壓力容器檢驗過程中的常見裂紋探討

趙敬東

摘要：在對壓力容器常見裂紋進行防治的過程中需要了解和掌握壓力容器的常見裂紋，以此為基礎(chǔ)，從壓力容器的原料零件控制、壓力容器限值控制、技術(shù)保養(yǎng)工作以及人才隊伍建設(shè)工作等方面出發(fā)，能夠在極大程度上提高壓力容器的安全性與穩(wěn)定性，降低壓力容器出現(xiàn)裂紋的可能性，提升壓力容器的運行效益。

關(guān)鍵詞：壓力容器;檢驗過程;常見裂紋

引言

在高溫以及高壓環(huán)境中運行的壓力容器本身就具有一定的危險性，壓力容器是密封的，對密封質(zhì)量要求比較高，一旦容器出現(xiàn)裂紋，可能會導(dǎo)致爆炸事故，造成嚴(yán)重的后果。因此，需要重視壓力容器的安全管理工作。

1壓力容器檢驗過程中的常見裂紋

1.1疲勞裂紋

1.1.1機械疲勞裂紋

在壓力容器表面出現(xiàn)比較集中應(yīng)變的情況下會出現(xiàn)機械疲勞裂紋。機械疲勞裂紋是直線裂紋。在裂紋出現(xiàn)的初期直線比較短，范圍也比較小。在裂紋不斷發(fā)展的過程中，會以隧道式向內(nèi)的形式發(fā)展變化;到裂紋發(fā)展中期，以直線式向前不斷擴展;到裂紋發(fā)展后期，裂紋的變化速度會不斷加快，甚至可能在部件的一側(cè)出現(xiàn)切向擴展的情況。在機械疲勞裂紋不斷發(fā)展的過程中這一部位出現(xiàn)腐蝕疲勞裂紋的可能性會大大增加。這兩種裂紋的發(fā)生具有一定的規(guī)律性以及特定性，主要是在反射應(yīng)力比較集中的部位。

1.1.2熱疲勞裂紋

熱疲勞裂紋是金屬材料低于拉伸強度極限的熱交換裂現(xiàn)象，具有瞬時性。熱疲勞損失問題一般出現(xiàn)在火電廠的蒸汽管道、噴水減溫器、排氣管管座以及壓力表管座等部位。通常是因為部件表面的熱應(yīng)變比較大而導(dǎo)致的。熱疲勞裂紋在形成的最初，部件的應(yīng)變相對集中，并且連續(xù)性比較差，主要表現(xiàn)是一條主裂紋并伴隨多條其他裂紋。但是在高溫蒸氣管道的內(nèi)壁出現(xiàn)的熱疲勞裂紋存在一定差異，是以網(wǎng)狀為主的，雖然在裂紋出現(xiàn)之初主裂紋會沿著一個軸線方向發(fā)展，但是在應(yīng)力比較大的情況下，裂紋會朝周圍發(fā)展。熱疲勞裂紋的整體宏觀形態(tài)為寬度大，有一定的細(xì)小缺口，并且有線狀痕跡。

1.2腐蝕裂紋

腐蝕裂紋也是鍋爐壓力容器的常見裂紋之一。在應(yīng)力以及腐蝕介質(zhì)的雙重作用下，部件會出現(xiàn)開裂問題，這就是應(yīng)力腐蝕裂紋。應(yīng)力腐蝕裂紋一般是在管道、集箱管座區(qū)域。在腐蝕裂紋產(chǎn)生的過程中，奧氏體不銹鋼發(fā)生應(yīng)力腐蝕的可能性最高，特別是在汽水介質(zhì)的條件下，微小的應(yīng)力作用會出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕開裂問題。導(dǎo)致開裂的原因是在冷加工過程中變形振動與殘余應(yīng)力。通常應(yīng)力腐蝕裂紋會與張應(yīng)力呈90度直角。奧氏體不銹鋼裂紋形狀為樹枝狀，裂紋的尾端比較細(xì)，有分支形態(tài)。在火電廠汽水管道出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕開裂主要表現(xiàn)在彎管內(nèi)壁中性層區(qū)。這種開裂情況是因為在長時間腐蝕過程中局部腐蝕加重導(dǎo)致的。

1.3焊接裂紋

在壓力容器制造過程中，焊接裂紋是比較常見的裂紋問題。因為鍋爐以及壓力容器在制造過程中主要采用的是特定金屬板卷制而成。在生產(chǎn)制造時，焊接工業(yè)會對壓力容器的質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。在對壓力容器進行制造時，焊接裂紋是不能避免的，因為在焊接過程中會產(chǎn)生高溫，高溫作用很容易導(dǎo)致裂紋出現(xiàn)。在焊接時，金屬材料焊接完成后需要進行冷卻，在這一過程中會形成焊接冷裂紋。因為溶解的氫元素會進入到焊接冷卻金相組織內(nèi)，而氫的溶解度是隨著環(huán)境的變化而變化的。

2解決壓力容器檢驗中常見裂紋的措施

2.1加強原材料檢驗工作

為了能夠?qū)毫θ萜髁鸭y進行有效解決，需要重視原料零件的檢驗工作。因為壓力容器本身的制造質(zhì)量是保證壓力容器安全的重要基礎(chǔ)，只有做好原料檢驗工作才能夠提高壓力容器的質(zhì)量，降低容器出現(xiàn)裂紋的可能性。在對壓力容器原料進行管理的過程中，需要從以下方面出發(fā)：第一，必須根據(jù)壓力容器的制造要求制定可靠的原料零件采購計劃。然后根據(jù)原料采購計劃加強原料零件市場的調(diào)查工作，主要是對零件性能、規(guī)格以及價格等進行全面詳細(xì)的調(diào)查。同時要選擇在原料零件制造方面信譽良好的供貨商建立長期合作關(guān)系。這樣能夠保證原料零件質(zhì)量的穩(wěn)定性以及可靠性。第二，要重視原料零件加工質(zhì)量控制工作。在對原料零件進行加工的過程中，需要對技術(shù)工藝進行充分控制，可以根據(jù)當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，積極引進先進的技術(shù)工藝，提高原料零件加工水平。并且在加工過程中要嚴(yán)格按照工藝流程完成原料零件加工過程，要根據(jù)壓力容器的具體要求對零件加工尺寸進行嚴(yán)格控制，保證加工尺寸誤差在允許范圍內(nèi)。第三，要制定嚴(yán)格的原料零件質(zhì)量檢查制度。在原料零件加工制造過程中就要開展質(zhì)量監(jiān)督和管理工作，防止在加工制造過程中出現(xiàn)問題而影響原料零件的加工質(zhì)量。

2.2有效控制容器壓力限值

在對壓力容器裂紋進行防治的過程中，需要開展有效的安全管理工作，加強壓力限值控制措施，防止壓力容器在運行過程中突破極限范圍而導(dǎo)致壓力容器受到損傷。在對壓力容器限值進行控制的過程中，對當(dāng)前的可編輯邏輯器進行充分利用，這樣能夠?qū)毫θ萜鞯膶嶋H運行狀態(tài)進行動態(tài)監(jiān)測，能夠及時掌握壓力容器在運行過程中的各種參數(shù)變化?？梢詫毫θ萜鞯臐穸?、溫度以及壓力等進行準(zhǔn)確全面的分析。

2.3重視保養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用

為了能夠?qū)毫θ萜鞯牧鸭y進行有效控制，需要加強壓力容器運行環(huán)境管理工作，防止在長時間的持續(xù)運行過程中使壓力容器出現(xiàn)損耗，盡可能延長壓力容器的使用壽命。需要從以下方面出發(fā)開展技術(shù)維護與保養(yǎng)工作：第一，制定科學(xué)有效的壓力容器運行方案。在對壓力容器的運行計劃進行設(shè)計的過程中，要根據(jù)壓力容器本身的參數(shù)為基礎(chǔ)對壓力容器的運行時間進行合理安排，加強壓力容器日常維護管理工作，保證在壓力容器運行的各個環(huán)節(jié)中都能夠開展有效的保養(yǎng)工作。第二，要加強對壓力容器運行環(huán)境的控制管理工作。特別是在壓力容器運行過程中，需要對溫度以及濕度進行相應(yīng)的控制，保證壓力容器能夠在允許的溫度、濕度以及壓力范圍內(nèi)進行運行，防止壓力容器在超負(fù)荷條件下運行出現(xiàn)損傷。第三，要制定定期維護以及保養(yǎng)制度。為了能夠及時掌握壓力容器的實際運行狀態(tài)，了解壓力容器的性能，需要對壓力容器進行定期檢測。

2.4提高工作人員的專業(yè)水平

在壓力容器管理過程中，工作人員的技術(shù)能力和綜合素質(zhì)會在一定程度上影響壓力容器的運行質(zhì)量和運行安全性。如果工作人員的技術(shù)水平比較低，在對壓力容器運行進行管理時可能會存在一些漏洞，導(dǎo)致壓力容器出現(xiàn)裂紋。工作人員要積極提升自身的技術(shù)水平和綜合素質(zhì)，可以從以下方面出發(fā)：第一，企業(yè)需要對人才聘用機制進行調(diào)整和改進，適當(dāng)提高人才準(zhǔn)入門檻。除了對人才的學(xué)歷有明確要求之外，還要關(guān)注人才的技術(shù)能力以及工作經(jīng)驗，督促工作人員不斷提升自身的專業(yè)素養(yǎng)，提高工作質(zhì)量。第二，在企業(yè)日常運行過程中要重視對員工進行培訓(xùn)，可以根據(jù)具體的人才隊伍建設(shè)需求，定期組織培訓(xùn)活動或者請企業(yè)外優(yōu)秀專家以及技術(shù)人員開展有效的員工培訓(xùn)工作，使員工能夠及時接受新的知識和先進技術(shù)。這樣能夠為壓力容器的安全運行奠定良好的人才基礎(chǔ)。第三，要重視質(zhì)量負(fù)責(zé)機制。在開展壓力容器質(zhì)量管理工作的過程中，要建立科學(xué)合理的激勵機制，根據(jù)工作人員的具體工作效果進行獎懲。

結(jié)束語

綜上所述，鍋爐的壓力容器必須在長時間的高溫高壓環(huán)境中運行，一旦壓力容器出現(xiàn)裂紋很容易導(dǎo)致爆炸，嚴(yán)重威脅工作人員的生命財產(chǎn)安全以及企業(yè)的經(jīng)濟效益。因此，需要重視壓力容器檢驗工作。

參考文獻

[1]壓力容器檢驗過程中危險源的控制措施研究[J].李冰. ?民營科技. 2019（09）

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