在鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中關于裂紋問題的探討

張超 張烯烴

摘要：鍋爐壓力容器在日常運行的過程中，其內、外部工況因素比較復雜，容易導致裂紋等缺陷問題。鍋爐壓力容器的材料、結構和用途直接影響裂紋的產生，不同用途、材料的鍋爐壓力容器產生的裂紋形式不同。文章依據裂紋產生的原因，將裂紋分為不同的類型，詳細地分析鍋爐壓力器出現裂紋的原因和部位，探討具體的預防措施，為相關工作提供參考。

關鍵詞：鍋爐壓力容器;壓力管道檢驗;裂紋問題

1.管道檢驗常見裂紋類型

一般說來，鍋爐壓力容器及管道裂紋產生的原因與鍋爐的用途、制造材料、結構類型及長期運行復雜的內外部環境息息相關，并且在一個鍋爐系統中往往是多種類型的裂紋混合存在的。

1.1應力腐蝕裂紋

應力腐蝕裂紋是一種常見的裂紋類型，此類型裂紋的形成與管道內外部應力及腐蝕介質共同作用有關，多見于鍋爐汽水管道與集裝箱管座內，根據研究，由于管道自身受熱水介質的影響，經過鍋爐系統長期運行，極易受到內部熱水的定向腐蝕作用，加之流動水介質具有一定的壓力，當管道外部表面所承受的壓力值超過該區域的應力極限時，勢必會造成壓力管道外部變形開裂。

1.2機械疲勞裂紋

機械疲勞裂紋常見于鍋爐輔助系統中的葉輪、葉片、大軸等轉動機械部位處，此種裂紋形成主要包括兩個階段，具體分為初期長裂紋擴展階段與后期切向裂紋形成階段，因此，機械疲勞裂紋的形成與鍋爐的運行時間年限有關，在初期階段，主要表現為應變反應的累積，隨著時間的推移，進而造成外部特征明顯的機械疲勞長裂紋，從微觀上分析主要是造成了穿晶，進而引發管道發生脆性開裂。

1.3過熱、過燒裂紋

通常在壓力容器及管道的彎頭處、焊接處會產生過熱、過燒裂紋。這種類型的裂紋產生的原因與溫度相關，當持續升溫超過臨界點時，彎制或者焊接過的部件將會發生局部氧化，進而造成壓力容器及管道外表面產生大小不同的裂紋，而過熱裂紋的出現，將威脅到鍋爐系統的安全運行。

1.4腐蝕疲勞裂紋

腐蝕疲勞裂紋也是鍋爐壓力容器及管道上經常出現的裂紋之一，常見于鍋爐系統彎管內部中性層區。產生這種類型裂紋主要由于鍋爐系統運行過程中造成的振動及殘余應力、冷加工變形等因素影響，主要特征表現為群狀分布，并由管道外向管道內逐漸擴展。

1.5材料熱疲勞裂紋

當壓力管道局部區域受到反復彎折或拉伸的應力作用時，將會導致熱疲勞裂紋的產生。此類裂紋的主要特征表現為網狀，肉眼觀察并不是很明顯，但卻會直接影響到管道部件的使用壽命，在排氣管設備、管道壓力表處通常能檢測出這種類型的裂紋，也屬于一種常見裂紋。

1.6材料蠕變裂紋

除了以上幾種常見裂紋，在鍋爐系統的高溫蒸汽管道的外弧側與集箱管管座等受熱及高應力影響較大的位置上，通常會檢測到材料蠕變裂紋。受溫度及應力的綜合影響因素，出現蠕變裂紋就意味著該區域上的金屬組織遭受到了損傷，此種類型的裂紋主要特征為在裂紋區產生諸多橢圓形孔洞，蠕變孔洞的產生也將縮短壓力容器及管道的使用壽命。

2.預防鍋爐壓力容器壓力管道出現裂紋的措施

2.1對于設備的日常維護

對鍋爐壓力容器壓力管道檢驗裂紋問題的處理措施之一就是做好設備的日常維護工作，這也是有效防止裂紋產生及防范裂紋危害最常見最重要的手段之一，而對設備的日常維護需要做好三個方面的工作，具體為：

（1）大量的水垢、雜質積累將直接造成鍋爐管道系統受熱不均，進而導致裂紋的產生，因此在日常應做好鍋爐管道內部的清潔工作，定期清除鍋爐中存在的水垢、雜質。

（2）定期對鍋爐管道系統進行檢測，根據部件類型及位置制定詳細的檢測方案，記錄裂紋存在的具體情況，包括位置及類型，與此同時通過與管道使用標準相對照，及時更換存在問題的管道部件，以防止嚴重生產事故的發生。

（3）增設備用系統，控制停爐時間。鍋爐系統的替代

使用能夠有效防止設備長期運行帶來的安全隱患，與此同時也將更有利于在不影響生產效益的情況下對鍋爐管道系統進行維護保養。

2.2對鍋爐采用正確的操作方式

人為錯誤操作是鍋爐壓力容器及管道檢驗裂紋問題出現的主要因素之一，因此在運維人員對鍋爐進行運行操作的過程中，應重視以下幾個方面：

（1）大力提升操作人員的技術水平，在平時管理人員要嚴格做好對操作人員的技術培訓，使其能夠熟練掌握鍋爐啟動、運行及停爐過程中的平穩過渡方式方法，規范操作能夠大大減少三者過渡過程中的溫差，進而避免因大溫差效應而導致裂紋產生。

（2）嚴格管理，制定相應的考核制度，加強監督，促使操作人員養成良好的操作習慣，杜絕或減少操作失誤現象的發生。

（3）制定技能比武及師帶徒方案，激勵員工平時就勤學苦練，積累操作經驗，面對面手把手為新來員工傳授操作經驗，減少因對設備不熟而造成大的誤操作現象。以上三種方式能夠有效避免在鍋爐使用過程中因操作人員操作不當而導致產生的裂紋問題，有效降低鍋爐運行風險。

2.3加強對鍋爐有效的質量控制

加強對鍋爐有效的質量控制也至關重要，因此在對鍋爐管道系統進行檢測的過程中，應建立可靠的互相檢驗程序與自我檢查流程，并建立起嚴格的監測使用體系，一旦發生問題，能夠迅速制定出一套行之有效的解決方案，同時將鍋爐壓力容器壓力管道檢驗裂紋問題發生的可能性降到最低。

另外，要加強對鍋爐安裝過程中的質量控制，對焊接的主要受壓元件進行X光探傷，以找出焊接中因各種情況出現的問題，一般的問題要進行返修，返修二次不合格的工件將禁止使用。此項工作還要由當地鍋爐檢驗所人員監督下，查看膠片影像合格后才能順利地進入下一個工序。對探傷合格后的筒體、配件進行對接組裝，完成總裝前所有任務，按生產工藝要求做好組裝記錄，填寫相關資料后方可進行鍋爐的零件裝配、調試。

結語

綜上所述，采取正確恰當的處理措施解決管道部件產生的裂紋問題，能夠有效預防裂紋的產生及引發更嚴重的后果，因此，做好鍋爐壓力容器及管道的裂紋檢測工作至關重要，其能夠充分保障鍋爐管道系統的安全穩定運行。

參考文獻

[1]李廣彬.鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中裂紋問題的研究與處理[J].山東工業技術，2015（4）：32-32.