鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中裂紋問題及預防處理方法分析

杭天琪

（江蘇省特種設備監督檢驗研究院太倉分院，江蘇 蘇州 215400）

當下鍋爐在鍋爐房在進行運轉工作的時候，往往會產生高溫高壓的環境，壓力可能在這樣的環境當中即產生裂紋現象，如果裂紋現象得不到有效的治理，那么將會加劇設備爆炸可能性，這樣不僅會對企業的正常穩定生產產生嚴重的影響，同時還可能對每個人的人身財產安全產生威脅。因此為了能夠保證整個的生產運行更加的安全可靠，相應的技術人員一定要對鍋爐壓力管道裂紋進行全面的檢測實施，對于主要存在的現象能夠做好有效的預防處理，更好地延長鍋爐設備的使用壽命，這樣才能夠更好的減少壓力管道裂紋現象的產生。

1 鍋爐壓力容器壓力管道的檢驗內容及方法

鍋爐壓力容器及壓力管道，其檢驗內容涉及水壓及外部減壓兩項內容，實際檢測時需對各項內容加以重視，主要包含鍋爐制造商資質、鍋爐外觀狀況、設備與工程要求是否吻合、管道膨脹狀況、焊縫安全問題、管道保溫及走向情況。通常外部檢驗需每年定期進行一次，且在鍋爐投產使用前進行檢驗，鍋爐停用后重新啟動也需進行檢驗。對鍋爐實施改造后，需對其溫控及燃燒方式調節系統進行檢驗。而內部檢驗每兩年需進行一次，水壓檢驗每六年進行一次，水壓檢驗主要通過特定水壓，對鍋爐嚴密性予以檢測，檢測進程中禁止使用鍋爐。壓力容器檢驗核心強調管道層面，檢測意義主要確保鍋爐壓力容器壓力管道，可滿足鍋爐正常運行所需。檢測全過程中，檢驗人員需具備較強專業素養，對焊接工藝進行科學、合理評定，要求人員根據實際要求進行操作及檢驗，并對每個崗位人員從業資質予以檢查，確保鍋爐壓力管道及容器檢驗順利實施。

2 對于鍋爐壓力管道經常出現裂紋現象進行簡要分析

2.1 外部環境過冷或者過熱均會產生裂紋

鍋爐壓力管道所使用的材質大部分都是由鍍鋅波紋管所構成，外部環境過冷或者過熱，都會對整個的生產加工產生一定的影響，在后期的運行過程當中極易出現裂紋現象。通常情況下在進行管道加工的時候，都是采用焊接工藝藝術，焊接過程當中容易產生較高的溫度，而形成一定的焊接熱浪，進而容易導致焊接裂紋的出現。此外，鍋爐壓力容器內部鍍金屬材料，如果受到長時間的冷卻，那么也會產生冷裂紋現象。冷熱裂紋的產生都是受到外在溫度的影響而出現，同時這種裂紋的出現還具有一定的隱蔽性，通常情況下這種形成的裂紋是以砂眼的形式存在，難以對其進行全面細致的檢測，檢測不夠細致到位就會形成較大的危害性。在這種裂紋會隨著焊接工藝的不斷開展，產生一定的晶格破壞力，同時同氧氣的結合會產生黑藍色氧化物[1]。

2.2 預應力腐蝕作用下產生的裂紋

在鍋爐集裝箱的底座和汽水管連接處，經常會發生預應力腐蝕所產生的裂紋，在腐蝕介質所產生的反作用力之下，會加劇其他構件產生裂紋現象。在鍋爐鋼板受到濃度較大的堿性物質侵襲的時候，鋼板內部的金屬晶體表面就會形成一定的預應力，這樣將會加劇電位差的產生，電位差一旦產生就會形成一定的電流，電流就會加劇腐蝕作用力的產生，進而導致內部出現一定的裂紋。通常情況下，這種預應力腐蝕裂紋經常表現在管道相對比較集中的地方，同時在預應力比較大的位置也會經常性的發生，由于鍋爐鋼板受到自身特性的原因會向外進行擴展，而產生主裂紋和次裂紋之分。四裂紋會沿著裂紋的方向進行擴展，而主裂紋會沿著裂紋的穿過方向進行延伸。當發現裂紋較大的時候，往往會呈現黑褐色的裂口。

2.3 由于疲勞所產生的裂紋

由于鍋爐設備自身疲勞因素所產生的裂紋現象是最為常見的一種。同時根據所產生的因素不同，又分為腐蝕性疲勞裂紋和機械疲勞所產生的裂紋。對于機械疲勞所產生的裂紋，在焊縫連接處和焊縫等熱交接處最為明顯，往往是以直線的形狀存在，在形成的初期往往會沿著裂縫進行不斷的延伸，這種裂紋往往過于短小，在受到不同因素影響之下這種裂紋會不斷地延長，形成一定的長裂裂紋，到最后如果這種裂紋沒有得到有效的處理，容易形成大片的切像裂紋現象。而對于腐蝕性的疲勞，裂紋主要是受到腐蝕作用力和外在交變預應力的影響之下所形成。在通常情況下，這種裂紋處在壓力管道和設備連接處，同時腐蝕性裂紋和機械疲勞所產生的裂紋往往具備一定的相同性，都是受到外在預應力所產生的影響，此外，這兩種裂紋初期都會表現出較小的范圍，但是后期如果控制不力，容易導致這種裂紋在不斷的擴散[2]。

3 壓力管道裂紋問題的檢驗技術

3.1 利用超聲導波檢測

針對大型壓力管道、鍋爐及壓力管道檢測，需立足于實際狀況，采取超聲波聚焦法對其實施針對性檢測，此種方式主要適用于油氣管道和石油化工管道裂紋檢測中，具體實踐應用中，需將其固定于管道探測模塊，通過低頻超聲發射型內沿管壁均勻時間間距，若管壁厚度發生不同程度減少或增加，形成不同程度比例能量反射回探頭，根據此原理將管道缺陷進行檢測，且根據變化狀況進一步將裂紋位置予以明確。

3.2 紅外熱成像檢測

紅外熱成像檢測方法，主要充分利用紅外成像儀，針對性檢測壓力管道紅外輻射能量，從本質予以判定及預估管道裂紋及裂紋擴展主趨。此檢測技術適用管道材料、結構完整及是否發生突變等方面，具有較高精度及靈敏度，可將裂縫及時預測，為制定相關預防管控措施提供助力。同時，此技術應用進程中，不受溫度及時間約束，更具顯著價值。此外，此技術具體應用進程中，可將大型鍋爐壓力管道，各部位機械疲勞、應力腐蝕、蠕變損傷及熱疲勞引發裂縫予以檢測及預防，具有較強推廣及應用價值。

4 減少裂紋現象產生所應該采取的主要措施

鍋爐壓力容器管道所處的環境較為復雜，隨著使用時間的增加，難免會出現管道裂紋的現象，如果出現一定要進行全方位的處理，如果處理不當或者不到位，難免會留下安全隱患。同時我們還要加強以下幾項預防措施的應用。

4.1 對設備的使用原料和制造過程進行嚴格的控制

鍋爐壓力容器是工業生產制造過程當中經常所使用的設備之一，在進行生產運行之前，一定要對所需要加工的原材料進行嚴格的審核，并判定所采用的原材料是否達到國家規定標準。一旦發現所使用的原材料無法達到國家規定的要求標準，一定要進行嚴肅的處理，以此能夠保障鍋爐壓力容器的質量達到要求標準。同時鍋爐壓力容易在具體的生產運行過程當中一定要做好生產規劃，對于每個環節進行嚴格的把控，保證各項生產工序都能夠科學合理，同時對于每一個生產環節，我們一定要進行嚴格的規定審核，保證生產流程更為科學合理。此外，我們還要不斷的提升工藝流程技術，對于所需要執行的細節標準進行全面的提升，使得整個的工藝流程能夠達到規范化的要求標準，這樣才能夠進一步的降低裂紋問題的出現。對于整個鍋爐的運行安全性能夠做到全面的提升[3]。

4.2 加強每到工序的質量檢驗

在日常的管理過程當中鍋爐壓力容器是經常遇見的，但是鍋爐壓力容器往往要在較復雜的環境下進行工作，所以說存在著較高的危險系數。所以說在運行過程當中，我們需要對相關的危險元素給予足夠的重視，如果在工作當中產生一定的忽視，那么極易產生非常嚴重的后果。所以說為了能夠全面的提升鍋爐壓力容器的質量，一定要對壓力容器當中的各項壓力管道進行全方位的檢驗，在進行檢驗過程當中，原材料的檢測也是非常重要的一項。在源頭就能夠全面的提升整個運行質量，對于相關的問題能夠及時的發現，從而進行有效的解決。所以說我們的檢驗的過程中一定要保證原材料達到使用要求標準，同時還要對壓力容器內部各個原件進行質量檢查，采取更為科學合理的檢驗措施，能夠對整個的檢驗質量做出全面的提升，只有這樣才能夠保證鍋爐容器的安全穩定運行[4]。

4.3 全面提升操作人員的技術水平能力

在煤炭資源轉換利用的過程當中，鍋爐是非常重要的設備之一，所以說相應的操作人員如果不能夠表現出專業的技術水平能力，那么極易產生相關的管道裂紋。因此相關的部門一定要加強操作技術能力的培養，定期開展技術交流會，為每一個員工都能夠提供一個展示技能的機會，從而能夠更好的發現技術當中存在的不足，然后通過不斷的交流學習，能夠更好的降低裂縫現象的產生，最終能夠達到高效穩定的生產目的。然而在實際運行操作過程當中，相關的操作人員都沒有表現出足夠的專業技術水平能力，對于主要的操作流程都不能夠進行規范化的處理，經常會產生技術上的疏忽，對于整個的安全穩定運行會產生直接的影響，因此一定要對錄取人員的條件進行全面的考核，通過競爭上崗的原則，能夠保證相應的操作人員具備良好的技術水平能力和職業操守。

5 結語

壓力通氣管道對于鍋爐的穩定運行要息息相關，所以說我們一定要加強各個環節的全面檢查，有效的降低裂紋現象的產生，對于整個運行環境能夠做出重要的保障，同時我們還要在整個運行過程中積極采取有效的防護措施，能夠對存在的隱患問題及時發現，并積極做出整改措施，更好的提高鍋爐系統的安全穩定運行。