淺談鍋爐壓力容器壓力管道檢驗的裂紋問題

王貴謙++王起亮

摘 要：壓力鍋容器有一個顯著的特征，這種設備安全性高，可盛裝易燃、易爆和有毒物質。這就意味著它時刻處于高溫高壓的工作環境，隨時都有爆炸危險。一旦發生意外，將造成嚴重的破壞。在實際工業生產中，對鍋爐壓力容器進行壓力管道檢驗就顯得格外重要，鍋爐壓力容器工作是否安全，效率是否達到要求，都直接受到壓力管道檢驗質量的影響。因此，相對于其他設備而言，鍋爐壓力容器特種設備質量的安全性就顯得格外重要。本文關注重點在于鍋爐壓力容器壓力管道檢驗的相關問題。

關鍵詞：鍋爐壓力容器；檢驗；裂紋

中圖分類號：TK22 文獻標識碼：A

如果要得出失效分析的結論，那么裂紋分析就是首先要考慮的問題。對于鍋爐壓力容器壓力管道而言，我們進行檢測工作主要分析對象是承壓件，要做的工作就是檢驗其缺陷，尤其是通過對裂紋缺陷的分析來推測安全性能。受壓件是非常容易產生裂紋缺陷的元件，它的穩定性也是同類元件中最不穩定的，這種缺陷時刻威脅著設備的正常運行。我們對裂紋的分析方法大概有兩種，即宏觀分析和微觀分析。對于宏觀檢測而言，可以通過放大鏡等設備，運用無損檢驗等方法來展示裂紋的形狀。但是對于一些細微方面的檢測，比如裂紋的性質、斷裂路徑這些微觀特征，就必須使用微觀檢測來進行。

1.鍋爐壓力容器壓力管道檢驗的內容與方法

1.1檢查壓力容器的內部與外部

對壓力容器的檢測有一定要求，如果要檢測容器外部就必須對容器內部進行全面清潔，這是操作前提。對于一般壓力管道檢驗，是可以用放大鏡甚至肉眼識別的，但部分檢測還是要采取射線探傷及超聲波檢查的手段；當檢查內壁厚度很小的容器時，我們需要對結果進行反復核查，這是因為設備建造很麻煩，煩瑣的工序就極易出現問題，當問題發生之后，就需要采取降壓使用，或者是采取相應的修理措施。其次，金屬檢驗亦是必不可少的檢測環節。最后，還需要仔細檢測鍋爐壓力容器上的裂紋情況。在進行全方位認真仔細的內外部檢驗后，對出現的問題要及時處理，那行不合格的要即刻采取相應的修理方案。

1.2保證質量，檢查壓力容器的要點

如果要確保壓力容器有較好的質量，那么嚴謹細致的內外部檢查及耐壓測試就是必不可少的環節。耐壓測試就是為了方便工作人員進行焊縫檢查。當沒有壓力低，無腐蝕性和無毒等情況發生時，原則上是可以不做無損探傷測試的。

2.鍋爐壓力容器常見裂紋原因分析

2.1應力腐蝕裂紋

當鍋爐鋼板接觸到濃度較高的堿水時，金屬的晶體和晶間之間將形成電位差。相比之下晶粒電位高形成陰極，相應的，晶界間就產生陽極，這樣一來，晶粒和晶間之間就會形成微電流，久而久之侵蝕將會從晶界面滲透至縱深，也就是說金屬內部就會有裂紋出現了。由苛性脆化因素造成的裂紋，將會從而外的擴展，其往往會集中分布于應力最大位置處；如果借用顯微鏡為工具觀察時，就可以清楚辨識出主裂紋和次裂紋，主裂紋穿透晶體，而支裂紋則是沿著晶體發展，并在主裂紋附近呈現出放射狀。

2.2疲勞裂紋

疲勞裂紋如進行分類大致有兩種，即機械疲勞與腐蝕疲勞。在鍋爐的日常檢驗中，機械疲勞裂紋是遇見最多的一種隱患，在機械疲勞裂痕產生之后，交變應力加上腐蝕物質的共同作用就會產生腐蝕疲勞裂紋，由此可見，機械疲勞裂紋同樣是形成腐蝕疲勞裂紋的前提條件。從本質層面分析，這兩者性質是相同的，他們都是在鍋爐使用時產生的，是鍋爐受壓元件損壞的主要原因。機械疲勞裂紋和腐蝕疲勞裂紋本身是具有規律性和特定性的，他們往往都發生在應力集中部位。裂紋形成之處形態微小，慢慢地裂紋開始擴展，而且裂紋的這種發展是需要一定時間的，故而，裂紋在開始時有一定的隱蔽性和延緩性。

2.3過熱、過冷裂紋的產生

在制造鍋爐的工藝中，經常會由于溫度的失衡而產生過熱、過冷裂紋，在該項工藝中所使用的材料為特定金屬板，要做的就是將其進行卷制，然后再對結合處進行焊接，經過這種加工工藝就很容易出現裂紋和微裂紋，這類裂紋的性質是由高溫環境造成的焊接熱裂紋。而金屬性質的材料經過高溫焊接后，冷卻一段時間就會產生冷裂紋。裂紋的存在將直接影響設備的使用性能，因此，裂紋隱患這種危害必須清除。

3.預防裂紋產生的措施

對于應力腐蝕所引發的破裂問題，解決措施就是控制鍋爐在開啟、工作、停止時都要平穩過渡，溫度的變化必須是平穩緩慢的，只有平緩的變化，才可以避免由金屬材料在單位時間內溫差太大而引發交變應力所產生的裂紋。這種過冷過熱產生的裂紋是可以控制的，具體措施就是合理選取鍋爐及受壓元件的制造材料，采用針對性的焊接工藝嚴格按照計劃執行。對于疲勞裂紋而言，就是要盡可能減少受壓元件的扳邊次數，原理上來講就是使板邊處強度永遠不能超過金屬的屈服點強度。

4.完善鍋爐壓力容器的質量檢驗體系

4.1保障原材料的質量

在鍋爐制造的任何一個環節中，要想保證產品的施工質量，就必須要確保原材料的質量，顯然，這是因為原材料會直接影響鍋爐制造的質量，同時它也是鍋爐維修檢驗的關鍵環節，它本身的性質也能有效抵抗裂紋的產生。總之，唯有控制原材料的質量才能確保產品的施工質量。

4.2嚴格控制容器的生產質量

工藝流程是生產鍋爐壓力容器不可回避的環節，它一旦確定就要被嚴格執行，這是由于鍋爐壓力容器的生產是一個嚴謹的工作，是不允許有丁點過失，否則將會造成嚴重的生產問題。因此在制造流程還未開始之前，就必須要認真檢查圖紙，認真審視明確要求，經過研究制定出針對某些部件特定的加工和生產工藝。除此之外，在進行生產活動時，參與工作的人員必須嚴格按既定的工藝流程執行，堅決防止過失的產生。

4.3鍋爐質量的嚴格控制

鍋爐是一種極易產生裂紋的設備，同時它還極具危險性，因此，整項工程的重點應該放在如何確保容器檢驗的質量，在人工的鍋爐壓力容器中，這種缺陷就更難避免了，要解決這些問題就必須要認真研究參考標準，將誤差控制在安全范圍內。因此，對于監察制度而言，應該將自我檢查與相互檢查相結合，將生產工序規范化科學化，只有這樣才能確保鍋爐壓力容器的質量。

綜上所述，只要進行焊制工作，那么裂紋問題就是必須面對的，裂紋產生的原因經過總結大致有兩種，一種來自客觀條件，還有一個就是內在因素。就客觀條件而言，主要影響因素是部件的受力狀態和環境條件，由于長時間的受力部件極易產生疲勞效應，這樣不正常的作業就不能預測使用壽命的長短，并且腐蝕缺陷也常為環境因素所引發，即產生腐蝕裂紋。就內在因素而言，由上文介紹可以看出，最常見的就是原材料質量的缺陷，鑄鋼件缺陷等，問題的關鍵在于這些缺陷殘留在承壓件上永不擴張，他就會導致更復雜的內外因素等，這就將留下極大的安全隱患。

結語

毫無疑問，鍋爐已然成為我們日常生活中不可或缺的一部分，它發揮的作用也將變得越來越重要，要想優化鍋爐的質量，制造出符合生產生活的高質量產品，就必須要嚴格檢驗鍋爐的裂紋，并提出針對性的改善預防措施。

參考文獻

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

[2]項智.鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中的裂紋問題[J].石油和化工設備，2011，14（10）：51-53.

[3]李廣彬.鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中裂紋問題的研究與處理[J]. 山東工業技術，2015（4）：32-32.endprint