鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中的裂紋問題分析

趙培林

摘? 要：鍋爐設(shè)備在現(xiàn)代生產(chǎn)活動中是不能缺失的，其通過燃燒燃料來形成高品質(zhì)的蒸汽，在供暖與供電等活動中發(fā)揮技術(shù)支持的作用。各個生產(chǎn)單位在引入鍋爐前，往往需要先對鍋爐實施全面檢測，不僅需要檢測主體鍋爐，還需對相關(guān)的壓力管道與壓力容器進(jìn)行檢查，這兩處部位在鍋爐的缺陷監(jiān)察工作中比較容易被忽視，現(xiàn)主要分析這兩處部位存有的裂紋問題。

關(guān)鍵詞：鍋爐檢驗;壓力容器;壓力管道;裂紋問題

鍋爐行業(yè)在現(xiàn)代先進(jìn)的鍋爐制備技術(shù)的強(qiáng)力支持保持快速的發(fā)展速度與穩(wěn)定的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。與鍋爐相關(guān)的壓力管道與壓力容器的質(zhì)量與性能均有所進(jìn)步，鍋爐生產(chǎn)活動的獨(dú)立性逐步增強(qiáng)，很多工業(yè)生產(chǎn)活動都不能喪失鍋爐等特種設(shè)備的支持，但是鍋爐在被使用時對于生產(chǎn)條件的要求極高，壓力管道與壓力容器均不能存在任何隱患問題，現(xiàn)以這兩處鍋爐構(gòu)成系統(tǒng)的裂紋問題，提供檢驗建議。

1 鍋爐檢驗工作的方法與主要內(nèi)容

鍋爐壓力容器管道檢驗的重點。鍋爐壓力管道的檢測目標(biāo)是保證鍋爐體系能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，主要檢查的項目是，無損檢測人員是否有相關(guān)監(jiān)測資格;從事鍋爐壓力容器及管道檢測的人員的資格證書。質(zhì)量人員是否按時到崗工作;焊接人員的從業(yè)資格，焊接工藝和工藝的管理。還要審查焊接工藝的評定、焊接人員是否遵從焊接規(guī)章進(jìn)行操作。對于其他上崗人員的資格也要進(jìn)行關(guān)注。技術(shù)圖紙是否會審、技術(shù)的交付，設(shè)計中的變更情況。檢測質(zhì)量的反饋與處理情況，對于出現(xiàn)問題時候會議分析的記錄，施工中出現(xiàn)問題的反饋與最終處理結(jié)果的記錄。鍋爐壓力容器和管道檢驗的時候主要檢驗鍋爐的內(nèi)部、外部以及對水壓進(jìn)行測試。檢測壓力容器的時候，要注意的是，鍋爐壓力容器的制造廠資料、保護(hù)裝置、外觀的質(zhì)量、設(shè)備品牌、支座情況、管道的膨脹情況。

2 檢驗壓力管道與壓力容器時的主要問題

2.1 應(yīng)力腐蝕裂紋

應(yīng)力裂紋是壓力管道與容器最常見的裂紋之一，應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)產(chǎn)生的共同作用導(dǎo)致該種裂紋出現(xiàn)到鍋爐設(shè)備的表面處。集裝箱與汽水管道是該種裂紋最常出現(xiàn)的部位，該裂紋一般順延垂直方向形成，在奧氏體不銹鋼材質(zhì)的鍋爐配件中比較多見，彎道內(nèi)壁處的中性區(qū)域也比較容易受到該裂紋的影響，該裂紋會導(dǎo)致鍋爐的局部區(qū)域產(chǎn)生腐蝕的情況。裂紋主要呈帶狀分布。

2.2 過燒與過熱裂紋

溫度是過燒以及過熱裂紋形成的基本原因之一。該裂紋在尺寸上存有差異，出現(xiàn)裂紋的鍋爐設(shè)備產(chǎn)品會表現(xiàn)出晶界氧化與融化的情況，裂紋處還會產(chǎn)生程度較為嚴(yán)重的碎裂問題。從微觀的角度展開對裂紋的觀測活動發(fā)現(xiàn)，裂紋處存有以下現(xiàn)象，魏氏組織的實際面積擴(kuò)大，晶粒顆粒呈粗大的狀態(tài)。具有氧化性的氣體在溫度偏高的條件下在晶體周邊逐步擴(kuò)展。通過使用顯微鏡，還可發(fā)現(xiàn)氧化境界網(wǎng)絡(luò)占有較大面積，晶粒表面部位還具有尺寸偏大的孔洞。鑄造設(shè)備時，在焊接、軋制與彎制環(huán)節(jié)中有熱處理需求，如果熱處理出現(xiàn)過度的問題，金屬材料就會隨之出現(xiàn)過熱的問題，晶界產(chǎn)生氧化的現(xiàn)象之后，龜裂與裂紋問題形成，鍋爐承壓部位會過多地受到該種裂紋問題的影響。

2.3 機(jī)械疲勞裂紋

機(jī)械疲勞裂紋往往出現(xiàn)在鍋爐系統(tǒng)的輔助轉(zhuǎn)動設(shè)備、葉輪以及大軸上，及應(yīng)變集中區(qū)域。這種裂紋在形成之初相對短小，而后會順延隧道不斷擴(kuò)展，在中間區(qū)域其長度將被延長，而后裂紋會呈現(xiàn)相對穩(wěn)定的延伸狀態(tài)。裂紋的角度也會不斷變動。

2.4 熱疲勞裂紋

熱疲勞裂紋在金屬材料制成的設(shè)備上極為常見，形成條件也極為特殊，強(qiáng)度極限條件是該裂紋形成的基本條件。

當(dāng)金屬在地域拉伸強(qiáng)度極限的條件下應(yīng)力反復(fù)作用，緩慢產(chǎn)生的裂紋就是熱疲勞裂紋。容易產(chǎn)生熱疲勞裂紋的區(qū)域是，噴水減溫設(shè)備、整齊管道壓力表處、排氣管管座等。熱疲勞裂紋在宏觀上的表現(xiàn)主要是，部件上有刀痕、缺口或者孔洞促使了熱疲勞裂紋的產(chǎn)生。另外一種情況，裂紋的產(chǎn)生不一定明顯，但是可以影響部件的使用壽命。熱疲勞裂紋的形態(tài)較粗，有時候呈細(xì)小的口狀，表面氧化的裂紋有網(wǎng)狀痕跡也有線狀痕跡。

2.5 腐蝕疲勞裂紋

檢驗人員在發(fā)現(xiàn)裂紋問題之后，應(yīng)當(dāng)對特征相似的裂紋情況加以區(qū)分，腐蝕疲勞裂紋與應(yīng)力以及機(jī)械疲勞裂紋不同，集裝箱與汽包的管座區(qū)域比較容易產(chǎn)生這一種裂紋問題，裂紋的寬度將不斷擴(kuò)大，裂紋的縫隙部位會布滿腐蝕物。溝槽與腐蝕坑將大量出現(xiàn)在壓力管道的內(nèi)壁部位。這些裂紋具有突出的破壞性，其特征明顯，尾部相對尖銳細(xì)小，可直接穿越晶界。主裂紋產(chǎn)生之后，該裂紋會大量出現(xiàn)。

2.6 蠕變裂紋

鍋爐使用時間越長，蠕變型裂紋的形成概率也就越大，該裂紋主要是在應(yīng)力與溫度兩種條件的影響下形成的。金屬材料在受到嚴(yán)重的損傷之后會形成蠕變裂紋，最大應(yīng)力與裂紋保持垂直，裂紋順延管道的彎道區(qū)域呈現(xiàn)出了軸向分布的狀態(tài)。在裂紋帶區(qū)域內(nèi)，主紋兩端部位的裂紋會呈現(xiàn)出平行的分布狀態(tài)，集裝箱與管道等應(yīng)力相對偏大的區(qū)域內(nèi)部比較容易產(chǎn)生蠕變裂紋，該種裂紋并無明顯變化規(guī)律，一般會呈現(xiàn)孔洞狀或者米粒狀分布。

3 裂紋問題的預(yù)防建議

防止裂紋產(chǎn)生主要有三方面的措施，分別是對鍋爐的壓力容器的操作控制、鍋爐容器生產(chǎn)的原材料控制和鍋爐的質(zhì)量控制。

第一，鍋爐壓力容器操作控制。鍋爐容器的生產(chǎn)質(zhì)量控制主要是對制作工藝的要求。在制作過程的一點疏忽都會造成整個鍋爐壓力容器在之后的使用過程中問題的反復(fù)產(chǎn)生。只有在出廠的時候，控制住鍋爐容器的質(zhì)量，才能最大限度減少問題的產(chǎn)生。生產(chǎn)人員要按照鍋爐生產(chǎn)的工藝流程操作，杜絕生產(chǎn)過程中的過失出現(xiàn)。認(rèn)真審視鍋爐生產(chǎn)過程中的工藝圖紙，依據(jù)正確的比例進(jìn)行產(chǎn)品的煅造。生產(chǎn)單位也要在工藝管理制度上明確程序文件的相關(guān)規(guī)定，保證有明確的依據(jù)來指導(dǎo)工藝流程的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

第二，任何產(chǎn)品的制造，都要在工藝生產(chǎn)之前，對原材料進(jìn)行嚴(yán)格的把控。在鍋爐壓力容器生產(chǎn)中，為了避免應(yīng)力壓力產(chǎn)生的裂紋，要在工業(yè)鍋爐的安裝檢修過程中，不斷修改革新鍋爐的生產(chǎn)材料，保證下一步鍋爐壓力容器質(zhì)量能夠進(jìn)一步提高。

第三，鍋爐壓力容器質(zhì)量控制。只有在嚴(yán)格控制好鍋爐的整體質(zhì)量下，才能減少裂紋的產(chǎn)生。鍋爐壓力質(zhì)量的控制是整項工程的重中之重。因此要對參考要求仔細(xì)研讀，相互檢查生產(chǎn)工序中的錯誤，保證整個鍋爐壓力容器的質(zhì)量。

4 結(jié)束語

裂紋問題時在檢驗鍋爐的壓力容器與管道時最常見的缺陷問題之一，出現(xiàn)裂紋之后，鍋爐的安全運(yùn)行也會受到影響。對各種裂紋問題的形成原因展開研究之后發(fā)現(xiàn)，鍋爐運(yùn)行環(huán)境與關(guān)鍵系統(tǒng)的受力狀態(tài)是裂紋缺陷的主要形成條件。控制裂紋問題時，可以從疲勞效應(yīng)控制工作出發(fā)，消除鍋爐運(yùn)行環(huán)境的不利條件，通過壓力容器與壓力管道來控制鍋爐使用，消除各類工業(yè)生產(chǎn)安全問題。

參考文獻(xiàn)

[1]崔黎陽.鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中的裂紋問題研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018.

[2]孫瑜.淺析鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中的裂紋問題[J].技術(shù)與市場，2017，24（5），149-149.

[3]張吉.鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中的裂紋問題探究[J].中國設(shè)備工程，2017（22），73-74.