探究鍋爐范圍內的壓力管道檢驗中的裂紋問題與建議

王曉波

（克山縣特種設備檢驗所，黑龍江 克山161600）

燃料燃燒為工業生產提供了動力，這一過程會釋放大量的蒸汽，需要在承重能力優良的工具中完成，而鍋爐正具備這一特性。基于此，鍋爐的應用范圍很廣，在我國工業生產中發揮著不可或缺的作用。但由于鍋爐的工作環境十分特殊，地位又至關重要，存在著一定的安全風險。尤其是當鍋爐出現裂紋，又沒有進行維修時，鍋爐的運行安全將得不到保障，可能會引發一系列不必要的問題，給企業帶來經濟損失，甚至會威脅到的生命財產安全。因此，企業必須安排專職人員，定期檢查鍋爐以及管道狀況，即使排除不利于生產的因素。

1 鍋爐范圍內壓力管道檢驗操作的要求

鍋爐壓力管道是重點檢查部位，要求檢查人員具備較高的專業技能，能夠對鍋爐的相關參數進行檢查，并采取各種科學有效的檢驗方法，來分析鍋爐壓力管道的運行狀況是否合理。在檢查過程中，要嚴格遵循相關制度原則，保障檢查行為符合規范。必須實現制定完善的檢查方案，并以此作為指導依據，確保檢查工作的高效有序。檢驗人員要具備良好的資料收集能力，能夠對鍋爐的使用情況進行詳細深入的了解，例如鍋爐的歷史改造次數、使用年限、修理維護經歷等。在充分掌握了鍋爐情況后，檢查人員的檢查作業才能夠毫無阻礙。鍋爐的管理人員和使用部門，也要積極配合檢查人員的工作，為其提供相應的數據資料，在所有人員協調配合下，檢查工作才能夠更加順利無阻，檢查結果的可信度也得到保障。鍋爐管道中存在的漏洞能夠被發現，并得到恰當的維修，從而促進壓力管道的高效運行。

2 壓力管道檢驗過程中出現的裂紋問題

目前鍋爐的壓力管道中最常見的問題，就是管道表面出現裂紋。管道裂紋的成因有很多，主要是鍋爐工作環境較為復雜，可能造成裂縫的因素各種各樣。因此，鍋爐壓力管道裂紋也有多種分類，只有搞清楚這些裂紋的成因、特點以及可能引發的問題，才能夠采取針對性的措施來降低裂紋造成的不良影響。接下來將對目前常見的集中裂紋進行詳細的介紹：

2.1 焊接裂縫。鍋爐為燃料燃燒提供了場所，而燃料在燃燒時，會生成大量的蒸汽，導致鍋爐內部溫度較高。因此鍋爐必須具備較強的抗壓能力，這在鍋爐制造時是首要條件。鍋爐制造要經過高溫鍛造，在鍋爐成型后，鍋爐表面溫度很高，需要耗費很長的冷卻時間。而且鍋爐范圍內的管道數目較多，需要大量的焊接工作。受到各種因素的限制，例如焊接人員專業素質較低、冷卻程度不夠等，焊接過程可能引發鍋爐裂紋。

焊縫金屬從熔化狀態到冷卻凝固的過程經過熱膨脹與冷收縮變化，有較大的冷收縮應力存在，而且顯微組織也有從高溫到低溫的相變過程而產生組織應力，更加上母材非焊接部位處于冷固態狀況，與焊接部位存在很大的溫差，從而產生熱應力等等，這些應力的共同作用一旦超過了材料的屈服極限，材料將發生塑性變形，超過材料的強度極限則導致開裂。裂紋的存在大大降低了焊接接頭的強度，并且焊縫裂紋的尖端也成為承載后的應力集中點，成為結構斷裂的起源。

2.2 應力腐蝕裂紋。當鍋爐處于運行狀態時，會經歷多次溫度變化。即燃料燃燒釋放蒸汽，溫度升高，鍋爐冷卻時溫度降低。這導致鍋爐及其范圍內的壓力管道，會出現局部結構溫差過大的情況。這就使得鍋爐內部存在預應力，預應力作用下，鍋爐會產生裂縫。而且由于預應力著力點、力大小的不同，產生裂縫的形狀也各種各樣。而且這種裂縫通常是不連續的，且存在于鍋爐內部，不容易被發現，限制了鍋爐的檢查和維修。

2.3 疲勞裂紋和腐蝕裂紋。鍋爐壓力管道的材料一般是金屬，雖然金屬材料有一定的延展性，但經過長期多次的拉伸和彎折，金屬管道的恢復能力已經變得很低。這意味著金屬管道的使用年限過長，已經到了材料疲勞的程度，在此背景下出現的裂紋，被稱為疲勞裂紋。這種裂紋在多種鍋爐設備中都有出現，有裂紋的部位往往體現出很明顯的創傷磨損。當疲勞裂紋數量較多時，鍋爐管道的拉伸力會下降，發生形變后不能夠快速地恢復原狀，影響到鍋爐的正常使用。

疲勞裂紋和腐蝕疲勞裂紋是鍋爐定期檢驗中遇到較多的一類裂紋隱患。腐蝕疲勞裂紋大多是在形成疲勞裂痕基礎上由交變應力和腐蝕性介質共同作用而產生的。因此，疲勞裂紋也是產生腐蝕疲勞裂紋的前提因素, 這兩種裂紋缺陷的性質基本是一致的，都是在鍋爐使用過程中發生的裂紋，是鍋爐受壓元件失效的主要因素。

疲勞裂紋和腐蝕疲勞裂紋產生的金屬材料疲勞破壞是由鍋爐設備本身二次條件所決定的，鍋爐在運行中，部件溫度、流速和負荷變化大，管線中水汽混合，啟停爐次數頻繁以及壓力和溫度的波動等均會引起應力交變。這種交變應力的循環作用是促使鍋爐金屬材料疲勞腐蝕裂紋破壞的主要原因。

3 處理壓力管道檢驗裂紋的合理措施

不同類型的鍋爐裂紋，對鍋爐造成的影響有所差別。但總的來說，裂紋的出現是不理想的狀況，意味著鍋爐管道功能受損，不能夠正常地發揮作用，影響到生產進度。如何采取合理的措施，預防裂紋的出現，并降低裂紋造成的負面影響，是目前生產單位面臨的重要問題。接下來將介紹幾點檢驗裂紋的方法，目的是找準裂紋出現的位置、裂紋類型以及嚴重程度，從而找到恰當的維修方法，延長鍋爐的使用壽命。

3.1 正確操作鍋爐。裂紋的出現，除了鍋爐使用年限過長外，最主要的成因還是鍋爐的使用操作不當。為了避免人為失誤引起的鍋爐管道裂縫，需要嚴格規范鍋爐的使用流程。首先，要對在職人員進行操作技能的培訓，詳細地講解鍋爐運行的知識點和注意事項，保障工作人員能夠深入地掌握正確的使用方法。其次，制定全面完善的使用標準，為工作人員提供可靠的操作依據，并且要嚴格落實相關制度，發現有異常操作要及時阻止，并進行恰當的批評教育，引起員工的重視。此外，構建獎懲制度，對優秀員工進行肯定和表彰，形成良好的榜樣作用，以此激勵員工的工作熱情，促進優良競爭氛圍的形成，也使得正確使用鍋爐的意識深入人心。

3.2 控制原材料生產質量。鍋爐的規格通常較大，需要用到大量原材料。而且焊接裂紋的出現，也是因為在鍋爐制造過程中有不恰當的操作。因此，通過加強對原材料的管控，能夠有效地提升鍋爐制造質量，降低裂紋出現的概率。生產企業要安排專職人員進行原材料的采購，不能夠一味追求經濟效益，而忽視了原材料的質量。在原材料投入使用以前，進行嚴格的質量檢查，避免質量不合格的劣質材料混入生產間。同時，原材料的使用要結合鍋爐的實際情況，充分考慮生產單位對鍋爐的要求，以此作為依據，調整鍋爐的生產過程，并對原材料的種類和使用量進行改進。

3.3 做好鍋爐質量控制。鍋爐的使用過程具有較高的危險系數，存在發生安全事故的可能性，鍋爐作為一種安全風險較高的設備，如果對鍋爐的使用不合理，或者質量得不到保障，都會加大安全意外發生的概率。因此，要嚴格把控鍋爐的使用流程，哪怕是再小的細節也不能忽視。在考慮生產全局的前提下，要盡量將操作失誤出現的可能性控制在最低范圍。采取各種手段，來避免鍋爐及其壓力管道出現裂紋。此外，完善科學的檢驗機制也是不可或缺的，定期檢驗鍋爐的使用情況，并對存在的裂紋進行準確的定位，進而找到有效的維修方式，處理妨礙鍋爐正常運行的各種問題。首先要判斷裂紋的種類，才能夠找到裂紋的成因，進而找準鍋爐及其管道中的問題。針對不同類型的裂紋，采取的解決方式也有所區別，如果維修方式不恰當，不僅達不到預期目標，甚至還會對鍋爐造成二次損害，引發更嚴重的損失。

4 結論

鍋爐在應用過程中，壓力管道其容易受到應力荷載影響，從而將會導致壓力管道應用過程中出現磨損，甚至會出現裂紋，裂紋的出現會引起較為嚴重的后果。因此，在應用鍋爐時，必須保持操作正確，做好相應的控制工作，保證鍋爐的作用能夠得到合理發揮。