鍋爐檢測中所存在的裂縫問題及處理措施

孟凡熙

（河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院，河南 鄭州 450000）

鍋爐檢測中所存在的裂縫問題及處理措施

孟凡熙

（河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院，河南 鄭州 450000）

火電廠運(yùn)行中，鍋爐會(huì)因長期使用而導(dǎo)致設(shè)備損耗嚴(yán)重。鍋爐的設(shè)備中，壓力容器壓力管道是重要的設(shè)備之一，也是高壓設(shè)備。基于壓力容器壓力管道這一特性，如果管道出現(xiàn)裂紋，就會(huì)導(dǎo)致管道發(fā)生爆炸事故而給人們的生命健康造成影響，而且還會(huì)給火電廠造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。但是，由于鍋爐的運(yùn)行環(huán)境較差，高溫而且灰塵密度較高而使得機(jī)械設(shè)備運(yùn)行中進(jìn)入很多的雜質(zhì)而影響其正常使用性能。壓力容器和壓力管道在運(yùn)行中通常會(huì)處于高壓狀態(tài)，且在溫度和壓力的控制中會(huì)導(dǎo)致設(shè)備疲勞而產(chǎn)生裂縫。本文針對鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中所存在的裂紋問題進(jìn)行探究。

鍋爐壓力容器；壓力管道；裂紋；檢驗(yàn)

火電廠的鍋爐設(shè)備是熱能動(dòng)力裝置，其運(yùn)行質(zhì)量直接關(guān)系到火電廠發(fā)電能力。火電廠的鍋爐運(yùn)行中所發(fā)揮的作用是將熱能有效地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而且還在動(dòng)力的作用下對火電廠的工業(yè)運(yùn)營起到一定的控制作用。鍋爐要處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，就要有足夠抵抗壓力的能力。通常鍋爐壓力容器的壁都具有很強(qiáng)的剛性，且為了提高抗壓能力而在厚度的設(shè)計(jì)上是比較大的。基于壓力作用下而導(dǎo)致的壓力管道裂縫，通常都是出現(xiàn)在管道的內(nèi)壁。雖外壁也會(huì)在壓力的作用下而產(chǎn)生裂縫，但是這種現(xiàn)象并不多見。

一、對鍋爐壓力容器壓力管道所實(shí)施的裂縫檢測內(nèi)容

（一）鍋爐壓力容器壓力管道的檢測內(nèi)容

在對鍋爐壓力容器壓力管道進(jìn)行檢測的時(shí)候，首先要明確鍋爐購進(jìn)的時(shí)間以及使用的時(shí)間。在對鍋爐的外壁進(jìn)行檢測的時(shí)候，所需要檢測的內(nèi)容包括溫度環(huán)境、輸水環(huán)境、放水環(huán)境和可支撐環(huán)境，以避免管道的外部環(huán)境溫度與內(nèi)部的溫度之間差距大而引發(fā)管壁產(chǎn)生裂縫，同時(shí)在檢測的過程中，還可以降低熱量的損耗量。檢測過程中，要對輸水環(huán)境、放水環(huán)境和可支撐環(huán)境以有效控制，目的在于對內(nèi)壁的裂縫進(jìn)行檢測的時(shí)候，要塑造一個(gè)安全的檢測環(huán)境。當(dāng)鍋爐處于運(yùn)行狀態(tài)下，還要對鍋爐的供熱狀況進(jìn)行檢測；鍋爐如果經(jīng)過了改造，就要檢測其控溫系統(tǒng)，以確保鍋爐處于室溫環(huán)境下可以處于正常運(yùn)行狀態(tài)。

（二）鍋爐檢測中要核對技術(shù)資料

鍋爐檢測的過程中，外部檢測的結(jié)果要與鍋爐的有關(guān)技術(shù)資料進(jìn)行核對，包括鍋爐壓力容器所能夠承受的最大壓力，爐壁的剛度地點(diǎn)，都可以在隨帶的技術(shù)資料中查到。包括一些維修技術(shù)資料也可以再查找到。在對鍋爐的內(nèi)部和外部進(jìn)行檢測的時(shí)候，如果檢測的結(jié)果不同，就意味著鍋爐存在著質(zhì)量問題，需要鍋爐性質(zhì)運(yùn)行接受檢查。如果鍋爐的壓力容器壓力管道都是合格的，并不存在裂縫等損害，可以對鍋爐實(shí)施檢測。如果鍋爐需要實(shí)施檢測，壓力管道內(nèi)部存在裂縫或者壓力容器沒有足夠的剛度，在檢測的過程中，就需要實(shí)施系統(tǒng)化的檢測，特別是對各種相關(guān)設(shè)施和設(shè)備的檢測，要做到檢測工作的細(xì)致化。鍋爐在運(yùn)行的過程中，一般為平均兩年檢測一次，即便是鍋爐沒有出現(xiàn)運(yùn)行故障，也要進(jìn)行定期監(jiān)測，以排除安全隱患。

（三）采用水壓測試法對鍋爐壓力容器管道進(jìn)行檢測

在檢測鍋爐壓力容器管道的時(shí)候，主要采用的是水壓測試的方法，對介質(zhì)進(jìn)行檢測。通過觀察水質(zhì)的流動(dòng)狀況以及靜止的時(shí)候的穩(wěn)定性，就可以對鍋爐壓力容器管道的嚴(yán)密性進(jìn)行檢測。對水質(zhì)施加壓力，根據(jù)環(huán)境溫度的不同，所施加的壓力值也會(huì)有所不同。如果管道有裂縫存在，在水壓的作用下，就會(huì)導(dǎo)致水分從管道的裂縫中溢出。對鍋爐壓力容器管道實(shí)施水壓測試的時(shí)候，技術(shù)是較為復(fù)雜的，而且還要做好后期處理工作，否則，會(huì)對鍋爐的正常運(yùn)行造成不良影響。使用水壓測試的方法對鍋爐壓力容器管道裂縫進(jìn)行檢測，往往檢測的周期是比較長的。當(dāng)檢測工作完成后，還需要檢測人員與焊接技術(shù)人員合作解決管道裂縫問題，探討采取何種技術(shù)才能夠?qū)⒘芽p彌補(bǔ)好，以確保鍋爐能夠正常工作。

二、鍋爐檢測中所存在的裂縫問題

（一）由于腐蝕而導(dǎo)致的裂縫

鍋爐檢測中，由于腐蝕而導(dǎo)致的裂縫以應(yīng)力腐蝕裂縫為主，其原因在于在鍋爐中存在著腐蝕介質(zhì)，在應(yīng)力的作用下就會(huì)導(dǎo)管壁造成腐蝕。這種情況下所產(chǎn)生的裂紋是垂直的。在不銹鋼配件上，所呈現(xiàn)出來的裂縫是樹枝狀的。通過檢驗(yàn)的值，火電廠的鍋爐檢測中，由于腐蝕應(yīng)力而導(dǎo)致的裂縫多處于彎道的內(nèi)壁，腐蝕介質(zhì)的存在，受到應(yīng)力的作用，就會(huì)導(dǎo)致中性區(qū)域所存在的裂縫呈帶狀，裂紋多為“之”字的形狀，隨著裂縫的擴(kuò)散而呈現(xiàn)出樹枝狀。

（二）由于設(shè)備疲勞運(yùn)行而導(dǎo)致的裂縫

設(shè)備疲勞運(yùn)行是指鍋爐的大軸、葉輪以及一些輔助性的設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)中，由于鍋爐表面的應(yīng)變較為集中，而造成設(shè)備疲勞運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)處于疲勞運(yùn)轉(zhuǎn)的初期，裂紋小，擴(kuò)展速度緩慢，而且是呈隧道延伸的方式。逐漸地，中間階段的裂紋就會(huì)延伸，速度含快，且應(yīng)力與裂紋之間呈90度角；之后，裂紋的擴(kuò)展成穩(wěn)定狀態(tài)。在裂紋擴(kuò)展的過程中，應(yīng)力與裂紋之間呈45度角。

（三）由于溫度過高而導(dǎo)致的裂縫

由于溫度過高而導(dǎo)致的裂縫是高溫環(huán)境下所引起的。裂紋大小不均勻，在裂縫的周圍有因過熱而導(dǎo)致的燒灼的痕跡，部分已經(jīng)融化了，部分已經(jīng)呈現(xiàn)出晶界氧化的樣子。高溫下，燒灼所導(dǎo)致的裂紋也會(huì)出現(xiàn)表面的碎裂。如果使用儀器觀察，在裂縫的表面會(huì)呈現(xiàn)出晶粒粗大、魏氏組織的覆蓋面積非常大，所沉淀的是較為微細(xì)的圓球粒子。在晶界的周圍為高溫環(huán)境，養(yǎng)哈有氣體的作用喜愛，就會(huì)在晶粒的表面出現(xiàn)很大的孔洞，逐漸氧化晶界網(wǎng)絡(luò)就會(huì)形成，且網(wǎng)絡(luò)面對不斷擴(kuò)大。

三、預(yù)防裂紋產(chǎn)生措施

（一）鍋爐生產(chǎn)初期就要考慮到裂縫控制問題

鍋爐壓力容器的壓力值都會(huì)界定在一定的范圍內(nèi)。因此，鍋爐運(yùn)行中，如果將壓力界定在規(guī)定的范圍內(nèi)，并不會(huì)產(chǎn)生裂縫，但是也要對鍋爐壓力容器壓力管道采取必要的防裂縫措施。在鍋爐生產(chǎn)初期，材料的選擇上來要求剛度和強(qiáng)度都要符合要求，并采用相應(yīng)的技術(shù)流程，還要采用壓力檢測的方式對鍋爐的質(zhì)量進(jìn)行審核。關(guān)于材料的選擇，除了材料本身的質(zhì)量要滿足防裂縫要求之外，還需要這些材料具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。因此，在鍋爐生產(chǎn)初期，要對材料進(jìn)行檢測，獲得質(zhì)量認(rèn)定之后，才可以用于鍋爐生產(chǎn)那種。

（二）鍋爐的使用要適度

機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行中，如果持續(xù)使用都會(huì)有疲勞值產(chǎn)生。此時(shí)，就需要停止機(jī)械設(shè)備運(yùn)行，對設(shè)備進(jìn)行檢修維護(hù)，以確保設(shè)備的各項(xiàng)性能穩(wěn)定。鍋爐的運(yùn)行中所產(chǎn)生的疲勞值，主要是由于環(huán)境溫度高，連續(xù)作業(yè)而導(dǎo)致設(shè)備部件磨損等等。這就需要工作人員對鍋爐做出停運(yùn)安排，清理鍋爐設(shè)備中所存有的雜質(zhì)，并對鍋爐的性能做出調(diào)整和養(yǎng)護(hù)。

（三）對鍋爐的零部件質(zhì)量要嚴(yán)格控制

要防止鍋爐壓力容器的壓力管道出現(xiàn)裂縫，就要注重管道的質(zhì)量問題，其制作原料以及制作的工藝技術(shù)起到了決定性的作用。在鍋爐容器壓力容器的壓力管道生產(chǎn)之前，要對圖紙上的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)仔細(xì)審查，如果存在著設(shè)計(jì)不合理的內(nèi)容，就要從鍋爐應(yīng)用實(shí)際的角度出發(fā)做出修改，以對鍋爐壓力容器的質(zhì)量把好關(guān)。關(guān)于鍋爐制作材料的選擇，要優(yōu)先選擇耐高溫的材料，而且在生產(chǎn)制造的過程中，對每一個(gè)零部件的質(zhì)量都要嚴(yán)格控制，并做好檢測，細(xì)節(jié)處所存在的檢測誤差都要界定在準(zhǔn)許范圍內(nèi)。鍋爐零部件的制作工藝，要在各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都要做到操作規(guī)范，且每一個(gè)生產(chǎn)步驟都要嚴(yán)格執(zhí)行，以確保鍋爐的質(zhì)量，從源頭上就做好提高鍋爐運(yùn)行安全的各項(xiàng)工作。

結(jié)語

綜上所述，要確保火電廠的鍋爐持續(xù)而穩(wěn)定地運(yùn)行，就要提高設(shè)備運(yùn)行的安全性，特別是鍋爐壓力容器壓力管道會(huì)在檢驗(yàn)的過程中存在裂紋的問題，如果沒有采取有效的技術(shù)處理措施，就會(huì)導(dǎo)致鍋爐的運(yùn)行穩(wěn)定性受到影響。為了提高火電廠運(yùn)行效率，提高鍋爐的安全性能，就要及時(shí)地排除鍋爐壓力容器和壓力管道所產(chǎn)生裂紋。

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