鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中的裂紋問題研究

范振

摘要：為了保證鍋爐壓力容器能夠維持在一種正常的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，就要做好鍋爐壓力管道的檢驗工作，并將其作為重要的工作內(nèi)容進行處理。而在鍋爐壓力容器的實際工作過程中，由于內(nèi)部環(huán)境以及外部環(huán)境產(chǎn)生的影響，就會出現(xiàn)裂紋問題，并且這種裂紋問題很容易被工作人員忽視，然而，這種裂紋現(xiàn)象會對鍋爐壓力容器的正常運轉(zhuǎn)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，其中隱藏著極大的運行隱患。因此，要對壓力管道裂紋問題進行規(guī)范處理，以此保證鍋爐壓力容器的使用壽命以及使用年限不會受到影響?；诖?，對鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中的裂紋問題進行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：鍋爐壓力容器;壓力管道;裂縫問題;預(yù)防措施

引言

鍋爐業(yè)可以稱為我國經(jīng)濟發(fā)展的命脈，與此同時，工業(yè)制造水平的增長持續(xù)推動著鍋爐領(lǐng)域的改進與完善，只有準(zhǔn)確地分析鍋爐裂紋出現(xiàn)的原因并采取合理方法解決壓力容器管道中的裂紋問題，同時定期全面檢查管道的質(zhì)地和狀態(tài)，才能順利維持工業(yè)制造生產(chǎn)中的基本供需關(guān)系，防止裂紋問題影響工業(yè)生產(chǎn)的正常運行。

1鍋爐壓力容器特點

鍋爐是一種密閉的容器，在運行管理過程中，需嚴(yán)格按照相關(guān)說明進行操作，如管理不當(dāng)，危害較大的是產(chǎn)生爆炸，極具破壞性。產(chǎn)生爆炸的原因是多方面的，主要可分為兩大類，一類是鍋爐工作壓力超過預(yù)警線，但相關(guān)的安全附件未能發(fā)揮作用，使得鍋爐內(nèi)壓力超標(biāo)，易發(fā)生爆炸。第二類是鍋爐壓力正常，但部分元器件存在異常，也同樣容易引發(fā)爆炸。再者，由于鍋爐壓力容器工作環(huán)境惡劣，容易發(fā)生損壞。鍋爐壓力容器相比其他容器而言，其運行狀態(tài)處于高溫、高壓環(huán)境下，在這樣的環(huán)境下，鍋爐容器勢必會接觸到水、火等，容易引發(fā)運行故障。最后，是鍋爐容器使用廣泛，其運行常為連續(xù)作業(yè)。鍋爐應(yīng)用場景較為廣泛，涉及火力發(fā)電廠、輕工業(yè)、化工等行業(yè)，鍋爐的運行是保障生產(chǎn)的必要條件。

2壓力管道

壓力管道與壓力容器的性質(zhì)基本一致，其同時也是壓力鍋中的重要組成部分，在鍋爐的日常工作過程中，壓力管道所起到的關(guān)鍵作用就在于運輸液體以及氣體，而壓力管道屬于運輸管道中的一部分，能夠?qū)α黧w的無定向流動起到良好的運輸、分配以及排放等作用。而在當(dāng)前的大部分壓力鍋爐中，其內(nèi)部的壓力管道大多都是由法蘭、螺栓連接、閥門、管件以及管體等部位所構(gòu)成，而除了這些基礎(chǔ)零部件以外，壓力管道中還要搭配支撐件。而在近年來的發(fā)展進程中，壓力管道已經(jīng)擁有了較為成熟的裝配方式以及生產(chǎn)工藝，能夠?qū)毫﹀仩t的工作效率以及安全性起到良好的保障作用，而壓力管道的特征主要在以下幾方面：首先，為系統(tǒng)化特征，各個壓力管道之間，都存在著一定的關(guān)聯(lián)性，其中一條壓力管道出現(xiàn)問題，就會影響其他管道;其次，為構(gòu)成組件比較多，相對其他的管道類型以及壓力容器來說，壓力管道中的支撐件以及組成件種類相對較多，各種材料也都有著極高的質(zhì)量需求與技術(shù)要求;最后，壓力管道的泄漏點比較多，相對壓力容器，其在每個閥門部位都存在五個泄漏點。

3鍋爐壓力容器壓力管道中出現(xiàn)裂紋的主要原因

3.1蠕變裂紋的產(chǎn)生

這種裂紋是在起初的疲勞裂紋產(chǎn)生后經(jīng)過高溫裂變和接觸面應(yīng)力壓迫共同造成的。其主要分布在容器內(nèi)壁曲周面的上軸部分，辨認(rèn)特征是主裂痕兩側(cè)附有平行型紋路，像集成容器、輸送或燃燒物質(zhì)用的管道等處于高溫高壓環(huán)境下的大容量裝箱設(shè)備很容易出現(xiàn)這種裂紋，而且這種類型的裂縫無法預(yù)測其擴展的區(qū)域和數(shù)量，就連裂縫的連續(xù)形狀也是無法判斷的，不過，從整體角度來看，主要呈橢圓形和空洞型居多。

3.2 疲勞裂紋

對于快開門壓力容器來說要經(jīng)常的啟閉進出物料會產(chǎn)生交變應(yīng)力，頻繁的升溫升壓、降溫降壓過程中會產(chǎn)生交變熱應(yīng)力，設(shè)備長時間承受疲勞載荷，就會產(chǎn)生疲勞裂紋，尤其是在嚙齒、支座與釜體連接部位、滑軌與釜體連接處、釜體縱環(huán)焊縫的丁字口等應(yīng)力集中部位發(fā)生開裂。尤其是早期的快開門壓力容器，釜體法蘭與筒體、封頭連接處采用不合理的角接甚至搭接結(jié)構(gòu)，釜齒采用焊接方法制造，釜門未采用整體鍛造存在拼接焊縫，使設(shè)備在焊接部位存在較大的應(yīng)力集中，在交變載荷的作用下，發(fā)生疲勞開裂的風(fēng)險大大增加。

4鍋爐壓力容器與壓力管道檢驗中預(yù)防裂紋的具體措施

4.1規(guī)范質(zhì)量檢驗程序

原材料的質(zhì)量檢驗環(huán)節(jié)有著十分重要的作用，甚至?xí)苯佑绊戝仩t壓力容器的生產(chǎn)質(zhì)量，通過對原材料的質(zhì)量把控，能夠在源頭上避免裂紋問題出現(xiàn)。因此，這就需要對原材料選擇、原材料運輸以及原材料加工等多個工作環(huán)節(jié)進行嚴(yán)格檢測，并且明確每種原材料應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的前提下，做好對零件的檢驗工作，確保每個零件都能夠得到嚴(yán)格的檢測，避免因為某個小零件存在的問題而對壓力容器整體功能產(chǎn)生破壞。所以，從零件生產(chǎn)環(huán)節(jié)以及加工環(huán)節(jié)的角度上來看，不僅需要明確基本的質(zhì)量檢驗程序，還要將生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)作為主要依據(jù)，對操作程序進行規(guī)范，防止因操作問題而對鍋爐質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。

4.2提高檢驗人員的專業(yè)技術(shù)

調(diào)試員和檢驗員是預(yù)防裂縫產(chǎn)生的重要屏障。由于鍋爐容器的作用之一是長時間高溫燃燒燃料，這就導(dǎo)致焊接裂縫和老化裂痕頻繁產(chǎn)生，不過，通過提高操作人員的專業(yè)技術(shù)能力可以極大彌補高溫和頻繁作業(yè)對金屬材料自身性質(zhì)的負(fù)面影響。這就需要檢驗者和設(shè)備操作者無論是在練習(xí)還是真正施工時，都要貫徹落實基本操作規(guī)范和技能，時刻牢記安全操作事項。對此工廠單位管理者可以組織全體工作人員進行專業(yè)的操作演習(xí)和應(yīng)急演練，全面提升施工專業(yè)度，堅決降低操作失誤率。

4.3超聲波檢測

首先，介紹的就是超聲波檢測技術(shù)。此類技術(shù)主要借助的一項技術(shù)就是超聲波，在實際的應(yīng)用過程中，超聲波能夠借助自身直線傳播的特點對壓力容器進行科學(xué)有效地檢測，并且超聲波在不同的情況下所產(chǎn)生的反射波都不同，工作人員就可以借助這樣的一個特點對鍋爐壓力容器中存在破損的位置以及情況進行檢測和判斷。并且由于超聲波自身的特點，其具備非常大的能量，因此，在一系列固體中進行傳播時傳播損失的能力就非常小，將其用于鍋爐壓力容器的檢測中會具備非常良好的效果和準(zhǔn)確性。并且同時因為超聲波自身在不同的介質(zhì)中傳播的速度會產(chǎn)生區(qū)別，因此可以更全面地對鍋爐壓力容器進行檢測。若是在檢測的過程中發(fā)現(xiàn)鍋爐壓力容器自身存在氣孔或者夾渣等情況，那么，超聲波在此類不同介質(zhì)中傳播的速度會產(chǎn)生改變，相關(guān)人員就可以通過這樣的一個變化來判斷內(nèi)部是否存在問題和缺陷，從而制定針對性的策略來進行解決。

結(jié)束語

綜上所述，鍋爐壓力容器從設(shè)計、制造到使用過程中都需安全檢測，常見的鍋爐壓力容器存在的問題有鍋爐壓力容器自身、電離輻射、粉塵引發(fā)的危害以及人為因素造成的安全問題，為此，整個檢查流程需在鍋爐壓力容器安裝前檢查鍋爐設(shè)計及材質(zhì)是否符合相關(guān)國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);其次，是重點零部件的監(jiān)測;最后，是對從事檢查人員進行培訓(xùn)，確保通過培訓(xùn)檢測人員能夠勝任工作，避免造成財產(chǎn)損失和人員傷亡。

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