壓力容器檢驗的裂紋問題探討

李君

黑龍江省黑河市遜克縣特種設(shè)備檢驗所 黑龍江遜克 164499

在工業(yè)生產(chǎn)中，壓力容器的使用頻率較高，具有危險性較大的特點。由于容器內(nèi)外部壓力差大，故如出現(xiàn)質(zhì)量問題，則很容易發(fā)生爆炸，對人員、財產(chǎn)安全造成威脅。裂紋問題，屬于壓力容器的常見問題，是導(dǎo)致泄露、爆炸等產(chǎn)生的主要原因?？梢姡斜匾獙@一問題進行深入探討。

1 裂紋原因及表現(xiàn)

1.1 應(yīng)力腐蝕

在應(yīng)力的作用下，裂紋很容易出現(xiàn)，但受這一因素影響，所導(dǎo)致的裂紋，相對不常見。壓力容器在用期間，內(nèi)部多含有危險介質(zhì)，有些可能具備腐蝕性。在容器內(nèi)部溫度不斷變化的過程中，不同因素會相互作用，腐蝕、壓力、溫度等因素的結(jié)合，會導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生[1]。而腐蝕產(chǎn)生后，裂紋也會隨之發(fā)生。由上述原因所導(dǎo)致的裂紋，一般具有隱藏性。檢驗人員在工作期間，如不夠仔細，則難以發(fā)現(xiàn)。一旦容器投入使用，則會為生產(chǎn)埋下隱患。

1.2 機械疲勞

機械疲勞所導(dǎo)致的裂紋，具有常見性，且其外部特征，相對較明顯。通常情況下，在生產(chǎn)期間，如構(gòu)成容器的各項材料，在質(zhì)量方面存在問題，則容器表面，便會產(chǎn)生機械疲勞。在這一問題出現(xiàn)的初期，工作人員可在容器表面，發(fā)現(xiàn)微小裂紋。如上述容器投入使用，裂紋會以現(xiàn)有部位為中心，逐漸向內(nèi)外延伸，裂紋的寬度，也會逐漸增加，最終導(dǎo)致容器難以使用。在初期，由于裂紋較小，因此難以發(fā)現(xiàn)，如不注意，則會導(dǎo)致其擴大。

1.3 腐蝕疲勞

上文已提及，壓力容器的使用，會受到腐蝕作用的影響，而出現(xiàn)裂紋。而腐蝕疲勞，則會進一步加重裂紋。上述裂紋，通常不單一出現(xiàn)，在檢驗時，通常會發(fā)現(xiàn)大批裂紋現(xiàn)象。此類問題的發(fā)展規(guī)律，與機械疲勞性裂紋，具有一致性，都會在使用期間，逐漸嚴(yán)重化。檢驗人員可在了解此類裂紋特征、產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，在檢驗過程中，重點進行觀察，判斷是否存在問題，從而從根源處，減少上述問題發(fā)生。

1.4 過冷過熱

過冷或過熱，都屬于溫度控制不良的表現(xiàn)。由上述溫度問題所導(dǎo)致的裂紋，一般發(fā)生在容器生產(chǎn)期間。生產(chǎn)的過程，分為多個環(huán)節(jié)，而焊接的過程，則屬于核心流程。當(dāng)前，工業(yè)生產(chǎn)中所利用的焊接技術(shù)，均會在作用期間，產(chǎn)生較高的溫度。為了保證容器兩部分能夠良好銜接，高溫需要持續(xù)作用于邊緣部位。因此，與周圍區(qū)域相比，邊緣區(qū)域的溫度，通常較高。在焊接期間，裂紋一般不會被發(fā)現(xiàn)。當(dāng)焊接結(jié)束時，裂紋則可逐漸體現(xiàn)。上述裂紋，同樣具有不明顯的特點，難以通過肉眼觀察，因此對檢驗人員的素質(zhì)，同樣提出了較高要求。

2 裂紋的危害以及處理

裂紋問題的出現(xiàn)嚴(yán)重影響著壓力容器的使用安全，從裂紋的類型以及產(chǎn)生原因來看，主客觀兩個層面的因素都有所影響，其中主導(dǎo)性最強的因素為受力狀態(tài)以及所處環(huán)境。因此，需要從以上角度出發(fā)，對裂紋進行處理。

2.1 裂紋危害

壓力容器裂紋的產(chǎn)生，原因復(fù)雜，但其影響，則存在一致性，有規(guī)律可循。裂紋的危害，根據(jù)其嚴(yán)重程度的不同，會產(chǎn)生差異。而裂紋的嚴(yán)重程度，則可通過觀察其長度、寬度等方式而判斷。微小的裂紋，對容器的影響最小，但不容易察覺，此時，如果檢驗較為細致，能夠及早發(fā)現(xiàn)不良現(xiàn)象，并進行處理，能夠最大程度減少風(fēng)險。寬度較大的裂紋，容易被發(fā)現(xiàn)，但解決較為困難，需要花費大量的人力物力，且需要投入資金支持。上述裂紋一旦出現(xiàn)，工業(yè)生產(chǎn)的過程，必然受到阻礙，維護成本也將提高。如容器發(fā)生危險期間，周圍存在工作人員，風(fēng)險則威脅其安全?？梢姡鸭y的出現(xiàn)，對壓力容器影響較大，對其進行預(yù)防以及處理，做好檢驗工作，具有必要性。

2.2 裂紋處理

從原理容器生產(chǎn)的角度分析，需要從焊接因素入手，解決問題。焊接期間，工作人員可使用不同技巧。如焊接方式，以電弧焊為主，則會產(chǎn)生相應(yīng)類型的焊接損傷。如為其他焊接方式，又會產(chǎn)生其他類型損傷。為了減少裂紋，檢驗人員在工作期間，可對磁粉進行使用，對裂紋進行判斷，一旦存在微小裂紋，便能被及時發(fā)現(xiàn)。除了上述方法外，還可以采用射線，同樣可檢出異常。例如：某壓力容器生產(chǎn)期間，在容器生產(chǎn)完成后，利用射線對其進行了檢驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在某一部位，明顯出現(xiàn)了異?，F(xiàn)象，通過對這一部位的重點觀察，檢驗人員發(fā)現(xiàn)了裂紋，長度3cm，寬度處于毫米級別。如未使用這一技術(shù)，采用肉眼檢驗，發(fā)現(xiàn)這一異常的幾率很低。可見，如有條件，推薦使用先進設(shè)備以及基礎(chǔ)[2]。

另外，為了減少裂紋，工作人員還需要從材料入手，對壓力容器的質(zhì)量進行優(yōu)化控制。構(gòu)成容器的材料，本身質(zhì)量要合格。在正式開始生產(chǎn)前，還需要利用各項軟件，建立壓力容器模型，并將容器的各項設(shè)計參數(shù)，輸入到軟件之中，模擬運行過程。如發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的參數(shù)，難以支持生產(chǎn)高質(zhì)量容器，則需要重新對參數(shù)進行調(diào)整，保證設(shè)計合理。在參數(shù)設(shè)計期間，對應(yīng)力分布情況的設(shè)計，屬于重中之重。在對生產(chǎn)材料進行選擇時，建議選擇具備較高信譽的生產(chǎn)商。而在材料入場時，也需要重新檢驗其質(zhì)量。

在壓力容器使用期間，也需要對其質(zhì)量進行控制。例如：受到壓力的影響，裂紋容易出現(xiàn)。針對這一原因，工作人員要在容器投入使用之后，采用傳感器等設(shè)備，對容器的壓力參數(shù)進行采集。在數(shù)值實時采集后，可傳輸?shù)接嬎銠C中。如計算機的程序，發(fā)現(xiàn)壓力參數(shù)與設(shè)計參數(shù)不同，則可以預(yù)警。一旦發(fā)現(xiàn)預(yù)警，工作人員需要立即停止生產(chǎn)，排查原因。另外，還需要重點對壓力容器外壁進行檢查，判斷是否存在裂縫。

3 結(jié)語

總之，為了保證壓力容器質(zhì)量，減少裂紋，在生產(chǎn)期間，需要嚴(yán)格控制材料質(zhì)量，還需要保證參數(shù)合理，應(yīng)力數(shù)值達標(biāo)。在生產(chǎn)后的檢驗工作中，可通過對射線等技術(shù)的利用，及時發(fā)現(xiàn)裂紋。如壓力容器已經(jīng)投入使用，則可實時對其進行監(jiān)測，保證能夠及時發(fā)現(xiàn)問題。簡言之，減少裂紋的關(guān)鍵，在于進行預(yù)防，如預(yù)防無效，則需要在未來，重點進行監(jiān)測與處理。