探究鍋爐范圍內(nèi)的壓力管道檢驗中的裂紋問題與建議

王曉波

（克山縣特種設(shè)備檢驗所，黑龍江 克山161600）

燃料燃燒為工業(yè)生產(chǎn)提供了動力，這一過程會釋放大量的蒸汽，需要在承重能力優(yōu)良的工具中完成，而鍋爐正具備這一特性?；诖耍仩t的應(yīng)用范圍很廣，在我國工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著不可或缺的作用。但由于鍋爐的工作環(huán)境十分特殊，地位又至關(guān)重要，存在著一定的安全風(fēng)險。尤其是當(dāng)鍋爐出現(xiàn)裂紋，又沒有進行維修時，鍋爐的運行安全將得不到保障，可能會引發(fā)一系列不必要的問題，給企業(yè)帶來經(jīng)濟損失，甚至?xí){到的生命財產(chǎn)安全。因此，企業(yè)必須安排專職人員，定期檢查鍋爐以及管道狀況，即使排除不利于生產(chǎn)的因素。

1 鍋爐范圍內(nèi)壓力管道檢驗操作的要求

鍋爐壓力管道是重點檢查部位，要求檢查人員具備較高的專業(yè)技能，能夠?qū)﹀仩t的相關(guān)參數(shù)進行檢查，并采取各種科學(xué)有效的檢驗方法，來分析鍋爐壓力管道的運行狀況是否合理。在檢查過程中，要嚴(yán)格遵循相關(guān)制度原則，保障檢查行為符合規(guī)范。必須實現(xiàn)制定完善的檢查方案，并以此作為指導(dǎo)依據(jù)，確保檢查工作的高效有序。檢驗人員要具備良好的資料收集能力，能夠?qū)﹀仩t的使用情況進行詳細(xì)深入的了解，例如鍋爐的歷史改造次數(shù)、使用年限、修理維護經(jīng)歷等。在充分掌握了鍋爐情況后，檢查人員的檢查作業(yè)才能夠毫無阻礙。鍋爐的管理人員和使用部門，也要積極配合檢查人員的工作，為其提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)資料，在所有人員協(xié)調(diào)配合下，檢查工作才能夠更加順利無阻，檢查結(jié)果的可信度也得到保障。鍋爐管道中存在的漏洞能夠被發(fā)現(xiàn)，并得到恰當(dāng)?shù)木S修，從而促進壓力管道的高效運行。

2 壓力管道檢驗過程中出現(xiàn)的裂紋問題

目前鍋爐的壓力管道中最常見的問題，就是管道表面出現(xiàn)裂紋。管道裂紋的成因有很多，主要是鍋爐工作環(huán)境較為復(fù)雜，可能造成裂縫的因素各種各樣。因此，鍋爐壓力管道裂紋也有多種分類，只有搞清楚這些裂紋的成因、特點以及可能引發(fā)的問題，才能夠采取針對性的措施來降低裂紋造成的不良影響。接下來將對目前常見的集中裂紋進行詳細(xì)的介紹：

2.1 焊接裂縫。鍋爐為燃料燃燒提供了場所，而燃料在燃燒時，會生成大量的蒸汽，導(dǎo)致鍋爐內(nèi)部溫度較高。因此鍋爐必須具備較強的抗壓能力，這在鍋爐制造時是首要條件。鍋爐制造要經(jīng)過高溫鍛造，在鍋爐成型后，鍋爐表面溫度很高，需要耗費很長的冷卻時間。而且鍋爐范圍內(nèi)的管道數(shù)目較多，需要大量的焊接工作。受到各種因素的限制，例如焊接人員專業(yè)素質(zhì)較低、冷卻程度不夠等，焊接過程可能引發(fā)鍋爐裂紋。

焊縫金屬從熔化狀態(tài)到冷卻凝固的過程經(jīng)過熱膨脹與冷收縮變化，有較大的冷收縮應(yīng)力存在，而且顯微組織也有從高溫到低溫的相變過程而產(chǎn)生組織應(yīng)力，更加上母材非焊接部位處于冷固態(tài)狀況，與焊接部位存在很大的溫差，從而產(chǎn)生熱應(yīng)力等等，這些應(yīng)力的共同作用一旦超過了材料的屈服極限，材料將發(fā)生塑性變形，超過材料的強度極限則導(dǎo)致開裂。裂紋的存在大大降低了焊接接頭的強度，并且焊縫裂紋的尖端也成為承載后的應(yīng)力集中點，成為結(jié)構(gòu)斷裂的起源。

2.2 應(yīng)力腐蝕裂紋。當(dāng)鍋爐處于運行狀態(tài)時，會經(jīng)歷多次溫度變化。即燃料燃燒釋放蒸汽，溫度升高，鍋爐冷卻時溫度降低。這導(dǎo)致鍋爐及其范圍內(nèi)的壓力管道，會出現(xiàn)局部結(jié)構(gòu)溫差過大的情況。這就使得鍋爐內(nèi)部存在預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力作用下，鍋爐會產(chǎn)生裂縫。而且由于預(yù)應(yīng)力著力點、力大小的不同，產(chǎn)生裂縫的形狀也各種各樣。而且這種裂縫通常是不連續(xù)的，且存在于鍋爐內(nèi)部，不容易被發(fā)現(xiàn)，限制了鍋爐的檢查和維修。

2.3 疲勞裂紋和腐蝕裂紋。鍋爐壓力管道的材料一般是金屬，雖然金屬材料有一定的延展性，但經(jīng)過長期多次的拉伸和彎折，金屬管道的恢復(fù)能力已經(jīng)變得很低。這意味著金屬管道的使用年限過長，已經(jīng)到了材料疲勞的程度，在此背景下出現(xiàn)的裂紋，被稱為疲勞裂紋。這種裂紋在多種鍋爐設(shè)備中都有出現(xiàn)，有裂紋的部位往往體現(xiàn)出很明顯的創(chuàng)傷磨損。當(dāng)疲勞裂紋數(shù)量較多時，鍋爐管道的拉伸力會下降，發(fā)生形變后不能夠快速地恢復(fù)原狀，影響到鍋爐的正常使用。

疲勞裂紋和腐蝕疲勞裂紋是鍋爐定期檢驗中遇到較多的一類裂紋隱患。腐蝕疲勞裂紋大多是在形成疲勞裂痕基礎(chǔ)上由交變應(yīng)力和腐蝕性介質(zhì)共同作用而產(chǎn)生的。因此，疲勞裂紋也是產(chǎn)生腐蝕疲勞裂紋的前提因素, 這兩種裂紋缺陷的性質(zhì)基本是一致的，都是在鍋爐使用過程中發(fā)生的裂紋，是鍋爐受壓元件失效的主要因素。

疲勞裂紋和腐蝕疲勞裂紋產(chǎn)生的金屬材料疲勞破壞是由鍋爐設(shè)備本身二次條件所決定的，鍋爐在運行中，部件溫度、流速和負(fù)荷變化大，管線中水汽混合，啟停爐次數(shù)頻繁以及壓力和溫度的波動等均會引起應(yīng)力交變。這種交變應(yīng)力的循環(huán)作用是促使鍋爐金屬材料疲勞腐蝕裂紋破壞的主要原因。

3 處理壓力管道檢驗裂紋的合理措施

不同類型的鍋爐裂紋，對鍋爐造成的影響有所差別。但總的來說，裂紋的出現(xiàn)是不理想的狀況，意味著鍋爐管道功能受損，不能夠正常地發(fā)揮作用，影響到生產(chǎn)進度。如何采取合理的措施，預(yù)防裂紋的出現(xiàn)，并降低裂紋造成的負(fù)面影響，是目前生產(chǎn)單位面臨的重要問題。接下來將介紹幾點檢驗裂紋的方法，目的是找準(zhǔn)裂紋出現(xiàn)的位置、裂紋類型以及嚴(yán)重程度，從而找到恰當(dāng)?shù)木S修方法，延長鍋爐的使用壽命。

3.1 正確操作鍋爐。裂紋的出現(xiàn)，除了鍋爐使用年限過長外，最主要的成因還是鍋爐的使用操作不當(dāng)。為了避免人為失誤引起的鍋爐管道裂縫，需要嚴(yán)格規(guī)范鍋爐的使用流程。首先，要對在職人員進行操作技能的培訓(xùn)，詳細(xì)地講解鍋爐運行的知識點和注意事項，保障工作人員能夠深入地掌握正確的使用方法。其次，制定全面完善的使用標(biāo)準(zhǔn)，為工作人員提供可靠的操作依據(jù)，并且要嚴(yán)格落實相關(guān)制度，發(fā)現(xiàn)有異常操作要及時阻止，并進行恰當(dāng)?shù)呐u教育，引起員工的重視。此外，構(gòu)建獎懲制度，對優(yōu)秀員工進行肯定和表彰，形成良好的榜樣作用，以此激勵員工的工作熱情，促進優(yōu)良競爭氛圍的形成，也使得正確使用鍋爐的意識深入人心。

3.2 控制原材料生產(chǎn)質(zhì)量。鍋爐的規(guī)格通常較大，需要用到大量原材料。而且焊接裂紋的出現(xiàn)，也是因為在鍋爐制造過程中有不恰當(dāng)?shù)牟僮?。因此，通過加強對原材料的管控，能夠有效地提升鍋爐制造質(zhì)量，降低裂紋出現(xiàn)的概率。生產(chǎn)企業(yè)要安排專職人員進行原材料的采購，不能夠一味追求經(jīng)濟效益，而忽視了原材料的質(zhì)量。在原材料投入使用以前，進行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查，避免質(zhì)量不合格的劣質(zhì)材料混入生產(chǎn)間。同時，原材料的使用要結(jié)合鍋爐的實際情況，充分考慮生產(chǎn)單位對鍋爐的要求，以此作為依據(jù)，調(diào)整鍋爐的生產(chǎn)過程，并對原材料的種類和使用量進行改進。

3.3 做好鍋爐質(zhì)量控制。鍋爐的使用過程具有較高的危險系數(shù)，存在發(fā)生安全事故的可能性，鍋爐作為一種安全風(fēng)險較高的設(shè)備，如果對鍋爐的使用不合理，或者質(zhì)量得不到保障，都會加大安全意外發(fā)生的概率。因此，要嚴(yán)格把控鍋爐的使用流程，哪怕是再小的細(xì)節(jié)也不能忽視。在考慮生產(chǎn)全局的前提下，要盡量將操作失誤出現(xiàn)的可能性控制在最低范圍。采取各種手段，來避免鍋爐及其壓力管道出現(xiàn)裂紋。此外，完善科學(xué)的檢驗機制也是不可或缺的，定期檢驗鍋爐的使用情況，并對存在的裂紋進行準(zhǔn)確的定位，進而找到有效的維修方式，處理妨礙鍋爐正常運行的各種問題。首先要判斷裂紋的種類，才能夠找到裂紋的成因，進而找準(zhǔn)鍋爐及其管道中的問題。針對不同類型的裂紋，采取的解決方式也有所區(qū)別，如果維修方式不恰當(dāng)，不僅達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)，甚至還會對鍋爐造成二次損害，引發(fā)更嚴(yán)重的損失。

4 結(jié)論

鍋爐在應(yīng)用過程中，壓力管道其容易受到應(yīng)力荷載影響，從而將會導(dǎo)致壓力管道應(yīng)用過程中出現(xiàn)磨損，甚至?xí)霈F(xiàn)裂紋，裂紋的出現(xiàn)會引起較為嚴(yán)重的后果。因此，在應(yīng)用鍋爐時，必須保持操作正確，做好相應(yīng)的控制工作，保證鍋爐的作用能夠得到合理發(fā)揮。