工業(yè)鍋爐檢驗(yàn)中裂紋問(wèn)題分析

萬(wàn)明松（甘肅省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院，甘肅蘭州730050）

0 引言

工業(yè)鍋爐屬于承壓類特種設(shè)備當(dāng)中非常關(guān)鍵的設(shè)備之一，在生產(chǎn)以及生活當(dāng)中有著非常多的應(yīng)用。在具體應(yīng)用時(shí)，如果操作不當(dāng)或者使用時(shí)間比較長(zhǎng)的，會(huì)出現(xiàn)一些缺陷，其中最突出的缺陷問(wèn)題便是裂紋，但只要采取合理的預(yù)防措施，便能夠起到良好的預(yù)防效果。因此針對(duì)鍋爐檢驗(yàn)中的裂紋問(wèn)題，本文給予了詳細(xì)的分析。

1 工業(yè)鍋爐檢查的具體內(nèi)容以及方法

1.1 內(nèi)部和外部檢查以及水壓試驗(yàn)

針對(duì)工業(yè)鍋爐實(shí)施的檢驗(yàn)工作，包括內(nèi)部檢驗(yàn)以及外部檢驗(yàn)，同時(shí)還可以借助水壓試驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)。在應(yīng)用外部檢驗(yàn)方法時(shí)，具體的過(guò)程包括：其一，對(duì)鍋爐的制造商進(jìn)行查看，并對(duì)鍋爐的外觀質(zhì)量、支座情況、管道，保護(hù)裝置等一系列內(nèi)容開(kāi)展檢查；其二，利用超聲探傷，對(duì)焊縫的焊接質(zhì)量和安全性給予檢查；其三，針對(duì)管道的走向以及保溫情況實(shí)施檢查；其四，針對(duì)管道的安裝縫隙質(zhì)量、膨脹質(zhì)量、水壓產(chǎn)生的壓力等一系列內(nèi)容進(jìn)行測(cè)試；其五，對(duì)于輸水情況進(jìn)行監(jiān)控，在實(shí)施外部檢查時(shí)，使用的具體方法為在正常使用鍋爐的過(guò)程中，對(duì)其過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行檢查，其中需要注意的是，一定要保障鍋爐的有序運(yùn)行，這樣才能使其在運(yùn)行當(dāng)中將問(wèn)題直觀暴露。通常情況下，每年要進(jìn)行一次以上的鍋爐檢查工作。在正式應(yīng)用之前，針對(duì)其外部檢查工作一定要完善細(xì)致，如果鍋爐停止使用超過(guò)了一年的時(shí)間，需要再次開(kāi)啟外觀檢查。此外，鍋爐使用的燃燒形式以及安全溫度系統(tǒng)等，如果有更變，也需要對(duì)外觀檢查進(jìn)行實(shí)施；內(nèi)部檢查工作，要在停止運(yùn)行時(shí)進(jìn)行，一般情況下兩年對(duì)其實(shí)施檢查一次以上即可[1]。

如果在使用時(shí)，內(nèi)部發(fā)現(xiàn)了異常情況也要立即開(kāi)啟檢查；水壓試驗(yàn)，最關(guān)鍵的目標(biāo)是為了對(duì)鍋爐的密封性給予保障，檢查的周期可以稍長(zhǎng)一些，一般6年檢查一次即可。如果有些工業(yè)鍋爐對(duì)于內(nèi)部檢查有一定的難度時(shí)，那么水壓測(cè)試的力度要有所加大，如果在測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)了異常情況，一定要解決之后才能對(duì)鍋爐進(jìn)行應(yīng)用。

1.2 工業(yè)鍋爐檢驗(yàn)的重點(diǎn)工作

檢查工業(yè)鍋爐最關(guān)鍵的目標(biāo)便是對(duì)鍋爐日常運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性給予保障，使其發(fā)揮出自身的價(jià)值和功能。其一，在具體檢測(cè)時(shí)，企業(yè)要確保檢測(cè)人員有檢測(cè)的資格和相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)，持有資格證書(shū)；其二，焊接人員要做好焊接質(zhì)量以及焊縫的一系列處理工作，并且有從業(yè)資格證書(shū)等，在對(duì)焊接工藝的質(zhì)量實(shí)施評(píng)定的過(guò)程中，要對(duì)其操作的規(guī)范性以及有序性進(jìn)行檢查；其三，此外，各個(gè)崗位當(dāng)中的人員，都要檢查是否有從業(yè)資格等。在對(duì)技術(shù)圖紙交付以及變更問(wèn)題進(jìn)行檢查時(shí)，要對(duì)質(zhì)量的處理及反饋重點(diǎn)檢測(cè)，并對(duì)檢查當(dāng)中查出來(lái)的問(wèn)題進(jìn)行組織分析，做好之后的記錄以及反饋工作[2]。

2 檢驗(yàn)中存在的主要問(wèn)題

2.1 應(yīng)力腐蝕裂紋

該裂紋的產(chǎn)生是由于應(yīng)力以及腐蝕介質(zhì)產(chǎn)生的共同作用導(dǎo)致的，產(chǎn)生的區(qū)域主要在汽水管道以及管座當(dāng)中[3]。裂紋的形狀通常為垂直狀，但如果在奧氏體不銹鋼當(dāng)中發(fā)生腐蝕裂紋，其形狀是樹(shù)枝狀；在火電廠當(dāng)中該裂紋會(huì)在管道內(nèi)壁中性區(qū)域出現(xiàn)，因?yàn)閼?yīng)力對(duì)其產(chǎn)生的作用，局部會(huì)有腐蝕情況發(fā)生，所以出現(xiàn)的應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象也被稱之為應(yīng)力導(dǎo)向腐蝕，在中性區(qū)出現(xiàn)該項(xiàng)情況時(shí)，其形狀為延伸帶狀。

2.2 機(jī)械疲勞裂紋

在設(shè)備的大軸以及葉輪當(dāng)中出現(xiàn)的裂紋形式，更多的是機(jī)械疲勞裂紋，并且在應(yīng)變集中部位，該裂紋的出現(xiàn)十分常見(jiàn)。最初該裂紋十分短小，隨著時(shí)間的推移，裂紋慢慢發(fā)展，使其范圍擴(kuò)大，會(huì)向里進(jìn)行擴(kuò)散。同時(shí)，中間區(qū)域會(huì)有較長(zhǎng)的裂紋產(chǎn)生，進(jìn)而使裂紋的擴(kuò)散速度更加迅速。在裂紋逐步發(fā)展時(shí)，裂紋和拉伸應(yīng)力之間呈現(xiàn)出來(lái)的角度通常為45°。裂紋和拉伸應(yīng)力存在的角度越來(lái)越大時(shí)，裂紋擴(kuò)散的速度也會(huì)越來(lái)越快，最后兩者呈現(xiàn)出來(lái)的角度大概為90°[4]。

2.3 過(guò)熱以及過(guò)燒裂紋

由于溫度產(chǎn)生的作用，工業(yè)鍋爐產(chǎn)生的裂紋方式還包括過(guò)熱裂紋以及過(guò)燒裂紋，從宏觀上來(lái)說(shuō)，屬于大小并不相等的裂紋種類。產(chǎn)品包括晶界氧化以及融化現(xiàn)象，同時(shí)在該裂紋的表面，出現(xiàn)的碎裂情況十分嚴(yán)重；從微觀上來(lái)看，有非常大的魏氏組織覆蓋，并且伴有Mn、S 粒子的沉淀存在。通過(guò)顯微鏡的詳細(xì)觀察，可以觀察到晶體表面有比較大的孔洞，并且有氧化晶界網(wǎng)存在。因?yàn)樵阼T造工業(yè)鍋爐時(shí)，因?yàn)檐堉埔约昂附拥认鄳?yīng)熱處理工序開(kāi)展的過(guò)程中，對(duì)其造成了影響。如果加熱金屬的量，大過(guò)了AC3，那么該項(xiàng)裂紋便會(huì)產(chǎn)生，并且裂紋的數(shù)量會(huì)逐步累積，也會(huì)越來(lái)越深，使得工業(yè)鍋爐在應(yīng)用之后出現(xiàn)的安全隱患比較嚴(yán)重。

2.4 腐蝕疲勞裂紋

與機(jī)械疲勞裂紋有所不同的是，該裂紋會(huì)在氣泡或者集裝箱管座當(dāng)中存在，而這些部位并沒(méi)有受到介質(zhì)產(chǎn)生的壓力影響，所以會(huì)因?yàn)檎饎?dòng)應(yīng)力產(chǎn)生的裂紋。該裂紋在時(shí)間的推移之后也會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，并且寬度有所增加。在裂紋當(dāng)中會(huì)有一些腐蝕性物質(zhì)填充，所以內(nèi)壁時(shí)常有較多的溝壑以及腐蝕坑。腐蝕性疲勞裂紋產(chǎn)生的破壞性不容小覷，會(huì)將晶界穿過(guò)，并且會(huì)對(duì)次生裂紋不斷衍生[5]。

2.5 熱疲勞裂紋

如果金屬處于拉強(qiáng)度最高的情況當(dāng)中，會(huì)因?yàn)榉磸?fù)應(yīng)力產(chǎn)生的作用，進(jìn)而導(dǎo)致疲勞裂紋的產(chǎn)生。在排氣管管座以及壓力表等位置當(dāng)中，經(jīng)常有熱疲勞裂紋產(chǎn)生，具體的表現(xiàn)為孔洞、缺口、刀痕。有些裂紋的產(chǎn)生并不明顯，但對(duì)于管道使用壽命產(chǎn)生的影響程度依然很大。

3 裂紋預(yù)防有效措施分析

（1）制造商在對(duì)鍋爐進(jìn)行制造時(shí)，要對(duì)圖紙展開(kāi)非常嚴(yán)格的審核，根據(jù)圖紙完成相應(yīng)的制造工作。同時(shí)原材料的把控以及挑選至關(guān)重要，與最終的建設(shè)質(zhì)量有直接的影響，針對(duì)具體的生產(chǎn)，為了使裂紋的出現(xiàn)有所減少，還需要將工業(yè)鍋爐使用的生產(chǎn)原料給予改革，這樣能夠使鍋爐的整體質(zhì)量得以提升。

（2）工業(yè)鍋爐的質(zhì)量與制作工藝有著直接的關(guān)聯(lián)，在制作時(shí)，如果工藝存在疏忽或者不到位的情況，都會(huì)導(dǎo)致鍋爐在之后的使用時(shí)出現(xiàn)裂紋。所以，質(zhì)量把控工作要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，其中要對(duì)參考要求仔細(xì)閱讀，對(duì)于工序的檢查反復(fù)進(jìn)行，最大程度的對(duì)質(zhì)量的品質(zhì)給予保障，在出廠時(shí)，還要對(duì)鍋爐質(zhì)量再次嚴(yán)格檢查。

（3）司爐工在運(yùn)作鍋爐時(shí)，操作規(guī)范也非常重要，需要對(duì)專門(mén)的操作流程給予編制，通過(guò)流程的規(guī)范性對(duì)鍋爐的正確應(yīng)用給予指導(dǎo)，使得司爐工在具體操作時(shí)能夠按照相應(yīng)的規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)操作，不會(huì)出現(xiàn)重大的過(guò)失和錯(cuò)誤，這對(duì)鍋爐的裂紋預(yù)防也會(huì)起到很大的幫助效果。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，鍋爐應(yīng)用時(shí)產(chǎn)生的裂紋情況較為普遍，裂紋會(huì)對(duì)鍋爐的正常運(yùn)行造成影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)帶來(lái)很大的安全隱患，出現(xiàn)安全事故。所以，針對(duì)經(jīng)常發(fā)生的裂紋種類要詳細(xì)分析，明確出現(xiàn)裂紋的原因、出現(xiàn)點(diǎn)、預(yù)防措施等，同時(shí)規(guī)范各項(xiàng)操作，對(duì)原材料以及制造鍋爐的工藝要嚴(yán)格把控，從不同的層面著手，可以對(duì)裂紋的產(chǎn)生起到有效的預(yù)防。