淺談鍋爐壓力容器壓力管道的裂紋現(xiàn)象

于永健 隋恒 周飛 姜振

摘要：鍋爐壓力容器壓力管道在工業(yè)的日常生產(chǎn)場景中，比較容易由于長期處在高溫高壓的場景下出現(xiàn)意外事故，因此檢測和維修壓力管道也就成了相關(guān)工作人員的作業(yè)內(nèi)容重心，而裂紋現(xiàn)象則是壓力管道檢修中需要面臨的重要難題。在實際的檢修工作過程中，如何應(yīng)對和處理好壓力管道的裂紋現(xiàn)象直接關(guān)系到設(shè)備能夠正常有序地高質(zhì)量運行，進(jìn)而影響整個機(jī)組的工作效率，所以如何正確有效的解決好裂紋問題也就成了鍋爐壓力設(shè)備檢修的重心。

關(guān)鍵詞：鍋爐;壓力 容器;壓力管道;裂紋現(xiàn)象

引言

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，各類的流體物料 在某一環(huán)節(jié)都需要儲存在壓力容器中，也需要經(jīng)由壓力管道進(jìn)行運輸，因此此類構(gòu)件長期面臨著相對高溫和高壓的工作環(huán)境，如果產(chǎn)品的質(zhì)量在某一個環(huán)節(jié)不到位，相關(guān)的密封性要求不達(dá)標(biāo)，就容易出現(xiàn)安全事故。因此，迫切需要對壓力容器和壓力管道的安全性提出更高的要求，全面檢測相關(guān)構(gòu)件的質(zhì)量問題，有效解決壓力容器壓力管道常見的裂紋現(xiàn)象。有鑒于此，筆者將著重針對裂紋現(xiàn)象進(jìn)行分析，指出定期維護(hù)和檢修壓力管道等構(gòu)件的重要性，分析裂紋問題的成因以及提供相應(yīng)的對策，以期能夠為有關(guān)的鍋爐設(shè)備壓力管道檢修工作人員實施作用提供有益的幫助。

一、管道定期維護(hù)和檢驗的重要性

工業(yè)生產(chǎn)過程中所使用的一些流體物料往往具備一定的腐蝕性，而它們又需要經(jīng)由特定的壓力管道進(jìn)行輸送，因此相關(guān)的壓力構(gòu)件就需要面臨一定的壓力和溫度的考驗，從而也導(dǎo)致了較多的由于壓力管道被腐蝕出現(xiàn)裂紋從而導(dǎo)致腐蝕性液體泄露的危險情況。比如長輸管道如果在較為集中的一段時間內(nèi)承載大量的石油或者天然氣，此時一定程度上就容易出現(xiàn)管道裂縫從而導(dǎo)致泄露的風(fēng)險，再加上此時往往伴隨的高壓場景，所以一旦泄露很可能面臨的就是爆炸的風(fēng)險，進(jìn)而造成海量的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。因此如果忽視對包括壓力管道在內(nèi)的壓力構(gòu)件的檢修，就可能導(dǎo)致人員的傷亡和經(jīng)濟(jì)的損失，甚至于如果不能及時有效的遏制風(fēng)險的蔓延，還會對自然環(huán)境造成危害。因此，我們必須提高對壓力容器和壓力管道進(jìn)行定期檢修的重視程度，采取有效的管理措施和先進(jìn)的檢測技術(shù)，實時觀測壓力容器和管道的運行情況，從而把風(fēng)險在沒有觸發(fā)時抹除。

二、常見的裂紋問題分析

（一）應(yīng)力腐蝕

壓力管道的斷裂和裂紋現(xiàn)象往往是在長期的作業(yè)過程中面臨持續(xù)的拉應(yīng)力，再加上腐蝕介質(zhì)的長期腐蝕這雙重效果疊加之下造成的。此類裂紋現(xiàn)象往往出現(xiàn)在蒸氣管道、旁路管線，熱影響區(qū)，還有一些含有氯化物的鋼管環(huán)縱焊接、環(huán)焊接處。此類腐蝕效果往往伴隨著包括點性腐蝕在內(nèi)的多種腐蝕形式。其特點就是腐蝕情況難以被工人人員發(fā)現(xiàn)，而一旦發(fā)生就容易造成巨大的破壞力，所以需要相關(guān)人員高度重視。而檢測該腐蝕問題主要需要借助射線檢測、超聲波檢測等無損檢測技術(shù)。

（二）焊接裂紋

持續(xù)的高溫環(huán)境也是導(dǎo)致鍋爐的壓力管道出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象的主要原因之一。這種裂紋往往呈現(xiàn)網(wǎng)狀或貼裝的效果且裂紋出現(xiàn)之后容易與空氣發(fā)生作用而氧化。一般鍋爐在生產(chǎn)結(jié)束之后需要經(jīng)歷一段時間的冷卻，此時往往容易發(fā)現(xiàn)鍋爐會出現(xiàn)一些焊接冷裂紋的問題。這主要是因為在焊接的過程中，這些部位容易和氫氣發(fā)生作用從而溶于金相物質(zhì)，待冷卻之后，這些物質(zhì)中的奧氏體就會慢慢變成鐵，進(jìn)而形成氫裂紋，最后也就出現(xiàn)了焊接冷裂紋。

三、裂紋問題的常見改善措施

（一）優(yōu)化結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計

從結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計的角度對鍋爐、壓力容器壓力管道出現(xiàn)的裂紋問題進(jìn)行處理從而提高其安全性。這首先需要在設(shè)計的時候盡量使用連續(xù)結(jié)構(gòu)，選擇的材料也要考慮好介質(zhì)與材料是否相溶，以及材料本身是否具備一定的可焊性。設(shè)備的安裝單位要對設(shè)備的設(shè)計結(jié)構(gòu)進(jìn)行把關(guān)，給出相應(yīng)的優(yōu)化方案并及時保持與設(shè)計單位的良好溝通，使用的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案也最好是能夠經(jīng)受住實踐檢驗的成熟方案。其次是要選擇合理的安裝和制造工藝，特別是在焊接的工藝選擇上，要盡可能降低鍋爐、壓力容器和管道由于焊接的問題而出現(xiàn)的裂紋風(fēng)險。另外還要在設(shè)備安裝的過程中主要設(shè)備的外部構(gòu)建加固和連接的工作，使用外部加固和節(jié)點支護(hù)的方式，防止設(shè)備本體由于外部結(jié)構(gòu)的問題而出現(xiàn)裂紋。

（二）定期檢查的維修鍋爐、壓力容器和管道

鍋爐、壓力容器與管道在工業(yè)生產(chǎn)的時候往往需要持續(xù)不斷的作業(yè)，其使用的強(qiáng)度較高，使用的頻率也非常頻繁，因此更加需要重視對此類設(shè)備的定期檢修和維護(hù)問題，針對不同的設(shè)備以及不同位置的壓力構(gòu)件制定有針對性的檢修與維護(hù)方案，特別是基于過去的裂紋現(xiàn)象，對可能產(chǎn)生裂紋的高發(fā)地區(qū)進(jìn)行重點檢測。同時檢測單位最好也要采用最成熟有效的檢測手段對相關(guān)的設(shè)備和構(gòu)建進(jìn)行檢測，對可能出現(xiàn)的裂紋現(xiàn)象提前制定預(yù)處理方案。比如對處于設(shè)備表面的裂紋可以使用打磨消除的手段，如果裂紋較深，則要先打止裂孔，然后再進(jìn)行打磨消除。針對多層壓力容器的裂紋，如果其缺陷較難解決，此時就可以對設(shè)備進(jìn)行應(yīng)力分析，該更換的情況下盡早及時更換。而從根本上，則是需要使用單位能夠形成一套合理的檢修和維護(hù)的工作制度，落實好每一個維護(hù)節(jié)點的檢修工作，盡早發(fā)現(xiàn)問題快速解決，最大程度降低裂紋的安全隱患。

總結(jié)

鍋爐、壓力容器和壓力管道在運行的過程中，需要高度的關(guān)注在每一個角落出現(xiàn)的裂紋現(xiàn)象，加大巡查頻率，確保能夠及時的發(fā)現(xiàn)問題并處理問題，避免因管理不到位而引發(fā)嚴(yán)重后果。每一處裂紋的出現(xiàn)必有其內(nèi)在的或外在的原因，如果放任不管長此以往極有可能造成嚴(yán)重的安全隱患。因此基于鍋爐、壓力容器壓力管道的安全運行考慮，極有必要形成一套嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)備檢修和維護(hù)的工作制度，使用最先進(jìn)的檢測手段盡早發(fā)現(xiàn)裂紋現(xiàn)象，并使用有效的手段預(yù)防和控制裂紋，確保鍋爐、壓力容器和壓力管道的平穩(wěn)、安全作業(yè)。

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