者的微電流得到激發(fā)，鍋爐壓力容器金屬內(nèi)部會因微電流的腐蝕而產(chǎn)生大量裂紋。應(yīng)力的腐蝕會產(chǎn)生大量裂紋，該裂紋主要由兩種結(jié)構(gòu)組成，一種是主裂紋，另一種是次裂紋，裂紋延伸的方式是由里向外進(jìn)行，所謂的主裂紋是指穿過晶粒的裂紋，所謂的次裂紋是指順著晶體發(fā)展的帶狀式裂紋。應(yīng)力腐蝕性裂紋在顯微鏡下呈現(xiàn)出的形狀為“之”字形。

（4）熱疲勞裂紋的產(chǎn)生。在工業(yè)生產(chǎn)中，無法避免壓力管道產(chǎn)生熱疲勞裂紋，一般在鍋爐制造過程中比較容易產(chǎn)生這種裂紋。所謂的壓力容器，大部分是卷曲焊接特殊定制的金屬板形成的，在卷曲過程中受高溫影響造成細(xì)微裂縫大量出現(xiàn)，因此又被稱為焊接熱裂紋。在壓力管道上產(chǎn)生的這種裂紋，主要是拉伸金屬時使其達(dá)到極限強(qiáng)度，同時應(yīng)力反復(fù)作用在金屬上所形成的。熱疲勞裂紋經(jīng)常出現(xiàn)在噴水減溫設(shè)備、壓力表接口處、排氣管管座等區(qū)域。

3 預(yù)防鍋爐壓力容器壓力管道裂紋產(chǎn)生的措施

（1）對壓力管道制作加強(qiáng)管理。一是在制作鍋爐壓力容器過程中，需要認(rèn)真審核和檢查每一個細(xì)節(jié)，出廠前反復(fù)核對鍋爐質(zhì)量，使裂紋問題的產(chǎn)生得到最大程度減少；在生產(chǎn)鍋爐壓力容器時，要嚴(yán)格執(zhí)行工藝流程，不斷提升技術(shù)水平，防止有意外、失誤等情況出現(xiàn)；在生產(chǎn)以前，技術(shù)人員需要認(rèn)真審核工藝圖紙，確保按照要求設(shè)計工藝圖紙。二是技術(shù)人員要對制作材料進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，及時修改或更換不符合操作要求的材料，不斷提高鍋爐壓力容器質(zhì)量；三是在減少裂紋產(chǎn)生的前提下，嚴(yán)格檢查生產(chǎn)工序，認(rèn)真控制鍋爐質(zhì)量，防止裂紋因單個環(huán)節(jié)的錯誤而出現(xiàn)。

（2）對容器質(zhì)量檢驗(yàn)體系不斷完善。鍋爐壓力容器作為高危設(shè)備，極易產(chǎn)生裂紋，而裂紋的出現(xiàn)又會直接威脅到容器的使用安全性。所以，工作人員需要不斷完善容器質(zhì)量檢驗(yàn)體系，對制作流程和生產(chǎn)程序加強(qiáng)監(jiān)督，全面檢驗(yàn)原材料的質(zhì)量，另外通過相應(yīng)管理制度的制定使質(zhì)量檢驗(yàn)效率得到提升，避免有疏漏情況出現(xiàn)在檢驗(yàn)過程中。

4 結(jié)束語

總之，在我們現(xiàn)代生活中，鍋爐發(fā)揮著越來越重要的作用。但一旦有裂紋出現(xiàn)在壓力容器壓力管道中，就會造成鍋爐爆炸等安全事故的出現(xiàn)。鍋爐管理單位需要及時檢測和維護(hù)鍋爐裂紋，通過有效預(yù)防措施對鍋爐質(zhì)量加強(qiáng)控制，從而使問題從根本上得到避免。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝柳浩.鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中的裂紋問題[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（23）.endprint