鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中的裂紋分析

沙拉依丁

摘 要：鍋爐壓力容器壓力管道長(zhǎng)期在高溫、高壓的運(yùn)行環(huán)境中，在這樣的環(huán)境中如果鍋爐壓力容器壓力管道本身出現(xiàn)了裂紋，無(wú)疑會(huì)加大鍋爐壓力容器壓力管道出現(xiàn)爆炸的可能。最終不僅會(huì)對(duì)整個(gè)企業(yè)的發(fā)展帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失，而且還會(huì)威脅到工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，為了保障鍋爐壓力容器壓力管道的安全使用，需要相關(guān)人員強(qiáng)化對(duì)鍋爐壓力容器壓力管道裂紋的檢驗(yàn)和處理。基于此，本文在對(duì)管道檢驗(yàn)內(nèi)容與方法進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，研究了壓力容器及管道檢驗(yàn)常見(jiàn)的裂紋類(lèi)型，并給出了鍋爐壓力容器及管道檢驗(yàn)裂紋問(wèn)題的五個(gè)處理措施，以為鍋爐的穩(wěn)定可靠運(yùn)行提供一定的參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：鍋爐壓力容器及管道;檢測(cè)內(nèi)容;裂紋類(lèi)型;處理措施

引言

鍋爐的生產(chǎn)效率與壓力容器壓力管道的質(zhì)量息息相關(guān)，如因壓力容器壓力管道裂紋破損，勢(shì)必會(huì)影響到鍋爐的安全運(yùn)行，因此，必須對(duì)鍋爐的壓力容器及管道進(jìn)行充分檢測(cè)，加強(qiáng)鍋爐運(yùn)行管理力度，以保障壓力容器及管道存在的裂紋問(wèn)題得以及時(shí)解決應(yīng)對(duì)，而對(duì)壓力容器及管道裂紋產(chǎn)生的原因及類(lèi)型進(jìn)行分析，需要實(shí)踐結(jié)合理論知識(shí)來(lái)制定具體的處理措施，從而確保鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1.管道檢驗(yàn)常見(jiàn)裂紋類(lèi)型

一般說(shuō)來(lái)，鍋爐壓力容器及管道裂紋產(chǎn)生的原因與鍋爐的用途、制造材料、結(jié)構(gòu)類(lèi)型及長(zhǎng)期運(yùn)行復(fù)雜的內(nèi)外部環(huán)境息息相關(guān)，并且在一個(gè)鍋爐系統(tǒng)中往往是多種類(lèi)型的裂紋混合存在的。按照裂紋產(chǎn)生與發(fā)展的原因進(jìn)行分類(lèi)，可將裂紋分為應(yīng)力腐蝕裂紋、機(jī)械疲勞裂紋、過(guò)熱過(guò)燒裂紋、腐蝕疲勞裂紋、材料熱疲勞裂紋、材料蠕變裂紋等六種類(lèi)型。

1.1應(yīng)力腐蝕裂紋

應(yīng)力腐蝕裂紋是一種常見(jiàn)的裂紋類(lèi)型，此類(lèi)型裂紋的形成與管道內(nèi)外部應(yīng)力及腐蝕介質(zhì)共同作用有關(guān)，多見(jiàn)于鍋爐汽水管道與集裝箱管座內(nèi)，由于管道自身受熱水介質(zhì)的影響，經(jīng)過(guò)鍋爐系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行，極易受到內(nèi)部熱水的定向腐蝕作用，加之流動(dòng)水介質(zhì)具有一定的壓力，當(dāng)管道外部表面所承受的壓力值超過(guò)該區(qū)域的應(yīng)力極限時(shí)，勢(shì)必會(huì)造成壓力管道外部變形開(kāi)裂。

1.2機(jī)械疲勞裂紋

機(jī)械疲勞裂紋常見(jiàn)于鍋爐輔助系統(tǒng)中的葉輪、葉片、大軸等轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械部位處，此種裂紋形成主要包括兩個(gè)階段，具體分為初期長(zhǎng)裂紋擴(kuò)展階段與后期切向裂紋形成階段，因此，機(jī)械疲勞裂紋的形成與鍋爐的運(yùn)行時(shí)間年限有關(guān)，在初期階段，主要表現(xiàn)為應(yīng)變反應(yīng)的累積，隨著時(shí)間的推移，進(jìn)而造成外部特征明顯的機(jī)械疲勞長(zhǎng)裂紋，從微觀上分析主要是造成了穿晶，進(jìn)而引發(fā)管道發(fā)生脆性開(kāi)裂。

1.3過(guò)熱、過(guò)燒裂紋

通常在壓力容器及管道的彎頭處、焊接處會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱、過(guò)燒裂紋。這種類(lèi)型的裂紋產(chǎn)生的原因與溫度相關(guān)，當(dāng)持續(xù)升溫超過(guò)臨界點(diǎn)時(shí)，彎制或者焊接過(guò)的部件將會(huì)發(fā)生局部氧化，進(jìn)而造成壓力容器及管道外表面產(chǎn)生大小不同的裂紋，而過(guò)熱裂紋的出現(xiàn)，將威脅到鍋爐系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

1.4腐蝕疲勞裂紋

腐蝕疲勞裂紋也是鍋爐壓力容器及管道上經(jīng)常出現(xiàn)的裂紋之一，常見(jiàn)于鍋爐系統(tǒng)彎管內(nèi)部中性層區(qū)。產(chǎn)生這種類(lèi)型裂紋主要由于鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中造成的振動(dòng)及殘余應(yīng)力、冷加工變形等因素影響，主要特征表現(xiàn)為群狀分布，并由管道外向管道內(nèi)逐漸擴(kuò)展。

1.5材料熱疲勞裂紋

當(dāng)壓力管道局部區(qū)域受到反復(fù)彎折或拉伸的應(yīng)力作用時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致熱疲勞裂紋的產(chǎn)生。此類(lèi)裂紋的主要特征表現(xiàn)為網(wǎng)狀，肉眼觀察并不是很明顯，但卻會(huì)直接影響到管道部件的使用壽命，在排氣管設(shè)備、管道壓力表處通常能檢測(cè)出這種類(lèi)型的裂紋，也屬于一種常見(jiàn)裂紋。

1.6材料蠕變裂紋

除了以上幾種常見(jiàn)裂紋，在鍋爐系統(tǒng)的高溫蒸汽管道的外弧側(cè)與集箱管管座等受熱及高應(yīng)力影響較大的位置上，通常會(huì)檢測(cè)到材料蠕變裂紋。受溫度及應(yīng)力的綜合影響因素，出現(xiàn)蠕變裂紋就意味著該區(qū)域上的金屬組織遭受到了損傷，此種類(lèi)型的裂紋主要特征為在裂紋區(qū)產(chǎn)生諸多橢圓形孔洞，蠕變孔洞的產(chǎn)生也將縮短壓力容器及管道的使用壽命。

2.預(yù)防鍋爐壓力容器壓力管道出現(xiàn)裂紋的措施

2.1對(duì)于設(shè)備的日常維護(hù)

對(duì)鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)裂紋問(wèn)題的處理措施之一就是做好設(shè)備的日常維護(hù)工作，這也是有效防止裂紋產(chǎn)生及防范裂紋危害最常見(jiàn)最重要的手段之一，而對(duì)設(shè)備的日常維護(hù)需要做好三個(gè)方面的工作，具體為：

（1）大量的水垢、雜質(zhì)積累將直接造成鍋爐管道系統(tǒng)受熱不均，進(jìn)而導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生，因此在日常應(yīng)做好鍋爐管道內(nèi)部的清潔工作，定期清除鍋爐中存在的水垢、雜質(zhì)。

（2）定期對(duì)鍋爐管道系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)部件類(lèi)型及位置制定詳細(xì)的檢測(cè)方案，記錄裂紋存在的具體情況，包括位置及類(lèi)型，與此同時(shí)通過(guò)與管道使用標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)照，及時(shí)更換存在問(wèn)題的管道部件，以防止嚴(yán)重生產(chǎn)事故的發(fā)生。

（3）增設(shè)備用系統(tǒng)，控制停爐時(shí)間。鍋爐系統(tǒng)的替代使用能夠有效防止設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行帶來(lái)的安全隱患，與此同時(shí)也將更有利于在不影響生產(chǎn)效益的情況下對(duì)鍋爐管道系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。

2.2對(duì)鍋爐采用正確的操作方式

人為錯(cuò)誤操作是鍋爐壓力容器及管道檢驗(yàn)裂紋問(wèn)題出現(xiàn)的主要因素之一，因此在運(yùn)維人員對(duì)鍋爐進(jìn)行運(yùn)行操作的過(guò)程中，應(yīng)重視以下幾個(gè)方面：

（1）大力提升操作人員的技術(shù)水平，在平時(shí)管理人員要嚴(yán)格做好對(duì)操作人員的技術(shù)培訓(xùn)，使其能夠熟練掌握鍋爐啟動(dòng)、運(yùn)行及停爐過(guò)程中的平穩(wěn)過(guò)渡方式方法，規(guī)范操作能夠大大減少三者過(guò)渡過(guò)程中的溫差，進(jìn)而避免因大溫差效應(yīng)而導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生。

（2）嚴(yán)格管理，制定相應(yīng)的考核制度，加強(qiáng)監(jiān)督，促使操作人員養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣，杜絕或減少操作失誤現(xiàn)象的發(fā)生。

（3）制定技能比武及師帶徒方案，激勵(lì)員工平時(shí)就勤學(xué)苦練，積累操作經(jīng)驗(yàn)，面對(duì)面手把手為新來(lái)員工傳授操作經(jīng)驗(yàn)，減少因?qū)υO(shè)備不熟而造成大的誤操作現(xiàn)象。以上三種方式能夠有效避免在鍋爐使用過(guò)程中因操作人員操作不當(dāng)而導(dǎo)致產(chǎn)生的裂紋問(wèn)題，有效降低鍋爐運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

2.3加強(qiáng)對(duì)鍋爐有效的質(zhì)量控制

加強(qiáng)對(duì)鍋爐有效的質(zhì)量控制也至關(guān)重要，因此在對(duì)鍋爐管道系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，應(yīng)建立可靠的互相檢驗(yàn)程序與自我檢查流程，并建立起嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)使用體系，一旦發(fā)生問(wèn)題，能夠迅速制定出一套行之有效的解決方案，同時(shí)將鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)裂紋問(wèn)題發(fā)生的可能性降到最低。另外，要加強(qiáng)對(duì)鍋爐安裝過(guò)程中的質(zhì)量控制，對(duì)焊接的主要受壓元件進(jìn)行 X 光探傷，以找出焊接中因各種情況出現(xiàn)的問(wèn)題，一般的問(wèn)題要進(jìn)行返修，返修二次不合格的工件將禁止使用。此項(xiàng)工作還要由當(dāng)?shù)劐仩t檢驗(yàn)所人員監(jiān)督下，查看膠片影像合格后才能順利地進(jìn)入下一個(gè)工序。對(duì)探傷合格后的筒體、配件進(jìn)行對(duì)接組裝，完成總裝前所有任務(wù)，按生產(chǎn)工藝要求做好組裝記錄，填寫(xiě)相關(guān)資料后方可進(jìn)行鍋爐的零件裝配、調(diào)試。

除以上處理措施以外，加強(qiáng)對(duì)原材料生產(chǎn)的質(zhì)量控制也能夠有效延遲鍋爐壓力容器及管道檢驗(yàn)裂紋問(wèn)題的產(chǎn)生年限，因此，在原材料生產(chǎn)的過(guò)程中，需嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案生產(chǎn)管道部件，監(jiān)督嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范生產(chǎn)，加強(qiáng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)管理，嚴(yán)把工藝關(guān)，同時(shí)對(duì)發(fā)現(xiàn)鍋爐管道系統(tǒng)中使用不合格部件的問(wèn)題第一時(shí)間反饋，及時(shí)更換合格的原材料管道部件。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，采取正確恰當(dāng)?shù)奶幚泶胧┙鉀Q管道部件產(chǎn)生的裂紋問(wèn)題，能夠有效預(yù)防裂紋的產(chǎn)生及引發(fā)更嚴(yán)重的后果，因此，做好鍋爐壓力容器及管道的裂紋檢測(cè)工作至關(guān)重要，其能夠充分保障鍋爐管道系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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