工業(yè)鍋爐檢驗中裂紋問題分析

萬明松（甘肅省特種設備檢驗檢測研究院，甘肅蘭州730050）

0 引言

工業(yè)鍋爐屬于承壓類特種設備當中非常關(guān)鍵的設備之一，在生產(chǎn)以及生活當中有著非常多的應用。在具體應用時，如果操作不當或者使用時間比較長的，會出現(xiàn)一些缺陷，其中最突出的缺陷問題便是裂紋，但只要采取合理的預防措施，便能夠起到良好的預防效果。因此針對鍋爐檢驗中的裂紋問題，本文給予了詳細的分析。

1 工業(yè)鍋爐檢查的具體內(nèi)容以及方法

1.1 內(nèi)部和外部檢查以及水壓試驗

針對工業(yè)鍋爐實施的檢驗工作，包括內(nèi)部檢驗以及外部檢驗，同時還可以借助水壓試驗對其進行檢驗。在應用外部檢驗方法時，具體的過程包括：其一，對鍋爐的制造商進行查看，并對鍋爐的外觀質(zhì)量、支座情況、管道，保護裝置等一系列內(nèi)容開展檢查；其二，利用超聲探傷，對焊縫的焊接質(zhì)量和安全性給予檢查；其三，針對管道的走向以及保溫情況實施檢查；其四，針對管道的安裝縫隙質(zhì)量、膨脹質(zhì)量、水壓產(chǎn)生的壓力等一系列內(nèi)容進行測試；其五，對于輸水情況進行監(jiān)控，在實施外部檢查時，使用的具體方法為在正常使用鍋爐的過程中，對其過程當中產(chǎn)生的問題進行檢查，其中需要注意的是，一定要保障鍋爐的有序運行，這樣才能使其在運行當中將問題直觀暴露。通常情況下，每年要進行一次以上的鍋爐檢查工作。在正式應用之前，針對其外部檢查工作一定要完善細致，如果鍋爐停止使用超過了一年的時間，需要再次開啟外觀檢查。此外，鍋爐使用的燃燒形式以及安全溫度系統(tǒng)等，如果有更變，也需要對外觀檢查進行實施；內(nèi)部檢查工作，要在停止運行時進行，一般情況下兩年對其實施檢查一次以上即可[1]。

如果在使用時，內(nèi)部發(fā)現(xiàn)了異常情況也要立即開啟檢查；水壓試驗，最關(guān)鍵的目標是為了對鍋爐的密封性給予保障，檢查的周期可以稍長一些，一般6年檢查一次即可。如果有些工業(yè)鍋爐對于內(nèi)部檢查有一定的難度時，那么水壓測試的力度要有所加大，如果在測試時發(fā)現(xiàn)了異常情況，一定要解決之后才能對鍋爐進行應用。

1.2 工業(yè)鍋爐檢驗的重點工作

檢查工業(yè)鍋爐最關(guān)鍵的目標便是對鍋爐日常運行的安全性、穩(wěn)定性給予保障，使其發(fā)揮出自身的價值和功能。其一，在具體檢測時，企業(yè)要確保檢測人員有檢測的資格和相應的經(jīng)驗，持有資格證書；其二，焊接人員要做好焊接質(zhì)量以及焊縫的一系列處理工作，并且有從業(yè)資格證書等，在對焊接工藝的質(zhì)量實施評定的過程中，要對其操作的規(guī)范性以及有序性進行檢查；其三，此外，各個崗位當中的人員，都要檢查是否有從業(yè)資格等。在對技術(shù)圖紙交付以及變更問題進行檢查時，要對質(zhì)量的處理及反饋重點檢測，并對檢查當中查出來的問題進行組織分析，做好之后的記錄以及反饋工作[2]。

2 檢驗中存在的主要問題

2.1 應力腐蝕裂紋

該裂紋的產(chǎn)生是由于應力以及腐蝕介質(zhì)產(chǎn)生的共同作用導致的，產(chǎn)生的區(qū)域主要在汽水管道以及管座當中[3]。裂紋的形狀通常為垂直狀，但如果在奧氏體不銹鋼當中發(fā)生腐蝕裂紋，其形狀是樹枝狀；在火電廠當中該裂紋會在管道內(nèi)壁中性區(qū)域出現(xiàn)，因為應力對其產(chǎn)生的作用，局部會有腐蝕情況發(fā)生，所以出現(xiàn)的應力腐蝕現(xiàn)象也被稱之為應力導向腐蝕，在中性區(qū)出現(xiàn)該項情況時，其形狀為延伸帶狀。

2.2 機械疲勞裂紋

在設備的大軸以及葉輪當中出現(xiàn)的裂紋形式，更多的是機械疲勞裂紋，并且在應變集中部位，該裂紋的出現(xiàn)十分常見。最初該裂紋十分短小，隨著時間的推移，裂紋慢慢發(fā)展，使其范圍擴大，會向里進行擴散。同時，中間區(qū)域會有較長的裂紋產(chǎn)生，進而使裂紋的擴散速度更加迅速。在裂紋逐步發(fā)展時，裂紋和拉伸應力之間呈現(xiàn)出來的角度通常為45°。裂紋和拉伸應力存在的角度越來越大時，裂紋擴散的速度也會越來越快，最后兩者呈現(xiàn)出來的角度大概為90°[4]。

2.3 過熱以及過燒裂紋

由于溫度產(chǎn)生的作用，工業(yè)鍋爐產(chǎn)生的裂紋方式還包括過熱裂紋以及過燒裂紋，從宏觀上來說，屬于大小并不相等的裂紋種類。產(chǎn)品包括晶界氧化以及融化現(xiàn)象，同時在該裂紋的表面，出現(xiàn)的碎裂情況十分嚴重；從微觀上來看，有非常大的魏氏組織覆蓋，并且伴有Mn、S 粒子的沉淀存在。通過顯微鏡的詳細觀察，可以觀察到晶體表面有比較大的孔洞，并且有氧化晶界網(wǎng)存在。因為在鑄造工業(yè)鍋爐時，因為軋制以及焊接等相應熱處理工序開展的過程中，對其造成了影響。如果加熱金屬的量，大過了AC3，那么該項裂紋便會產(chǎn)生，并且裂紋的數(shù)量會逐步累積，也會越來越深，使得工業(yè)鍋爐在應用之后出現(xiàn)的安全隱患比較嚴重。

2.4 腐蝕疲勞裂紋

與機械疲勞裂紋有所不同的是，該裂紋會在氣泡或者集裝箱管座當中存在，而這些部位并沒有受到介質(zhì)產(chǎn)生的壓力影響，所以會因為震動應力產(chǎn)生的裂紋。該裂紋在時間的推移之后也會越來越嚴重，并且寬度有所增加。在裂紋當中會有一些腐蝕性物質(zhì)填充，所以內(nèi)壁時常有較多的溝壑以及腐蝕坑。腐蝕性疲勞裂紋產(chǎn)生的破壞性不容小覷，會將晶界穿過，并且會對次生裂紋不斷衍生[5]。

2.5 熱疲勞裂紋

如果金屬處于拉強度最高的情況當中，會因為反復應力產(chǎn)生的作用，進而導致疲勞裂紋的產(chǎn)生。在排氣管管座以及壓力表等位置當中，經(jīng)常有熱疲勞裂紋產(chǎn)生，具體的表現(xiàn)為孔洞、缺口、刀痕。有些裂紋的產(chǎn)生并不明顯，但對于管道使用壽命產(chǎn)生的影響程度依然很大。

3 裂紋預防有效措施分析

（1）制造商在對鍋爐進行制造時，要對圖紙展開非常嚴格的審核，根據(jù)圖紙完成相應的制造工作。同時原材料的把控以及挑選至關(guān)重要，與最終的建設質(zhì)量有直接的影響，針對具體的生產(chǎn)，為了使裂紋的出現(xiàn)有所減少，還需要將工業(yè)鍋爐使用的生產(chǎn)原料給予改革，這樣能夠使鍋爐的整體質(zhì)量得以提升。

（2）工業(yè)鍋爐的質(zhì)量與制作工藝有著直接的關(guān)聯(lián)，在制作時，如果工藝存在疏忽或者不到位的情況，都會導致鍋爐在之后的使用時出現(xiàn)裂紋。所以，質(zhì)量把控工作要重點強調(diào)，其中要對參考要求仔細閱讀，對于工序的檢查反復進行，最大程度的對質(zhì)量的品質(zhì)給予保障，在出廠時，還要對鍋爐質(zhì)量再次嚴格檢查。

（3）司爐工在運作鍋爐時，操作規(guī)范也非常重要，需要對專門的操作流程給予編制，通過流程的規(guī)范性對鍋爐的正確應用給予指導，使得司爐工在具體操作時能夠按照相應的規(guī)范嚴謹操作，不會出現(xiàn)重大的過失和錯誤，這對鍋爐的裂紋預防也會起到很大的幫助效果。

4 結(jié)語

總之，鍋爐應用時產(chǎn)生的裂紋情況較為普遍，裂紋會對鍋爐的正常運行造成影響，嚴重時會帶來很大的安全隱患，出現(xiàn)安全事故。所以，針對經(jīng)常發(fā)生的裂紋種類要詳細分析，明確出現(xiàn)裂紋的原因、出現(xiàn)點、預防措施等，同時規(guī)范各項操作，對原材料以及制造鍋爐的工藝要嚴格把控，從不同的層面著手，可以對裂紋的產(chǎn)生起到有效的預防。