在用壓力管道檢驗中裂紋問題及預(yù)防處理方法分析

任曉紅

哈爾濱市鍋爐壓力容器檢驗研究院 黑龍江哈爾濱 150000

當(dāng)前，隨著我國工業(yè)化的進(jìn)一步發(fā)展和成熟，相關(guān)單位對于壓力容器與壓力管道運行等相關(guān)內(nèi)容有著更高的要求。然而，在實踐的過程中可以充分看出，在運行壓力容器與壓力管道的過程中總會出現(xiàn)相關(guān)方面的問題，其中，裂紋問題就是比較典型的問題。對此需要著重把握裂紋問題的根源，并做好切實有效的預(yù)防處理措施，以此使其得到充分規(guī)避，在更大程度上提升壓力容器的應(yīng)用效益[1]。

1 壓力容器壓力管道的常見裂紋問題分析

1.1 焊接裂紋

在用壓力容器壓力管道大多數(shù)都是利用特制的金屬板卷制焊接而成，而這樣的情況特別容易使其在制造過程中出現(xiàn)焊接裂縫，大多數(shù)時候這種裂紋是因為高溫的影響使其出現(xiàn)熱裂紋。絕大部分的金屬材料，如果對其進(jìn)行很長一段時間的焊接，在冷卻之后就特別容易產(chǎn)生這種焊接冷裂紋。導(dǎo)致此問題出現(xiàn)的根源主要體現(xiàn)在，能夠溶解的氫元素存在于焊接冷卻之后的金屬組織內(nèi)部，而焊接金屬冷卻的時候，金相組織中存在的奧氏體會在不自覺中轉(zhuǎn)變成為鐵向體，焊縫中的氫元素在這種情況的影響之下，聚攏在中間，在實際的冷卻環(huán)節(jié)，氫元素會慢慢的變成氫裂紋，并且最后發(fā)展成為焊接冷裂紋。

1.2 腐蝕裂紋

在壓力容器零件中，會有一部分在腐蝕介質(zhì)和應(yīng)力的聯(lián)合作用之下產(chǎn)生開裂問題，而此類情況導(dǎo)致的裂紋也稱之為應(yīng)力腐蝕裂紋。大多數(shù)時候，這種裂紋現(xiàn)象更常出現(xiàn)在氣水管道或者集箱管座等區(qū)域。在所用的部件中，最容易被腐蝕的是奧氏體不銹鋼，在汽水介質(zhì)中更加顯著。此類問題出現(xiàn)的根源主要體現(xiàn)在冷加工變形、振動以及殘余應(yīng)力。該開裂問題與張應(yīng)力成90°直角的，而奧氏體不銹鋼大多尾部細(xì)尖，有比較明顯的分支[2]。

1.3 疲勞裂紋

這種裂紋是最為常見的一種類型，其主要包括兩種類型，分別是腐蝕疲勞裂紋和機(jī)械疲勞裂紋。機(jī)械疲勞裂紋大多數(shù)時候是在焊縫熱影響區(qū)域和缺陷位置出現(xiàn)的，呈現(xiàn)出比較明顯的直線形狀，裂紋在最開始的時候呈現(xiàn)出隧道形狀，并且進(jìn)一步向內(nèi)延伸，裂紋比較短小。在中期的時候裂紋進(jìn)一步擴(kuò)大，某些小的裂紋進(jìn)一步變長。在后期的時候，裂紋迅速擴(kuò)展，進(jìn)一步變成切向裂紋。腐蝕疲勞裂紋主要是原疲勞裂紋由于腐蝕性介質(zhì)和交變應(yīng)力兩方面的作用而形成的，疲勞裂紋進(jìn)一步發(fā)展，最終變成腐蝕裂紋。

2 壓力管道裂紋問題的檢驗技術(shù)

2.1 利用超聲導(dǎo)波對其進(jìn)行切實有效的檢測

針對比較大型的壓力管道、鍋爐和壓力管道等，可以結(jié)合實際情況有針對性的采取超聲導(dǎo)波聚焦法對其進(jìn)行有針對性的檢測。這種方法主要是檢測油氣管道和石油化工管道的相關(guān)裂紋，能夠呈現(xiàn)出更顯著的價值。在應(yīng)用該方法的過程中，要有針對性的利用管道，使其固定在管道探測模塊，通過低頻超聲發(fā)射模型內(nèi)沿管壁均勻的時間間隔，如果管壁厚度出現(xiàn)一定的減少或者增加，就會有某種程度上的既定比例的能量反射回探頭，針對這樣的情況，對管道缺陷進(jìn)行相對應(yīng)的檢測，著重結(jié)合變化情況進(jìn)一步有效明確裂紋位置。

2.2 紅外熱成像檢測

這種方法主要是充分利用紅外熱成像儀，有針對性的檢測壓力管道的紅外輻射能量，從根本上有效判斷和預(yù)測管道裂紋裂紋擴(kuò)展趨勢。這種檢測技術(shù)可以更直接有效的檢測到管道材料、結(jié)構(gòu)是否完整以及有沒有出現(xiàn)突變等問題。該技術(shù)有著很高的精度和靈敏度，能夠更及時有效的預(yù)測裂縫，由此實現(xiàn)更切實有效的預(yù)防管理。同時在應(yīng)用該技術(shù)的過程中，可以不受到時間和溫度的影響，呈現(xiàn)出更顯著的效益。在具體的應(yīng)用過程中，該技術(shù)可以更有效的檢測和預(yù)防大型鍋爐壓力管道各部位機(jī)械疲勞、應(yīng)力腐蝕、蠕變損傷和熱疲勞引起的裂紋等相關(guān)情況，其應(yīng)用價值十分顯著[3]。

3 具體的預(yù)防處理方法

首先，因壓力容器質(zhì)量控制的最主要因素是在制作工藝方面，如果在制作環(huán)節(jié)出現(xiàn)一定的漏洞或者不足，極有可能導(dǎo)致壓力容器應(yīng)用環(huán)節(jié)問題頻發(fā)，所以針對這樣情況，要在壓力容器出廠的時候，就要進(jìn)行切實有效的檢測，確保其質(zhì)量合格，以此規(guī)避相關(guān)問題。

其次，在針對壓力容器進(jìn)行制作之前，要嚴(yán)格把關(guān)相關(guān)原材料，確保材料優(yōu)質(zhì)，這樣才能提升壓力容器的質(zhì)量和性能，在投入應(yīng)用之后，才能規(guī)避質(zhì)量問題而導(dǎo)致裂紋出現(xiàn)。除此之外，要在更大程度上提升操作人員的職業(yè)技能和業(yè)務(wù)水平，著重對其進(jìn)行培訓(xùn)和再教育工作，確保業(yè)務(wù)水平顯著提升，從而規(guī)避相關(guān)方面的裂紋問題出現(xiàn)。第三，在應(yīng)用壓力容器時，要對其進(jìn)行全面深入的監(jiān)控，并針對相關(guān)操作人員進(jìn)行切實培訓(xùn)，做好相對應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，使相關(guān)問題得到充分預(yù)防。

4 結(jié)語

綜上所述，通過上文的分析和探討，我們能夠充分看出，壓力容器特別容易出現(xiàn)某種裂紋問題，針對此類問題，如果沒有及時有效的發(fā)現(xiàn)和處理，極有可能導(dǎo)致爆炸，對工作人員會造成極其重大的安全威脅，使相關(guān)企業(yè)受到嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。所以針對這樣的情況，在具體的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，相關(guān)管理人員要著重關(guān)注到壓力容器管道裂紋問題的分析和預(yù)防工作，從實際出發(fā)，制定出更科學(xué)合理的質(zhì)量檢驗程序，著重做好設(shè)備零件原材料的檢驗工作，針對相關(guān)人員進(jìn)行切實有效的培訓(xùn)和再教育，使其職業(yè)技能得到顯著提升，使壓力容器壓力管道裂紋問題盡可能減少，在最大程度上提升運行效益。