鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中的裂紋問(wèn)題探討

楊凱

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及城市化建設(shè)的持續(xù)深入，工業(yè)領(lǐng)域得到了較為完善的發(fā)展優(yōu)化，而在實(shí)際工業(yè)發(fā)展進(jìn)程中，鍋爐設(shè)備在其中起到了十分重要的作用，這也使得鍋爐壓力容器與壓力管道的檢驗(yàn)工作得到了工作人員的重點(diǎn)關(guān)注。因此，本文對(duì)鍋爐壓力容器壓力管道中出現(xiàn)裂紋的主要原因展開(kāi)深入分析;在此基礎(chǔ)上，提出了鍋爐壓力容器與壓力管道檢驗(yàn)中預(yù)防裂紋的具體措施。

關(guān)鍵詞：鍋爐壓力容器;壓力管道;裂縫問(wèn)題;預(yù)防措施

引言

鍋爐業(yè)可以稱(chēng)為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，與此同時(shí)，工業(yè)制造水平的增長(zhǎng)持續(xù)推動(dòng)著鍋爐領(lǐng)域的改進(jìn)與完善，只有準(zhǔn)確地分析鍋爐裂紋出現(xiàn)的原因并采取合理方法解決壓力容器管道中的裂紋問(wèn)題，同時(shí)定期全面檢查管道的質(zhì)地和狀態(tài)，才能順利維持工業(yè)制造生產(chǎn)中的基本供需關(guān)系，防止裂紋問(wèn)題影響工業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)行。

1鍋爐、壓力容器、壓力管道檢驗(yàn)情況概述

多年來(lái)，我國(guó)陸續(xù)出臺(tái)了一系列針對(duì)鍋爐、壓力容器、壓力管道的法律法規(guī)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范，規(guī)定設(shè)備使用單位必須依法對(duì)鍋爐、壓力容器、壓力管道進(jìn)行使用管理和檢驗(yàn)檢測(cè)。通過(guò)對(duì)鍋爐、壓力容器、壓力管道等特種設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)制性的檢驗(yàn)檢測(cè)，發(fā)揮技術(shù)支撐作用，保障承壓類(lèi)特種設(shè)備在設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用、維修改造過(guò)程中的安全。檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)和檢驗(yàn)檢測(cè)人員必須具有國(guó)家認(rèn)可的從業(yè)資質(zhì)，在檢驗(yàn)過(guò)程中要始終強(qiáng)化責(zé)任意識(shí)、嚴(yán)格遵守法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，按照質(zhì)量體系規(guī)定的檢驗(yàn)要求進(jìn)行，確保檢驗(yàn)工作優(yōu)質(zhì)高效。同時(shí)，檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)和人員在檢驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程中，要做好鍋爐、壓力容器、壓力管道等特種設(shè)備使用單位的日常管理和監(jiān)督指導(dǎo)，對(duì)檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題要求使用單位及時(shí)落實(shí)整改，必要時(shí)進(jìn)行維修改造和安全評(píng)定，保證承壓類(lèi)特種設(shè)備的安全運(yùn)行[1]。

2鍋爐壓力容器壓力管道中出現(xiàn)裂紋的主要原因

2.1應(yīng)力腐蝕問(wèn)題

由于壓力容器在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，其內(nèi)部所裝載的物品具有強(qiáng)堿性，這也使其在一定的化學(xué)作用下會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)，產(chǎn)生較為顯著的電位差，這就是應(yīng)力腐蝕問(wèn)題。同時(shí)，在粒子作用的引導(dǎo)下，應(yīng)力腐蝕還會(huì)在當(dāng)前的腐蝕面上展開(kāi)輻射性擴(kuò)散，從而引發(fā)裂紋出現(xiàn)。而在另一個(gè)角度上來(lái)看，壓力容器以及壓力管道中的內(nèi)外應(yīng)力，其在最大部位上也會(huì)由于苛性脆化使得原本出現(xiàn)的裂紋呈現(xiàn)出一種由內(nèi)向外輻射的狀態(tài)，長(zhǎng)期如此就會(huì)引發(fā)較為嚴(yán)重的安全事故出現(xiàn)。通常情況下，由于應(yīng)力腐蝕而出現(xiàn)的裂紋，其都呈現(xiàn)出一種放射狀態(tài)，其在外形上與蜘蛛網(wǎng)較為類(lèi)似，具備著從內(nèi)向外逐步輻射的特性，這就需要工作人員在展開(kāi)安全檢查工作的過(guò)程中，對(duì)應(yīng)力腐蝕問(wèn)題保持高度重視，避免其對(duì)工業(yè)企業(yè)帶來(lái)額外的經(jīng)濟(jì)損失，而裂紋通常都會(huì)隨著主裂紋的方向而逐步向外擴(kuò)散，在腐蝕達(dá)到一定程度時(shí)就會(huì)引發(fā)質(zhì)變，主裂紋與支裂紋的紋路十分清晰，但這種因應(yīng)力腐蝕而產(chǎn)生的裂紋現(xiàn)象，其不會(huì)引發(fā)壓力鍋爐鋼板變形等問(wèn)題出現(xiàn)。

2.2疲勞裂紋的產(chǎn)生

一般來(lái)講，疲勞裂紋是鍋爐容器長(zhǎng)期使用后最容易出現(xiàn)的裂紋種類(lèi)。疲勞裂紋如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，還會(huì)擴(kuò)展成腐蝕疲勞裂紋和機(jī)械疲勞裂紋。整體上講，疲勞裂紋是燃料等介質(zhì)與鍋爐表面接觸比較集中的部位受壓程度過(guò)大導(dǎo)致的，后續(xù)會(huì)在兩者的接觸面四周連鎖產(chǎn)生大面積的裂紋，簡(jiǎn)稱(chēng)機(jī)械疲勞裂紋。這時(shí)，裂紋的侵襲還在繼續(xù)，往往不起眼的裂縫會(huì)隨著使用頻率的增加逐漸向容器內(nèi)部呈隧道式擴(kuò)展延長(zhǎng)，比較明顯的裂痕也會(huì)因接觸面受迫力的增加而加倍蔓延;鍋爐容器產(chǎn)生蒸汽的過(guò)程會(huì)因?yàn)閯×胰紵a(chǎn)生不可避免的震動(dòng)，然而，震動(dòng)產(chǎn)生的應(yīng)力再加上物質(zhì)間接觸產(chǎn)生的壓力會(huì)共同造成腐蝕性疲勞裂紋。這是由于容器使用時(shí)間的增長(zhǎng)會(huì)使原有的疲勞性裂縫在長(zhǎng)度和寬度上大大增加，進(jìn)而使含有刺激性或腐蝕性物質(zhì)的燃料日積月累、見(jiàn)縫插針地填滿(mǎn)一個(gè)個(gè)裂縫，最終不僅會(huì)腐蝕和擴(kuò)大原有裂縫，而且這也是降低壓力容器質(zhì)量水平的元兇之一[2]。

2.3熱疲勞裂紋的產(chǎn)生

熱裂紋的產(chǎn)生來(lái)自于設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境。在設(shè)備制造、設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，受到工藝影響易產(chǎn)生熱裂紋。鍋爐、壓力容器制造過(guò)程中進(jìn)行金屬材料加工，焊接高溫會(huì)導(dǎo)致金屬材料出現(xiàn)很多細(xì)微裂紋，這就是典型的焊接熱裂紋。在用的鍋爐、壓力容器、壓力管道產(chǎn)生的熱疲勞裂紋主要是因?yàn)樵O(shè)備在應(yīng)力作用下出現(xiàn)極限拉伸強(qiáng)度，應(yīng)力的反復(fù)作用導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生。鍋爐噴水降溫設(shè)備、壓力表接管、排氣管底座等區(qū)域容易產(chǎn)生大量的熱疲勞裂紋。

3鍋爐壓力容器與壓力管道檢驗(yàn)中預(yù)防裂紋的具體措施

3.1規(guī)范質(zhì)量檢驗(yàn)程序

原材料的質(zhì)量檢驗(yàn)環(huán)節(jié)有著十分重要的作用，甚至?xí)苯佑绊戝仩t壓力容器的生產(chǎn)質(zhì)量，通過(guò)對(duì)原材料的質(zhì)量把控，能夠在源頭上避免裂紋問(wèn)題出現(xiàn)。因此，這就需要對(duì)原材料選擇、原材料運(yùn)輸以及原材料加工等多個(gè)工作環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，并且明確每種原材料應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的前提下，做好對(duì)零件的檢驗(yàn)工作，確保每個(gè)零件都能夠得到嚴(yán)格的檢測(cè)，避免因?yàn)槟硞€(gè)小零件存在的問(wèn)題而對(duì)壓力容器整體功能產(chǎn)生破壞。所以，從零件生產(chǎn)環(huán)節(jié)以及加工環(huán)節(jié)的角度上來(lái)看，不僅需要明確基本的質(zhì)量檢驗(yàn)程序，還要將生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)作為主要依據(jù)，對(duì)操作程序進(jìn)行規(guī)范，防止因操作問(wèn)題而對(duì)鍋爐質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。除此之外，為了保證檢驗(yàn)工作的開(kāi)展質(zhì)量，還可以找尋社會(huì)中的第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行再次檢驗(yàn)，避免其中出現(xiàn)檢驗(yàn)漏洞，通過(guò)多重檢驗(yàn)的方式有效排除其中存在的安全隱患。

3.2提升管道操作水平

管道操作人員的操作水平是影響管道裂紋產(chǎn)生的關(guān)鍵因素，因此需要提升操作人員技術(shù)水平和增強(qiáng)其質(zhì)量意識(shí)。①聘用具有相關(guān)資質(zhì)的管道操作人員，提高錄取標(biāo)準(zhǔn)，確保操作技術(shù)人員滿(mǎn)足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求。②加強(qiáng)崗前培訓(xùn)，對(duì)管道技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，讓技術(shù)人員掌握鍋爐壓力管道規(guī)范，了解操作要求，按照規(guī)范嚴(yán)格操作。③增強(qiáng)操作人員的安全意識(shí)，通過(guò)培訓(xùn)管理，讓操作人員了解裂紋危害，掌握裂紋產(chǎn)生的原因，加強(qiáng)裂紋預(yù)防管理。除了加強(qiáng)技術(shù)人員管理之外，還需要積極引進(jìn)新技術(shù)和新方法，加大資金技術(shù)投入力度，引進(jìn)專(zhuān)業(yè)設(shè)備，對(duì)管道設(shè)備進(jìn)行全面管理，利用壓力傳感器和溫度傳感器，對(duì)管道壓力和溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，了解管道運(yùn)行狀態(tài)，采用科學(xué)的方式進(jìn)行管道管理，減少裂紋風(fēng)險(xiǎn)。

3.3做好鍋爐定期檢查工作

最后，定期對(duì)鍋爐設(shè)備的巡檢工作也是必不可少的。對(duì)此檢查人員和施工人員可以結(jié)合實(shí)際作業(yè)情況制定出科學(xué)系統(tǒng)的檢查與保養(yǎng)保修方案，包括詳細(xì)的設(shè)備故障應(yīng)急處理措施等等，針對(duì)每次檢查的設(shè)備零件要詳細(xì)記錄好檢驗(yàn)日期、檢驗(yàn)時(shí)的狀態(tài)以及建議處理措施等重要內(nèi)容并完整保存歸檔，這樣不僅可以潛移默化地提高檢驗(yàn)員和技術(shù)員遇到緊急問(wèn)題的應(yīng)對(duì)能力，而且能極大地降低鍋爐和管道出現(xiàn)裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。

結(jié)束語(yǔ)：

鍋爐作為供熱發(fā)電設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中。鍋爐壓力管道結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用環(huán)境嚴(yán)苛，容易在安裝和生產(chǎn)使用過(guò)程中產(chǎn)生裂紋風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)鍋爐壓力管道的裂紋風(fēng)險(xiǎn)，需要開(kāi)展有針對(duì)性的預(yù)防管理，增強(qiáng)操作技術(shù)人員的安全意識(shí)，及時(shí)開(kāi)展裂紋預(yù)防管理。在管道運(yùn)行過(guò)程中，結(jié)合企業(yè)的情況，健全監(jiān)督管理機(jī)制，選擇新技術(shù)開(kāi)展管道裂紋檢驗(yàn)。創(chuàng)新管理工作流程，研究?jī)?yōu)化設(shè)備操作方法的可行措施，從而全面消除壓力管道運(yùn)行的安全風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張海楠.在鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中關(guān)于裂紋問(wèn)題的探討[J].中國(guó)設(shè)備工程，2021（03）：188-189.

[2]陽(yáng)佳莉.鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中的裂紋問(wèn)題探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2021（05）：112-114.