鍋爐、壓力管道中裂紋的研究及處理

陳軍

摘 要 我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)不斷在發(fā)展進(jìn)步，鍋爐、壓力管道行業(yè)顯出了較快的進(jìn)展趨向。安裝各類(lèi)鍋爐、壓力管道一般都應(yīng)經(jīng)過(guò)焊接，但焊接中有時(shí)難免出現(xiàn)各種裂紋。鍋爐、壓力管道中的裂痕將會(huì)嚴(yán)重干擾設(shè)備裝置的常態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)，損壞裝置本體的構(gòu)架。歷經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，鍋爐及管道也將顯露清晰的裂痕，這是常見(jiàn)的疑難。對(duì)于此，有必要解析壓力管道及鍋爐范圍內(nèi)的裂痕成因，選取最佳的處理方式避免或消除裂紋。

關(guān)鍵詞 鍋爐 壓力管道 焊接裂紋 處理方式

中圖分類(lèi)號(hào)：TG115 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

工業(yè)生產(chǎn)配備了壓力管道、常用的鍋爐等。鍋爐釋放了燃燒原料獲取的蒸汽，提供著平常生產(chǎn)必備的總體能源。由此可見(jiàn)，鍋爐及附帶的壓力管道都關(guān)系著生命和財(cái)產(chǎn)安全，關(guān)乎運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定。針對(duì)于含有壓力的管道、鍋爐等的容器都應(yīng)慎重測(cè)查，識(shí)別潛在的裂紋。設(shè)定常態(tài)的防控及修護(hù)，杜絕緩慢形態(tài)下的裝置開(kāi)裂。探析處理裂紋必備的可用技術(shù)，延長(zhǎng)可運(yùn)轉(zhuǎn)的鍋爐及管道年限。

1鍋爐、壓力管道裂痕的多樣成因

（1）安裝過(guò)程中的焊接裂紋。焊接不可規(guī)避聚集應(yīng)力之處，這些部位累積了較多應(yīng)變的潛在隱患。例如葉片葉輪、汽輪機(jī)及附帶的轉(zhuǎn)動(dòng)配件，它們表層都積攢較大的應(yīng)變危險(xiǎn)。選購(gòu)的材質(zhì)含有缺陷，焊接遺留了焊接殘余應(yīng)力，這些都易增添直線形態(tài)的更多裂紋。起初在發(fā)生時(shí)，裂紋趨向于短小且延展至內(nèi)側(cè)；后期裂紋將被持續(xù)拓寬乃至顯現(xiàn)切向的這種縫隙。從微觀形態(tài)看，裂隙垂直于主導(dǎo)的應(yīng)力且顯現(xiàn)了脆性開(kāi)裂。構(gòu)件彼此銜接之處，裂紋表現(xiàn)出粘結(jié)及凹凸等形態(tài)，減低了固有的深度且逐漸平整。具體來(lái)看，安裝之中含有如下的裂隙成因：

首先，焊接裂紋的產(chǎn)生與焊接應(yīng)力有密切的關(guān)系。焊件上溫度的分布不均勻，焊接過(guò)程中熔敷金屬的收縮，焊接金屬組織的轉(zhuǎn)變以及焊件的剛性拘束都不可避免地產(chǎn)生焊接應(yīng)力。

其次，焊接變形也十分不利于焊接質(zhì)量。由于焊接接頭形式，工件厚度、焊縫的長(zhǎng)度及焊接位置的特點(diǎn)，焊接有時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同程度的變形。

（2）設(shè)備、原材料自身的缺陷。

（3）應(yīng)力腐蝕增添了裂紋。應(yīng)力腐蝕聚集于積水狀態(tài)的鍋爐管路、集中布設(shè)的管座位置。特定腐蝕介質(zhì)中的金屬材料在拉應(yīng)力的作用下，形成裂紋。中性彎管區(qū)段積累了軸向延展的帶狀條紋，這種縫隙有著較寬形態(tài)的開(kāi)口并且較短，常常顯現(xiàn)為樹(shù)枝的形態(tài)。微觀裂隙并不連續(xù)，分枝蔓延至較長(zhǎng)的區(qū)域。應(yīng)力作用、腐蝕的作用下，很易增添這一類(lèi)裂隙。

（4）蠕變的裂隙。安裝鍋爐承載了應(yīng)力，在較長(zhǎng)時(shí)段的溫度作用之下將會(huì)損毀鍋爐本體，增添了蠕變形態(tài)的裂紋。蠕變裂隙可分離材質(zhì)，聚集于孔橋區(qū)及熱漲情形的管路表層。裂紋拓展而成更寬的紋路區(qū)域，兩側(cè)布設(shè)了平行形態(tài)的較多裂紋。微觀多見(jiàn)米粒及橢圓狀態(tài)的縫隙拓展。針對(duì)于焊接損傷，這類(lèi)縫隙顯出了斷續(xù)的總體趨勢(shì)，同時(shí)呈現(xiàn)出擴(kuò)展的走向。

（5）熱疲勞干擾下的裂隙。熱疲勞根源為超越了拉伸設(shè)定的屈服強(qiáng)度，應(yīng)力增設(shè)了上側(cè)的反復(fù)作用。熱疲勞傾向的紋路覆蓋于壓力表配備的管座、排氣及疏水必備的鍋爐管座。裂紋相比來(lái)看較粗，有時(shí)也會(huì)顯露為細(xì)微的口徑。表層交織著多樣線條及氧化膜。在這之中，縫隙寬窄是不等的。安裝伴有鍛造鍋爐、焊接以及軋制，過(guò)熱溫度升至預(yù)設(shè)的臨界點(diǎn)而后接著升溫。局部熔化也增添了縫隙，焊接表層有著粗大的晶粒且沉淀了細(xì)微球狀物。

2選取處理的途徑

從總體視角看，鍋爐銜接的壓力管路若含有裂痕，將會(huì)干擾常態(tài)的后續(xù)鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)。安裝步驟內(nèi)的焊接裂紋更為多見(jiàn)，焊接裂紋來(lái)源多樣的成因。從主觀來(lái)看，原材料含有潛在的質(zhì)量弊病；從客觀來(lái)看，壓力管道被應(yīng)力腐蝕，被局部腐蝕或結(jié)構(gòu)材料過(guò)度疲勞。平常生產(chǎn)不可缺失配備的鍋爐，它是必要的裝置。妥善防控初始安裝流程的管路裂紋，解析成因且積極予以修補(bǔ)，從根本上減低突發(fā)故障的潛在可能。

2.1提升安裝的水準(zhǔn)

鍋爐可轉(zhuǎn)換能量，壓力管道顯出來(lái)的長(zhǎng)期裂紋關(guān)乎各流程的細(xì)節(jié)操控。針對(duì)于手動(dòng)的操控，若能提升現(xiàn)有的安裝水準(zhǔn)即可縮減裂痕總數(shù)。從人、機(jī)、料、法、環(huán)五要素來(lái)規(guī)范平常的焊接安裝操作，焊接人員必須擁有必備的資質(zhì)且接受專(zhuān)門(mén)培訓(xùn)。熟識(shí)專(zhuān)業(yè)操控步驟，通過(guò)選擇合理的裝配和焊接順序來(lái)降低或消除焊接應(yīng)力和變形，必要時(shí)進(jìn)行焊前預(yù)熱。積極調(diào)控焊接必備的多種要素以此來(lái)防控隱患。增設(shè)定時(shí)狀態(tài)的日常考核，測(cè)查得出績(jī)效的真實(shí)水準(zhǔn)。加強(qiáng)焊后各種檢驗(yàn)，加強(qiáng)不合格品控制。只有這樣，從根本著手防控焊接裂紋，提升專(zhuān)業(yè)的水準(zhǔn)。

2.2慎重查驗(yàn)選購(gòu)的原材料

選購(gòu)原材時(shí)也應(yīng)尤為慎重，若選購(gòu)了不符合要求的原材料也將增添鍋爐附帶的裂隙，影響運(yùn)行質(zhì)量。原材本身的質(zhì)量關(guān)乎設(shè)備的生命周期。安裝鍋爐之前應(yīng)能慎重核驗(yàn)設(shè)計(jì)好的圖紙，參照?qǐng)D紙予以詳盡審驗(yàn)。明確細(xì)化的配套步驟，確保常態(tài)安裝是嚴(yán)格的。查看成套的各類(lèi)容器，調(diào)控彼此關(guān)聯(lián)的各流程。依循文件設(shè)定好的若干規(guī)程以此來(lái)防控，增設(shè)細(xì)微的質(zhì)量管控。這樣做，才可確保設(shè)備安裝的妥善展開(kāi)。

2.3管控鍋爐、壓力管道的運(yùn)行質(zhì)量

鍋爐、壓力管道有著其本體的危險(xiǎn)特性，運(yùn)行之中要增設(shè)各時(shí)段的必要調(diào)控。有序協(xié)調(diào)預(yù)設(shè)的各運(yùn)行步驟，一旦查出弊病則要即刻處理。運(yùn)行時(shí)堅(jiān)持不長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行環(huán)境及周邊環(huán)境的監(jiān)控。從而降低應(yīng)力腐蝕和過(guò)度疲勞、降低裂紋形成的概率。特別要加強(qiáng)做好設(shè)備的定檢，及早發(fā)現(xiàn)裂紋等缺陷、減少經(jīng)濟(jì)損失。

3結(jié)語(yǔ)

壓力管道及供熱類(lèi)的鍋爐安裝運(yùn)行一段時(shí)間以后，通常會(huì)產(chǎn)生裂紋等的缺陷。如形成裂紋時(shí)，就要綜合探析潛在的成因：受到環(huán)境影響，安裝管道被設(shè)定于較惡劣的現(xiàn)有環(huán)境內(nèi)，很難規(guī)避受潮增添的腐蝕。這種弊病減低了應(yīng)有的使用性能，帶來(lái)了各配件的累積疲勞。解析裂隙根本的成因，著手防控突發(fā)隱患，從根本入手提升設(shè)備使用壽命。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝柳浩.鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中的裂紋問(wèn)題[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（23）：118.

[2] 項(xiàng)智.鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中的裂紋問(wèn)題[J].石油和化工設(shè)備，2011（10）：51-53.

[3] 李廣彬.鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中裂紋問(wèn)題的研究與處理[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015（04）：32.

[4] 李紅艷.鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中的裂紋問(wèn)題研究[J].黑龍江科技信息，2013（14）：14.