鍋爐壓力容器檢驗中裂紋缺陷的發(fā)現(xiàn)及預(yù)防

李波

摘 要：隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國工業(yè)化進程明顯加快。在各大企業(yè)生產(chǎn)過程中，鍋爐壓力容器是其生產(chǎn)活動中不可或缺的承壓類特種設(shè)備。當(dāng)鍋爐壓力容器使用時間超過一定年限后，其本體以及附屬管道產(chǎn)生裂紋、腐蝕等故障的概率會大大的增加，在這些諸多的缺陷和故障中，裂紋是最常見的問題之一。如何才能采取有效的措施，最大程度上預(yù)防鍋爐壓力容器裂紋的產(chǎn)生是各企業(yè)在生產(chǎn)活動中普遍重視的一大問題。本文對鍋爐壓力容器檢驗中的裂紋問題進行了較全面的分析，希望通過本文可以為后續(xù)相關(guān)承壓設(shè)備安全管理工作提供一些必要的參考。

關(guān)鍵詞：鍋爐;壓力容器;檢驗;裂紋問題

0引言

隨著我國科學(xué)技術(shù)不斷向前發(fā)展，為了滿足人們的日常生產(chǎn)生活需要，科研技術(shù)人員對鍋爐壓力容器等承壓設(shè)備不斷進行技術(shù)升級，使其安全、節(jié)能、環(huán)保等各項性能得到了實質(zhì)性的提升。由于鍋爐壓力容器等承壓設(shè)備在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中起到了越來越重要的作用，因此鍋爐壓力容器等承壓設(shè)備設(shè)計、制造、安裝、維修的安全性能最終在實際生產(chǎn)應(yīng)用中體現(xiàn)。一旦鍋爐壓力容器等承壓特種設(shè)備的運行時間超過規(guī)定的設(shè)計年限，其本體及附屬管道中出現(xiàn)裂紋等缺陷的概率會大大增加，因此有必要對鍋爐壓力容器檢驗中的裂紋問題進行有針對性的研究。

1鍋爐壓力容器檢驗中發(fā)現(xiàn)存在的裂紋缺陷分析

1.1焊接裂紋

在鍋爐壓力容器等承壓設(shè)備的制造維修改造過程中，由于各種焊接因素的影響，容易導(dǎo)致鍋爐壓力容器產(chǎn)生裂紋。鍋爐、壓力容器是由強度較高的金屬材料制造，在經(jīng)過長時間運行后，在溫度超過一定限度之后都會產(chǎn)生裂紋，尤其對于金屬材質(zhì)來說會形成一些焊接冷裂紋。焊接冷裂紋之所以會出現(xiàn)根本的原因是由于在焊接冷卻的金屬組織當(dāng)中會存在一定的氫元素，氫元素的最終溶解度會在一定程度上受到物質(zhì)所處的外界環(huán)境的影響。鍋爐在長時間的運行之后，一旦人們不再使用待其逐漸冷卻的時候，金屬組織當(dāng)中原本存在的奧氏體就會緩慢的朝著鐵素體不斷轉(zhuǎn)換。焊縫也難免會受到氫元素的影響而呈現(xiàn)出聚集的狀態(tài)，這個時候當(dāng)金屬依然在緩慢冷卻，就會進一步形成焊接裂紋。

1.2腐蝕裂紋

當(dāng)鍋爐在實際應(yīng)用的過程當(dāng)中，由于各種因素的影響受到應(yīng)力或者是腐蝕介質(zhì)的作用的時候就會在一定程度上產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋。一般來說，由于結(jié)構(gòu)上的一些影響，腐蝕裂紋通常會在汽水管道的位置出現(xiàn)，有時也會出現(xiàn)在集箱管座等位置。在鍋爐運行的整個過程當(dāng)中，組成成分中金屬材質(zhì)的奧氏體不銹鋼材料會由于應(yīng)力的影響，對其實際使用性能造成一定的下降。因此，在檢驗檢測過程中，檢測人員需要格外重視這方面的因素。鍋爐在應(yīng)用中受到汽水物質(zhì)的影響，即使是所承受的應(yīng)力非常微小，也會在一定程度上導(dǎo)致鍋爐出現(xiàn)腐蝕裂紋。導(dǎo)致腐蝕裂紋出現(xiàn)的因素并不單一，比如冷加工變形、振動殘余應(yīng)力等都會在一定程度上導(dǎo)致腐蝕裂紋的出現(xiàn)。腐蝕裂紋一旦形成，一般情況下都會和拉應(yīng)力形成一個直角關(guān)系，而金屬材質(zhì)則是呈現(xiàn)樹枝形狀的。在對其實際加工的時候，應(yīng)力腐蝕裂紋往往會出現(xiàn)在鍋爐彎管的內(nèi)壁位置上，而在后期工作中即使是管道只受到輕微的局部腐蝕也會直接導(dǎo)致腐蝕裂紋的出現(xiàn)。這種裂紋屬于群狀分布，帶狀延伸，數(shù)量眾多，開口較大。如果不能及時通過檢驗檢測發(fā)現(xiàn)，并且對其進行及時維修保養(yǎng)，任其發(fā)展下去在一定程度上導(dǎo)致鍋爐發(fā)生安全事故。

1.3疲勞裂紋

在鍋爐壓力容器壓力管道檢驗工作進行中，疲勞裂紋也是常見的問題之一。一般都會出現(xiàn)在常用的承壓類特種設(shè)備當(dāng)中。當(dāng)疲勞裂紋剛剛開始發(fā)生的時候，其裂紋比較小。隨著設(shè)備的繼續(xù)使用，疲勞裂紋會逐漸延伸發(fā)展。一般來說，疲勞裂紋可以分為三種類型：第一種是機械疲勞、第二種是熱疲勞、第三種是腐蝕疲勞。對于機械疲勞裂紋而言，其大多數(shù)情況下都會出現(xiàn)在汽輪機葉輪和葉片以及一些輔助元件當(dāng)中，大部分都會在設(shè)備的表面上形成。而導(dǎo)致裂紋出現(xiàn)的根本原因是由于設(shè)備在制造的過程當(dāng)中，在一定程度上存在著一些缺陷或者是由于長時間超溫超壓使用而導(dǎo)致設(shè)備的使用壽命大幅度降低。熱疲勞裂紋形成的根本原因是由于各種因素的影響產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，拉伸應(yīng)力的反復(fù)作用就會導(dǎo)致鍋爐等設(shè)備強度降低，從而進一步形成熱疲勞裂紋。腐蝕疲勞裂紋則是在已經(jīng)存在的疲勞裂紋基礎(chǔ)上形成的。腐蝕疲勞裂紋和應(yīng)力腐蝕裂紋的原理基本一致，是在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的影響下所形成的，這種類型的裂紋往往屬于穿晶裂紋，會隨著時間的增加，裂紋不斷擴張，導(dǎo)致鍋爐壓力容器及附屬管道內(nèi)壁出現(xiàn)腐蝕坑。

2鍋爐壓力容器檢驗中的裂紋預(yù)防措施

2.1加強鍋爐壓力容器制造環(huán)節(jié)的質(zhì)量管理

鍋爐壓力容器等承壓類特種設(shè)備檢驗工作人員對相關(guān)設(shè)備進行監(jiān)督檢驗的過程中，首先要對鍋爐壓力容器及附屬管道在制造加工過程中的各個環(huán)節(jié)質(zhì)量進行全面的控制，結(jié)合制造企業(yè)的實際情況，對承壓設(shè)備的生產(chǎn)技術(shù)及時優(yōu)化，對相應(yīng)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行全方位改進。同時，檢驗工作人員要對鍋爐的受壓元器件進行全方位的質(zhì)量控制，通過一些更加先進的焊接工藝來進行焊接工作。對元器件進行熱處理的時候，相關(guān)工作人員要做好監(jiān)督工作，避免裂紋出現(xiàn)。為了防止疲勞裂紋出現(xiàn)，應(yīng)該最大程度上減少受壓元器件扳邊的次數(shù)。在設(shè)備生產(chǎn)的過程當(dāng)中，要嚴(yán)格按照國家的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，確保工藝參數(shù)的穩(wěn)定，全方位提高生產(chǎn)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制要求，充分保障各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的規(guī)范性。同時還需要對每道制作工序進行實時監(jiān)督檢驗，隨時發(fā)現(xiàn)問題及時整改修正，使發(fā)現(xiàn)的裂紋問題得到科學(xué)有效的解決。

2.2確保鍋爐壓力容器運行工況的穩(wěn)定性

鍋爐壓力容器等承壓類特種設(shè)備在經(jīng)過長時間運行后，會形成一些裂紋并不斷擴展。設(shè)備管理人員和操作人員必須采取科學(xué)合理的措施，在鍋爐運行過程中保持其工藝參數(shù)可靠穩(wěn)定，安全性能得到有效的保障。操作人員要在鍋爐運行的整個階段對其進行嚴(yán)格的監(jiān)控，保證鍋爐的運行狀態(tài)參數(shù)始終維持在平穩(wěn)可控的區(qū)間。使鍋爐壓力容器等承壓類特種設(shè)備的實際使用壽命得到有效的延伸，安全質(zhì)量得到實質(zhì)性的提高，

2.3采用更加先進的無損檢驗檢測技術(shù)和方法

在檢驗檢測人員對鍋爐壓力容器進行全面檢驗和金相監(jiān)測的過程當(dāng)中，要結(jié)合各單位的實際情況，引入一些更加先進的無損檢測技術(shù)，并且在這些環(huán)節(jié)當(dāng)中進一步加大信息化技術(shù)的應(yīng)用，構(gòu)建實時監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，對承壓類特種設(shè)備運行和檢驗檢測中的各個環(huán)節(jié)進行嚴(yán)格的監(jiān)控。一旦發(fā)現(xiàn)存在問題，立即采取針對性的措施進行解決。

3結(jié)束語

使用單位應(yīng)當(dāng)采取一系列措施方法，加強體系運行管理和質(zhì)量控制，進一步加大檢驗檢測頻次力度，合理安排質(zhì)量監(jiān)督檢驗，從而有效防止鍋爐壓力容器在使用過程中出現(xiàn)裂紋缺陷。鍋爐壓力容器等特種設(shè)備裂紋缺陷的發(fā)現(xiàn)及預(yù)防，能夠充分保障使用單位的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟效益。

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（山東省東營市特種設(shè)備檢驗所 ? 山東 ?東營 ?257091）