鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中的裂紋問題

蘇美榮

摘要：鍋爐壓力容器管道的工作條件很差，通常處于高溫高壓狀態(tài)。鍋爐壓力容器管道經(jīng)常出現(xiàn)不同形式的裂紋。裂紋問題不僅會縮短設備的使用壽命，而且存在很大的安全隱患。本文重點闡述了管道定期維護和壓力檢查的重要性、檢查方法和檢查內(nèi)容，分析了鍋爐壓力容器常見的裂紋問題，提出了有效地預防策略。

關鍵詞：壓力容器;裂紋問題;管道

1、管道定期維護以及壓力檢驗的重要性

首先，應保護好壓力管道的輸送環(huán)節(jié)，減少外界干擾壓力和溫度的影響。在大多數(shù)情況下，內(nèi)部大部分是腐蝕性溶液，所以發(fā)生腐蝕的概率比較大。例如，如果管道輸送路徑較長，任何微小的裂縫都有可能導致漏油，這就大大增加了高壓下發(fā)生爆炸的概率。因此，做好日常的維修保養(yǎng)工作是非常重要的。在生產(chǎn)中，要本著對國家財產(chǎn)和人民生命安全負責的態(tài)度，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，避免造成安全事故，給社會帶來不良營銷。

2、檢驗鍋爐壓力容器壓力管道的方法以及檢查內(nèi)容

2.1壓力容器有內(nèi)部和外部兩個部分，因此在全面檢查時，必須檢查壓力容器的內(nèi)部和外部。我們應該徹底檢查集裝箱的內(nèi)部，這樣我們就可以徹底檢查集裝箱的外部了。檢查壓力管道時，應分為幾個方面。首先要檢查頭部和焊縫過渡區(qū)是否有裂紋。然后，檢查鍋爐、壓力容器內(nèi)外表面的腐蝕情況，最后一個方面是檢查原裂紋是否變寬或加長。檢驗可采用肉眼放大鏡，也可采用超聲波和射線探傷。同時進行多次檢查，提高檢驗結果的準確性。如果有問題，請在維護前減壓。

2.2檢查壓力容器的要點。為了保證壓力容器的質量，必須對容器的內(nèi)外部進行嚴格的檢驗，并對容器的耐壓性能進行測試。做壓力試驗是為了能檢查焊縫的狀況。經(jīng)嚴格檢查，未發(fā)現(xiàn)異常，可取消無損檢測。

3、常見的鍋爐壓力容器裂紋問題

3.1應力腐蝕的裂紋

這種裂紋的產(chǎn)生主要是由于腐蝕引起的，鍋爐壓力容器腐蝕的主要原因是堿水濃度過高。這種腐蝕極易引起金屬晶體和晶間出現(xiàn)電位差，這樣就會導致晶界和晶界之間的電位形成陰極和陽極，從而微電流就會出現(xiàn)在晶界和晶界之間。從晶界到深度出現(xiàn)的裂紋就是由這種微電流的腐蝕金屬引起的。簡單地說，應力腐蝕形成引起這種裂紋，應力腐蝕通常是從內(nèi)部向外部發(fā)展的，應力的最大部分通常分布在應力集中的地方。

3.2機械疲勞裂紋

定期檢修鍋爐的時候，會發(fā)現(xiàn)疲勞裂紋這種較為常見的裂紋問題。這種裂紋通?？煞譃闄C械疲勞裂紋和腐蝕疲勞裂紋兩種。腐蝕裂紋以疲勞裂紋的形成為基礎而產(chǎn)生的，交變應力和腐蝕介質綜合作用，從而產(chǎn)生了疲勞裂紋。所以，腐蝕裂紋是在疲勞裂紋出現(xiàn)后才會發(fā)生。事實上，從本質上講，這兩種裂紋基本相同，都是在鍋爐使用過程中形成的。鍋爐壓力元件失效主要是這兩種裂紋引起的。此外，這兩種裂紋的發(fā)生部位不是隨機的，而是有自己的規(guī)律性和特異性，應力集中部位幾乎就是疲勞裂紋地起始部位。在形成初期疲勞裂紋的形態(tài)非常細小，并隨時間的增加而擴大，但在早期具有很大的隱蔽性。

3.3過熱和過冷引起的鍋爐壓力容器管道裂紋

鍋爐壓力容器的加工制造是由特定的金屬盤卷焊接而成。裂紋和微裂紋很容易在鍋爐制造過程中產(chǎn)生，裂紋很容易在溫度過高和過冷時產(chǎn)生。焊接熱裂紋由溫度過高引起的，冷裂紋則是由溫度過低產(chǎn)生的。熱裂紋與焊接工藝的特殊性有關，是金屬結晶過程中箱體更換前的一種晶格缺陷。焊接結束時產(chǎn)生一段時間的冷裂紋，長時間的行程，檢測具有一定的隱蔽性，非常高的難度，非常大的隱患。

3.4過燒引起的鍋爐壓力容器管道裂紋

這些裂紋通常是在金屬零件的熱加工過程中發(fā)生的，裂紋會在加熱過程中變得越來越明顯，晶界氧化就會不斷形成。一般來說，金屬的過度燃燒變形問題比較嚴重，而且會產(chǎn)生裂紋。如果部件本身的表面斷裂，熔點明顯，則斷裂的可能性就會增加。

4、預防鍋爐壓力容器壓力管道裂紋的有效策略

4.1提高操作人員的技能水平

鍋爐實現(xiàn)了化學能、電能向熱能的轉換過程，鍋爐及其管道系統(tǒng)工作環(huán)境一般是高溫、高壓。大部分裂紋的出現(xiàn)都是內(nèi)部壓力劇烈或短周期變化引起的。與操作人員的操作水平直接關系，例如，鍋爐在啟動、運行、停爐時應實現(xiàn)平穩(wěn)過渡，這個過程需要鍋爐溫度緩慢變化，減少單位時間溫差，避免由于溫度變化劇烈引起材料的交變內(nèi)應力分布不均勻產(chǎn)生裂紋。如果操作人沒經(jīng)過專業(yè)教育和訓練，對操作規(guī)范和方法不熟悉，會出現(xiàn)錯誤操作和不規(guī)范操作，使鍋爐及管道系統(tǒng)的壓力或溫度不能在規(guī)定的區(qū)域變化。加速鍋爐及壓力管道材料的疲勞。容易出現(xiàn)裂紋。因此，需要加強鍋爐操作人員專業(yè)知識教育及操作規(guī)范培訓，制定適當?shù)目己宿k法，從操作方面盡量避免裂紋的產(chǎn)生。

4.2設備的合理維護

采用交替工作制度，避免鍋爐及高壓管道系統(tǒng)長時間工作在高溫高壓狀態(tài)。使設備的有一定的停機時間，一方面有利于應力的釋放，另一方面并便于維修人員對其性能進行檢查，延長鍋爐及其高壓管道系統(tǒng)的使用壽命。做好鍋爐內(nèi)壁的清潔工作，及時清理鍋爐內(nèi)壁集聚的雜質，避免鍋爐因為局部受熱不均勻引起裂紋。按規(guī)定時間落實鍋爐及壓力管道的檢查工作，提早發(fā)現(xiàn)裂紋發(fā)生的跡象，并對重點部位進行定期檢測，必要時更換相關的零部件。做到提前預防，避免引起安全事故。

4.3制定設備質量檢驗機制

設備質量關系到生產(chǎn)者的人身安全和設備的使用壽命。因此，為了進一步提高這類設備的質量，生產(chǎn)企業(yè)需要根據(jù)以往的生產(chǎn)經(jīng)驗制定相應的檢驗機制，以便根據(jù)標準發(fā)現(xiàn)和判斷設備問題。內(nèi)容主要包括：鍋爐壓力容器壓力管道材料性能要求;施工工藝和過程的要求以及責任制明確劃分了每個設備制造商的具體責任，這樣在設備出現(xiàn)問題后，相關負責人可以迅速找到并處理，這樣生產(chǎn)操作人員就可以不斷提高生產(chǎn)責任感，嚴格執(zhí)行生產(chǎn)，從而使所有生產(chǎn)設備都具有高質量。

5、結語

綜上所述，做好壓力容器壓力管道的質量檢驗，對壓力容器和壓力管道的正常生產(chǎn)十分重要。鍋爐壓力管道受多種因素的影響，存在多種類型的裂紋。因此，有必要對出現(xiàn)的裂縫進行針對性地處理，采取合理可行的預防措施，控制裂縫的發(fā)生。同時，加強對管材、材料的檢驗，嚴格按照檢驗制度的要求執(zhí)行。使鍋爐壓力容器生產(chǎn)工作更快更好地進行下去。

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（作者單位：哈爾濱紅光鍋爐總廠有限責任公司）