鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中的裂紋問題分析

韓曄 河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院新鄉(xiāng)分院

壓力容器是鍋爐生產(chǎn)系統(tǒng)中重要的一項內(nèi)容，屬于一種易燃易爆、有毒介質的承壓類設備，并且該設備具有一定的特殊性。壓力容器在運行的時候，一般都是處于高溫狀態(tài)，但是也正是因為這樣的情況，一旦鍋爐壓力容器壓力管道發(fā)生裂紋，不僅會影響其正常運行，還會導致安全事故的發(fā)生，導致其經(jīng)濟效益受到損失。因此，在這樣的情況下，加強鍋爐壓力容器壓力管道裂紋檢驗是非常必要的，根據(jù)該項問題產(chǎn)生的原因，提出相應的解決方式，有效解決和避免該項問題的產(chǎn)生，實現(xiàn)安全、穩(wěn)定的生產(chǎn)。

一、鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中的裂紋問題分析

（一）蠕變裂紋

壓力容器壓力管道自長期受到應力以及溫度的影響下，導致管道金屬材料質量發(fā)生了變化，在壓力容器的使用中，材料發(fā)生質變而產(chǎn)生分離，從而產(chǎn)生的裂紋被稱為蠕變裂紋。一般壓力管道集裝箱受到應力較大的位置中會出現(xiàn)蠕變裂紋，也有可能出現(xiàn)在高溫蒸汽管道彎管處。蠕變裂紋形狀主要是平行的形態(tài)，而且裂紋之間不規(guī)則，呈現(xiàn)出米粒狀或者孔洞狀。

（二）腐蝕裂紋

腐蝕疲勞裂紋也是一種常見的裂紋類型，為更好地區(qū)別腐蝕疲勞裂紋與其他裂紋，一般情況下，要鎖定這一類型所在的常見區(qū)域，而且裂紋的寬度會不斷增大，其內(nèi)部會有許多腐蝕物質。腐蝕疲勞裂紋會對壓力管道造成損壞，需予以仔細辨別和確認。

（三）焊接裂紋

當前各企業(yè)應用的鍋爐壓力容器壓力管道主要是經(jīng)由加工、卷制、焊接特定金屬板支制成的，而這就極易致使在制造鍋爐時出現(xiàn)此類裂紋。在通常情況下，焊接裂紋一般是由于高溫作用最終形成的一類“熱裂紋”。在經(jīng)過長時間的焊接冷卻后，部分金屬材料很容易出現(xiàn)冷裂紋。此類情況產(chǎn)生的關鍵原因便是冷卻之后金相組織當中存在可溶解氫元素，在奧氏體則會逐漸轉變?yōu)殍F向體的過程中，氫元素便會受此影響聚攏向中間，進而形成相應氫裂紋，最終發(fā)展為冷裂紋。

（四）疲勞裂紋

疲勞裂紋包含多種類型。第一種是機械疲勞裂紋，裂紋發(fā)生的主要部位是葉輪與葉片，和腐蝕介質的關聯(lián)性較強。另外材料的質量和環(huán)境等多個方面的因素也會造成裂紋的進一步加深，由此可見裂紋分析過程相對比較復雜，所關聯(lián)的因素比較多，在分析的過程中需要針對多個方面的因素進行綜合考量。第二是熱疲勞，這種裂紋是在熱交變應力的影響下產(chǎn)生，常見的部位是疏水管座以及排氣管座等等部位。如果熱裂紋在處理的過程中沒有及時的進行控制，那么將有可能導致在相同部位的第二次開裂，并且裂紋發(fā)生沒有人格的規(guī)律，有一定的隨意性。

二、檢驗內(nèi)容以及方法

在檢驗鍋爐壓力容器壓力管道的時候，其中最常用的方法即水壓測試以及外部、內(nèi)部檢測。檢驗人員在檢查壓力容器的時候，需要詳細對照、檢查產(chǎn)品的設備支座、保護裝置以及質量外觀等狀況。另外，還要對焊縫安全狀況進行隨時抽查。檢驗人員在檢驗外觀的時候，應對管道和平臺的走向、保溫等工作予以高度關注，而在檢驗壓力管道的時候，也要及時檢驗相關管道膨脹狀況、技術資料以及安置管道的質量等，同時展開水壓測試。此外，檢驗人員還應當嚴密監(jiān)視管道放水、疏水等情況。在對外部進行檢驗時，需要保持鍋爐處于工作狀態(tài)，并且保證至少一年檢驗一次。其中，需要注意的是，檢驗人員需要檢查初次使用鍋爐和停止工作一年之后，再次運行鍋爐的外觀。一旦大規(guī)模對鍋爐進行修改，例如改動鍋爐安全控溫系統(tǒng)或者其燃燒方式后，便需要及時檢查其外觀。在對鍋爐內(nèi)部進行檢驗的時候，應該在其停止工作時展開檢驗，要保證至少每兩年檢驗一次。內(nèi)部檢驗工作通常是在鍋爐工作的時候發(fā)生特殊情況后展開的，檢驗過程中，需要徹底檢驗鍋爐內(nèi)部嚴密性以及安全性。在一般狀況中，每六年需要進行一次水壓測試，但是不可和內(nèi)部檢查共同展開。

三、針對裂紋的解決方法

（一）對鍋爐壓力容器壓力管道檢驗的各個環(huán)節(jié)嚴加管理

首先，要明確各種裂紋缺陷所產(chǎn)生的根本原因，從源頭進行防控。從制造鍋爐壓力容器和管道，以及相關附屬設備的材料檢驗開始。圍繞材料性能，對其不斷改進。在鍋爐壓力容器的制造過程中，嚴格按照生產(chǎn)檢驗標準，有效控制各個環(huán)節(jié)的半成品質量，將過程中造成裂紋的因素減到最低，通過多重檢驗機制，及時淘汰不良品。其次，科學檢測鍋爐壓力容器壓力管道運行的狀態(tài)，確保工作人員按照生產(chǎn)標準進行操作，防止在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)失誤。要對鍋爐使用過程進行規(guī)范的監(jiān)督管理，此過程重要的是提高檢測人員的技術水平，并發(fā)揮現(xiàn)代檢測技術手段的優(yōu)勢及時排查出裂紋缺陷。

（二）提高壓力管道材料性能以及安全管理

在選材方面，需要選擇符合管道運營標準的材料，并且控制經(jīng)濟成本。這樣既可以保障鍋爐運營的安全，還可以提高企業(yè)的經(jīng)濟利潤。我國目前用于鍋爐管道制作的材料種類眾多，這就需要技術人員進行對比，分析其使用條件以及優(yōu)勢、劣勢，根據(jù)企業(yè)的自身要求擇優(yōu)選擇管道材料。在管道進一步投入使用后，需要企業(yè)需要安排人員進行日常的檢測與維護，對于安全隱患及時排查與處理。

（三）做好預防工作

在對壓力容器壓力管道進行檢測的過程中，一旦發(fā)現(xiàn)裂紋，需要及時的對裂紋進行檢測、分析，并采用相應的措施，對設備進行維護維修，避免裂縫出現(xiàn)。壓力容器壓力管道在使用的過程中，由于會產(chǎn)生高溫，因此，工作人員需要對壓力容器的運行狀態(tài)時刻關注，防止壓力容器壓力管道一直處于長期的高溫狀態(tài)，根據(jù)生產(chǎn)要求，在容器溫度達到一定程度下，需要暫停壓力容器運行，使壓力容器能夠釋放應力，在停車期間，檢測人員需要及時的對設備進行檢查，并及時地對設備進行維修，從而保證并延長壓力容器壓力管道的使用壽命。

四、結語

綜上所述，特種設備的檢驗工作至關重要，影響特種設備質量的主要因素就是裂紋。裂紋產(chǎn)生的原因、類型、位置不同，會給鍋爐運行帶來許多安全隱患。為降低裂紋問題的發(fā)生還需要采用正確的檢測技術，做好預防工作，以提高鍋爐設備的安全運行水平。