壓力容器檢驗過程中的常見裂紋研究

張超

摘 要：對于鍋爐的壓力容器來說，需要長時間運行在高壓以及高溫的環境中，因此一旦容器出現裂紋現象，將導致爆炸現象的發生，從而對企業的經濟效益以及工作人員的生命財產安全造成十分嚴重的影響。所以應提高對壓力容器檢驗工作的重視程度，研充分研究與分析鍋爐壓力容器檢驗過程中的常見裂紋問題，并積極使用科學合理的方式來提升壓力容器的檢驗質量，確保壓力容器的安全性，避免壓力容器由于裂紋問題所發生的爆炸事故。

關鍵詞：壓力容器;檢驗;裂紋分析

引言：

對于鍋爐的壓力容器來說，由于需要在高壓以及高溫的環境中長時間運行，因此具備一定危險性，同時壓力容器擁有較高的密封性，對密封質量提出了較高的要求，而壓力容器一旦出現裂紋，嚴重時甚至將引發爆炸，嚴重威脅工作人員的生命健康安全。因此應提高安全管理工作的重視程度，使用科學合理的檢驗方式來開展容器的檢驗工作，從而提升壓力容器的安全性，在校驗壓力容器的過程中，需要準確掌握常見的裂紋，從而才可及時地對裂紋情況進行發現，并使用科學合理的方式消除裂紋，提高運行安全性。

1常見裂紋概述

1.1機械疲勞裂紋

當壓力容器在長時間運行狀態下表面較為發生應力集中的現象，從而產生的裂紋便是機械疲勞裂紋，機械疲勞裂紋也包含在直線裂紋的范疇中，在裂紋產生初期，裂紋范圍較小，同時裂紋的長度較短，如果此時沒有對其進行及時發現并解決裂紋將開始延伸。在裂紋產生中期，裂紋的長度快速增長，并且變化方式快速增多。在機械疲勞裂紋長度快速增長的過程中，極易出現腐蝕疲勞裂紋。腐蝕疲勞裂紋與機械疲勞裂紋相比，其特點與規律極其相似，主要形成于應力較為集中的位置。并且裂紋發現時間越慢，其形式變化種類越多，對于裂紋產生初期而言，其發展特點為較為隱秘并且發展緩慢。而因此裂紋產生的原因十分多樣化，因此導致裂紋的形式種類數量也較多。同時裂紋具有較大的開口，容易出現粘結坑，并且裂紋的尾端十分銳利，但是裂紋的兩端不會發生明顯可見的彎曲變化。

1.2熱疲勞裂紋

針對熱疲勞裂紋而言，是金屬材料比拉伸強度極限要低時所產生的裂紋，主要引發的原因是熱交換現象，瞬時性較高，一般在火電廠壓力蒸汽管道以及排氣管管座等部位發生熱疲勞損失現象，一般是由于部件表面熱應力變比較大所引起的。在熱疲勞裂紋產生初期，部件的應力變化連續性不足，同時應力變化區域較為集中，裂紋主要表現形式為一條主裂紋以及多條小裂紋。而高溫蒸汽管道內壁所產生的熱疲勞裂紋也存在一些不同，主要為網狀，在裂紋產生初期，裂紋主要朝著一個方向進行擴散，但如果應力較大，裂紋擴散向周圍的區域。并且寬度較大，并存在較為細小的缺口，同時伴隨著線狀痕跡，同時其擴散的跳躍性較強，十分容易發生二次開裂的現象，導致其變化規律性較低。此外隨著時間的推進，熱疲勞裂紋的擴散也發生一定變化，在比蠕變溫度低時，將發生穿晶擴展，當比蠕變溫度高時，將出現混合擴展的現象。

1.3腐蝕裂紋

針對腐蝕裂紋而言，對于鍋爐壓力容器來說出現頻率較高，其主要產生原因是壓力容器在腐蝕介質與應力的作用下所出現的開裂現象，開裂所產生的裂紋就是應力腐蝕裂紋。通常主要在壓力容器的管道位置產生腐蝕裂紋。奧氏體不銹鋼產生應力腐蝕的頻率最大，在水汽較為充足的環境中，再小的應力也可導致腐蝕開裂情況的發生。裂紋的主要產生原因是殘余應力的作用以及變形振動的作用導致的。對于奧氏不銹鋼裂紋來說，所產生的裂紋形狀通常為樹枝狀，并且末尾部分較細，擁有較多分支。對于火電廠汽水管道來說，主要在彎管內壁中性層區出現應力腐蝕開裂現象。其產生原因是由于在長時間的腐蝕作用下，許多部位受到了一定的腐蝕影響。針對彎管中性層區而言，主要以帶狀為主，具有開口較短，長度較短以及寬度較大的特點。

1.4焊接裂紋

在制造壓力容器的過程中，焊接裂紋的發生頻率也較高。這是由于在制造壓力容器以及鍋爐的過程中主要使用了特定的金屬板，因此在進行生產制造的過程中會對壓力容器的質量產生一定影響，因此焊接裂紋的出現無法避免。這是由于壓力容器需要在高溫環境下進行焊接操作，導致裂紋的產生概率較高，并且在焊接完成后金屬材料需要進行冷卻處理，也十分容易導致焊接冷裂紋的產生。同時金相組織內部含有溶解的氫元素，并且溶解度也在不斷變化，而金屬組織在向鐵相體進行變化的過程中將不斷聚集氫元素，從而產生焊接冷裂紋。

2壓力容器檢驗中常見裂紋的解決方式

2.1強化原材料檢驗

首先應嚴格按照生產要求來對原料零件進行采購，隨后針對相應的原料采購計劃對市場情況進行調查，主要對零件餓價格、規格以及性能等因素進行分析與研究。因此在對原料零件制造商進行選擇時，應對信譽良好的供貨商進行選擇，并預期構建長期的戰略合作關系，保證原料零件質量的安全性與穩定性。其次應重視原料加工工作，在加工原料零件的過程中，應充分控制所使用的技術工藝，并針對當前技術的發展情況積極使用全新的技術工藝，提升現有的原料零件加工水平。此外進行加工的過程中，應對原料零件加工流程進行嚴格遵守，確保加工尺寸誤差處于合理范圍中。第三，應建立完善的原料零件質量監察體系，在加對原料零件進行加工的過程中開展高質量的監督工作以及安全管理工作，確保在對零件進行加工制造的過程中沒有意外的出現，降低不合要求的原料零件加工質量對整體壓力容器制造所產生影響。最后在完成零件加工后，應對使用抽樣檢查的方式來對零件進行檢查，對原料零件的質量進行嚴格把控，確保其質量滿足壓力容器的制造要求。

2.2控制容器壓力限值

在對壓力容器裂紋的產生現象進行預防的過程中，應合理開展安全管理工作，提高壓力限值控制工作的重視程度，確保壓力容器在使用過程中受到損害。在控制壓力容器限制的過程中，可充分利用可編輯邏輯器，動態監測壓力容器的實際運行狀況，從而對壓力容器的參數變化進行了解與掌握，并全面分析壓力容器的壓力、溫度以及濕度等因素。此外針對實際的運行參數變化程度還可進行及時調整，確保壓力容器在運行時發生故障，提升其穩定性與安全性，對壓力容器的運行效率以及運行質量進行提升。

2.3重視保養技術

為了有效避免壓力容器裂紋的形成，應對壓力容器的運行環境進行重視，避免其處于長時間的運行狀態中出現損耗，對壓力容器的使用壽命進行延長。因此對于壓力容器的維護與保養工作來說，應針對以下幾方面進行充分考慮。首先應構建合理有效的壓力容器使用方案，在設計壓力容器的運行計劃時，應將壓力容器的參數作為基礎，從而合理安排壓力容器的使用時間，對壓力容器的日常管理維護工作進行強化。其次，應終止壓力容器運行環境的管理，在壓力容器運行時，應實時控制濕度以及溫度，確保壓力容器在合適的環境下運行，避免由于超負荷使用多導致的損傷現象。

結束語：

綜上所述，在對壓力容器常見裂紋進行防治的過程中應對常見的裂紋形態進行了解與掌握，并做好人才隊伍建設、原料零件控制、技術保養以及壓力容器限值控制等工作，從而最大程度的對壓力容器的穩定性與安全性進行提升，對壓力容器出現裂紋的概率進行降低，進而提高壓力容器的運行效益。

參考文獻：

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