在鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中關(guān)于裂紋問題的探討

趙朋朋

濱州市耀華工程設(shè)計(jì)有限公司 山東濱州 256600

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，必須注意壓力鍋容器及其管道的裂紋，避免鍋爐處于危險(xiǎn)狀態(tài)，確保相關(guān)人員的人身和財(cái)產(chǎn)安全，為工業(yè)企業(yè)的運(yùn)行帶來穩(wěn)定和長遠(yuǎn)的利益。在使用過程中，首先要消除安全隱患和隱患。鍋爐、壓力容器和壓力管道一旦出現(xiàn)裂紋，將始終處于高風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)。如果出現(xiàn)爆炸、有害物質(zhì)泄漏等問題，將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

1 鍋爐壓力容器壓力管道出現(xiàn)的基本裂紋

1.1 冷熱過度出現(xiàn)的裂紋

由于壓力管道材料的限制，金屬在過冷或過熱環(huán)境下容易開裂。在壓力管道的生產(chǎn)中，金屬板材需要經(jīng)過許多工序，不同的工序會(huì)涉及到溫度的變化。例如，在加熱過程中，當(dāng)溫度過高時(shí)，晶體在變化過程中會(huì)出現(xiàn)燒裂，當(dāng)溫度高于金屬的臨界溫度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)熱裂，而在冷卻過程中，會(huì)因溫度降低而出現(xiàn)冷裂。與熱裂紋相比，冷裂紋具有一定的隱蔽性，不易被發(fā)現(xiàn)?？梢?，溫度過高或過低都容易造成壓力管道出現(xiàn)裂紋。

1.2 應(yīng)力腐蝕開裂

應(yīng)力腐蝕開裂主要是由腐蝕介質(zhì)和管道內(nèi)外應(yīng)力共同作用引起的，主要發(fā)生在容器管座或汽水管道內(nèi)。由于管道需要熱水循環(huán)，當(dāng)受到較大的外載壓力影響時(shí)，管道的彎曲強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化，極易產(chǎn)生彎曲變形。當(dāng)彎曲變形超過材料所能承受的范圍時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力裂紋。

1.3 機(jī)械疲勞裂紋

由于壓力管道長期處于高強(qiáng)度運(yùn)行過程中，很容易產(chǎn)生機(jī)械疲勞裂紋。機(jī)械疲勞裂紋主要產(chǎn)生在應(yīng)變力集中的地方，通常呈直線狀。剛產(chǎn)生機(jī)械疲勞裂紋時(shí)，裂紋相對集中，長度較短。如果此時(shí)沒有一定的保養(yǎng)和改進(jìn)，隨著時(shí)間的發(fā)展，裂縫會(huì)不斷向內(nèi)部擴(kuò)展，并且擴(kuò)展速度會(huì)不斷加快，最終帶來嚴(yán)重的損傷和破壞。材料結(jié)構(gòu)和環(huán)境介質(zhì)會(huì)影響機(jī)械裂紋的擴(kuò)展速度[1]。

2 預(yù)防鍋爐壓力容器壓力管道裂紋出現(xiàn)的有效策略

2.1 提高操作者的技能水平，嚴(yán)格規(guī)范操作要求

為了減少裂紋的產(chǎn)生，操作者應(yīng)提高操作水平，確保鍋爐在從啟動(dòng)到停爐的全過程中實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)過渡，有效控制爐內(nèi)溫度，避免出現(xiàn)過熱和過冷的現(xiàn)象，由此可以極大地減少溫度變化過快引起的壓力管道裂紋問題。因此，操作者應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行操作，使得鍋爐處于合理的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，進(jìn)而可以延長鍋爐使用年限。有關(guān)企業(yè)應(yīng)逐漸提高鍋爐操作工的準(zhǔn)入門檻，或者及時(shí)為入職員工提供關(guān)于鍋爐壓力容器操作規(guī)范的技術(shù)培訓(xùn)，同時(shí)，將容易導(dǎo)致裂紋出現(xiàn)的誘因進(jìn)行剖析和講解，減少裂紋給鍋爐壓力容器帶來的損害。

2.2 明確質(zhì)量檢驗(yàn)程序，嚴(yán)抓原材料和各零件檢驗(yàn)環(huán)節(jié)

原材料檢驗(yàn)環(huán)節(jié)非常重要，直接制約著鍋爐壓力容器的生產(chǎn)質(zhì)量，有助于從源頭上有效防止裂縫問題的出現(xiàn)。對原材料選擇、運(yùn)輸、存儲(chǔ)以及加工等環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，在確保原材料達(dá)到應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上做好各零件檢驗(yàn)工作，每個(gè)零件都需要嚴(yán)格的檢驗(yàn)，因?yàn)槟硞€(gè)小零件存在的問題往往會(huì)嚴(yán)重破壞了整體功能。因此，就零件生產(chǎn)和加工環(huán)節(jié)而言，既要明確質(zhì)量檢驗(yàn)程序，以生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)為基本依據(jù)，也要規(guī)范操作程序，避免操作問題影響鍋爐質(zhì)量。除此之外，為了確保檢驗(yàn)質(zhì)量，可以申請由第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行再次檢驗(yàn)，以防出現(xiàn)檢驗(yàn)漏洞，多重檢驗(yàn)更能夠排除存在的隱患。

2.3 解決熱處理問題

要關(guān)注加熱技術(shù)，也就是所謂的加熱方法，因?yàn)閴毫θ萜鞯奶攸c(diǎn)，所以熱處理在設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。目前，熱處理技術(shù)的加熱方法有很多，目前常見的主要以液體或者氣體燃料作為熱源，主要通過相應(yīng)的介質(zhì)，將構(gòu)建壓力容器的金屬材料或者是復(fù)合以及電熱等直接的加熱方法，還有就是采用液態(tài)鹽或者金屬以及浮材料進(jìn)行加熱和冷卻的過程，通過這些過程的處理，從而讓運(yùn)動(dòng)粒子進(jìn)行間接的加熱，具體的加熱方法和壓力容器的材料關(guān)系材料的纖維組織以及材料的化學(xué)成分發(fā)生變化，從而達(dá)到改變金屬或者是復(fù)合材料的性能。在這個(gè)壓力容器設(shè)計(jì)過程是比較復(fù)雜的，熱處理技術(shù)是眾多設(shè)計(jì)技術(shù)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，其目的就是改善壓力容器設(shè)計(jì)中的熱處理問題?，F(xiàn)在有一些壓力容器的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中使用一些可以降低成本的材料，這種設(shè)計(jì)忽略了熱處理問題，雖然也是符合設(shè)計(jì)要求的，但是，卻達(dá)不到很好的效果，如果不經(jīng)過熱處理，就會(huì)發(fā)生一些內(nèi)部脆裂的現(xiàn)象，大大降低了壓力容器的使用效率，壓力容器也不能進(jìn)行安全生產(chǎn)，只有經(jīng)過了熱處理工藝后，鋼板才能更加有可塑性，才能夠保證壓力容器的安全性[2]。

2.4 確保運(yùn)行的穩(wěn)定性

一是嚴(yán)格保證壓力管道的運(yùn)行穩(wěn)定性。為保證運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，應(yīng)嚴(yán)格控制鍋爐開、運(yùn)行、停三個(gè)階段，確保壓力管道在這三個(gè)階段始終保持穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，避免波動(dòng)過大影響壓力管道的質(zhì)量，尤其是溫度變化需要嚴(yán)格控制，否則，如果溫度變化過大，很可能在短時(shí)間內(nèi)對鍋爐造成嚴(yán)重?fù)p壞[3]。如果要進(jìn)行加熱操作或冷卻操作，應(yīng)嚴(yán)格遵循分步操作的原則，避免瞬變。預(yù)熱操作時(shí)，技術(shù)人員必須注意保證預(yù)熱操作正確，消除違章操作造成的裂紋。其次，必須做好維修工作。設(shè)備會(huì)隨著運(yùn)行時(shí)間的延長而磨損。加強(qiáng)維護(hù)可以有效延長設(shè)備的使用壽命，保持設(shè)備良好的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并加以解決[4]。

3 結(jié)語

綜上所述,為了確保鍋爐壓力容器的平穩(wěn)運(yùn)行，需要嚴(yán)格做好壓力管道檢驗(yàn)工作，盡管鍋爐壓力容器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中受多種因素影響，會(huì)出現(xiàn)不同程度的裂縫問題，但還是要從源頭或生產(chǎn)制作過程中嚴(yán)格把控質(zhì)量，同時(shí)，不斷提高鍋爐操作者的操作技能，積極構(gòu)建比較完善的維護(hù)和檢驗(yàn)機(jī)制，為預(yù)防和處理壓力管理裂縫問題提供重要依據(jù)。