鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)的裂紋問題探討

王亞歐

摘? 要：鍋爐是一種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，通過對鍋爐輸入燃料，并充分利用燃料所具有的化學(xué)能和電能，使得鍋爐輸出具有一定熱量的蒸汽、高溫水或有機(jī)熱載體，在當(dāng)前我國社會(huì)的發(fā)展當(dāng)中，隨著工業(yè)生產(chǎn)和公眾取暖對于鍋爐的需求量逐步提升，鍋爐的運(yùn)行效率與穩(wěn)定性的重要性日益凸顯。壓力管道是鍋爐壓力容器當(dāng)中承受內(nèi)壓和外壓的管道，也是鍋爐使用過程中潛在隱患最為常見的部分，所以本文主要針對鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)的裂紋問題進(jìn)行分析，并提出預(yù)防對策。

關(guān)鍵詞：鍋爐? 壓力容器? 壓力管道? 裂紋

中圖分類號：TK228? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）10（a）-0098-03

Abstract： Boiler is a kind of energy conversion equipment. By inputting fuel into the boiler， and making full use of the chemical energy and electric energy of the fuel， the boiler can output steam， high temperature water or organic heat carrier with certain heat. In the current development of China's society， with the gradual increase in the demand for boilers in industrial production and public heating， the importance of boiler operation efficiency and stability has become increasingly prominent. Pressure piping is the pipe that bears internal pressure and external pressure in the boiler pressure vessel. It is also the most common part of the potential hazards during the use of the boiler. Therefore， this article mainly analyzes the cracks in the inspection of the pressure piping of the boiler pressure vessel and proposes preventive countermeasures， for reference.

Key Words： Boiler;Pressure vessel;Pressure pipe;Crack

在鍋爐的使用過程中，壓力容器壓力管道長期在高溫高壓的環(huán)境下進(jìn)行工作，因此其整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性難免會(huì)受到一定影響，加之管道自身老化和磨損等問題，一旦出現(xiàn)裂紋問題而得不到有效控制，勢必會(huì)引發(fā)鍋爐爆炸風(fēng)險(xiǎn)，對企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)，威脅工作人員和周邊群眾的人身安全，對此，壓力管道檢驗(yàn)工作的重要意義凸顯，工作人員必須應(yīng)當(dāng)在檢驗(yàn)過程中提高對于裂紋問題的重視程度，并予以防范。

1? 鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中常見裂紋種類

1.1 疲勞裂紋

疲勞裂紋是鍋爐壓力容器壓力管道最為常見的裂紋種類之一，主要成因在于鍋爐的使用周期較長，工作壓力負(fù)荷較大，部分機(jī)械零部件的基礎(chǔ)性能不斷下降，最終形成裂紋，并且隨著鍋爐的使用時(shí)間不斷增加，裂紋也會(huì)逐漸擴(kuò)張，最終產(chǎn)生極為嚴(yán)重的后果。疲勞裂紋主要具有以下特點(diǎn)：（1）危害大。疲勞裂紋形成與機(jī)械零部件的老化和磨損，因此在使用周期當(dāng)中，所有機(jī)械零部件所承受的壓力基本相同，一旦出現(xiàn)裂紋，則會(huì)迅速蔓延，導(dǎo)致安全事故發(fā)生。（2）修復(fù)成本高。疲勞裂紋的修復(fù)工作需要對鍋爐設(shè)備進(jìn)行全面排查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，才能有效進(jìn)行處置，因此用于維修的時(shí)間較長，修復(fù)難度較大，部分零部件還需要進(jìn)行更換處理，所以修復(fù)成本也相對較高。（3）隨機(jī)性。疲勞裂紋的發(fā)生一般存在偶發(fā)性和隨機(jī)性，并且在鍋爐運(yùn)行過程中，難以直觀發(fā)現(xiàn)，所以一旦安全隱患產(chǎn)生，則會(huì)形成不可控因素。由于疲勞裂紋的形成原因復(fù)雜多樣，維修工作開展難度較大，所以在日常工作當(dāng)中，就需要相關(guān)企業(yè)和工作人員能夠注重日常檢修和維護(hù)工作的開展。

1.2 腐蝕裂紋

在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中所應(yīng)用的鍋爐，所受到的化學(xué)反應(yīng)影響較大，加之各類化學(xué)反應(yīng)工藝持續(xù)運(yùn)行，產(chǎn)生的反應(yīng)物和殘留物長期附著在鍋爐壓力管道的表面上，進(jìn)而對管道產(chǎn)生腐蝕作用，形成裂紋。首先，造成裂紋的腐蝕物質(zhì)本身具有一定的危險(xiǎn)性，因此維修工作開展應(yīng)當(dāng)保持謹(jǐn)慎態(tài)度，并采取有效方式進(jìn)行處理，才能提高維修效率。其次，鍋爐出現(xiàn)腐蝕裂紋的位置多發(fā)于閥門區(qū)域和轉(zhuǎn)接區(qū)域當(dāng)中，而這些區(qū)域的維修操作相對較為復(fù)雜，一旦處置不當(dāng)，安全隱患依然會(huì)長期留存。

1.3 焊接裂紋

焊接裂紋通常產(chǎn)生于鍋爐壓力容器壓力管道的安裝工作當(dāng)中，由于鍋爐安裝工序復(fù)雜，焊接內(nèi)容繁多，所以產(chǎn)生焊接裂紋的風(fēng)險(xiǎn)也隨之增加。焊接裂紋的主要成因包括以下：（1）材料質(zhì)量問題，用于焊接操作的材料和設(shè)備一旦存在質(zhì)量問題，則會(huì)導(dǎo)致焊接工作進(jìn)展不暢，并影響焊接效果。（2）工作人員問題，作為焊接操作的主體力量，工作人員的綜合素養(yǎng)直接影響工作效率與質(zhì)量，因此，如果工作人員本身意識(shí)不足或是專業(yè)能力匱乏，都會(huì)導(dǎo)致焊接操作出現(xiàn)漏洞，進(jìn)而極易導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生。焊接裂紋問題的出現(xiàn)，會(huì)造成一定的傳輸介質(zhì)泄漏，以及其他安全事故種類發(fā)生，影響管道本身安全性的同時(shí)，還會(huì)對鍋爐整體運(yùn)行穩(wěn)定性和使用壽命造成不利影響。

1.4 應(yīng)力裂紋

鍋爐壓力容器壓力管道布局結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為了實(shí)現(xiàn)管道之間的相互銜接，通常會(huì)需要人字形、之字形或工字形等多種操作方式，而在管道的架構(gòu)與使用當(dāng)中，各類管道之間存在明顯的相互應(yīng)力現(xiàn)象，雖然工作人員為了確保管道穩(wěn)定可靠，能夠在施工當(dāng)中實(shí)現(xiàn)應(yīng)力平衡，但在后期管道的使用過程中，隨著時(shí)間的推移，結(jié)構(gòu)應(yīng)力雖然不變，而管道卻逐漸老化，所以容易引發(fā)應(yīng)力裂紋問題。應(yīng)力裂紋問題受到兩方面因素影響，其一，管道材料本身質(zhì)量，如果管道存在質(zhì)量問題，無法滿足鍋爐運(yùn)行的實(shí)際需求，其產(chǎn)生應(yīng)力裂紋的幾率也就更大;其二，演變周期的時(shí)間越長，應(yīng)力裂紋的產(chǎn)生幾率隨之提高，因此為了防控應(yīng)力裂紋，則應(yīng)當(dāng)在確保管道材料質(zhì)量的前提下，加強(qiáng)日常養(yǎng)護(hù)和維修工作力度。

1.5 過熱裂紋

導(dǎo)致鍋爐壓力容器壓力管道出現(xiàn)過熱裂紋的主要因素在于鍋爐運(yùn)行過程中的溫度。通常來說，過熱裂紋的主要表現(xiàn)形式包括有管道表面出現(xiàn)大小不等的裂紋，產(chǎn)品有融化和晶界氧化，以及表面碎裂等現(xiàn)象，而對過熱裂紋進(jìn)行深入分析，則會(huì)發(fā)現(xiàn)，晶粒的顆粒粗大、魏氏組織大面積覆蓋，加之有微細(xì)圓球Mns粒子沉淀發(fā)生。過熱裂紋一般發(fā)生于鍋爐在長期運(yùn)行過程中所受到的熱量超負(fù)荷，因此有關(guān)防控工作的開展，則應(yīng)當(dāng)從溫度入手，結(jié)合鍋爐管道本身的實(shí)際情況予以調(diào)控。

2? 鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)裂紋問題的預(yù)防和處理

2.1 加強(qiáng)設(shè)計(jì)工作質(zhì)量

由于現(xiàn)代鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，管道之間交錯(cuò)情況普遍，因此為了保障鍋爐設(shè)備與管道的施工合理，避免施工當(dāng)中所產(chǎn)生的矛盾與沖突，必須應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)設(shè)計(jì)工作質(zhì)量。首先，設(shè)計(jì)人員在工作開展過程中，必須應(yīng)當(dāng)結(jié)合工程實(shí)際需求，對鍋爐所在位置展開深入的調(diào)研分析，明確鍋爐運(yùn)行環(huán)境，提高材料和工藝選擇的有效性和針對性，并對鍋爐的管道科學(xué)布局、合理規(guī)劃，確保管道之間銜接順暢，運(yùn)行穩(wěn)定。其次，管道工程安裝工作開展前，應(yīng)當(dāng)與設(shè)計(jì)人員做好溝通交流，管理人員在明確設(shè)計(jì)意圖的基礎(chǔ)之上，審查設(shè)計(jì)圖紙，一旦發(fā)現(xiàn)問題，則應(yīng)當(dāng)立刻與設(shè)計(jì)人員進(jìn)行協(xié)商解決。此外，為了確保鍋爐管道工程進(jìn)展順暢，必須應(yīng)當(dāng)按照設(shè)計(jì)圖紙和方案對施工人員進(jìn)行工作內(nèi)容劃分，重點(diǎn)環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行標(biāo)示，盡可能的減少由于鍋爐安裝過程中所出現(xiàn)人為失誤因素而導(dǎo)致的裂紋風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生。

2.2 加強(qiáng)材料質(zhì)量控制

用于鍋爐管道工程施工的材料，不僅其質(zhì)量直接影響工程的穩(wěn)定性與使用壽命，而且材料的采購價(jià)格也直接關(guān)系到工程成本預(yù)算，因此加強(qiáng)材料質(zhì)量控制，既可以有效提高鍋爐管道的整體建設(shè)水平，又有助于減少資源浪費(fèi)等問題發(fā)生，為企業(yè)節(jié)約成本。在鍋爐施工的采購階段當(dāng)中，企業(yè)必須指派專業(yè)人員對材料市場加強(qiáng)分析了解，通過比對不同廠家之間的生產(chǎn)資質(zhì)、產(chǎn)品質(zhì)量以及售后服務(wù)等綜合指標(biāo)，在確保材料符合工程實(shí)際需求的前提下，再行考慮經(jīng)濟(jì)性影響與廠家之間構(gòu)建長期穩(wěn)定的合作關(guān)系。在材料運(yùn)輸?shù)诌_(dá)現(xiàn)場后，應(yīng)當(dāng)由管理人員進(jìn)行全面核查，確保材料的數(shù)量和質(zhì)量符合合同所簽訂的內(nèi)容后，方可入庫進(jìn)行保存，而一旦發(fā)現(xiàn)問題，則應(yīng)當(dāng)立刻返廠進(jìn)行更換處理。材料的保存應(yīng)當(dāng)結(jié)合材料本身特質(zhì)，做好環(huán)境的清潔和調(diào)整，包括對于溫度和濕度的控制，避免材料出現(xiàn)腐蝕問題，材料的取用應(yīng)當(dāng)進(jìn)行全面登記，并由管理人員核查材料去向。

2.3 加強(qiáng)工作團(tuán)隊(duì)建設(shè)

由于鍋爐設(shè)備具有較強(qiáng)的特殊性和復(fù)雜性，因此在具體應(yīng)用期間，需要工作人員能夠具備較強(qiáng)的專業(yè)能力和應(yīng)變能力，才能正確應(yīng)用鍋爐設(shè)備，并及時(shí)解決處理突發(fā)事件，因此在日常工作當(dāng)中，企業(yè)必須應(yīng)當(dāng)注重工作團(tuán)隊(duì)建設(shè)，提高工作人員整體素養(yǎng)。首先，在工作人員的選聘當(dāng)中，企業(yè)應(yīng)當(dāng)注重考查其綜合能力，并嚴(yán)格要求持證上崗。其次，企業(yè)還應(yīng)當(dāng)在日常工作當(dāng)中構(gòu)建常態(tài)化培訓(xùn)教育機(jī)制，為鍋爐操作人員夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)，加強(qiáng)安全意識(shí)，并結(jié)合考核機(jī)制與獎(jiǎng)懲制度的建設(shè)，對工作人員提出硬性約束。

2.4 加強(qiáng)鍋爐管道檢驗(yàn)力度

有關(guān)鍋爐管道檢驗(yàn)工作的開展，首先體現(xiàn)在管道安裝施工結(jié)束后，通過與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范之間的比對，確保鍋爐整體穩(wěn)定，管道質(zhì)量合格，并通過實(shí)驗(yàn)方式，判斷鍋爐與管道的實(shí)際運(yùn)行情況。其次，在日常工作開展當(dāng)中，企業(yè)應(yīng)當(dāng)制定定時(shí)定期的檢測工作計(jì)劃方案，并確保檢測方式合理，比如在滲透檢測工作開展當(dāng)中，首先應(yīng)當(dāng)將壓力管道進(jìn)行全面的清潔處理，然后用熒光染料在管道當(dāng)中進(jìn)行均勻涂刷，一旦管道當(dāng)中存在裂紋，熒光染料則可以透入裂紋當(dāng)中，在熒光染料靜置和沖洗過后，利用噴霧器將顯像劑均勻的噴涂于管道表面，并以紫外線燈照射進(jìn)行觀察，裂縫當(dāng)中的染料由于無法被沖洗，所以在直觀的觀察之下則會(huì)及時(shí)得以發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而采取有效維修措施予以處理，以防止裂紋不斷蔓延擴(kuò)張。此外，在鍋爐的長期使用過程中，企業(yè)應(yīng)當(dāng)注重養(yǎng)護(hù)工作和維修工作的持續(xù)開展，將安全隱患扼殺在源頭，包括一定使用周期內(nèi)，對鍋爐進(jìn)行重點(diǎn)排查和全面檢查，以及利用日常養(yǎng)護(hù)方式，對鍋爐各設(shè)備和組成部分予以加強(qiáng)，不僅能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障問題，還能夠延長鍋爐的使用壽命。

2.5 加強(qiáng)新建管道驗(yàn)收管理

針對于新建或改建的壓力管道來說，應(yīng)當(dāng)在完工后進(jìn)行由技術(shù)監(jiān)督局行政人員參與的驗(yàn)收，并做好使用前的登記工作，確保新建管道符合檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，以減少管道安裝質(zhì)量問題所引發(fā)的裂紋事故發(fā)生，而對于管道本身檢驗(yàn)不合格或是未經(jīng)檢驗(yàn)就投入運(yùn)行的情況，必須嚴(yán)懲相關(guān)單位和工作人員。有關(guān)新建管道的檢驗(yàn)工作開展，應(yīng)當(dāng)包括兩個(gè)主要方面，其一，對安裝單位的資質(zhì)以及圖紙和設(shè)計(jì)方案進(jìn)行檢驗(yàn);其二，對材料、焊接操作等細(xì)節(jié)進(jìn)行檢驗(yàn)。

2.6 加強(qiáng)信息化建設(shè)

在鍋爐管道的檢驗(yàn)工作開展當(dāng)中，加強(qiáng)信息化建設(shè)，不僅有助于提前預(yù)知管道當(dāng)中所存在的隱患和風(fēng)險(xiǎn)，更加能夠提高維修和養(yǎng)護(hù)工作效率，因此相關(guān)單位可以通過部署監(jiān)控系統(tǒng)的方式，對鍋爐運(yùn)行過程予以監(jiān)督，并在故障發(fā)生期間，精確判斷故障位置和成因，以提高維修效率;通過通信技術(shù)的應(yīng)用，能夠加強(qiáng)各級工作部門和工作人員之間溝通的時(shí)效性，以便于隨時(shí)了解鍋爐管道運(yùn)行現(xiàn)狀，制定維護(hù)方案;以現(xiàn)代化科技設(shè)備所開展的檢驗(yàn)工作，能夠有效緩解檢驗(yàn)人員工作壓力，并提高檢驗(yàn)精確程度，極大程度防止裂紋問題產(chǎn)生。

3? 結(jié)語

對于鍋爐壓力容器壓力管道所出現(xiàn)的裂紋問題，企業(yè)必須應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)重視程度，通過拓展檢驗(yàn)手段，加強(qiáng)檢驗(yàn)與維護(hù)力度等方式，保障鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行，為鍋爐設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行提供保障。

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