鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中的裂紋探究

王春貴

摘 要：工業經濟在我國經濟不斷發展的過程中也取得較為明顯的發展與進步，同時企業與單位也對鍋爐壓力容器壓力管道的運行提出全新的問題與挑戰。鍋爐壓力容器壓力管道在長期的運行過程中無法實現對各種質量問題以及突發狀況的避免，裂紋問題是其中最為常見的問題。這要求相關部門必須在提高重視程度的基礎上結合實際情況對其進行徹底的解決，這對鍋爐壓力容器壓力管道的順利運行有較強的現實意義。

關鍵詞：鍋爐壓力容器；壓力管道；裂紋問題

鍋爐壓力容器壓力管道需要在長期高溫高壓的環境下運行，如果設備出現裂紋問題就會導致爆炸發生的概率大幅度提升，這不僅會造成不必要的經濟損失，同時還會對工作人員的生命以及財產安全造成威脅，因此必須實現對鍋爐壓力容器壓力管道的定期檢驗。企業以及工作人員都必須提高對鍋爐壓力容器壓力管道檢驗工作的重視程度，并根據裂紋的性質以及特征制定科學的措施實現對設備穩定運行的保證。

一、鍋爐壓力容器壓力管道的常見裂紋問題

1.焊接裂紋

焊接裂紋主要在鍋爐生產制造過程中產生，特定的金屬板卷是現代鍋爐和壓力容器焊接所使用的主要材料。這也是焊接裂紋無法實現在生產制造鍋爐和壓力容器的過程中避免的主要原因。一般情況下，在高溫作用下這種裂紋才會產生，因此該種裂紋屬于熱裂紋。

焊接冷裂紋主要是在金屬材料經過較長時間焊接冷卻過程之后形成，有溶解的氫元素存在于焊接冷卻的金相組織之中是導致焊接冷裂紋現象出現的主要原因。在不同物質環境的影響之下氫的溶解度之間也會存在較大的差異，在焊縫的金屬開始冷卻的同時金相組織中的奧氏體逐步實現向鐵向體的轉變，在氫元素的影響之下焊縫會呈現出一種逐漸聚集的現象，尤其是在冷卻的過程中氫裂痕極易發展成為焊接冷裂紋。

2.腐蝕裂紋

在應力和腐蝕介質二者的作用下部件會產生是一系列的開裂現象，這種問題就是指腐蝕裂紋。汽水管道、集箱管座等區域是應力腐蝕裂紋發生的主要位置，同時注意最容易發生應力腐蝕的位置為奧氏體不銹鋼，尤其是在汽水介質的影響下微小的應力作用都會導致應力腐蝕開裂現象的出現。

導致開裂現象出現的原因有很多種，冷加工變形、振動和殘余應力的作用等就是其中之一，因此在實際工作中必須實現對上述現象的充分考慮。應力腐蝕裂紋與張應力之間存在一個90°的直角，落葉后的樹枝是奧氏體不銹鋼的裂紋主要呈現出來的狀態先，不僅尾端細尖，同時還在形態上表現出一定的分支現象。

3.疲勞裂紋

機械疲勞裂紋大多數發生在壓力容器壓力管道表面應變相對集中的地方。一般來說，機械疲勞裂紋形狀基本為直線形，裂紋剛出現的初期長度較小范圍也較短，隨著時間的推移，裂紋是隧道式向內進行變化的。

到了裂紋的中間階段，裂紋開始以直線式向前穩定擴展。到了裂紋的后期階段，裂紋變化的速度不斷增加，甚至有時會在部件一側出現切向擴展的情況。

隨著機械疲勞裂紋的發展，此部位更容易出現腐蝕疲勞裂紋，這兩種疲勞裂紋在發生部位上具有一定規律性、特定性，反射應力集中部位則都是機械疲勞裂紋開始的部位，隨著時間的推移逐漸法陣，在初始階段具有隱秘性和發展緩慢性特點。

由于對裂紋有直接影響的因素較多，機械疲勞裂紋的情況比一般裂紋更加復雜。機械疲勞裂紋發生的地方一般沒有明顯的脆性開裂，裂紋相對彎曲程度較高。

另外，機械疲勞裂紋的開口較大，且在開口的區域存在粘結坑，尾端銳利，但兩側不存在較大的深度無明顯彎曲。熱疲勞是指金屬材料經過不斷地低于拉伸強度極限的熱交變應力的作用下逐漸發展的瞬間斷裂現象。

一般來說，火電廠的噴水減溫器、蒸汽管道的壓力表管座、疏水管座、排汽管管座及汽包、集箱上非保護性結構管座等構件處容易發生熱疲勞損傷現象。從宏觀的角度來看，熱疲勞裂紋多數發生在部件表面熱應變最大的地方。熱疲勞裂紋的起因主要是部件一些部位應變相對集中和連續性較差。

熱疲勞裂紋的初始形態多數為一條主裂紋伴隨著多條其他裂紋的情況。高溫蒸汽管道內壁產生的熱疲勞裂紋的形態以網狀分布為主，通常其主裂紋是沿軸發展的，但也存在由于應力太大而使其向四周發展的情況。

熱疲勞裂紋的宏觀形態多數表現為寬度較大有細小缺口，表面有線狀痕跡。從微觀的角度來看，熱疲勞裂紋的擴展跳躍性強，時而寬時而窄，時而出現分支現象，時而出現二次開裂問題，其變化沒有一定的規律性。

另外，熱疲勞裂紋的擴展也是隨著情況不同而不同，在低于蠕變溫度的情況下穿晶擴展，在高于蠕變溫度的情況下混合擴展。

二、鍋爐壓力容器壓力管道的常見裂紋問題的應對措施

鍋爐壓力容器壓力管道的常見裂紋的預防和處理問題十分重要，該問題的有效應對措施主要包括以下兩方面：

1.合理控制設備的生產原料和制造過程

在生產進行之前，要仔細檢查和核對原材料的質量是否符合行業標準，做好生產的事前準備工作。如果發現其中存在和要求不符的材料要及時對其進行修正或更換，保證鍋爐壓力容器的基本質量。在生產過程中，要嚴格對設計圖紙和制作工藝進行把關，保證其比例和各項指標符合規定，鍋爐壓力容器屬于高危設備，必須保證其安全和穩定。

2.設置合理質量檢驗程序并做好原材料和設備的檢驗工作

鍋爐壓力容器已經成為當今工業生產和人民生活必不可少的設備。由于其存在一定的危險性，因此，在實際的生產生活使用中，對于其安全隱患問題一定要引起高度重視。而做好企業原材料和設備的檢驗工作并設置合理的質量檢驗程序對于降低其危險性保障人們生產生活的安全具有十分重要的意義。

在鍋爐壓力容器壓力管道的實際制造過程中，需根據其具體的質量檢驗的標準和要求來進行，主要檢驗對象有：原材料、實際生產過程以及壓力管道產品等。鍋爐壓力容器壓力管道原材料的質量過關與否直接關系著鍋爐壓力容器壓力管道的成品是否能夠達到所需標準。

因此，對原材料的質量檢驗是最重要的基本工作。同時，在原材料質量得到保證的基礎上有效合理地對生產過程進行質量檢驗是保證最終設備質量的第二個重要程序。

生產制造過程的質量檢驗需要從細節處進行關注，因此，這就需要合理設置質量檢驗的相關程序。合理設置質量檢驗的具體程序可以從最基礎的環節開始控制和避免裂紋問題的產生和發展。另外，在實際過程中，還要對相關的質量檢驗人員的具體操作根據行業標準進行詳細的規范性要求。

結語：本文對鍋爐壓力容器壓力管道的常見裂紋問題進行了具體闡述，并對如何預防和處理鍋爐壓力容器壓力管道的常見裂紋問題進行了分析和探討。鍋爐壓力容器壓力管道在我國工業生產和實際生活中的應用范圍越來越廣，因此，做好鍋爐壓力容器壓力管道的常見裂紋問題的防治工作是十分重要的。在今后的生產生活中，相關企業和工作人員仍需進一步加強對鍋爐壓力容器壓力管道裂紋的預防和管理。

參考文獻：

[1]張吉.鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中的裂紋問題探究[J].中國設備工程，2017（22）.

[2]李明鎬.鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中的裂紋問題探究[J].工程技術：引文版，2016（11）：00020-00020.