淺談鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中裂紋問題及預防

汪玉珍 陳煥道 穆思明

摘 要：鍋爐和壓力容器的工作環境是高溫高壓的。如果管道在使用過程中發生斷裂，很可能引起容器爆炸，威脅生命安全。要認識到壓力管道裂紋檢測的必要性，定期對員工進行培訓，了解導致管道裂紋的常見問題，采取措施，通過正確的處理方法，降低管道裂紋的可能性，確保企業正常生產。

關鍵詞：鍋爐壓力容器;壓力管道檢驗;裂紋問題;預防方法

1 鍋爐壓力容器壓力管道的常見裂紋問題

1.1 過冷、過熱導致的裂紋

溫度過高或者過低都會對鍋爐壓力容器壓力管道造成裂紋，由于溫度造成的裂紋現象是比較常見的一種，這是在制作過程中產生的問題。鍋爐壓力容器，壓力管道的制作，原材料是金屬板材，通過焊接工藝對金屬板材進行進一步的合成，使其初具鍋爐壓力容器、壓力管道的形態。由于焊接的溫度較高，所以在焊接過程中，鍋爐壓力容器壓力管道也會產生裂紋。而這種在高溫下產生的裂紋學術名稱叫作焊接熱裂紋。利用焊接工藝加工后，要對被加工的金屬板材進行冷卻，如果冷卻時間過長，就會造成溫度過低的現象，金屬板材就會出現冷裂紋。這就是由于客觀溫度造成的冷熱裂紋的形成過程。所以就要求制作人員在操作過程中嚴格按照規范溫度進行操作，才能有效減弱客觀溫度過高、過低對鍋爐壓力容器壓力管道的危害。熱裂紋和冷裂紋這兩種裂紋類型不太容易被發現，因為一般情況下，冷裂紋和熱裂紋的外部形態較小，而且所在區域較隱蔽。而且冷熱裂紋不是在一瞬間產生的裂紋，它是經過長時間的高溫或冷卻慢慢裂開的一種現象。所以相關操作人員不易發掘，操作人員能做的就是嚴格控制制作的時間和溫度，這樣能夠給后期的檢測工作降低難度。

1.2 應力腐蝕裂紋

應力腐蝕裂縫通常發生在集裝箱管座以及汽水管道等位置，在腐蝕介質和應力的協同作用下導致構件產生裂紋。具體過程表現為：鍋爐鋼板受到濃度相對較大堿水侵蝕，晶界面和金屬晶體之間形成電位差，晶界面的陽極和晶粒中的陰極之間形成微電流，沿著晶界面逐漸對金屬內部產生腐蝕作用，導致金屬內部出現裂紋。應力腐蝕裂紋的特征表現為：管道壓力集中的位置很容易產生裂紋，尤其是在應力最大的位置，鍋爐鋼板由內向外發展;裂紋包括次裂紋和主裂紋，其中次裂紋沿晶發展，主裂紋穿晶。當肉眼能夠看到裂紋后，能夠發現裂紋裂口比較陳舊，且裂口呈黑色。

1.3 疲勞裂紋

由于機械疲勞造成的裂紋被稱為疲勞裂紋。在鍋爐壓力容器壓力管道中，最容易出現的裂紋類型就是疲勞裂紋。因為這種裂紋主要發生在鍋爐壓力容器壓力管道的焊接區域和管道缺陷區域內。通俗地說，就是在鍋爐壓力容器壓力管道的制作過程中，一定會出現與完美標準有誤差的區域。一般來說，這種誤差是在工程允許范圍內的誤差，它不會影響鍋爐壓力容器壓力管道的工作質量。但也是這個區域給予了疲勞裂紋生存的機會。疲勞裂紋與上述兩種裂紋不同的是，它是從外部逐漸向內部呈直線延伸狀態的裂紋形態。在疲勞裂紋形成的初期，它的形態是較為短小的，但是，它會隨著鍋爐壓力容器壓力管道的使用過程逐漸擴大裂紋面積。到了后期，它的擴大速度和增長速度會有明顯的提升。

2 鍋爐壓力容器壓力管道裂紋的防治

2.1 確保鍋爐運行的穩定性

究其根本，任何一種裂痕的出現，都是在長時間的工作狀態下缺乏相對的保護措施而產生的，因此，為了提高鍋爐的使用效率，降低事故發生的機率，不斷提升工業生產的安全穩定性，就要從日常維護和保養工作開始抓起，不斷提升設備的運行質量。在鍋爐使用上也要嚴格參照相應的章程執行，確保合規操作，將風險降到最低，從源頭切斷。要想實現對現場使用環節的有效把控，現場操作人員要從以下幾個環節抓起，即設備的啟動、工作和關停。在工作狀態中確保鍋爐持續平穩，溫度也保持在相對穩定的狀態內，避免出現溫度驟升或驟降的現象，因操作不當而給設備造成損壞。溫度的調整要適度，緩慢進行，持續平穩展開可以降低表面出現裂痕的機率。還需注意的事，承受壓力的零件要做好質量檢測，在焊接安裝過程中也要嚴格參考相關行業標準執行，開始預熱處理環節，由專業的技術人員進行監督檢查，嚴格杜絕操作不當而導致裂紋出現。

2.2 對相關的原材料、設備和零件進行檢測

除了要用科學的質量檢驗程序，對鍋爐壓力容器壓力管道進行檢測外，生產環節中所涉及的各種設備零件和原材料，都要經過嚴格科學的檢驗。原材料是直接影響鍋爐壓力容器壓力管道質量的因素，而其他的設備零件是間接影響鍋爐壓力容器壓力管道質量的因素。如果原材料設備和零件某一方面出現了任何問題，都會提高產生裂紋的概率。所以，對相關的設備、零件和原材料進行排查是十分有必要的。

2.3 提高操作人員技能水平

除了從源頭上進行控制之外，對相關企業工作人員進行培訓也是必要的。如果職業素養不夠導致操作不當，對鍋爐壓力管道會造成很大的影響，出現裂紋，為安全事故的發生埋下隱患。作為生產企業應該定期對鍋爐生產工人進行培訓，將最新的知識以及常見問題的處理等傳授給他們，并進行測試考核，通過考試才能再上崗。這也是目前相關企業的短板，對工作人員的專業素質不夠重視，許多工作人員都存在操作不規范、不按章程處理的問題，導致事故的發生。除此之外，對鍋爐操作人員，應該注意培養他們的責任意識，建立完善的責任制，將每一步驟落實到個人。

3 結語

雖然鍋爐運行工況大多是在高溫高壓下完成的，屬于高風險運行，但在實際工業生產中發揮著重要作用。在使用中起重要作用的部件是壓力管，其危險性很高。零件一旦因維修不當而損壞，在運行中極易發生爆炸，給周圍人員和財產造成嚴重損失。因此，必須加強鍋爐壓力管道的技術研發，針對存在的安全問題及時完善技術方案，減少事故發生頻率，確保企業安全生產。

參考文獻：

[1]陳立暉.鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中的裂紋問題分析[J].綠色環保建材，2019（11）：182+184.

[2]朱文英.鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中的裂紋問題[J].科學技術創新，2019（05）：191-192.