關(guān)于鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中裂紋問題的探討

黃河

摘要：鍋爐是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中普遍在使用的一種壓力容器，其運(yùn)行安全和穩(wěn)定直接影響到工業(yè)生產(chǎn)的順利開展。鍋爐壓力容器壓力管道在檢驗(yàn)操作中經(jīng)常會(huì)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(yùn)行存在巨大的安全隱患，需要找到裂紋產(chǎn)生的原因，并且制定合理的防治對策，以此減少裂紋問題發(fā)生，提高使用安全性，延長鍋爐壽命。

關(guān)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(hào)：TK228文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-9129（2020）14-0119-01

引言：鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)是工業(yè)生產(chǎn)中十分重要的一項(xiàng)工作內(nèi)容，可以及時(shí)、準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)鍋爐壓力容器壓力管道使用中出現(xiàn)的各種質(zhì)量問題和故障問題等，尤其是在裂紋問題的發(fā)現(xiàn)、成因分析以及問題解決方面，具有重要作用，需要相關(guān)的檢驗(yàn)人員嚴(yán)格按照工作規(guī)范進(jìn)行操作，保證檢驗(yàn)效率與質(zhì)量，減少問題發(fā)生，提高鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性。

1鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)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(xiàn)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(chǎn)生的“熱裂紋”。另外，鍋爐在焊接冷卻后，有一些金屬材料也會(huì)出現(xiàn)冷裂紋，這是因?yàn)榻饘俨牧显诤附永鋮s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(jìn)行轉(zhuǎn)化的時(shí)候，氫元素會(huì)受到一定影響并向金屬材料中間聚攏，進(jìn)而產(chǎn)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(yàn)中也是十分常見的，該裂紋的成因是鍋爐在溫度和應(yīng)力的長期作用下，會(huì)造成金屬材料變形，并且因?yàn)椴牧系姆蛛x作用而引發(fā)的裂紋。蠕變裂紋主要發(fā)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(yīng)力的局部地方。因?yàn)殄仩t壓力容器壓力管道受到的應(yīng)力和走向是存在垂直關(guān)系的，所以蠕變裂紋會(huì)表現(xiàn)出平行特點(diǎn)，并且裂紋沒有規(guī)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(fā)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(fā)生在金屬材料潔凈時(shí)和金屬相變前，對金屬晶格造成一定的破壞。在與空氣進(jìn)行直接接觸的時(shí)候，過熱裂紋一般會(huì)表現(xiàn)為藍(lán)色或者黑色。而過冷裂紋的形成過程是比較漫長的，一般發(fā)生在鍋爐焊接完成后的較長時(shí)間里，裂紋發(fā)生前提是鍋爐處在較低溫度環(huán)境中[2]。過冷裂紋具有很好的隱蔽性，不容易被發(fā)現(xiàn)，并且在剛剛出現(xiàn)裂紋的時(shí)候，具備晶體之間的穿透特性。再加上過冷裂紋通常發(fā)生在鍋爐焊接后很長的時(shí)間，使得質(zhì)量檢驗(yàn)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(jī)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(xiàn)的位置是鍋爐壓力容器壓力管道應(yīng)力比較集中的區(qū)域，初始裂紋的尺寸比較小，會(huì)隨著時(shí)間不斷延伸和擴(kuò)展。其中，機(jī)械裂紋以直線型居多，裂紋剛產(chǎn)生時(shí)的長度比較短，并且裂紋范圍較小，但是會(huì)隨著裂紋出現(xiàn)的時(shí)間延長，發(fā)生向內(nèi)的變化，以直線型的形式不但延伸、擴(kuò)展，在裂紋后期發(fā)生快速擴(kuò)張。熱疲勞裂紋是因?yàn)橛脕碇谱麇仩t壓力容器壓力管道的金屬材料，會(huì)受到持續(xù)的熱交變應(yīng)力作用，并且應(yīng)力要低于拉伸強(qiáng)度極限值，使得金屬材料在受力的瞬間發(fā)生斷裂現(xiàn)象，從而發(fā)生裂紋問題。這種裂紋普遍發(fā)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(zhì)和應(yīng)力的共同作業(yè)下產(chǎn)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(zhì)量檢驗(yàn)體系和維護(hù)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(fù)雜，所以在對裂紋問題進(jìn)行防治的過程中，首先要做的事情就是完善鍋爐質(zhì)量檢驗(yàn)體系和維護(hù)體系，結(jié)合鍋爐壓力容器壓力管道長期的使用、維護(hù)以及檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，對各種常見的裂紋問題進(jìn)行總結(jié)、分析，總結(jié)裂紋問題的主要成因，從而制定完善、完整的鍋爐質(zhì)量檢驗(yàn)和維護(hù)體系，規(guī)范檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，以此提高檢驗(yàn)實(shí)效性，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)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(qiáng)鍋爐生產(chǎn)管理。鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)人員需要對其加工制造過程進(jìn)行認(rèn)真的檢驗(yàn)和審核，要注意到各個(gè)生產(chǎn)制造細(xì)節(jié)，在鍋爐制造完成以后對其進(jìn)行全面的質(zhì)量檢驗(yàn)和核對，對可能發(fā)生裂紋的部位進(jìn)行仔細(xì)查看，并做好性能測試和壓力試驗(yàn)等，從而降低鍋爐壓力容器和壓力管道出現(xiàn)裂紋的概率。

2.3引進(jìn)先進(jìn)的檢驗(yàn)技術(shù)。在對鍋爐壓力容器壓力管道進(jìn)行檢驗(yàn)的時(shí)候，需要積極引進(jìn)先進(jìn)的檢驗(yàn)技術(shù)，提高檢驗(yàn)操作的信息化水平，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，以此對鍋爐壓力容器壓力管道正常的運(yùn)行過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，可以在發(fā)生裂紋問題的第一時(shí)間獲得問題反饋，指導(dǎo)檢驗(yàn)人員準(zhǔn)確、快速的找到裂紋位置和原因，并進(jìn)行有效的處理，不僅可以降低裂紋發(fā)生概率，而且可以減小裂紋造成的影響，避免裂紋進(jìn)一步擴(kuò)張，影響鍋爐的使用和維護(hù)。

3結(jié)論

綜上所述，鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中的裂紋問題種類很多，成因復(fù)雜，是造成鍋爐生產(chǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵因素之一，需要根據(jù)裂紋的主體情況制定行之有效的防治對策，完善質(zhì)量檢驗(yàn)和維護(hù)體系，強(qiáng)化生產(chǎn)管理，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)而提高鍋爐檢驗(yàn)水平，及時(shí)發(fā)現(xiàn)裂紋問題并作出處置，提高鍋爐運(yùn)行效果和安全性。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]王守學(xué).鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中裂紋問題及預(yù)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(yàn)中裂紋問題及預(yù)防措施[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2020（11）：195-196.