鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中的裂紋問題分析

韓曄 河南省鍋爐壓力容器安全檢測(cè)研究院新鄉(xiāng)分院

壓力容器是鍋爐生產(chǎn)系統(tǒng)中重要的一項(xiàng)內(nèi)容，屬于一種易燃易爆、有毒介質(zhì)的承壓類設(shè)備，并且該設(shè)備具有一定的特殊性。壓力容器在運(yùn)行的時(shí)候，一般都是處于高溫狀態(tài)，但是也正是因?yàn)檫@樣的情況，一旦鍋爐壓力容器壓力管道發(fā)生裂紋，不僅會(huì)影響其正常運(yùn)行，還會(huì)導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，導(dǎo)致其經(jīng)濟(jì)效益受到損失。因此，在這樣的情況下，加強(qiáng)鍋爐壓力容器壓力管道裂紋檢驗(yàn)是非常必要的，根據(jù)該項(xiàng)問題產(chǎn)生的原因，提出相應(yīng)的解決方式，有效解決和避免該項(xiàng)問題的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)安全、穩(wěn)定的生產(chǎn)。

一、鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中的裂紋問題分析

（一）蠕變裂紋

壓力容器壓力管道自長(zhǎng)期受到應(yīng)力以及溫度的影響下，導(dǎo)致管道金屬材料質(zhì)量發(fā)生了變化，在壓力容器的使用中，材料發(fā)生質(zhì)變而產(chǎn)生分離，從而產(chǎn)生的裂紋被稱為蠕變裂紋。一般壓力管道集裝箱受到應(yīng)力較大的位置中會(huì)出現(xiàn)蠕變裂紋，也有可能出現(xiàn)在高溫蒸汽管道彎管處。蠕變裂紋形狀主要是平行的形態(tài)，而且裂紋之間不規(guī)則，呈現(xiàn)出米粒狀或者孔洞狀。

（二）腐蝕裂紋

腐蝕疲勞裂紋也是一種常見的裂紋類型，為更好地區(qū)別腐蝕疲勞裂紋與其他裂紋，一般情況下，要鎖定這一類型所在的常見區(qū)域，而且裂紋的寬度會(huì)不斷增大，其內(nèi)部會(huì)有許多腐蝕物質(zhì)。腐蝕疲勞裂紋會(huì)對(duì)壓力管道造成損壞，需予以仔細(xì)辨別和確認(rèn)。

（三）焊接裂紋

當(dāng)前各企業(yè)應(yīng)用的鍋爐壓力容器壓力管道主要是經(jīng)由加工、卷制、焊接特定金屬板支制成的，而這就極易致使在制造鍋爐時(shí)出現(xiàn)此類裂紋。在通常情況下，焊接裂紋一般是由于高溫作用最終形成的一類“熱裂紋”。在經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的焊接冷卻后，部分金屬材料很容易出現(xiàn)冷裂紋。此類情況產(chǎn)生的關(guān)鍵原因便是冷卻之后金相組織當(dāng)中存在可溶解氫元素，在奧氏體則會(huì)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殍F向體的過程中，氫元素便會(huì)受此影響聚攏向中間，進(jìn)而形成相應(yīng)氫裂紋，最終發(fā)展為冷裂紋。

（四）疲勞裂紋

疲勞裂紋包含多種類型。第一種是機(jī)械疲勞裂紋，裂紋發(fā)生的主要部位是葉輪與葉片，和腐蝕介質(zhì)的關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)。另外材料的質(zhì)量和環(huán)境等多個(gè)方面的因素也會(huì)造成裂紋的進(jìn)一步加深，由此可見裂紋分析過程相對(duì)比較復(fù)雜，所關(guān)聯(lián)的因素比較多，在分析的過程中需要針對(duì)多個(gè)方面的因素進(jìn)行綜合考量。第二是熱疲勞，這種裂紋是在熱交變應(yīng)力的影響下產(chǎn)生，常見的部位是疏水管座以及排氣管座等等部位。如果熱裂紋在處理的過程中沒有及時(shí)的進(jìn)行控制，那么將有可能導(dǎo)致在相同部位的第二次開裂，并且裂紋發(fā)生沒有人格的規(guī)律，有一定的隨意性。

二、檢驗(yàn)內(nèi)容以及方法

在檢驗(yàn)鍋爐壓力容器壓力管道的時(shí)候，其中最常用的方法即水壓測(cè)試以及外部、內(nèi)部檢測(cè)。檢驗(yàn)人員在檢查壓力容器的時(shí)候，需要詳細(xì)對(duì)照、檢查產(chǎn)品的設(shè)備支座、保護(hù)裝置以及質(zhì)量外觀等狀況。另外，還要對(duì)焊縫安全狀況進(jìn)行隨時(shí)抽查。檢驗(yàn)人員在檢驗(yàn)外觀的時(shí)候，應(yīng)對(duì)管道和平臺(tái)的走向、保溫等工作予以高度關(guān)注，而在檢驗(yàn)壓力管道的時(shí)候，也要及時(shí)檢驗(yàn)相關(guān)管道膨脹狀況、技術(shù)資料以及安置管道的質(zhì)量等，同時(shí)展開水壓測(cè)試。此外，檢驗(yàn)人員還應(yīng)當(dāng)嚴(yán)密監(jiān)視管道放水、疏水等情況。在對(duì)外部進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，需要保持鍋爐處于工作狀態(tài)，并且保證至少一年檢驗(yàn)一次。其中，需要注意的是，檢驗(yàn)人員需要檢查初次使用鍋爐和停止工作一年之后，再次運(yùn)行鍋爐的外觀。一旦大規(guī)模對(duì)鍋爐進(jìn)行修改，例如改動(dòng)鍋爐安全控溫系統(tǒng)或者其燃燒方式后，便需要及時(shí)檢查其外觀。在對(duì)鍋爐內(nèi)部進(jìn)行檢驗(yàn)的時(shí)候，應(yīng)該在其停止工作時(shí)展開檢驗(yàn)，要保證至少每?jī)赡隀z驗(yàn)一次。內(nèi)部檢驗(yàn)工作通常是在鍋爐工作的時(shí)候發(fā)生特殊情況后展開的，檢驗(yàn)過程中，需要徹底檢驗(yàn)鍋爐內(nèi)部嚴(yán)密性以及安全性。在一般狀況中，每六年需要進(jìn)行一次水壓測(cè)試，但是不可和內(nèi)部檢查共同展開。

三、針對(duì)裂紋的解決方法

（一）對(duì)鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)加管理

首先，要明確各種裂紋缺陷所產(chǎn)生的根本原因，從源頭進(jìn)行防控。從制造鍋爐壓力容器和管道，以及相關(guān)附屬設(shè)備的材料檢驗(yàn)開始。圍繞材料性能，對(duì)其不斷改進(jìn)。在鍋爐壓力容器的制造過程中，嚴(yán)格按照生產(chǎn)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，有效控制各個(gè)環(huán)節(jié)的半成品質(zhì)量，將過程中造成裂紋的因素減到最低，通過多重檢驗(yàn)機(jī)制，及時(shí)淘汰不良品。其次，科學(xué)檢測(cè)鍋爐壓力容器壓力管道運(yùn)行的狀態(tài)，確保工作人員按照生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，防止在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)失誤。要對(duì)鍋爐使用過程進(jìn)行規(guī)范的監(jiān)督管理，此過程重要的是提高檢測(cè)人員的技術(shù)水平，并發(fā)揮現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)手段的優(yōu)勢(shì)及時(shí)排查出裂紋缺陷。

（二）提高壓力管道材料性能以及安全管理

在選材方面，需要選擇符合管道運(yùn)營(yíng)標(biāo)準(zhǔn)的材料，并且控制經(jīng)濟(jì)成本。這樣既可以保障鍋爐運(yùn)營(yíng)的安全，還可以提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。我國(guó)目前用于鍋爐管道制作的材料種類眾多，這就需要技術(shù)人員進(jìn)行對(duì)比，分析其使用條件以及優(yōu)勢(shì)、劣勢(shì)，根據(jù)企業(yè)的自身要求擇優(yōu)選擇管道材料。在管道進(jìn)一步投入使用后，需要企業(yè)需要安排人員進(jìn)行日常的檢測(cè)與維護(hù)，對(duì)于安全隱患及時(shí)排查與處理。

（三）做好預(yù)防工作

在對(duì)壓力容器壓力管道進(jìn)行檢測(cè)的過程中，一旦發(fā)現(xiàn)裂紋，需要及時(shí)的對(duì)裂紋進(jìn)行檢測(cè)、分析，并采用相應(yīng)的措施，對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)維修，避免裂縫出現(xiàn)。壓力容器壓力管道在使用的過程中，由于會(huì)產(chǎn)生高溫，因此，工作人員需要對(duì)壓力容器的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)刻關(guān)注，防止壓力容器壓力管道一直處于長(zhǎng)期的高溫狀態(tài)，根據(jù)生產(chǎn)要求，在容器溫度達(dá)到一定程度下，需要暫停壓力容器運(yùn)行，使壓力容器能夠釋放應(yīng)力，在停車期間，檢測(cè)人員需要及時(shí)的對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，并及時(shí)地對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修，從而保證并延長(zhǎng)壓力容器壓力管道的使用壽命。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，特種設(shè)備的檢驗(yàn)工作至關(guān)重要，影響特種設(shè)備質(zhì)量的主要因素就是裂紋。裂紋產(chǎn)生的原因、類型、位置不同，會(huì)給鍋爐運(yùn)行帶來許多安全隱患。為降低裂紋問題的發(fā)生還需要采用正確的檢測(cè)技術(shù)，做好預(yù)防工作，以提高鍋爐設(shè)備的安全運(yùn)行水平。