關于鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中裂紋問題的探討

黃河

摘要：鍋爐是現代化工業生產中普遍在使用的一種壓力容器，其運行安全和穩定直接影響到工業生產的順利開展。鍋爐壓力容器壓力管道在檢驗操作中經常會遇到裂紋問題，包括焊接裂紋、蠕變裂紋、過冷過熱裂縫以及疲勞裂縫等、腐蝕裂紋等，使得鍋爐運行存在巨大的安全隱患，需要找到裂紋產生的原因，并且制定合理的防治對策，以此減少裂紋問題發生，提高使用安全性，延長鍋爐壽命。

關鍵詞：鍋爐壓力容器;壓力管理;裂紋;原因;防治對策

中圖分類號：TK228文獻標識碼：A文章編號：1672-9129（2020）14-0119-01

引言：鍋爐壓力容器壓力管道檢驗是工業生產中十分重要的一項工作內容，可以及時、準確的發現鍋爐壓力容器壓力管道使用中出現的各種質量問題和故障問題等，尤其是在裂紋問題的發現、成因分析以及問題解決方面，具有重要作用，需要相關的檢驗人員嚴格按照工作規范進行操作，保證檢驗效率與質量，減少問題發生，提高鍋爐運行穩定性和安全性。

1鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中的裂紋問題

1.1焊接裂紋。焊接裂紋是鍋爐壓力容器壓力管道比較常見的裂紋問題之一，通常出現在制造過程中，焊接裂紋問題的主要成因是受到高溫作用而產生的“熱裂紋”。另外，鍋爐在焊接冷卻后，有一些金屬材料也會出現冷裂紋，這是因為金屬材料在焊接冷卻后在金相組織中含有一些可以溶解的氫元素，使得奧氏體在向鐵向體進行轉化的時候，氫元素會受到一定影響并向金屬材料中間聚攏，進而產生了裂紋[1]。

1.2蠕變裂紋。蠕變裂紋在鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中也是十分常見的，該裂紋的成因是鍋爐在溫度和應力的長期作用下，會造成金屬材料變形，并且因為材料的分離作用而引發的裂紋。蠕變裂紋主要發生在鍋爐高溫蒸汽壓力管道的彎管外弧表面，或者存在較大應力的局部地方。因為鍋爐壓力容器壓力管道受到的應力和走向是存在垂直關系的，所以蠕變裂紋會表現出平行特點，并且裂紋沒有規律性，形狀以孔洞狀和米粒狀為主。

1.3過冷過熱裂紋。過冷過熱裂紋主要發生在鍋爐壓力容器壓力管道的制作過程中，其中過熱裂紋是一類品格缺陷，發生在金屬材料潔凈時和金屬相變前，對金屬晶格造成一定的破壞。在與空氣進行直接接觸的時候，過熱裂紋一般會表現為藍色或者黑色。而過冷裂紋的形成過程是比較漫長的，一般發生在鍋爐焊接完成后的較長時間里，裂紋發生前提是鍋爐處在較低溫度環境中[2]。過冷裂紋具有很好的隱蔽性，不容易被發現，并且在剛剛出現裂紋的時候，具備晶體之間的穿透特性。再加上過冷裂紋通常發生在鍋爐焊接后很長的時間，使得質量檢驗工作難度加大，裂紋隱患危害是比較大的。

1.4疲勞裂紋。疲勞裂紋是在鍋爐壓力容器壓力管道使用過程中比較常見的裂紋問題，有機械疲勞裂紋、熱疲勞裂紋和腐蝕疲勞裂紋三種類型。疲勞裂紋常出現的位置是鍋爐壓力容器壓力管道應力比較集中的區域，初始裂紋的尺寸比較小，會隨著時間不斷延伸和擴展。其中，機械裂紋以直線型居多，裂紋剛產生時的長度比較短，并且裂紋范圍較小，但是會隨著裂紋出現的時間延長，發生向內的變化，以直線型的形式不但延伸、擴展，在裂紋后期發生快速擴張。熱疲勞裂紋是因為用來制作鍋爐壓力容器壓力管道的金屬材料，會受到持續的熱交變應力作用，并且應力要低于拉伸強度極限值，使得金屬材料在受力的瞬間發生斷裂現象，從而發生裂紋問題。這種裂紋普遍發生在鍋爐排氣管管座、疏水管座以及蒸汽管壓力表管座上。腐蝕疲勞裂紋是在腐蝕介質和應力的共同作業下產生的，常見于鍋爐排水、排氣管道處。

2鍋爐壓力容器壓力管道裂紋的防治對策

2.1完善鍋爐質量檢驗體系和維護體系。由于鍋爐壓力容器壓力管道裂紋的種類很多，并且成因復雜，所以在對裂紋問題進行防治的過程中，首先要做的事情就是完善鍋爐質量檢驗體系和維護體系，結合鍋爐壓力容器壓力管道長期的使用、維護以及檢驗經驗，對各種常見的裂紋問題進行總結、分析，總結裂紋問題的主要成因，從而制定完善、完整的鍋爐質量檢驗和維護體系，規范檢驗標準，以此提高檢驗實效性，可以及時發現裂紋問題隱患，明確原因，并作出有效的處理決策[3]。

2.2加強鍋爐生產管理。鍋爐壓力容器壓力管道檢驗人員需要對其加工制造過程進行認真的檢驗和審核，要注意到各個生產制造細節，在鍋爐制造完成以后對其進行全面的質量檢驗和核對，對可能發生裂紋的部位進行仔細查看，并做好性能測試和壓力試驗等，從而降低鍋爐壓力容器和壓力管道出現裂紋的概率。

2.3引進先進的檢驗技術。在對鍋爐壓力容器壓力管道進行檢驗的時候，需要積極引進先進的檢驗技術，提高檢驗操作的信息化水平，并實現實時監控，以此對鍋爐壓力容器壓力管道正常的運行過程進行動態監控，可以在發生裂紋問題的第一時間獲得問題反饋，指導檢驗人員準確、快速的找到裂紋位置和原因，并進行有效的處理，不僅可以降低裂紋發生概率，而且可以減小裂紋造成的影響，避免裂紋進一步擴張，影響鍋爐的使用和維護。

3結論

綜上所述，鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中的裂紋問題種類很多，成因復雜，是造成鍋爐生產安全風險的關鍵因素之一，需要根據裂紋的主體情況制定行之有效的防治對策，完善質量檢驗和維護體系，強化生產管理，引進先進技術，進而提高鍋爐檢驗水平，及時發現裂紋問題并作出處置，提高鍋爐運行效果和安全性。

參考文獻：

[1]李其偉.鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中的裂紋問題分析[J].南方農機，2020，51（13）：120-121.

[2]王守學.鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中裂紋問題及預防措施[J].建材與裝飾，2020（17）：203+206.

[3]魏延鵬.鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中裂紋問題及預防措施[J].科學技術創新，2020（11）：195-196.