鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中裂紋問(wèn)題及預(yù)防處理方法分析

杭天琪

（江蘇省特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)研究院太倉(cāng)分院，江蘇 蘇州 215400）

當(dāng)下鍋爐在鍋爐房在進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)工作的時(shí)候，往往會(huì)產(chǎn)生高溫高壓的環(huán)境，壓力可能在這樣的環(huán)境當(dāng)中即產(chǎn)生裂紋現(xiàn)象，如果裂紋現(xiàn)象得不到有效的治理，那么將會(huì)加劇設(shè)備爆炸可能性，這樣不僅會(huì)對(duì)企業(yè)的正常穩(wěn)定生產(chǎn)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，同時(shí)還可能對(duì)每個(gè)人的人身財(cái)產(chǎn)安全產(chǎn)生威脅。因此為了能夠保證整個(gè)的生產(chǎn)運(yùn)行更加的安全可靠，相應(yīng)的技術(shù)人員一定要對(duì)鍋爐壓力管道裂紋進(jìn)行全面的檢測(cè)實(shí)施，對(duì)于主要存在的現(xiàn)象能夠做好有效的預(yù)防處理，更好地延長(zhǎng)鍋爐設(shè)備的使用壽命，這樣才能夠更好的減少壓力管道裂紋現(xiàn)象的產(chǎn)生。

1 鍋爐壓力容器壓力管道的檢驗(yàn)內(nèi)容及方法

鍋爐壓力容器及壓力管道，其檢驗(yàn)內(nèi)容涉及水壓及外部減壓兩項(xiàng)內(nèi)容，實(shí)際檢測(cè)時(shí)需對(duì)各項(xiàng)內(nèi)容加以重視，主要包含鍋爐制造商資質(zhì)、鍋爐外觀狀況、設(shè)備與工程要求是否吻合、管道膨脹狀況、焊縫安全問(wèn)題、管道保溫及走向情況。通常外部檢驗(yàn)需每年定期進(jìn)行一次，且在鍋爐投產(chǎn)使用前進(jìn)行檢驗(yàn)，鍋爐停用后重新啟動(dòng)也需進(jìn)行檢驗(yàn)。對(duì)鍋爐實(shí)施改造后，需對(duì)其溫控及燃燒方式調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)。而內(nèi)部檢驗(yàn)每?jī)赡晷柽M(jìn)行一次，水壓檢驗(yàn)每六年進(jìn)行一次，水壓檢驗(yàn)主要通過(guò)特定水壓，對(duì)鍋爐嚴(yán)密性予以檢測(cè)，檢測(cè)進(jìn)程中禁止使用鍋爐。壓力容器檢驗(yàn)核心強(qiáng)調(diào)管道層面，檢測(cè)意義主要確保鍋爐壓力容器壓力管道，可滿足鍋爐正常運(yùn)行所需。檢測(cè)全過(guò)程中，檢驗(yàn)人員需具備較強(qiáng)專業(yè)素養(yǎng)，對(duì)焊接工藝進(jìn)行科學(xué)、合理評(píng)定，要求人員根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行操作及檢驗(yàn)，并對(duì)每個(gè)崗位人員從業(yè)資質(zhì)予以檢查，確保鍋爐壓力管道及容器檢驗(yàn)順利實(shí)施。

2 對(duì)于鍋爐壓力管道經(jīng)常出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象進(jìn)行簡(jiǎn)要分析

2.1 外部環(huán)境過(guò)冷或者過(guò)熱均會(huì)產(chǎn)生裂紋

鍋爐壓力管道所使用的材質(zhì)大部分都是由鍍鋅波紋管所構(gòu)成，外部環(huán)境過(guò)冷或者過(guò)熱，都會(huì)對(duì)整個(gè)的生產(chǎn)加工產(chǎn)生一定的影響，在后期的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中極易出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象。通常情況下在進(jìn)行管道加工的時(shí)候，都是采用焊接工藝藝術(shù)，焊接過(guò)程當(dāng)中容易產(chǎn)生較高的溫度，而形成一定的焊接熱浪，進(jìn)而容易導(dǎo)致焊接裂紋的出現(xiàn)。此外，鍋爐壓力容器內(nèi)部鍍金屬材料，如果受到長(zhǎng)時(shí)間的冷卻，那么也會(huì)產(chǎn)生冷裂紋現(xiàn)象。冷熱裂紋的產(chǎn)生都是受到外在溫度的影響而出現(xiàn)，同時(shí)這種裂紋的出現(xiàn)還具有一定的隱蔽性，通常情況下這種形成的裂紋是以砂眼的形式存在，難以對(duì)其進(jìn)行全面細(xì)致的檢測(cè)，檢測(cè)不夠細(xì)致到位就會(huì)形成較大的危害性。在這種裂紋會(huì)隨著焊接工藝的不斷開展，產(chǎn)生一定的晶格破壞力，同時(shí)同氧氣的結(jié)合會(huì)產(chǎn)生黑藍(lán)色氧化物[1]。

2.2 預(yù)應(yīng)力腐蝕作用下產(chǎn)生的裂紋

在鍋爐集裝箱的底座和汽水管連接處，經(jīng)常會(huì)發(fā)生預(yù)應(yīng)力腐蝕所產(chǎn)生的裂紋，在腐蝕介質(zhì)所產(chǎn)生的反作用力之下，會(huì)加劇其他構(gòu)件產(chǎn)生裂紋現(xiàn)象。在鍋爐鋼板受到濃度較大的堿性物質(zhì)侵襲的時(shí)候，鋼板內(nèi)部的金屬晶體表面就會(huì)形成一定的預(yù)應(yīng)力，這樣將會(huì)加劇電位差的產(chǎn)生，電位差一旦產(chǎn)生就會(huì)形成一定的電流，電流就會(huì)加劇腐蝕作用力的產(chǎn)生，進(jìn)而導(dǎo)致內(nèi)部出現(xiàn)一定的裂紋。通常情況下，這種預(yù)應(yīng)力腐蝕裂紋經(jīng)常表現(xiàn)在管道相對(duì)比較集中的地方，同時(shí)在預(yù)應(yīng)力比較大的位置也會(huì)經(jīng)常性的發(fā)生，由于鍋爐鋼板受到自身特性的原因會(huì)向外進(jìn)行擴(kuò)展，而產(chǎn)生主裂紋和次裂紋之分。四裂紋會(huì)沿著裂紋的方向進(jìn)行擴(kuò)展，而主裂紋會(huì)沿著裂紋的穿過(guò)方向進(jìn)行延伸。當(dāng)發(fā)現(xiàn)裂紋較大的時(shí)候，往往會(huì)呈現(xiàn)黑褐色的裂口。

2.3 由于疲勞所產(chǎn)生的裂紋

由于鍋爐設(shè)備自身疲勞因素所產(chǎn)生的裂紋現(xiàn)象是最為常見(jiàn)的一種。同時(shí)根據(jù)所產(chǎn)生的因素不同，又分為腐蝕性疲勞裂紋和機(jī)械疲勞所產(chǎn)生的裂紋。對(duì)于機(jī)械疲勞所產(chǎn)生的裂紋，在焊縫連接處和焊縫等熱交接處最為明顯，往往是以直線的形狀存在，在形成的初期往往會(huì)沿著裂縫進(jìn)行不斷的延伸，這種裂紋往往過(guò)于短小，在受到不同因素影響之下這種裂紋會(huì)不斷地延長(zhǎng)，形成一定的長(zhǎng)裂裂紋，到最后如果這種裂紋沒(méi)有得到有效的處理，容易形成大片的切像裂紋現(xiàn)象。而對(duì)于腐蝕性的疲勞，裂紋主要是受到腐蝕作用力和外在交變預(yù)應(yīng)力的影響之下所形成。在通常情況下，這種裂紋處在壓力管道和設(shè)備連接處，同時(shí)腐蝕性裂紋和機(jī)械疲勞所產(chǎn)生的裂紋往往具備一定的相同性，都是受到外在預(yù)應(yīng)力所產(chǎn)生的影響，此外，這兩種裂紋初期都會(huì)表現(xiàn)出較小的范圍，但是后期如果控制不力，容易導(dǎo)致這種裂紋在不斷的擴(kuò)散[2]。

3 壓力管道裂紋問(wèn)題的檢驗(yàn)技術(shù)

3.1 利用超聲導(dǎo)波檢測(cè)

針對(duì)大型壓力管道、鍋爐及壓力管道檢測(cè)，需立足于實(shí)際狀況，采取超聲波聚焦法對(duì)其實(shí)施針對(duì)性檢測(cè)，此種方式主要適用于油氣管道和石油化工管道裂紋檢測(cè)中，具體實(shí)踐應(yīng)用中，需將其固定于管道探測(cè)模塊，通過(guò)低頻超聲發(fā)射型內(nèi)沿管壁均勻時(shí)間間距，若管壁厚度發(fā)生不同程度減少或增加，形成不同程度比例能量反射回探頭，根據(jù)此原理將管道缺陷進(jìn)行檢測(cè)，且根據(jù)變化狀況進(jìn)一步將裂紋位置予以明確。

3.2 紅外熱成像檢測(cè)

紅外熱成像檢測(cè)方法，主要充分利用紅外成像儀，針對(duì)性檢測(cè)壓力管道紅外輻射能量，從本質(zhì)予以判定及預(yù)估管道裂紋及裂紋擴(kuò)展主趨。此檢測(cè)技術(shù)適用管道材料、結(jié)構(gòu)完整及是否發(fā)生突變等方面，具有較高精度及靈敏度，可將裂縫及時(shí)預(yù)測(cè)，為制定相關(guān)預(yù)防管控措施提供助力。同時(shí)，此技術(shù)應(yīng)用進(jìn)程中，不受溫度及時(shí)間約束，更具顯著價(jià)值。此外，此技術(shù)具體應(yīng)用進(jìn)程中，可將大型鍋爐壓力管道，各部位機(jī)械疲勞、應(yīng)力腐蝕、蠕變損傷及熱疲勞引發(fā)裂縫予以檢測(cè)及預(yù)防，具有較強(qiáng)推廣及應(yīng)用價(jià)值。

4 減少裂紋現(xiàn)象產(chǎn)生所應(yīng)該采取的主要措施

鍋爐壓力容器管道所處的環(huán)境較為復(fù)雜，隨著使用時(shí)間的增加，難免會(huì)出現(xiàn)管道裂紋的現(xiàn)象，如果出現(xiàn)一定要進(jìn)行全方位的處理，如果處理不當(dāng)或者不到位，難免會(huì)留下安全隱患。同時(shí)我們還要加強(qiáng)以下幾項(xiàng)預(yù)防措施的應(yīng)用。

4.1 對(duì)設(shè)備的使用原料和制造過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格的控制

鍋爐壓力容器是工業(yè)生產(chǎn)制造過(guò)程當(dāng)中經(jīng)常所使用的設(shè)備之一，在進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)行之前，一定要對(duì)所需要加工的原材料進(jìn)行嚴(yán)格的審核，并判定所采用的原材料是否達(dá)到國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。一旦發(fā)現(xiàn)所使用的原材料無(wú)法達(dá)到國(guó)家規(guī)定的要求標(biāo)準(zhǔn)，一定要進(jìn)行嚴(yán)肅的處理，以此能夠保障鍋爐壓力容器的質(zhì)量達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)鍋爐壓力容易在具體的生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中一定要做好生產(chǎn)規(guī)劃，對(duì)于每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的把控，保證各項(xiàng)生產(chǎn)工序都能夠科學(xué)合理，同時(shí)對(duì)于每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，我們一定要進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)定審核，保證生產(chǎn)流程更為科學(xué)合理。此外，我們還要不斷的提升工藝流程技術(shù)，對(duì)于所需要執(zhí)行的細(xì)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全面的提升，使得整個(gè)的工藝流程能夠達(dá)到規(guī)范化的要求標(biāo)準(zhǔn)，這樣才能夠進(jìn)一步的降低裂紋問(wèn)題的出現(xiàn)。對(duì)于整個(gè)鍋爐的運(yùn)行安全性能夠做到全面的提升[3]。

4.2 加強(qiáng)每到工序的質(zhì)量檢驗(yàn)

在日常的管理過(guò)程當(dāng)中鍋爐壓力容器是經(jīng)常遇見(jiàn)的，但是鍋爐壓力容器往往要在較復(fù)雜的環(huán)境下進(jìn)行工作，所以說(shuō)存在著較高的危險(xiǎn)系數(shù)。所以說(shuō)在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，我們需要對(duì)相關(guān)的危險(xiǎn)元素給予足夠的重視，如果在工作當(dāng)中產(chǎn)生一定的忽視，那么極易產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果。所以說(shuō)為了能夠全面的提升鍋爐壓力容器的質(zhì)量，一定要對(duì)壓力容器當(dāng)中的各項(xiàng)壓力管道進(jìn)行全方位的檢驗(yàn)，在進(jìn)行檢驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中，原材料的檢測(cè)也是非常重要的一項(xiàng)。在源頭就能夠全面的提升整個(gè)運(yùn)行質(zhì)量，對(duì)于相關(guān)的問(wèn)題能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，從而進(jìn)行有效的解決。所以說(shuō)我們的檢驗(yàn)的過(guò)程中一定要保證原材料達(dá)到使用要求標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還要對(duì)壓力容器內(nèi)部各個(gè)原件進(jìn)行質(zhì)量檢查，采取更為科學(xué)合理的檢驗(yàn)措施，能夠?qū)φ麄€(gè)的檢驗(yàn)質(zhì)量做出全面的提升，只有這樣才能夠保證鍋爐容器的安全穩(wěn)定運(yùn)行[4]。

4.3 全面提升操作人員的技術(shù)水平能力

在煤炭資源轉(zhuǎn)換利用的過(guò)程當(dāng)中，鍋爐是非常重要的設(shè)備之一，所以說(shuō)相應(yīng)的操作人員如果不能夠表現(xiàn)出專業(yè)的技術(shù)水平能力，那么極易產(chǎn)生相關(guān)的管道裂紋。因此相關(guān)的部門一定要加強(qiáng)操作技術(shù)能力的培養(yǎng)，定期開展技術(shù)交流會(huì)，為每一個(gè)員工都能夠提供一個(gè)展示技能的機(jī)會(huì)，從而能夠更好的發(fā)現(xiàn)技術(shù)當(dāng)中存在的不足，然后通過(guò)不斷的交流學(xué)習(xí)，能夠更好的降低裂縫現(xiàn)象的產(chǎn)生，最終能夠達(dá)到高效穩(wěn)定的生產(chǎn)目的。然而在實(shí)際運(yùn)行操作過(guò)程當(dāng)中，相關(guān)的操作人員都沒(méi)有表現(xiàn)出足夠的專業(yè)技術(shù)水平能力，對(duì)于主要的操作流程都不能夠進(jìn)行規(guī)范化的處理，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生技術(shù)上的疏忽，對(duì)于整個(gè)的安全穩(wěn)定運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生直接的影響，因此一定要對(duì)錄取人員的條件進(jìn)行全面的考核，通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)上崗的原則，能夠保證相應(yīng)的操作人員具備良好的技術(shù)水平能力和職業(yè)操守。

5 結(jié)語(yǔ)

壓力通氣管道對(duì)于鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行要息息相關(guān)，所以說(shuō)我們一定要加強(qiáng)各個(gè)環(huán)節(jié)的全面檢查，有效的降低裂紋現(xiàn)象的產(chǎn)生，對(duì)于整個(gè)運(yùn)行環(huán)境能夠做出重要的保障，同時(shí)我們還要在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中積極采取有效的防護(hù)措施，能夠?qū)Υ嬖诘碾[患問(wèn)題及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并積極做出整改措施，更好的提高鍋爐系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。