鍋爐壓力容器壓力管道檢驗的裂紋問題探討

王亞歐

摘? 要：鍋爐是一種能量轉換設備，通過對鍋爐輸入燃料，并充分利用燃料所具有的化學能和電能，使得鍋爐輸出具有一定熱量的蒸汽、高溫水或有機熱載體，在當前我國社會的發展當中，隨著工業生產和公眾取暖對于鍋爐的需求量逐步提升，鍋爐的運行效率與穩定性的重要性日益凸顯。壓力管道是鍋爐壓力容器當中承受內壓和外壓的管道，也是鍋爐使用過程中潛在隱患最為常見的部分，所以本文主要針對鍋爐壓力容器壓力管道檢驗的裂紋問題進行分析，并提出預防對策。

關鍵詞：鍋爐? 壓力容器? 壓力管道? 裂紋

中圖分類號：TK228? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）10（a）-0098-03

Abstract： Boiler is a kind of energy conversion equipment. By inputting fuel into the boiler， and making full use of the chemical energy and electric energy of the fuel， the boiler can output steam， high temperature water or organic heat carrier with certain heat. In the current development of China's society， with the gradual increase in the demand for boilers in industrial production and public heating， the importance of boiler operation efficiency and stability has become increasingly prominent. Pressure piping is the pipe that bears internal pressure and external pressure in the boiler pressure vessel. It is also the most common part of the potential hazards during the use of the boiler. Therefore， this article mainly analyzes the cracks in the inspection of the pressure piping of the boiler pressure vessel and proposes preventive countermeasures， for reference.

Key Words： Boiler;Pressure vessel;Pressure pipe;Crack

在鍋爐的使用過程中，壓力容器壓力管道長期在高溫高壓的環境下進行工作，因此其整體結構的穩定性難免會受到一定影響，加之管道自身老化和磨損等問題，一旦出現裂紋問題而得不到有效控制，勢必會引發鍋爐爆炸風險，對企業造成經濟損失的同時，威脅工作人員和周邊群眾的人身安全，對此，壓力管道檢驗工作的重要意義凸顯，工作人員必須應當在檢驗過程中提高對于裂紋問題的重視程度，并予以防范。

1? 鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中常見裂紋種類

1.1 疲勞裂紋

疲勞裂紋是鍋爐壓力容器壓力管道最為常見的裂紋種類之一，主要成因在于鍋爐的使用周期較長，工作壓力負荷較大，部分機械零部件的基礎性能不斷下降，最終形成裂紋，并且隨著鍋爐的使用時間不斷增加，裂紋也會逐漸擴張，最終產生極為嚴重的后果。疲勞裂紋主要具有以下特點：（1）危害大。疲勞裂紋形成與機械零部件的老化和磨損，因此在使用周期當中，所有機械零部件所承受的壓力基本相同，一旦出現裂紋，則會迅速蔓延，導致安全事故發生。（2）修復成本高。疲勞裂紋的修復工作需要對鍋爐設備進行全面排查，及時發現故障點，才能有效進行處置，因此用于維修的時間較長，修復難度較大，部分零部件還需要進行更換處理，所以修復成本也相對較高。（3）隨機性。疲勞裂紋的發生一般存在偶發性和隨機性，并且在鍋爐運行過程中，難以直觀發現，所以一旦安全隱患產生，則會形成不可控因素。由于疲勞裂紋的形成原因復雜多樣，維修工作開展難度較大，所以在日常工作當中，就需要相關企業和工作人員能夠注重日常檢修和維護工作的開展。

1.2 腐蝕裂紋

在工業生產當中所應用的鍋爐，所受到的化學反應影響較大，加之各類化學反應工藝持續運行，產生的反應物和殘留物長期附著在鍋爐壓力管道的表面上，進而對管道產生腐蝕作用，形成裂紋。首先，造成裂紋的腐蝕物質本身具有一定的危險性，因此維修工作開展應當保持謹慎態度，并采取有效方式進行處理，才能提高維修效率。其次，鍋爐出現腐蝕裂紋的位置多發于閥門區域和轉接區域當中，而這些區域的維修操作相對較為復雜，一旦處置不當，安全隱患依然會長期留存。

1.3 焊接裂紋

焊接裂紋通常產生于鍋爐壓力容器壓力管道的安裝工作當中，由于鍋爐安裝工序復雜，焊接內容繁多，所以產生焊接裂紋的風險也隨之增加。焊接裂紋的主要成因包括以下：（1）材料質量問題，用于焊接操作的材料和設備一旦存在質量問題，則會導致焊接工作進展不暢，并影響焊接效果。（2）工作人員問題，作為焊接操作的主體力量，工作人員的綜合素養直接影響工作效率與質量，因此，如果工作人員本身意識不足或是專業能力匱乏，都會導致焊接操作出現漏洞，進而極易導致裂紋產生。焊接裂紋問題的出現，會造成一定的傳輸介質泄漏，以及其他安全事故種類發生，影響管道本身安全性的同時，還會對鍋爐整體運行穩定性和使用壽命造成不利影響。

1.4 應力裂紋

鍋爐壓力容器壓力管道布局結構復雜，為了實現管道之間的相互銜接，通常會需要人字形、之字形或工字形等多種操作方式，而在管道的架構與使用當中，各類管道之間存在明顯的相互應力現象，雖然工作人員為了確保管道穩定可靠，能夠在施工當中實現應力平衡，但在后期管道的使用過程中，隨著時間的推移，結構應力雖然不變，而管道卻逐漸老化，所以容易引發應力裂紋問題。應力裂紋問題受到兩方面因素影響，其一，管道材料本身質量，如果管道存在質量問題，無法滿足鍋爐運行的實際需求，其產生應力裂紋的幾率也就更大;其二，演變周期的時間越長，應力裂紋的產生幾率隨之提高，因此為了防控應力裂紋，則應當在確保管道材料質量的前提下，加強日常養護和維修工作力度。

1.5 過熱裂紋

導致鍋爐壓力容器壓力管道出現過熱裂紋的主要因素在于鍋爐運行過程中的溫度。通常來說，過熱裂紋的主要表現形式包括有管道表面出現大小不等的裂紋，產品有融化和晶界氧化，以及表面碎裂等現象，而對過熱裂紋進行深入分析，則會發現，晶粒的顆粒粗大、魏氏組織大面積覆蓋，加之有微細圓球Mns粒子沉淀發生。過熱裂紋一般發生于鍋爐在長期運行過程中所受到的熱量超負荷，因此有關防控工作的開展，則應當從溫度入手，結合鍋爐管道本身的實際情況予以調控。

2? 鍋爐壓力容器壓力管道檢驗裂紋問題的預防和處理

2.1 加強設計工作質量

由于現代鍋爐內部結構復雜，管道之間交錯情況普遍，因此為了保障鍋爐設備與管道的施工合理，避免施工當中所產生的矛盾與沖突，必須應當加強設計工作質量。首先，設計人員在工作開展過程中，必須應當結合工程實際需求，對鍋爐所在位置展開深入的調研分析，明確鍋爐運行環境，提高材料和工藝選擇的有效性和針對性，并對鍋爐的管道科學布局、合理規劃，確保管道之間銜接順暢，運行穩定。其次，管道工程安裝工作開展前，應當與設計人員做好溝通交流，管理人員在明確設計意圖的基礎之上，審查設計圖紙，一旦發現問題，則應當立刻與設計人員進行協商解決。此外，為了確保鍋爐管道工程進展順暢，必須應當按照設計圖紙和方案對施工人員進行工作內容劃分，重點環節應當進行標示，盡可能的減少由于鍋爐安裝過程中所出現人為失誤因素而導致的裂紋風險產生。

2.2 加強材料質量控制

用于鍋爐管道工程施工的材料，不僅其質量直接影響工程的穩定性與使用壽命，而且材料的采購價格也直接關系到工程成本預算，因此加強材料質量控制，既可以有效提高鍋爐管道的整體建設水平，又有助于減少資源浪費等問題發生，為企業節約成本。在鍋爐施工的采購階段當中，企業必須指派專業人員對材料市場加強分析了解，通過比對不同廠家之間的生產資質、產品質量以及售后服務等綜合指標，在確保材料符合工程實際需求的前提下，再行考慮經濟性影響與廠家之間構建長期穩定的合作關系。在材料運輸抵達現場后，應當由管理人員進行全面核查，確保材料的數量和質量符合合同所簽訂的內容后，方可入庫進行保存，而一旦發現問題，則應當立刻返廠進行更換處理。材料的保存應當結合材料本身特質，做好環境的清潔和調整，包括對于溫度和濕度的控制，避免材料出現腐蝕問題，材料的取用應當進行全面登記，并由管理人員核查材料去向。

2.3 加強工作團隊建設

由于鍋爐設備具有較強的特殊性和復雜性，因此在具體應用期間，需要工作人員能夠具備較強的專業能力和應變能力，才能正確應用鍋爐設備，并及時解決處理突發事件，因此在日常工作當中，企業必須應當注重工作團隊建設，提高工作人員整體素養。首先，在工作人員的選聘當中，企業應當注重考查其綜合能力，并嚴格要求持證上崗。其次，企業還應當在日常工作當中構建常態化培訓教育機制，為鍋爐操作人員夯實專業基礎，加強安全意識，并結合考核機制與獎懲制度的建設，對工作人員提出硬性約束。

2.4 加強鍋爐管道檢驗力度

有關鍋爐管道檢驗工作的開展，首先體現在管道安裝施工結束后，通過與相關標準和規范之間的比對，確保鍋爐整體穩定，管道質量合格，并通過實驗方式，判斷鍋爐與管道的實際運行情況。其次，在日常工作開展當中，企業應當制定定時定期的檢測工作計劃方案，并確保檢測方式合理，比如在滲透檢測工作開展當中，首先應當將壓力管道進行全面的清潔處理，然后用熒光染料在管道當中進行均勻涂刷，一旦管道當中存在裂紋，熒光染料則可以透入裂紋當中，在熒光染料靜置和沖洗過后，利用噴霧器將顯像劑均勻的噴涂于管道表面，并以紫外線燈照射進行觀察，裂縫當中的染料由于無法被沖洗，所以在直觀的觀察之下則會及時得以發現，進而采取有效維修措施予以處理，以防止裂紋不斷蔓延擴張。此外，在鍋爐的長期使用過程中，企業應當注重養護工作和維修工作的持續開展，將安全隱患扼殺在源頭，包括一定使用周期內，對鍋爐進行重點排查和全面檢查，以及利用日常養護方式，對鍋爐各設備和組成部分予以加強，不僅能夠及時發現故障問題，還能夠延長鍋爐的使用壽命。

2.5 加強新建管道驗收管理

針對于新建或改建的壓力管道來說，應當在完工后進行由技術監督局行政人員參與的驗收，并做好使用前的登記工作，確保新建管道符合檢驗標準，以減少管道安裝質量問題所引發的裂紋事故發生，而對于管道本身檢驗不合格或是未經檢驗就投入運行的情況，必須嚴懲相關單位和工作人員。有關新建管道的檢驗工作開展，應當包括兩個主要方面，其一，對安裝單位的資質以及圖紙和設計方案進行檢驗;其二，對材料、焊接操作等細節進行檢驗。

2.6 加強信息化建設

在鍋爐管道的檢驗工作開展當中，加強信息化建設，不僅有助于提前預知管道當中所存在的隱患和風險，更加能夠提高維修和養護工作效率，因此相關單位可以通過部署監控系統的方式，對鍋爐運行過程予以監督，并在故障發生期間，精確判斷故障位置和成因，以提高維修效率;通過通信技術的應用，能夠加強各級工作部門和工作人員之間溝通的時效性，以便于隨時了解鍋爐管道運行現狀，制定維護方案;以現代化科技設備所開展的檢驗工作，能夠有效緩解檢驗人員工作壓力，并提高檢驗精確程度，極大程度防止裂紋問題產生。

3? 結語

對于鍋爐壓力容器壓力管道所出現的裂紋問題，企業必須應當加強重視程度，通過拓展檢驗手段，加強檢驗與維護力度等方式，保障鍋爐穩定運行，為鍋爐設備平穩運行提供保障。

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