淺談鍋爐壓力容器壓力管道檢驗的裂紋問題

王貴謙++王起亮

摘 要：壓力鍋容器有一個顯著的特征，這種設(shè)備安全性高，可盛裝易燃、易爆和有毒物質(zhì)。這就意味著它時刻處于高溫高壓的工作環(huán)境，隨時都有爆炸危險。一旦發(fā)生意外，將造成嚴重的破壞。在實際工業(yè)生產(chǎn)中，對鍋爐壓力容器進行壓力管道檢驗就顯得格外重要，鍋爐壓力容器工作是否安全，效率是否達到要求，都直接受到壓力管道檢驗質(zhì)量的影響。因此，相對于其他設(shè)備而言，鍋爐壓力容器特種設(shè)備質(zhì)量的安全性就顯得格外重要。本文關(guān)注重點在于鍋爐壓力容器壓力管道檢驗的相關(guān)問題。

關(guān)鍵詞：鍋爐壓力容器；檢驗；裂紋

中圖分類號：TK22 文獻標識碼：A

如果要得出失效分析的結(jié)論，那么裂紋分析就是首先要考慮的問題。對于鍋爐壓力容器壓力管道而言，我們進行檢測工作主要分析對象是承壓件，要做的工作就是檢驗其缺陷，尤其是通過對裂紋缺陷的分析來推測安全性能。受壓件是非常容易產(chǎn)生裂紋缺陷的元件，它的穩(wěn)定性也是同類元件中最不穩(wěn)定的，這種缺陷時刻威脅著設(shè)備的正常運行。我們對裂紋的分析方法大概有兩種，即宏觀分析和微觀分析。對于宏觀檢測而言，可以通過放大鏡等設(shè)備，運用無損檢驗等方法來展示裂紋的形狀。但是對于一些細微方面的檢測，比如裂紋的性質(zhì)、斷裂路徑這些微觀特征，就必須使用微觀檢測來進行。

1.鍋爐壓力容器壓力管道檢驗的內(nèi)容與方法

1.1檢查壓力容器的內(nèi)部與外部

對壓力容器的檢測有一定要求，如果要檢測容器外部就必須對容器內(nèi)部進行全面清潔，這是操作前提。對于一般壓力管道檢驗，是可以用放大鏡甚至肉眼識別的，但部分檢測還是要采取射線探傷及超聲波檢查的手段；當檢查內(nèi)壁厚度很小的容器時，我們需要對結(jié)果進行反復(fù)核查，這是因為設(shè)備建造很麻煩，煩瑣的工序就極易出現(xiàn)問題，當問題發(fā)生之后，就需要采取降壓使用，或者是采取相應(yīng)的修理措施。其次，金屬檢驗亦是必不可少的檢測環(huán)節(jié)。最后，還需要仔細檢測鍋爐壓力容器上的裂紋情況。在進行全方位認真仔細的內(nèi)外部檢驗后，對出現(xiàn)的問題要及時處理，那行不合格的要即刻采取相應(yīng)的修理方案。

1.2保證質(zhì)量，檢查壓力容器的要點

如果要確保壓力容器有較好的質(zhì)量，那么嚴謹細致的內(nèi)外部檢查及耐壓測試就是必不可少的環(huán)節(jié)。耐壓測試就是為了方便工作人員進行焊縫檢查。當沒有壓力低，無腐蝕性和無毒等情況發(fā)生時，原則上是可以不做無損探傷測試的。

2.鍋爐壓力容器常見裂紋原因分析

2.1應(yīng)力腐蝕裂紋

當鍋爐鋼板接觸到濃度較高的堿水時，金屬的晶體和晶間之間將形成電位差。相比之下晶粒電位高形成陰極，相應(yīng)的，晶界間就產(chǎn)生陽極，這樣一來，晶粒和晶間之間就會形成微電流，久而久之侵蝕將會從晶界面滲透至縱深，也就是說金屬內(nèi)部就會有裂紋出現(xiàn)了。由苛性脆化因素造成的裂紋，將會從而外的擴展，其往往會集中分布于應(yīng)力最大位置處；如果借用顯微鏡為工具觀察時，就可以清楚辨識出主裂紋和次裂紋，主裂紋穿透晶體，而支裂紋則是沿著晶體發(fā)展，并在主裂紋附近呈現(xiàn)出放射狀。

2.2疲勞裂紋

疲勞裂紋如進行分類大致有兩種，即機械疲勞與腐蝕疲勞。在鍋爐的日常檢驗中，機械疲勞裂紋是遇見最多的一種隱患，在機械疲勞裂痕產(chǎn)生之后，交變應(yīng)力加上腐蝕物質(zhì)的共同作用就會產(chǎn)生腐蝕疲勞裂紋，由此可見，機械疲勞裂紋同樣是形成腐蝕疲勞裂紋的前提條件。從本質(zhì)層面分析，這兩者性質(zhì)是相同的，他們都是在鍋爐使用時產(chǎn)生的，是鍋爐受壓元件損壞的主要原因。機械疲勞裂紋和腐蝕疲勞裂紋本身是具有規(guī)律性和特定性的，他們往往都發(fā)生在應(yīng)力集中部位。裂紋形成之處形態(tài)微小，慢慢地裂紋開始擴展，而且裂紋的這種發(fā)展是需要一定時間的，故而，裂紋在開始時有一定的隱蔽性和延緩性。

2.3過熱、過冷裂紋的產(chǎn)生

在制造鍋爐的工藝中，經(jīng)常會由于溫度的失衡而產(chǎn)生過熱、過冷裂紋，在該項工藝中所使用的材料為特定金屬板，要做的就是將其進行卷制，然后再對結(jié)合處進行焊接，經(jīng)過這種加工工藝就很容易出現(xiàn)裂紋和微裂紋，這類裂紋的性質(zhì)是由高溫環(huán)境造成的焊接熱裂紋。而金屬性質(zhì)的材料經(jīng)過高溫焊接后，冷卻一段時間就會產(chǎn)生冷裂紋。裂紋的存在將直接影響設(shè)備的使用性能，因此，裂紋隱患這種危害必須清除。

3.預(yù)防裂紋產(chǎn)生的措施

對于應(yīng)力腐蝕所引發(fā)的破裂問題，解決措施就是控制鍋爐在開啟、工作、停止時都要平穩(wěn)過渡，溫度的變化必須是平穩(wěn)緩慢的，只有平緩的變化，才可以避免由金屬材料在單位時間內(nèi)溫差太大而引發(fā)交變應(yīng)力所產(chǎn)生的裂紋。這種過冷過熱產(chǎn)生的裂紋是可以控制的，具體措施就是合理選取鍋爐及受壓元件的制造材料，采用針對性的焊接工藝嚴格按照計劃執(zhí)行。對于疲勞裂紋而言，就是要盡可能減少受壓元件的扳邊次數(shù)，原理上來講就是使板邊處強度永遠不能超過金屬的屈服點強度。

4.完善鍋爐壓力容器的質(zhì)量檢驗體系

4.1保障原材料的質(zhì)量

在鍋爐制造的任何一個環(huán)節(jié)中，要想保證產(chǎn)品的施工質(zhì)量，就必須要確保原材料的質(zhì)量，顯然，這是因為原材料會直接影響鍋爐制造的質(zhì)量，同時它也是鍋爐維修檢驗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它本身的性質(zhì)也能有效抵抗裂紋的產(chǎn)生。總之，唯有控制原材料的質(zhì)量才能確保產(chǎn)品的施工質(zhì)量。

4.2嚴格控制容器的生產(chǎn)質(zhì)量

工藝流程是生產(chǎn)鍋爐壓力容器不可回避的環(huán)節(jié)，它一旦確定就要被嚴格執(zhí)行，這是由于鍋爐壓力容器的生產(chǎn)是一個嚴謹?shù)墓ぷ鳎遣辉试S有丁點過失，否則將會造成嚴重的生產(chǎn)問題。因此在制造流程還未開始之前，就必須要認真檢查圖紙，認真審視明確要求，經(jīng)過研究制定出針對某些部件特定的加工和生產(chǎn)工藝。除此之外，在進行生產(chǎn)活動時，參與工作的人員必須嚴格按既定的工藝流程執(zhí)行，堅決防止過失的產(chǎn)生。

4.3鍋爐質(zhì)量的嚴格控制

鍋爐是一種極易產(chǎn)生裂紋的設(shè)備，同時它還極具危險性，因此，整項工程的重點應(yīng)該放在如何確保容器檢驗的質(zhì)量，在人工的鍋爐壓力容器中，這種缺陷就更難避免了，要解決這些問題就必須要認真研究參考標準，將誤差控制在安全范圍內(nèi)。因此，對于監(jiān)察制度而言，應(yīng)該將自我檢查與相互檢查相結(jié)合，將生產(chǎn)工序規(guī)范化科學(xué)化，只有這樣才能確保鍋爐壓力容器的質(zhì)量。

綜上所述，只要進行焊制工作，那么裂紋問題就是必須面對的，裂紋產(chǎn)生的原因經(jīng)過總結(jié)大致有兩種，一種來自客觀條件，還有一個就是內(nèi)在因素。就客觀條件而言，主要影響因素是部件的受力狀態(tài)和環(huán)境條件，由于長時間的受力部件極易產(chǎn)生疲勞效應(yīng)，這樣不正常的作業(yè)就不能預(yù)測使用壽命的長短，并且腐蝕缺陷也常為環(huán)境因素所引發(fā)，即產(chǎn)生腐蝕裂紋。就內(nèi)在因素而言，由上文介紹可以看出，最常見的就是原材料質(zhì)量的缺陷，鑄鋼件缺陷等，問題的關(guān)鍵在于這些缺陷殘留在承壓件上永不擴張，他就會導(dǎo)致更復(fù)雜的內(nèi)外因素等，這就將留下極大的安全隱患。

結(jié)語

毫無疑問，鍋爐已然成為我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠郑l(fā)揮的作用也將變得越來越重要，要想優(yōu)化鍋爐的質(zhì)量，制造出符合生產(chǎn)生活的高質(zhì)量產(chǎn)品，就必須要嚴格檢驗鍋爐的裂紋，并提出針對性的改善預(yù)防措施。

參考文獻

[1]李紅艷.鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中的裂紋問題研究[J].黑龍江科技信息，2013（14）：14-14.

[2]項智.鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中的裂紋問題[J].石油和化工設(shè)備，2011，14（10）：51-53.

[3]李廣彬.鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中裂紋問題的研究與處理[J]. 山東工業(yè)技術(shù)，2015（4）：32-32.endprint