鍋爐壓力容器檢驗常見的問題研究

王濱 陳春志

天津市濱海新區特種設備檢測技術中心 天津 300270

1 鍋爐壓力容器檢驗中常見的問題分析

1.1 鍋爐壓力容器自身的質量問題

在鍋爐壓力容器的檢驗中，鍋爐壓力容器自身存在的質量問題是檢驗中的常見問題，因為當前的工藝水平或者是相關的材料質量的不過關等多種因素的影響，鍋爐的壓力容器很可能出現質量不過關的情形。而其質量不過關，主要體現在以下的兩個方面：一方面是壓力容器在密封性能上不過關，沒有達到既定的標準，致使閥門出現蒸汽，甚至導致容器內的介質泄露，這些對周圍的工作人員的安全形成了極大的威脅。另一方面是壓力容器內相應的零部件達不到要求，沒有達到設定的硬度標準，在壓力作用下零部件的支撐力度難以長久，容易出現故障，可能會縮短鍋爐的使用壽命，而出現的一些故障也可能引發相應的安全事故。

1.2 輻射和異常物質的影響

輻射和異常物質問題是鍋爐壓力容器檢驗中的常見問題。在壓力容器的輻射方面，像是壓力容器漏電、雷電天氣的影響等會致使壓力容器向外泄露輻射，對工作人員的健康和生命安全形成了威脅。而在異常物質方面，因為鍋爐壓力容器中很容易產生一些腐蝕性或者是有毒的物質，這些物質在日常清除工作中需要認真進行，否則殘留的異常物質很容易影響到其后續生產進程，也容易引發爆炸事故，對整個工業發展都會形成影響。

1.3 鍋爐管理的問題

在鍋爐的管理方面，出現的問題多是鍋爐存在著原始資料丟失或者是缺乏相應的檢驗標準。工廠沒有重視鍋爐管理工作，沒有安排專門的人員來管理鍋爐的壓力容器，或者是安排了人員管理，但是管理人員不具備相應的專業知識，在鍋爐壓力容器日常的檢查和維修方面不能達到相關要求，而導致沒有對壓力容器的安全附件進行管理維護，沒有正確打開壓力容器等，造成鍋爐壓力容器的結垢，減短了鍋爐的使用壽命。

1.4 檢驗環境方面的問題

其實，環境因素也會對鍋爐壓力容器的檢驗產生影響，因為通常情況下，鍋爐壓力容器檢驗環境的可活動空間很小，再加上壓力容器內部的通風條件較差，在這樣的情況下，壓力容器的檢驗工作人員很可能因為環境限制而不能細致的進行檢查，還可能出現中毒等情形。

2 管道檢驗常見裂紋類型

2.1 應力腐蝕裂紋

應力腐蝕裂紋通常是管道外部或內部應力與腐蝕介質共同影響的結果。此類裂紋類型常見區域在汽水管道與集裝箱管座內。根據以往調查資料可知，應力腐蝕裂紋部位通常會呈現出垂直性，因此主要遭受應力通常為外界荷載，在較大的荷載壓力環境中，因為不銹鋼管道元件本身需承受較熱的循環水，因此管道拉伸與彎折強度會受到一定影響，在某一點大荷載接觸的環境下，便極易造成管道變形，當超出管道材料變形極限，便會出現應力裂紋。

2.2 機械疲勞裂紋

機械疲勞裂紋主要發生在軸承、葉輪和輔助設備運轉的裝置上，通常積聚在鍋爐機械應力頻繁且應變力集中處。在長期機械疲勞因素的影響下，通常裂紋會在機械接觸點或應力重心部位出現，而后以隧道方式向鍋爐壓力管道內部拓展，當發現時內部裂紋基本成型，若仍舊繼續使用，裂紋拓展速度會明顯提升，最后導致一整段壓力管道崩塌。在此期間，機械疲勞裂縫內部應力與裂縫蔓延方向通常會呈現45°角，當裂紋加速發展時，應力方向與裂縫蔓延方向便會呈現90°。

2.3 過熱、過燒裂紋

過熱過燒裂紋的產生主要原因是溫度。過熱過燒裂紋在宏觀上的表現是有大小不等的裂紋，產品有融化和晶界氧化的表現。同時伴有表面的碎裂現象。在微觀方面，主要是晶粒的顆粒粗大、魏氏組織大面積覆蓋，有微細圓球的粒子沉淀。氧化性氣體在高溫下向晶界周圍擴展形成。在顯微鏡的輔助下，能看到晶粒表面較大的孔洞和氧化晶界網絡存在。在設備鑄造的工藝中，如彎制、軋制、焊接等工序中熱處理超過限度。對金屬的加熱超過了材料標準要求后，由熱量持續積累數年形成的。晶界氧化后局部會產生沿著晶裂紋。這些裂紋和龜裂給鍋爐承壓部位埋下了巨大隱患。

2.4 腐蝕疲勞裂紋

腐蝕疲勞裂紋與機械疲勞型裂紋有本質上的不同。此種裂紋經常出現在集裝箱等管座部位，因為此類部件持續受外界荷載壓力與振動等因素的影響，并且管道使用環境中存在較多的腐蝕物，極易對管道金屬質量造成損傷，因此伴隨管道使用時間越長，在機械疲勞裂紋基礎上，還會存在腐蝕問題，不但會加速消耗管道的使用壽命，同時伴隨水流更極易污染管道內部環境。此種裂紋通常呈現細小尖銳特征，主要裂紋形成后會演生出次裂紋，次裂紋隨距離變長受材料抑制，因此裂紋數量也會急劇減少。

2.5 材料熱疲勞裂紋

當金屬管道局部區域反復出現彎折或拉伸的應力作用，并且經常臨近強度極限，則由此產生的裂紋便是熱疲勞裂紋。根據以往調查資料可知，此類裂紋經常會因為某一部位有明顯的外部創傷，導致局部拉伸與彎折應力受到影響，由此演變成熱疲勞裂紋的情況。與此同時，在不少工程中，雖然裂紋并不明顯，但管道內部應力影響環境仍舊會影響部件的使用壽命，屬于鍋爐壓力管道內較常見的隱患類型。根據以往檢修資料可知，熱疲勞裂紋形態普遍較粗，通常呈現出網狀或線狀痕跡，并且裂口處極易被氧化。

2.6 材料蠕變裂紋

蠕變破壞是隨著時間產生的，實際的影響因素是溫度和應力的共同作用。金屬因為損傷造成了蠕變裂紋的出現。宏觀上裂紋垂直于最大的應力。在彎道上沿著軸向分布。在一個較大的裂紋帶內，主紋兩側有平行的裂紋分布。管道、集裝箱應力較大的區域是形成蠕變裂紋的主要區域。蠕變裂紋的宏觀區域，有數量變化不確定的蠕變裂紋無規則地連接。多數是米粒狀或者孔洞狀[1]。

3 鍋爐壓力容器的常見問題解決策略

3.1 壓力容器操作控制

鍋爐壓力容器本身操作便具備一定危險性，通常需要在極為嚴格的監督管理平臺內對鍋爐設備運行狀況進行實時化監控，并提供完善的技術補償措施，才能有效避免壓力容器操作事故出現。首先，在鍋爐壓力管道安裝期間，管理人員必須根據工程需求設計詳細的組裝方案，并嚴格控制各部位的水密性、氣密性與穩定性等數據，才能避免壓力容器使用質量受影響。其次，管理人員需根據設備元件操作要求擬定詳細的操作引導平臺，確保操作人員能夠保持負責任的態度對設備系統進行調控，才能有效降低裂紋問題出現的概率。最后，為避免違規操作等問題出現，管理人員需構建實時化的監控系統，確保鍋爐體系整體使用環境都在監督范疇中，并能夠及時發覺潛在風險，使危險信號遞交至檢修平臺，并提供詳細的引導，才能使裂紋風險有效被遏制。

3.2 減少輻射和異物的影響

一方面，若要減少壓力容器的外泄輻射，需要相關管理部門要求檢驗人員按照相關標準的嚴格執行檢驗工作，定期對壓力容器安裝的防漏電裝置進行細致檢查，對整個壓力容器的密封性能進行細致化的檢驗，這樣才能有效的減少壓力容器的輻射問題。需要注意的是，檢驗工作盡量避開雷雨天氣，避免安全事故的發生。另一方面，若要控制異物的影響，需要檢驗人員對壓力容器內部認真細致的清理，保證清潔的徹底度，對一些酸堿物質或者是易燃易爆物質要避免明火，小心細致的進行處理。

3.3 增強壓力容器檢驗人員的綜合能力

在解決壓力容器中的常見問題時，鍋爐壓力容器的檢驗人員需要肩負起一定的職責，首先，相關的管理部門應當選派比較專業的人員開展鍋爐管理和壓力容器的檢驗工作，為后續工作的開展奠定良好的基礎，與此同時，可以定期對相關的檢驗人員進行培訓，不斷增強他們的專業技能，確保壓力容器檢驗工作的順利開展。其次，要對檢驗的流程進行細化、規范化，明確檢驗人員的責任，改變部分檢驗人員隨意的工作態度，從多個方面保證壓力容器的正常運行[2]。

3.4 改善檢驗環境

因為環境的限制，檢驗人員無法較好的開展工作，所以相關部門應當盡可能的為檢驗人員提供較好的檢驗環境，確保壓力容器內部的通風工作，避免出現中毒等情形。

3.5 加強原材料管控

鍋爐壓力容器本身具有危險性，在加工生產期間，必須嚴格管控鍋爐原材料質量，確保材料焊接密封性、穩定性與均勻性等操作滿足鍋爐基本使用要求，再借由無損檢測技術檢測鍋爐壓力容器整體制作狀況，才能有效降低鍋爐使用風險出現概率，使鍋爐設備的質量可控性得以增強。

3.6 鍋爐的質量控制

在鍋爐質量控制期間，管理人員應嚴格按照鍋爐檢測規范要求對設備材料、焊接技術、運輸過程、外觀等狀況進行研究，確保鍋爐設備元件的尺寸、設備完整性、材料壁厚等數據滿足工業需要，并且生產工序說明規范，才能確保鍋爐壓力管道等元件免收裂紋影響[3]。

4 結語

眾所周知，工業的發展離不開鍋爐，而在鍋爐中，壓力容器是關鍵性組成部分，所以需要解決鍋爐壓力容器檢驗中的常見問題，從保證質量、增強專業技能等多個方面切實開展壓力容器的檢驗工作，為鍋爐的正常運行提供保障。