承壓特種設備檢驗檢測中的裂紋問題探究

付軍德

甘肅省特種設備檢驗檢測研究院 甘肅蘭州 730050

承壓特種設備運行過程中，檢驗檢測工作非常重要，可及時查出設備的質量缺陷與安全隱患，便于相關工作人員進行檢修維護。其中裂紋問題對承壓特種設備的影響非常大，需對承壓特種設備檢驗檢修中的相關裂紋問題進行分析，采取合理的處理方式，有效預防承壓特種設備裂紋風險出現。

1 承壓特種設備檢驗檢測中的裂紋種類與成因探析

1.1 冷、熱裂紋

承壓特種設備進行加工生產過程中，需對設備進行過冷與過熱處理，如設備焊接施工過程中，設備焊接區(qū)域（多在固相線附近）產生熱裂紋，而設備的焊件在室溫階段產生開裂出現冷裂紋。通過對冷熱裂紋進行對比分析可知，承壓特種設備的熱裂紋呈現藍色或者黑色，冷裂紋形狀較細，可以穿透晶體，對承壓設備造成一定質量影響。冷熱裂紋主要集中于設備焊接區(qū)域，密集出現在焊接點位置[1]。

1.2 蠕變裂紋

蠕變裂紋的產生時間周期非常長，在承壓特種設備運行使用過程中，逐漸積累的材質變化，最終導致設備出現蠕變裂紋。因為承壓特種設備運行過程中，需持續(xù)承受內部與外部的壓力，其材質存在一定的不均勻，局部位置的應力值發(fā)生變化，最終導致承壓特種設備出現裂紋。基于微觀視域進行觀察分析可知，設備出現蠕變裂紋，主要是由于材質受熱、局部分子出現劇烈摩擦，進而導致設備出現物理性變形，影響到承壓特種設備的整體運行安全性與可行性。

1.3 熱疲勞裂紋

金屬在反復拉伸過程中，將使得金屬內部產生應力，一旦相關應力超出金屬的特質極限時，則會出現粗大裂紋。鑒于承壓特種設備運行的特殊性，熱疲勞裂紋主要出現與噴水設備與排氣管設備，直接影響到相關設備的運行安全性與可靠性。如設備加工材料晶體大且不均勻，在反復的溫度變化場景下，將可能導致設備出現熱疲勞裂紋，且部分材料的塑性較差，更易出現熱疲勞裂紋。通過對熱疲勞裂紋進行觀察分析可知，裂紋內部呈現灰色，且裂紋表面存在一定的氧化物。

1.4 腐蝕疲勞裂紋

承壓特種設備加工生產過程中，腐蝕疲勞裂紋的出現，直接影響到設備的整體運行穩(wěn)定性。如承壓式鍋爐設備運行過程中，設備材質在水蒸氣的作用下，使得材質表面形成特殊的覆蓋物。在長期運行過程中，材質受到交變應力的影響，一旦材質表面出現問題，將導致水蒸氣進入設備表面，進而對設備表面產生一定腐蝕。且在交變應力的作用下，設備腐蝕區(qū)域相對集中，多種因素影響下，使得承壓特種設備出現腐蝕疲勞裂紋，間接影響到設備的運行壽命與安全。

1.5 過燒裂紋

承壓特種設備長時間高溫運行狀態(tài)下，將導致設備出現過熱或過燒裂紋，相關裂紋的出現影響到設備運行安全性與可靠性。通過肉眼對其裂紋進行觀察可知，外表存在一定的碎裂痕跡。若利用專用顯微鏡進行觀察可知，設備裂紋區(qū)域的內部晶粒出現變化，并形成明顯的魏氏組織，導致金屬結構強度出現下降，不利于設備運行的安全性與可靠性。如鍋爐設備加工過程中，需對鍋爐的局部進行軋制處理、彎制處理，保證設備局部經過特殊高溫處理。如工作人員對鍋爐設備進行電焊處理，并保證熱處理達到一定閾值，而設備投入使用后，將受到高溫的侵蝕，導致設備出現過燒裂紋，降低相關承壓特種設備的安全系數[2]。

1.6 機械疲勞裂紋

機械疲勞裂紋是承壓特種設備常見的問題之一，即設備在反復工作運行過程中，設備某一區(qū)域受到不可逆損傷，并在后續(xù)運行過程中導致設備損傷加劇，進而使得設備出現機械疲勞裂紋，該種裂紋問題的出現，給設備運行造成很大隱患。承壓特種設備運行過程中，應當合理規(guī)避機械疲勞裂紋，保證承壓特種設備運行的安全性與可靠性，發(fā)揮出承壓特種設備應用價值。

2 承壓特種設備裂紋預防措施解析

2.1 專業(yè)操作控制

承壓特種設備加工生產過程中，專業(yè)操作工藝的質量，直接影響到設備的加工安全性。為規(guī)避設備加工風險，需加強專業(yè)操作控制，對承壓特種設備的工藝操作進行流程化管理，保證承壓特種設備的加工質量與可靠。通過專業(yè)操作工藝控制，可有效對設備裂紋問題進行抑制，同時設備出廠前，需對設備質量性能進行綜合全面檢驗檢測，將承壓特種設備裂紋出現概率控制在一定范圍內，保證承壓特種設備的整體運行可靠性。

2.2 設計加工監(jiān)管

承壓特種設備設計加工過程中，必須嚴格依循國家標準要求，對設計方案、加工工藝、性能參數進行全過程審核監(jiān)管，由特殊單位對設備設計方案進行可行性評估，保證設備加工生產的質量與安全，避免由于設計缺陷，影響到承壓特種設備的運行質量與安全。

2.3 檢修養(yǎng)護管理

承壓特種設備使用過程中，為有效控制設備裂紋，需對特種設備進行有效檢修養(yǎng)護，及時發(fā)現設備出現的裂紋隱患，并對其進行專業(yè)分析，選擇針對性的裂紋處理技術方案，對承壓特種設備裂紋進行合理處理，將裂紋風險控制在一定范圍內，確保承壓特種設備的整體運行安全性與可靠性[3]。

3 結語

綜上，承壓特種設備設計、加工、使用過程中，設備裂紋問題直接影響到設備安全。文中對不同類型裂紋進行分析，并提出幾點預防措施，以有效規(guī)避裂紋風險。未來承壓特種設備設計使用過程中，需對相關行業(yè)安全標準不斷完善提高，保證承壓特種設備的加工生產安全性與可靠性，推動我國承壓特種設備生產水平提升。