鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中裂紋問題及預(yù)防處理方法

祝子平

摘 要：一般來說，鍋爐和壓力容器的工作環(huán)境是高溫高壓的。如果管道在使用過程中發(fā)生斷裂，很可能引起容器爆炸，給生產(chǎn)企業(yè)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，威脅員工的生命安全。要認(rèn)識到壓力管道裂紋檢測的必要性，定期對員工進(jìn)行培訓(xùn)，了解導(dǎo)致管道裂紋的常見問題，采取措施，通過正確的處理方法，降低管道裂紋的可能性，確保企業(yè)正常生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：鍋爐壓力容器;壓力管道檢驗(yàn);裂紋問題;預(yù)防方法

在鍋爐和壓力容器壓力管道的檢驗(yàn)中，裂紋問題的重要性和預(yù)防處理方法是基于客觀條件的。鍋爐壓力容器和壓力管道往往處于高溫高壓的環(huán)境中，因此如果出現(xiàn)裂紋問題，在這種客觀環(huán)境的壓力下，就會造成破裂甚至爆炸的后果。爆炸事故一旦形成不可彌補(bǔ)的后果，不僅會給生產(chǎn)企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益的損失，還會增加作業(yè)人員的工作風(fēng)險。因此，在前期準(zhǔn)備和檢驗(yàn)工作中，有必要對鍋爐和壓力容器壓力管道的裂紋進(jìn)行檢驗(yàn)。有關(guān)檢驗(yàn)人員和操作人員必須認(rèn)識到鍋爐壓力容器壓力管道裂紋檢測的重要性。同時，要學(xué)習(xí)和掌握相應(yīng)的預(yù)防措施。當(dāng)出現(xiàn)意外情況時，檢查人員和操作人員都要冷靜面對，提出正確的解決方案。

一、鍋爐壓力容器壓力管道的常見裂紋問題

1.1過冷、過熱導(dǎo)致的裂紋

溫度過高或者過低都會對鍋爐壓力容器壓力管道造成裂紋，由于溫度造成的裂紋現(xiàn)象是比較常見的一種，這是在制作過程中產(chǎn)生的問題。鍋爐壓力容器，壓力管道的制作，原材料是金屬板材，通過焊接工藝對金屬板材進(jìn)行進(jìn)一步的合成，使其初具鍋爐壓力容器、壓力管道的形態(tài)。由于焊接的溫度較高，所以在焊接過程中，鍋爐壓力容器壓力管道也會產(chǎn)生裂紋。而這種在高溫下產(chǎn)生的裂紋學(xué)術(shù)名稱叫作焊接熱裂紋。利用焊接工藝加工后，要對被加工的金屬板材進(jìn)行冷卻，如果冷卻時間過長，就會造成溫度過低的現(xiàn)象，金屬板材就會出現(xiàn)冷裂紋。這就是由于客觀溫度造成的冷熱裂紋的形成過程。所以就要求制作人員在操作過程中嚴(yán)格按照規(guī)范溫度進(jìn)行操作，才能有效減弱客觀溫度過高、過低對鍋爐壓力容器壓力管道的危害。熱裂紋和冷裂紋這兩種裂紋類型不太容易被發(fā)現(xiàn)，因?yàn)橐话闱闆r下，冷裂紋和熱裂紋的外部形態(tài)較小，而且所在區(qū)域較隱蔽。而且冷熱裂紋不是在一瞬間產(chǎn)生的裂紋，它是經(jīng)過長時間的高溫或冷卻慢慢裂開的一種現(xiàn)象。所以相關(guān)操作人員不易發(fā)掘，操作人員能做的就是嚴(yán)格控制制作的時間和溫度，這樣能夠給后期的檢測工作降低難度。雖然冷裂紋和熱裂紋不易被發(fā)現(xiàn)，但是，它造成的后果同樣嚴(yán)重，當(dāng)冷裂紋和熱裂紋形成的時間過長時，就會對鍋爐壓力容器壓力管道整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，而裂紋長期處于空氣中，它的周邊會形成黑藍(lán)色的物質(zhì)。這也可以算作檢測的依據(jù)，但如果等到裂紋呈現(xiàn)黑藍(lán)色操作人員才發(fā)現(xiàn)裂紋所處的位置，就代表鍋爐壓力容器、壓力管道已經(jīng)無法正常使用了。

1.2應(yīng)力腐蝕裂紋

應(yīng)力腐蝕裂縫通常發(fā)生在集裝箱管座以及汽水管道等位置，在腐蝕介質(zhì)和應(yīng)力的協(xié)同作用下導(dǎo)致構(gòu)件產(chǎn)生裂紋。具體過程表現(xiàn)為：鍋爐鋼板受到濃度相對較大堿水侵蝕，晶界面和金屬晶體之間形成電位差，晶界面的陽極和晶粒中的陰極之間形成微電流，沿著晶界面逐漸對金屬內(nèi)部產(chǎn)生腐蝕作用，導(dǎo)致金屬內(nèi)部出現(xiàn)裂紋。應(yīng)力腐蝕裂紋的特征表現(xiàn)為：管道壓力集中的位置很容易產(chǎn)生裂紋，尤其是在應(yīng)力最大的位置，鍋爐鋼板由內(nèi)向外發(fā)展;裂紋包括次裂紋和主裂紋，其中次裂紋沿晶發(fā)展，主裂紋穿晶。當(dāng)肉眼能夠看到裂紋后，能夠發(fā)現(xiàn)裂紋裂口比較陳舊，且裂口呈黑色。

1.3疲勞裂紋

由于機(jī)械疲勞造成的裂紋被稱為疲勞裂紋。在鍋爐壓力容器壓力管道中，最容易出現(xiàn)的裂紋類型就是疲勞裂紋。因?yàn)檫@種裂紋主要發(fā)生在鍋爐壓力容器壓力管道的焊接區(qū)域和管道缺陷區(qū)域內(nèi)。通俗地說，就是在鍋爐壓力容器壓力管道的制作過程中，一定會出現(xiàn)與完美標(biāo)準(zhǔn)有誤差的區(qū)域。一般來說，這種誤差是在工程允許范圍內(nèi)的誤差，它不會影響鍋爐壓力容器壓力管道的工作質(zhì)量。但也是這個區(qū)域給予了疲勞裂紋生存的機(jī)會。疲勞裂紋與上述兩種裂紋不同的是，它是從外部逐漸向內(nèi)部呈直線延伸狀態(tài)的裂紋形態(tài)。在疲勞裂紋形成的初期，它的形態(tài)是較為短小的，但是，它會隨著鍋爐壓力容器壓力管道的使用過程逐漸擴(kuò)大裂紋面積。到了后期，它的擴(kuò)大速度和增長速度會有明顯的提升。所以，操作人員如果沒有在前期對疲勞裂紋發(fā)現(xiàn)和防治，那么，在后期疲勞裂紋就會有快速生長的階段，如果想在后期對疲勞裂紋進(jìn)行防治，就已經(jīng)不是很有用了。但好在疲勞裂紋的生長位置和生長速度是有規(guī)律的。尤其是生長位置疲勞裂紋很容易在同一區(qū)域內(nèi)進(jìn)行生長。只要是有經(jīng)驗(yàn)的檢測人員或操作人員，都能夠掌握疲勞裂紋容易生長的區(qū)域位置，然后，對所屬位置進(jìn)行反復(fù)檢測和排查。

二、鍋爐壓力容器壓力管道裂紋的防治

2.1確保鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性

究其根本，任何一種裂痕的出現(xiàn)，都是在長時間的工作狀態(tài)下缺乏相對的保護(hù)措施而產(chǎn)生的，因此，為了提高鍋爐的使用效率，降低事故發(fā)生的機(jī)率，不斷提升工業(yè)生產(chǎn)的安全穩(wěn)定性，就要從日常維護(hù)和保養(yǎng)工作開始抓起，不斷提升設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量。在鍋爐使用上也要嚴(yán)格參照相應(yīng)的章程執(zhí)行，確保合規(guī)操作，將風(fēng)險降到最低，從源頭切斷。要想實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場使用環(huán)節(jié)的有效把控，現(xiàn)場操作人員要從以下幾個環(huán)節(jié)抓起，即設(shè)備的啟動、工作和關(guān)停。在工作狀態(tài)中確保鍋爐持續(xù)平穩(wěn)，溫度也保持在相對穩(wěn)定的狀態(tài)內(nèi)，避免出現(xiàn)溫度驟升或驟降的現(xiàn)象，因操作不當(dāng)而給設(shè)備造成損壞。溫度的調(diào)整要適度，緩慢進(jìn)行，持續(xù)平穩(wěn)展開可以降低表面出現(xiàn)裂痕的機(jī)率。還需注意的事，承受壓力的零件要做好質(zhì)量檢測，在焊接安裝過程中也要嚴(yán)格參考相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，開始預(yù)熱處理環(huán)節(jié)，由專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行監(jiān)督檢查，嚴(yán)格杜絕操作不當(dāng)而導(dǎo)致裂紋出現(xiàn)。

2.2對相關(guān)的原材料、設(shè)備和零件進(jìn)行檢測

除了要用科學(xué)的質(zhì)量檢驗(yàn)程序，對鍋爐壓力容器壓力管道進(jìn)行檢測外，生產(chǎn)環(huán)節(jié)中所涉及的各種設(shè)備零件和原材料，都要經(jīng)過嚴(yán)格科學(xué)的檢驗(yàn)。原材料是直接影響鍋爐壓力容器壓力管道質(zhì)量的因素，而其他的設(shè)備零件是間接影響鍋爐壓力容器壓力管道質(zhì)量的因素。如果原材料設(shè)備和零件某一方面出現(xiàn)了任何問題，都會提高產(chǎn)生裂紋的概率。所以，對相關(guān)的設(shè)備、零件和原材料進(jìn)行排查是十分有必要的。

2.3 提高操作人員技能水平

除了從源頭上進(jìn)行控制之外，對相關(guān)企業(yè)工作人員進(jìn)行培訓(xùn)也是必要的。如果職業(yè)素養(yǎng)不夠?qū)е虏僮鞑划?dāng)，對鍋爐壓力管道會造成很大的影響，出現(xiàn)裂紋，為安全事故的發(fā)生埋下隱患。作為生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該定期對鍋爐生產(chǎn)工人進(jìn)行培訓(xùn)，將最新的知識以及常見問題的處理等傳授給他們，并進(jìn)行測試考核，通過考試才能再上崗。這也是目前相關(guān)企業(yè)的短板，對工作人員的專業(yè)素質(zhì)不夠重視，許多工作人員都存在操作不規(guī)范、不按章程處理的問題，導(dǎo)致事故的發(fā)生。除此之外，對鍋爐操作人員，應(yīng)該注意培養(yǎng)他們的責(zé)任意識，建立完善的責(zé)任制，將每一步驟落實(shí)到個人。

結(jié)? 語：

雖然鍋爐運(yùn)行工況大多是在高溫高壓下完成的，屬于高風(fēng)險運(yùn)行，但在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。在使用中起重要作用的部件是壓力管，其危險性很高。零件一旦因維修不當(dāng)而損壞，在運(yùn)行中極易發(fā)生爆炸，給周圍人員和財產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失。因此，必須加強(qiáng)鍋爐壓力管道的技術(shù)研發(fā)，針對存在的安全問題及時完善技術(shù)方案，減少事故發(fā)生頻率，確保企業(yè)安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳立暉.鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中的裂紋問題分析[J].綠色環(huán)保建材，2019（11）：182+184.

[2]朱文英.鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中的裂紋問題[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019（05）：191-192.