探討壓力容器檢驗中的裂紋問題

陳俊峰

摘要：壓力容器檢驗過程中，經(jīng)常出現(xiàn)處理缺陷，造成壓力容器出現(xiàn)損壞，其中裂紋是一種經(jīng)常出現(xiàn)而且類型十分復(fù)雜的缺陷，對于壓力容器的危害極大。文章從壓力容器檢驗中裂紋的類型出發(fā)，探究了處理以及防止裂紋問題的具體策略，以便能夠有效提升壓力容器檢驗效果，降低裂紋造成的負面影響。

關(guān)鍵詞：壓力容器;檢驗;裂紋問題

壓力容器是現(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛的特種設(shè)備，其具有爆炸的危險，在使用過程內(nèi)部通常盛裝具有毒害、易燃易爆特性的介質(zhì)，壓力容器一旦出現(xiàn)損壞，造成泄露或爆炸將會引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。因此，日常為了加強壓力容器的安全管理，定期展開容器檢驗了解其狀態(tài)，但檢驗過程中頻繁出現(xiàn)的處理缺陷，仍然使壓力容器的運行陷入危險之中，其中裂紋就是一種常見處理缺陷，對于壓力容器檢驗中裂紋問題的探究則從有效處理與預(yù)防角度出發(fā)，盡可能的減少危害壓力容器安全的因素。

一、壓力容器檢驗中裂縫的類型

一是，應(yīng)力腐蝕裂紋。壓力容器在應(yīng)力以及腐蝕介質(zhì)的雙重作用下出現(xiàn)的裂紋則為應(yīng)力腐蝕裂紋，通常在壓力容器處于特定介質(zhì)環(huán)境、存在敏感金屬、應(yīng)力狀態(tài)中這種裂紋的出現(xiàn)幾率較高，隨著溫度以及應(yīng)力狀態(tài)的變化，其介質(zhì)的作用增強，裂紋也隨之出現(xiàn)。與其它類型裂紋相比，應(yīng)力腐蝕裂紋的出現(xiàn)幾率較低，但其在出現(xiàn)前無任何宏觀層面的征兆，導(dǎo)致檢驗人員經(jīng)常忽視，從而引發(fā)嚴(yán)重事故。

二是，機械疲勞裂紋。這種裂紋的出現(xiàn)相對集中，最先出現(xiàn)在構(gòu)件表面，受構(gòu)件材料結(jié)構(gòu)、所處環(huán)境、受力情況、時間因素等的影響，裂紋會逐步擴散，其發(fā)展方向與主應(yīng)力垂直，大多為直線形狀，但隨著擴散裂紋的面積以及開口也會擴大，出現(xiàn)諸多粘結(jié)的斑坑，其末端位置較為鋒利，但兩邊則較為整齊，厚度不深，隨著時間與擴散其會越來越明顯，由于早期表現(xiàn)不明，也不易被檢驗人員發(fā)現(xiàn)。

三是，腐蝕疲勞裂紋。受應(yīng)力以及具有腐蝕性物質(zhì)的影響，腐蝕疲勞裂紋出現(xiàn)后會成群產(chǎn)生，也可以看到明顯的穿晶，隨著時間以及外界作用，裂縫會逐步擴大，并被腐蝕性物質(zhì)填充，任由其發(fā)展，分支以及末端位置受到的影響將更加嚴(yán)重，從而變得遲鈍。該裂紋的產(chǎn)生有一定的規(guī)律可循，而且需要在特定的環(huán)境下。

四是，過冷過熱裂紋。壓力容器制作過程中，管道部門主要利用焊接工藝完成制作，其焊接位置因受力不均容易出現(xiàn)裂縫，壓力容器大部分構(gòu)件為金屬材料，受其結(jié)構(gòu)以及材質(zhì)的影響，焊接完成后則可能會立即出現(xiàn)裂紋，這是過熱裂紋的一種，其發(fā)展方向為沿晶界開裂，裂紋出現(xiàn)后會出現(xiàn)氧化色彩，導(dǎo)致金屬表面的光澤喪失，通常為藍色或黑藍色。而在距離焊接完成一段時間戶出現(xiàn)的裂紋為過冷裂紋，又被稱作延遲裂紋，其具有隱蔽性的特征，出現(xiàn)后不易被發(fā)現(xiàn)，從而經(jīng)常引發(fā)嚴(yán)重的危害。

二、壓力容器檢驗中裂縫問題的處理與防止

壓力容器的裂紋問題主要出現(xiàn)在電弧損傷、工卡具焊跡、丁字口、接管角焊接等部位。在檢測過程中，一旦發(fā)現(xiàn)有裂紋出現(xiàn)要對其進行具體分析，并根據(jù)產(chǎn)生原因選擇合適的措施或方法徹底消除裂紋以及裂紋的影響。具體來講，在檢驗環(huán)節(jié)可以利用鐵磁性材料對壓力容器的裂紋問題進行優(yōu)先檢驗，其通過磁粉探傷技術(shù)可以快速了解裂紋情況，是現(xiàn)階段壓力容器檢驗中使用最為頻繁、也是最為可靠的裂紋檢驗手段，但是其定性效果較差;而射線是一種定性較好的裂紋檢測方法，可以通過兩者的配合對壓力容器裂紋進行檢驗。

在裂紋的處理上，根據(jù)國家相關(guān)規(guī)定要求壓力容器表面以及內(nèi)部不能出現(xiàn)裂紋的要求，一旦有裂紋出現(xiàn)必須立即進行打磨，打磨與消除后可能形成凹坑，判斷其是否在規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)，如果在則不需要補焊，其不影響對壓力容器的定級;如果需要補焊或應(yīng)力分析，則要保障補焊以及應(yīng)力情況不會對壓力容器的安全使用造成影響，其中補焊需要專業(yè)的、資質(zhì)合格的單位進行，裂紋處理采用的方法要與壓力容器使用說明中的要求、國家驗收標(biāo)準(zhǔn)、國家相關(guān)法規(guī)的要求，重大維修方案以及事項需要經(jīng)過原設(shè)計單位的同意，在正式維修前，壓力容器設(shè)備也需要專業(yè)機構(gòu)的檢測，整個維修過程都需要專業(yè)檢測機構(gòu)的監(jiān)督，維修完成后要求檢測機構(gòu)進行檢驗。其中修理過程中焊后以及挖補后需要展開熱處理，具體標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)依照設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)進行詳細分析，確定全面的施工方案，方案要經(jīng)由技術(shù)負責(zé)人的批準(zhǔn);處理前需要通過無損檢測了解以及確定裂紋情況與裂紋位置，完成后要做好全面清理才能進行后續(xù)的焊接，而且完成焊接后要同樣針對壓力容器整體展開無損檢測;對母材進行補焊后，要對其做出有效的打磨，保障其與母材齊平。

在裂紋的防止上，受壓力容器制造材料、制造工藝以及使用環(huán)境的影響，其出現(xiàn)裂紋的幾率較高，但采取有針對性的措施也能夠有效防止裂紋的產(chǎn)生。從制造來講，必須由資質(zhì)符合要求的設(shè)計單位承擔(dān)壓力容器制造任務(wù)，能夠?qū)毫θ萜魇褂眠^程中各類型的載荷進行準(zhǔn)確的計算，從而確定合理的結(jié)構(gòu)，利用圓滑過渡保障每個不連續(xù)部位的應(yīng)力得到合理分布，避免出現(xiàn)應(yīng)力過于集中情況;制造過程中盡量選擇強度大的材料，從化學(xué)性能、力學(xué)性能、工藝性能、物理性能等展開綜合考慮與分析，使用的所有材料都必須具有出廠合格證明以及材料質(zhì)量證明資料，使用前要對材料的性能進行反復(fù)的檢測，達到標(biāo)準(zhǔn)的材料才可應(yīng)用于實際制造中。對裂紋進行修理過程中，要對其產(chǎn)生的具體原因進行詳細分析，消除容器的應(yīng)力影響后，按照原要求對處理后的壓力容器進行檢驗;后續(xù)的使用過程中，管理人員要對其使用環(huán)境進行嚴(yán)格的控制，不可出現(xiàn)溫度超標(biāo)、壓力超標(biāo)、負荷超標(biāo)的情況，超出設(shè)計規(guī)定的介質(zhì)也不得使用。

結(jié)束語：

綜上所述，裂紋問題的出現(xiàn)嚴(yán)重影響著壓力容器的使用安全，從裂紋的類型以及產(chǎn)生原因來看，主客觀兩個層面的因素都有所影響，其中主導(dǎo)性最強的因素為受力狀態(tài)以及所處環(huán)境。因此，為了保障壓力容器的使用安全，文章從檢驗環(huán)節(jié)、裂紋處理環(huán)節(jié)、裂紋防治環(huán)節(jié)提出了具體的策略與建議，希望通過綜合方式的運用有效抑制裂紋的產(chǎn)生以及裂紋的不良影響，從而盡可能控制安全隱患以及安全事故的出現(xiàn)。

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