壓力容器檢驗(yàn)過(guò)程中的常見(jiàn)裂紋探討

趙敬東

摘要：在對(duì)壓力容器常見(jiàn)裂紋進(jìn)行防治的過(guò)程中需要了解和掌握壓力容器的常見(jiàn)裂紋，以此為基礎(chǔ)，從壓力容器的原料零件控制、壓力容器限值控制、技術(shù)保養(yǎng)工作以及人才隊(duì)伍建設(shè)工作等方面出發(fā)，能夠在極大程度上提高壓力容器的安全性與穩(wěn)定性，降低壓力容器出現(xiàn)裂紋的可能性，提升壓力容器的運(yùn)行效益。

關(guān)鍵詞：壓力容器;檢驗(yàn)過(guò)程;常見(jiàn)裂紋

引言

在高溫以及高壓環(huán)境中運(yùn)行的壓力容器本身就具有一定的危險(xiǎn)性，壓力容器是密封的，對(duì)密封質(zhì)量要求比較高，一旦容器出現(xiàn)裂紋，可能會(huì)導(dǎo)致爆炸事故，造成嚴(yán)重的后果。因此，需要重視壓力容器的安全管理工作。

1壓力容器檢驗(yàn)過(guò)程中的常見(jiàn)裂紋

1.1疲勞裂紋

1.1.1機(jī)械疲勞裂紋

在壓力容器表面出現(xiàn)比較集中應(yīng)變的情況下會(huì)出現(xiàn)機(jī)械疲勞裂紋。機(jī)械疲勞裂紋是直線(xiàn)裂紋。在裂紋出現(xiàn)的初期直線(xiàn)比較短，范圍也比較小。在裂紋不斷發(fā)展的過(guò)程中，會(huì)以隧道式向內(nèi)的形式發(fā)展變化;到裂紋發(fā)展中期，以直線(xiàn)式向前不斷擴(kuò)展;到裂紋發(fā)展后期，裂紋的變化速度會(huì)不斷加快，甚至可能在部件的一側(cè)出現(xiàn)切向擴(kuò)展的情況。在機(jī)械疲勞裂紋不斷發(fā)展的過(guò)程中這一部位出現(xiàn)腐蝕疲勞裂紋的可能性會(huì)大大增加。這兩種裂紋的發(fā)生具有一定的規(guī)律性以及特定性，主要是在反射應(yīng)力比較集中的部位。

1.1.2熱疲勞裂紋

熱疲勞裂紋是金屬材料低于拉伸強(qiáng)度極限的熱交換裂現(xiàn)象，具有瞬時(shí)性。熱疲勞損失問(wèn)題一般出現(xiàn)在火電廠(chǎng)的蒸汽管道、噴水減溫器、排氣管管座以及壓力表管座等部位。通常是因?yàn)椴考砻娴臒釕?yīng)變比較大而導(dǎo)致的。熱疲勞裂紋在形成的最初，部件的應(yīng)變相對(duì)集中，并且連續(xù)性比較差，主要表現(xiàn)是一條主裂紋并伴隨多條其他裂紋。但是在高溫蒸氣管道的內(nèi)壁出現(xiàn)的熱疲勞裂紋存在一定差異，是以網(wǎng)狀為主的，雖然在裂紋出現(xiàn)之初主裂紋會(huì)沿著一個(gè)軸線(xiàn)方向發(fā)展，但是在應(yīng)力比較大的情況下，裂紋會(huì)朝周?chē)l(fā)展。熱疲勞裂紋的整體宏觀形態(tài)為寬度大，有一定的細(xì)小缺口，并且有線(xiàn)狀痕跡。

1.2腐蝕裂紋

腐蝕裂紋也是鍋爐壓力容器的常見(jiàn)裂紋之一。在應(yīng)力以及腐蝕介質(zhì)的雙重作用下，部件會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂問(wèn)題，這就是應(yīng)力腐蝕裂紋。應(yīng)力腐蝕裂紋一般是在管道、集箱管座區(qū)域。在腐蝕裂紋產(chǎn)生的過(guò)程中，奧氏體不銹鋼發(fā)生應(yīng)力腐蝕的可能性最高，特別是在汽水介質(zhì)的條件下，微小的應(yīng)力作用會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂問(wèn)題。導(dǎo)致開(kāi)裂的原因是在冷加工過(guò)程中變形振動(dòng)與殘余應(yīng)力。通常應(yīng)力腐蝕裂紋會(huì)與張應(yīng)力呈90度直角。奧氏體不銹鋼裂紋形狀為樹(shù)枝狀，裂紋的尾端比較細(xì)，有分支形態(tài)。在火電廠(chǎng)汽水管道出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂主要表現(xiàn)在彎管內(nèi)壁中性層區(qū)。這種開(kāi)裂情況是因?yàn)樵陂L(zhǎng)時(shí)間腐蝕過(guò)程中局部腐蝕加重導(dǎo)致的。

1.3焊接裂紋

在壓力容器制造過(guò)程中，焊接裂紋是比較常見(jiàn)的裂紋問(wèn)題。因?yàn)殄仩t以及壓力容器在制造過(guò)程中主要采用的是特定金屬板卷制而成。在生產(chǎn)制造時(shí)，焊接工業(yè)會(huì)對(duì)壓力容器的質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。在對(duì)壓力容器進(jìn)行制造時(shí)，焊接裂紋是不能避免的，因?yàn)樵诤附舆^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高溫，高溫作用很容易導(dǎo)致裂紋出現(xiàn)。在焊接時(shí)，金屬材料焊接完成后需要進(jìn)行冷卻，在這一過(guò)程中會(huì)形成焊接冷裂紋。因?yàn)槿芙獾臍湓貢?huì)進(jìn)入到焊接冷卻金相組織內(nèi)，而氫的溶解度是隨著環(huán)境的變化而變化的。

2解決壓力容器檢驗(yàn)中常見(jiàn)裂紋的措施

2.1加強(qiáng)原材料檢驗(yàn)工作

為了能夠?qū)毫θ萜髁鸭y進(jìn)行有效解決，需要重視原料零件的檢驗(yàn)工作。因?yàn)閴毫θ萜鞅旧淼闹圃熨|(zhì)量是保證壓力容器安全的重要基礎(chǔ)，只有做好原料檢驗(yàn)工作才能夠提高壓力容器的質(zhì)量，降低容器出現(xiàn)裂紋的可能性。在對(duì)壓力容器原料進(jìn)行管理的過(guò)程中，需要從以下方面出發(fā)：第一，必須根據(jù)壓力容器的制造要求制定可靠的原料零件采購(gòu)計(jì)劃。然后根據(jù)原料采購(gòu)計(jì)劃加強(qiáng)原料零件市場(chǎng)的調(diào)查工作，主要是對(duì)零件性能、規(guī)格以及價(jià)格等進(jìn)行全面詳細(xì)的調(diào)查。同時(shí)要選擇在原料零件制造方面信譽(yù)良好的供貨商建立長(zhǎng)期合作關(guān)系。這樣能夠保證原料零件質(zhì)量的穩(wěn)定性以及可靠性。第二，要重視原料零件加工質(zhì)量控制工作。在對(duì)原料零件進(jìn)行加工的過(guò)程中，需要對(duì)技術(shù)工藝進(jìn)行充分控制，可以根據(jù)當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，積極引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)工藝，提高原料零件加工水平。并且在加工過(guò)程中要嚴(yán)格按照工藝流程完成原料零件加工過(guò)程，要根據(jù)壓力容器的具體要求對(duì)零件加工尺寸進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證加工尺寸誤差在允許范圍內(nèi)。第三，要制定嚴(yán)格的原料零件質(zhì)量檢查制度。在原料零件加工制造過(guò)程中就要開(kāi)展質(zhì)量監(jiān)督和管理工作，防止在加工制造過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題而影響原料零件的加工質(zhì)量。

2.2有效控制容器壓力限值

在對(duì)壓力容器裂紋進(jìn)行防治的過(guò)程中，需要開(kāi)展有效的安全管理工作，加強(qiáng)壓力限值控制措施，防止壓力容器在運(yùn)行過(guò)程中突破極限范圍而導(dǎo)致壓力容器受到損傷。在對(duì)壓力容器限值進(jìn)行控制的過(guò)程中，對(duì)當(dāng)前的可編輯邏輯器進(jìn)行充分利用，這樣能夠?qū)毫θ萜鞯膶?shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，能夠及時(shí)掌握壓力容器在運(yùn)行過(guò)程中的各種參數(shù)變化。可以對(duì)壓力容器的濕度、溫度以及壓力等進(jìn)行準(zhǔn)確全面的分析。

2.3重視保養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用

為了能夠?qū)毫θ萜鞯牧鸭y進(jìn)行有效控制，需要加強(qiáng)壓力容器運(yùn)行環(huán)境管理工作，防止在長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)運(yùn)行過(guò)程中使壓力容器出現(xiàn)損耗，盡可能延長(zhǎng)壓力容器的使用壽命。需要從以下方面出發(fā)開(kāi)展技術(shù)維護(hù)與保養(yǎng)工作：第一，制定科學(xué)有效的壓力容器運(yùn)行方案。在對(duì)壓力容器的運(yùn)行計(jì)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要根據(jù)壓力容器本身的參數(shù)為基礎(chǔ)對(duì)壓力容器的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行合理安排，加強(qiáng)壓力容器日常維護(hù)管理工作，保證在壓力容器運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)中都能夠開(kāi)展有效的保養(yǎng)工作。第二，要加強(qiáng)對(duì)壓力容器運(yùn)行環(huán)境的控制管理工作。特別是在壓力容器運(yùn)行過(guò)程中，需要對(duì)溫度以及濕度進(jìn)行相應(yīng)的控制，保證壓力容器能夠在允許的溫度、濕度以及壓力范圍內(nèi)進(jìn)行運(yùn)行，防止壓力容器在超負(fù)荷條件下運(yùn)行出現(xiàn)損傷。第三，要制定定期維護(hù)以及保養(yǎng)制度。為了能夠及時(shí)掌握壓力容器的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，了解壓力容器的性能，需要對(duì)壓力容器進(jìn)行定期檢測(cè)。

2.4提高工作人員的專(zhuān)業(yè)水平

在壓力容器管理過(guò)程中，工作人員的技術(shù)能力和綜合素質(zhì)會(huì)在一定程度上影響壓力容器的運(yùn)行質(zhì)量和運(yùn)行安全性。如果工作人員的技術(shù)水平比較低，在對(duì)壓力容器運(yùn)行進(jìn)行管理時(shí)可能會(huì)存在一些漏洞，導(dǎo)致壓力容器出現(xiàn)裂紋。工作人員要積極提升自身的技術(shù)水平和綜合素質(zhì)，可以從以下方面出發(fā)：第一，企業(yè)需要對(duì)人才聘用機(jī)制進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，適當(dāng)提高人才準(zhǔn)入門(mén)檻。除了對(duì)人才的學(xué)歷有明確要求之外，還要關(guān)注人才的技術(shù)能力以及工作經(jīng)驗(yàn)，督促工作人員不斷提升自身的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，提高工作質(zhì)量。第二，在企業(yè)日常運(yùn)行過(guò)程中要重視對(duì)員工進(jìn)行培訓(xùn)，可以根據(jù)具體的人才隊(duì)伍建設(shè)需求，定期組織培訓(xùn)活動(dòng)或者請(qǐng)企業(yè)外優(yōu)秀專(zhuān)家以及技術(shù)人員開(kāi)展有效的員工培訓(xùn)工作，使員工能夠及時(shí)接受新的知識(shí)和先進(jìn)技術(shù)。這樣能夠?yàn)閴毫θ萜鞯陌踩\(yùn)行奠定良好的人才基礎(chǔ)。第三，要重視質(zhì)量負(fù)責(zé)機(jī)制。在開(kāi)展壓力容器質(zhì)量管理工作的過(guò)程中，要建立科學(xué)合理的激勵(lì)機(jī)制，根據(jù)工作人員的具體工作效果進(jìn)行獎(jiǎng)懲。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，鍋爐的壓力容器必須在長(zhǎng)時(shí)間的高溫高壓環(huán)境中運(yùn)行，一旦壓力容器出現(xiàn)裂紋很容易導(dǎo)致爆炸，嚴(yán)重威脅工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全以及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，需要重視壓力容器檢驗(yàn)工作。

參考文獻(xiàn)

[1]壓力容器檢驗(yàn)過(guò)程中危險(xiǎn)源的控制措施研究[J].李冰. ?民營(yíng)科技. 2019（09）

[2]壓力容器檢驗(yàn)過(guò)程中的危險(xiǎn)源控制探討[J].陳正斌. ?廣州化工. 2018（16）