鍋爐壓力容器檢驗中裂紋缺陷的發現及預防

李波

摘 要：隨著國民經濟的不斷發展，我國工業化進程明顯加快。在各大企業生產過程中，鍋爐壓力容器是其生產活動中不可或缺的承壓類特種設備。當鍋爐壓力容器使用時間超過一定年限后，其本體以及附屬管道產生裂紋、腐蝕等故障的概率會大大的增加，在這些諸多的缺陷和故障中，裂紋是最常見的問題之一。如何才能采取有效的措施，最大程度上預防鍋爐壓力容器裂紋的產生是各企業在生產活動中普遍重視的一大問題。本文對鍋爐壓力容器檢驗中的裂紋問題進行了較全面的分析，希望通過本文可以為后續相關承壓設備安全管理工作提供一些必要的參考。

關鍵詞：鍋爐;壓力容器;檢驗;裂紋問題

0引言

隨著我國科學技術不斷向前發展，為了滿足人們的日常生產生活需要，科研技術人員對鍋爐壓力容器等承壓設備不斷進行技術升級，使其安全、節能、環保等各項性能得到了實質性的提升。由于鍋爐壓力容器等承壓設備在現代工業生產中起到了越來越重要的作用，因此鍋爐壓力容器等承壓設備設計、制造、安裝、維修的安全性能最終在實際生產應用中體現。一旦鍋爐壓力容器等承壓特種設備的運行時間超過規定的設計年限，其本體及附屬管道中出現裂紋等缺陷的概率會大大增加，因此有必要對鍋爐壓力容器檢驗中的裂紋問題進行有針對性的研究。

1鍋爐壓力容器檢驗中發現存在的裂紋缺陷分析

1.1焊接裂紋

在鍋爐壓力容器等承壓設備的制造維修改造過程中，由于各種焊接因素的影響，容易導致鍋爐壓力容器產生裂紋。鍋爐、壓力容器是由強度較高的金屬材料制造，在經過長時間運行后，在溫度超過一定限度之后都會產生裂紋，尤其對于金屬材質來說會形成一些焊接冷裂紋。焊接冷裂紋之所以會出現根本的原因是由于在焊接冷卻的金屬組織當中會存在一定的氫元素，氫元素的最終溶解度會在一定程度上受到物質所處的外界環境的影響。鍋爐在長時間的運行之后，一旦人們不再使用待其逐漸冷卻的時候，金屬組織當中原本存在的奧氏體就會緩慢的朝著鐵素體不斷轉換。焊縫也難免會受到氫元素的影響而呈現出聚集的狀態，這個時候當金屬依然在緩慢冷卻，就會進一步形成焊接裂紋。

1.2腐蝕裂紋

當鍋爐在實際應用的過程當中，由于各種因素的影響受到應力或者是腐蝕介質的作用的時候就會在一定程度上產生應力腐蝕裂紋。一般來說，由于結構上的一些影響，腐蝕裂紋通常會在汽水管道的位置出現，有時也會出現在集箱管座等位置。在鍋爐運行的整個過程當中，組成成分中金屬材質的奧氏體不銹鋼材料會由于應力的影響，對其實際使用性能造成一定的下降。因此，在檢驗檢測過程中，檢測人員需要格外重視這方面的因素。鍋爐在應用中受到汽水物質的影響，即使是所承受的應力非常微小，也會在一定程度上導致鍋爐出現腐蝕裂紋。導致腐蝕裂紋出現的因素并不單一，比如冷加工變形、振動殘余應力等都會在一定程度上導致腐蝕裂紋的出現。腐蝕裂紋一旦形成，一般情況下都會和拉應力形成一個直角關系，而金屬材質則是呈現樹枝形狀的。在對其實際加工的時候，應力腐蝕裂紋往往會出現在鍋爐彎管的內壁位置上，而在后期工作中即使是管道只受到輕微的局部腐蝕也會直接導致腐蝕裂紋的出現。這種裂紋屬于群狀分布，帶狀延伸，數量眾多，開口較大。如果不能及時通過檢驗檢測發現，并且對其進行及時維修保養，任其發展下去在一定程度上導致鍋爐發生安全事故。

1.3疲勞裂紋

在鍋爐壓力容器壓力管道檢驗工作進行中，疲勞裂紋也是常見的問題之一。一般都會出現在常用的承壓類特種設備當中。當疲勞裂紋剛剛開始發生的時候，其裂紋比較小。隨著設備的繼續使用，疲勞裂紋會逐漸延伸發展。一般來說，疲勞裂紋可以分為三種類型：第一種是機械疲勞、第二種是熱疲勞、第三種是腐蝕疲勞。對于機械疲勞裂紋而言，其大多數情況下都會出現在汽輪機葉輪和葉片以及一些輔助元件當中，大部分都會在設備的表面上形成。而導致裂紋出現的根本原因是由于設備在制造的過程當中，在一定程度上存在著一些缺陷或者是由于長時間超溫超壓使用而導致設備的使用壽命大幅度降低。熱疲勞裂紋形成的根本原因是由于各種因素的影響產生拉伸應力，拉伸應力的反復作用就會導致鍋爐等設備強度降低，從而進一步形成熱疲勞裂紋。腐蝕疲勞裂紋則是在已經存在的疲勞裂紋基礎上形成的。腐蝕疲勞裂紋和應力腐蝕裂紋的原理基本一致，是在應力和腐蝕介質的影響下所形成的，這種類型的裂紋往往屬于穿晶裂紋，會隨著時間的增加，裂紋不斷擴張，導致鍋爐壓力容器及附屬管道內壁出現腐蝕坑。

2鍋爐壓力容器檢驗中的裂紋預防措施

2.1加強鍋爐壓力容器制造環節的質量管理

鍋爐壓力容器等承壓類特種設備檢驗工作人員對相關設備進行監督檢驗的過程中，首先要對鍋爐壓力容器及附屬管道在制造加工過程中的各個環節質量進行全面的控制，結合制造企業的實際情況，對承壓設備的生產技術及時優化，對相應的生產環節進行全方位改進。同時，檢驗工作人員要對鍋爐的受壓元器件進行全方位的質量控制，通過一些更加先進的焊接工藝來進行焊接工作。對元器件進行熱處理的時候，相關工作人員要做好監督工作，避免裂紋出現。為了防止疲勞裂紋出現，應該最大程度上減少受壓元器件扳邊的次數。在設備生產的過程當中，要嚴格按照國家的標準規范，確保工藝參數的穩定，全方位提高生產環節的質量控制要求，充分保障各個生產環節的規范性。同時還需要對每道制作工序進行實時監督檢驗，隨時發現問題及時整改修正，使發現的裂紋問題得到科學有效的解決。

2.2確保鍋爐壓力容器運行工況的穩定性

鍋爐壓力容器等承壓類特種設備在經過長時間運行后，會形成一些裂紋并不斷擴展。設備管理人員和操作人員必須采取科學合理的措施，在鍋爐運行過程中保持其工藝參數可靠穩定，安全性能得到有效的保障。操作人員要在鍋爐運行的整個階段對其進行嚴格的監控，保證鍋爐的運行狀態參數始終維持在平穩可控的區間。使鍋爐壓力容器等承壓類特種設備的實際使用壽命得到有效的延伸，安全質量得到實質性的提高，

2.3采用更加先進的無損檢驗檢測技術和方法

在檢驗檢測人員對鍋爐壓力容器進行全面檢驗和金相監測的過程當中，要結合各單位的實際情況，引入一些更加先進的無損檢測技術，并且在這些環節當中進一步加大信息化技術的應用，構建實時監測網絡，對承壓類特種設備運行和檢驗檢測中的各個環節進行嚴格的監控。一旦發現存在問題，立即采取針對性的措施進行解決。

3結束語

使用單位應當采取一系列措施方法，加強體系運行管理和質量控制，進一步加大檢驗檢測頻次力度，合理安排質量監督檢驗，從而有效防止鍋爐壓力容器在使用過程中出現裂紋缺陷。鍋爐壓力容器等特種設備裂紋缺陷的發現及預防，能夠充分保障使用單位的安全生產和經濟效益。

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（山東省東營市特種設備檢驗所 ? 山東 ?東營 ?257091）