锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题分析

锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题分析

吴竞

（江苏大唐国际如皋热电有限责任公司江苏省南通市226500）

摘要：锅炉压力容器压力管道是进行工业生产的过程中应用的最为广泛的设备，由于受到自身以及外界种种因素的影响，锅炉压力容器压力管道在长时间的使用过程中，久而久之会因为老化导致出现质量问题，在诸多的质量问题之中，裂纹问题出现的频率是最高的，出现的裂纹一方面会缩短设备的使用寿命，另一方面还可能造成各种安全事故，对人们的身体健康造成极大的威胁，基于上述的原因，就应该针对裂纹问题采取有针对性的措施，本文结合作者多年的工作实践经验，对上述问题进行了深入的分析和思考，并提出了一些自己的观点，希望能够给各位带来一些借鉴。

关键词：锅炉压力容器；压力管道；检验；裂纹问题；控制措施

引言：

由于锅炉压力容器压力管道长期处于高温高压的状态下，因此会给设备自身带来很大的消耗和磨损，所以，为了能够保证设备始终都具有非常优秀的工作性能，以此设备能够稳定的运行下去，就要运用各种办法来对设备进行检测，以此来及时发现问题并妥善的解决，裂纹检测是十分重要的一个环节，通过检测，能够对裂纹问题进行有效的接的解决，进而使设备的运转更加安全高效。

一、检验内容和方法

对锅炉压力容器与压力管道进行检测时，最为常用的方法便是内、外部检测与水压测试。在对压力容器进行检查时，应对其制造商情况、保护装置与外观质量情况、设备支坐情况等问题进行详细的检验与对照，并随时抽查焊缝探伤的安全情况。在进行外观上的检验时，应注意平台与管道的保温、走向等工作，在对压力管道进行检查时，应对其技术资料、管道安置地点的缝隙质量与管道膨胀的情况进行检查，并对其进行水压压力测试[1]。而管道的疏、放水情况也需要相关人员进行严密的监视。在检验外部时，锅炉应保持运行状态，其检测的周期约为一年一次，而初次投人使用的锅炉与停运一年后重新使用的锅炉也需要进行外观检查。若锅炉进行了大规模修改，如锅炉的燃烧方式或安全控温系统改动之后，也应当对其进行全面的外观检查。在检验锅炉内部时，需在锅炉停止运行的状态下进行检测，其周期一般为两年一次。锅炉的内部检验一般都是在锅炉运行出现特殊情况时进行的，在检验时，会对锅炉内部的安全性与严密性进行彻底的检查。在常规情况下，水压检测的时间约为六年一次，且无法与锅炉内部的检查一起进行。若锅炉在水压测试时出现问题，此锅炉将无法在检查完后继续运行。锅炉压力容器管道检验则是为了能使锅炉体系正常运行而实施的，其主要的检查项目为检测人员是否有相关资格证书、从事锅炉压力容器与管道检查的人员是否有相应证书、质量人员是否按时上岗、焊接人员是否拥有相关执照等等。

二、锅炉压力容器压力管道检验中的常见裂纹问题

根据裂纹本身的性质、特征以及出现的原因，大致上可以把裂纹划分为以下几种类型：

（一）焊接裂纹

焊接裂纹一般情况下多出现于设备的生产和制造环节，由于锅炉压力容器压力管道的材质通常为金属板，因此在生产的过程中，应该对其进行卷制焊接处理，在温度非常高的情况下，就特别容易出现裂纹，此外，如果金属板焊接的温度过高，在焊接工作完成以后，由于存在许多氢元素，这就会导致焊缝会慢慢的向一起靠拢，到了冷却的时候，就会产生焊接冷裂纹，使设备上布满裂纹。

（二）疲劳裂纹

在当前的情况下，疲劳裂缝是锅炉容器压力管道检测中十分常见的一种裂缝，在通常的情况下，疲劳裂缝可以划分为机械疲劳裂缝和腐蚀疲劳裂缝这两类，究其本质，这两种的裂缝几乎相同，对设备所造成的影响也没有特别明显的差别。但是在细微之处，还是在某些地方存在着细小的差异性，需要相关人员引起特别的注意，机械疲劳裂纹产生的因素比较单一，而腐蚀裂纹的产生，则需要交变应力和腐蚀性介质共同作用，并且需要以原来的疲劳裂纹为基础，如果设备表面没有疲劳裂痕的存在，则不会出现腐蚀疲劳裂纹[2]。一般情况下，在设备表面应力越大的部位越容易出现疲劳裂纹，且形成时间较长，是一个不断变化积累的过程，迟缓性和隐蔽性特征明显。

（三）腐蚀裂纹

在所有锅炉的零件之中，会有一些部件在应力与腐蚀介质这两方面的作用下出现开裂问题，这种情况下出现的裂纹便是应力腐蚀裂纹。这种裂纹通常发生在汽水管道与集箱管座等区域出现。在所用的熔炉部件之中，奥氏体不镑钢是最容易出现腐蚀情况的，特别是在汽水介质之中，微小的应力作用多会出现应力腐蚀反应而开裂。这种问题发生的主要原因在于冷加工变形、振动以及残余应力。这种开裂问题都是与张应力成90°直角的，而奥氏体不镑钢则多是落叶后的树枝，其尾部细尖，且具有分支。在普通情况下，火电厂汽水管道应力腐蚀开裂的地点多数在于弯管内壁中性层区发生，这种情况多是受到局部腐蚀而引起的。其常为群状，并多是带状沿轴变化，从微观方面而言，其常呈现出“之”字形状，并拥有从表面向内部扩展的特征。

（四）蠕变裂纹

蠕变裂纹是锅炉压力容器压力管道裂纹问题的一种，受温度和应力两种因素的影响，裂纹形成周期较长，会随着时间的推移逐渐加重。当设备运行过程中，金属表面出现损伤时，应力的不断作用，以及外界温度的影响，会导致损伤逐渐演变为蠕变裂纹。蠕变裂纹在弯道上通常会沿着轴向分布，多见于管道、集装箱应力较大位置，与最大应力为垂直关系[3]。米粒状或者孔洞状是蠕变裂纹最为常见的形态，裂纹较多时，会不规则的连接到一起，支纹分布于主纹两侧且相互平行。

三、锅炉压力容器压力管道检验中裂纹问题的控制措施

要想避免锅炉压力容器压力管道出现裂纹问题，便需要采取有效控制措施，避免裂纹的产生，或者减轻裂纹的影响。

（一）做好质量把关

首先，在锅炉压力容器压力管道生产制造过程中，应对焊接工艺做出严格规范，并对所用原材料进行质量抽检，严禁使用劣质材料，提高设备生产质量。其次，在选购锅炉压力容器压力管道设备时，需要对其质量进行严格把关，以国家规定的标准要求作为选用原则[2]，结合生产所需，选择最为质量达标、性能优良的设备。另外，在选取零部件时，需要根据锅炉压力容器压力管道特点及功能选用，确保两者之间的匹配性，避免造成裂缝问题。

（二）加强安全管理

首先，应将锅炉压力容器压力管道运行安全管理责任落实到具体负责人身上，强化设备操作人员的责任意识。其次，应构建完善的监督机制，及时发现并制止不规范操作行为，避免引起安全事故。另外，应做好对设备的检修与维护工作，针对设备存在的故障隐患，采取科学可行的处理措施。并且，还需要时刻监测锅炉压力容器压力管道的运行情况，完整、准确记录各项运行信息。

（三）提升技术水平

对操控锅炉压力容器的人员进行适当的培训，以防止出现锅炉压力容器因使用不当出现一系列的问题。在焊接步骤中，严格控制工艺和温度以及时长，对于压力锅容器生产所需要的技术、温度、湿度以及各零部件的衔接和尺寸进行严格把关，确保生产的质量，从源头进行容器的质量控制。

三、结语

对于锅炉压力容器与压力管道而言，某个部位出现裂纹是最为常见的问题，裂纹出现的原因则能够分为主观与客观两个方向。而导致裂纹出现的主要原因则是受力状态与环境条件。若锅炉某些部位因长时间应力的作用，导致其出现疲劳效应，则会大大缩短吃不见的使用寿命，若环境不适宜，也能够是某些部件出现腐蚀疲劳。在我们的生活之中，锅炉压力容器与压力管道发挥着非常重要的作用，因此，相关的企业单位应对锅炉出现裂缝的原因进行分析，并做好相应的防护工作，以减少安全隐患问题的发生。

参考文献：

[1]孙文彩，杨自春．含裂纹压力容器混合变量下疲劳剩余寿命分析[J]．压力容器，2010，（1）：1561.

[2]孙国有，王晓春，吴立军等．压力容器中倾斜裂纹的失效分析方法[J]．浙江大学学报（工学版），2001，（6）：15.

[3]朱小兵，涂猛.锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题分析[J].江西化工，2017，（4）：63-64.