鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中裂紋問題及處理

摘 ?要：處于高溫高壓運行環境中的鍋爐壓力容器壓力管道，與企業工作安全性關聯密切。如何避免設備運行中出現裂縫，加大爆炸事故的控制力度，是企業技術人員需要引起重視的問題。本文分析了鍋爐壓力容器壓力管道檢驗內容方法，指出常見裂紋問題，并探討了優化解決的策略，以供參考與借鑒。

關鍵詞：鍋爐壓力容器;壓力管道;檢驗;裂紋問題;處理

鍋爐壓力容器壓力管道中，由于冷熱過度、鍋爐疲勞或應力腐蝕等，難免會出現裂紋問題，不僅會阻礙鍋爐的正常生產工作，且會提高爆炸風險發生的可能性，進而帶給工作人員人身安全嚴重的威脅。因此，有必要積極落實相應的檢驗工作，盡量第一時間發現并處理管道內部裂紋問題，減少設備運行風險的同時，為其正常生產提供保障。

1鍋爐檢驗內容方法

檢驗壓力容器時涉及的內容多以設備支座、保護裝置及質量外觀為主。檢驗壓力管道時，多以管道安裝質量、技術資料、膨脹狀況等內容為主，且需要測試水壓，并對管道疏放水情況予以關注。外部檢驗中，需以工作運行狀態下的鍋爐為目標，保持每年不低于一次的檢驗次數。鑒于工作需求涉及修改鍋爐且修改程度較大的情況，完成修改后應檢查外觀。內部檢驗中，應以非工作狀態下的鍋爐為目標，保持每兩年不低于一次的檢驗次數，且在檢驗實踐中需對安全性、嚴密性予以重點關注。

在檢驗壓力容器壓力管道裂紋時，常用的方法有：超聲波檢測技術、滲透檢測技術、磁粉檢測技術。超聲波檢測技術檢測時需將探頭模塊設置在待檢測部位附近，探頭能轉換接收的反射波為直觀圖形，可精確定位裂紋。滲透檢測技術通過毛細管原理的運用，適用于非金屬或非疏孔性金屬表面開口缺陷檢測，操作簡單、判斷簡易。磁粉檢測技術適用于工件表面及近表面缺陷的檢測，操作簡單、顯示直觀，檢測精度高。

2鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中裂紋問題

2.1冷熱過度引起的裂紋

因壓力管道制作材料方面受到限制，處于冷熱過度環境中的金屬出現裂紋的可能性較高。壓力管道制作中，金屬板處理工藝繁多，且不同工藝處理環節溫度也有差異，如加熱中過高的溫度會導致晶體在變化中產生燒裂紋，且一旦出現高于金屬臨界溫度值的溫度時，會有熱裂紋出現;冷卻環節中，由于溫度偏低會引起冷裂紋。

2.2應力腐蝕引起的裂紋

鍋爐內部集箱管座等特殊位置，因應力腐蝕介質的影響可能會有裂紋出現，且此類裂紋在設備運行中會逐漸延伸、拓展，帶給鍋爐生產效率及質量一定的影響[1]。根據應力腐蝕引起裂紋的原因來看，主要在于堿水與鍋爐集箱管座等部位接觸后會改變金屬微觀世界，即金屬邊界與堿水間形成電位差，通過的微弱電流就會引起裂紋。

2.3焊接引起的裂紋

經加工、卷制、焊接特定金屬板等工藝環節制備而成的鍋爐壓力容器壓力管道，在制作過程中難免會出現焊接裂紋。管道結構處于高溫環境時，自身強度會下降，受壓后會有熱裂紋問題產生。鍋爐制備完成后，需靜置冷卻一段時間，該過程中可能會出現冷裂紋問題。焊接冷卻中氫元素接觸金相組織后，奧氏體會向鐵元素逐步轉變，管道結構中氫元素則會逐漸靠攏至中部，此時會有氫裂紋產生。

2.4蠕變引起的裂紋

壓力管道在高溫及應力粘合作用的長期影響下可能產生蠕變開裂問題，不僅會損壞金屬結構，且會有變形問題產生在部分區域，導致管道安全性降低。蠕變開裂發生區域多集中在加熱膨脹管、高溫蒸汽管、集管熱影響區等，裂紋方向多垂直于最大拉應力，且普遍以平行排列的方式排列[2]。蠕變裂紋存在蠕變孔等細微特征，會有諸多不規則小孔分布在裂紋區。

2.5機械疲勞引起的裂紋

壓力管道高強度運轉時間較長，產生機械疲勞裂紋的可能性較高，此類裂紋常見于應變力集中的區域。機械疲勞裂紋產生初期，裂紋長度較短且相對集中，如果維修處理不及時，當時間延長后裂紋會逐步拓展至內部，且隨著時間的延長拓展速度也會更快，最終引起的損壞極為嚴重。

3鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中裂紋問題處理策略

3.1嚴管生產制作質量，全面落實檢驗工作

針對壓力管道裂紋問題，可通過嚴管生產制作質量進行預防，涉及的重點檢驗環節包含：①對生產中各處細節展開細致檢驗，并對鍋爐生產品質反復檢驗。同時，參照生產標準以規定的工藝流程為依據嚴格實施，消除生產中可能出現的裂紋問題。②加大圖紙設計規范力度，引入科學評估方法檢驗圖紙設計，并結合對應的測試方式優化設計，為圖紙設計可操作性與科學性提供保障。③引入抽樣檢測方式對原材料品質展開檢驗，把好質量關，消除原材料不過關引起的裂紋問題[3]。④加大管理生產工序規范力度，嚴格開展制作情況檢查工作。加工環節一旦有問題出現，會加大后期裂縫產生的可能性，同時也會浪費原材料。所以，在鍋爐制作的全過程中有必要貫穿檢驗工作，在做好裂紋預防工作的前提下，保證鍋爐的使用性能。

3.2嚴格審核管道結構，確保焊接科學性

管道焊接熱處理中，焊接總負責人需向熱處理人員全面、詳細地講解焊接注意事項，確保熱處理人員能將熱處理工作熟練把握。同時，實施熱處理工藝前，需做好管道受熱面曲線圖的繪制，并引入三級驗收審核熱處理工作。在確保熱處理科學性的前提下，可適當下調其他部分熱處理曲線驗收標準，盡量規避人員操作失誤的情況。要高度重視交接班工作，交接人員需做好交接記錄的詳細填寫，進一步落實相關責任。此外，需要嚴謹控制管道焊接質量，工作記錄表中應當詳細記錄焊接時的管道規格、材質及數量等信息，為各項操作提供有跡可循的保障。

3.3優化結構工藝設計

一方面，設計單位在鍋爐壓力容器壓力管道設計中，需盡量規避不連續結構的設計，且在材料選擇中應對材料可焊性、材料與介質相溶性予以充足的考慮。安裝單位在作業實施中，應當積極聯系設計單位，一同優化設計結構，盡量引入經驗證判定可行的成熟結構設計方案。另一方面，需合理進行制造（安裝）工藝的制定，尤其是焊接工藝相關方面，最大限度消除鍋爐壓力容器壓力管道投入運行后可能產生的結構性應力裂紋問題[4]。鍋爐壓力容器壓力管道實際運行中，為了突出運行安全性、規避裂紋問題的影響，設備（管道）制造安裝中應當貫徹落實設備部件連接加固作業，引入外部補強加固、節點支護等方式，消除設備本體因外部結構區域引起的裂紋問題。

3.4健全質量檢驗維護體系，落實日常維護

①規范檢驗生產環節質量，制定相應的管理體系并突出約束和指導效力，促進鍋爐制造流程的持續優化。②處于工作狀態的壓力管道難免會有裂縫問題產生，在及時處理裂縫的同時需要汲取經驗，為后續近似的裂紋問題處理提供參考，促進應急情況處理能力的提高。針對停爐狀態中的鍋爐，可釋放適量的應力，同時落實維修檢查作業。③日常維護期間，需做好定期檢查計劃的制定，定期進行零部件的檢修、更換。⑤鍋爐長時間運轉時，難免會有殘渣積累于內壁，遺留的殘渣可能會造成鍋爐整體受熱不均的問題，故而需要定期落實清理作業。

4結語

綜上所述，鍋爐壓力管道一旦產生裂紋，會導致鍋爐運行安全性大幅降低。為解決此類問題、保障鍋爐運行安全性，在嚴格把控鍋爐壓力管道生產環節質量的基礎上，也要注重生產流程的持續優化，保障管道產品質量與規定的標準相符合。

參考文獻

[1]楊秋萍，黃亞男.鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中的裂紋問題研究[J].中國金屬通報，2020（12）：167-168.

[2]王欣.鍋爐、壓力容器、壓力管道檢驗中的裂紋問題解析[J].中國石油和化工標準與質量，2020，40（14）：55-56.

[3]魏偉.鍋爐壓力容器管道檢驗中的裂紋問題與對策[J].中國高新科技，2020（21）：71+79.

[4]魏國慶.壓力容器壓力管道檢驗中裂紋問題的處理分析[J].中國新通信，2020，22（17）：243-244.

張紅（1988.03—）女，云南省彌勒市，彝族，研究生，工程師，研究方向：儀器研發

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