鍋爐壓力容器管道裂紋問題探析范文

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摘要：鍋爐壓力容器壓力管道檢驗措施的有效落實，一方面能夠更全面的審核鍋爐容器使用的可靠性與穩定性，避免使操作人員在不知情的情況下受到事故傷害；另一方面，憑借裂紋防治對策，更便于維持鍋爐壓力容器的使用壽命。本文基于鍋爐壓力管道檢驗內容與方法展開分析，在明確裂紋類型與防治措施同時，期望為后續鍋爐壓力容器管道體系的檢修與管理提供更全面的技術參照。

關鍵詞：鍋爐壓力容器；壓力管道；設備檢驗；裂紋問題

鍋爐壓力容器是我國現代工業生產中極為常見的設備，借由燃料燃燒釋放的蒸汽，能夠為我國各行各業所利用。但也正因為如此，鍋爐壓力容器在使用方面存在較大的安全隱患，若不能及時有效的提供維護措施，避免鍋爐壓力容器及壓力管道受損，則勢必會引發工業事故，使工業蒙受極大的經濟損失，同時也會對操作人員生命財產安全帶來損害。

1管道檢驗內容與方法分析

1.1內部與外部檢查

在鍋爐外部檢查期間，管理人員需根據鍋爐運行狀態、制作狀況、外觀尺寸、保護裝置等設備的使用狀況分析鍋爐可能潛在的操作風險，并著重對集裝箱等部位的管道進行檢查，確保管線環境干凈整潔且無明顯裂紋，才能準許鍋爐系統繼續使用。期間，外部檢查可每年檢查一次，以便得知鍋爐運行的大致情況。在鍋爐內部檢查期間，管理人需停止鍋爐運行，借由無損檢測等技術對鍋爐內部環境、管道連接等數據進行采集，以便識別潛在風險同時擬定確切的檢修方案。期間，內部檢查可每兩年檢查一次，或當鍋爐出現特殊情況時，也同樣需要采取鍋爐內部檢查措施。

1.2鍋爐水壓試驗

通過水體作為試驗介質，以規定水壓注入鍋爐管道內部，以便審核管道水密性與氣密性，及時找尋出裂紋等問題部位與隱患。此類檢測措施通常六年一次，若存在漏水問題時，則鍋爐在徹底修理完善前，不得再次使用。

1.3管道檢驗操作要求

在鍋爐壓力管道檢測過程中，管理人員需審核檢測人員是否具備無損檢測的資質，并根據檢測方式分析是否會對壓力容器造成影響。其次，可提供現場操作評審平臺，以便更確切的知曉操作人員的技術水準，以便擬定更詳細的操作管理方案。最后，在技術圖紙會審期間，管理人員需主動介入，明確系統技術選擇與設計變更狀況，確保所有潛在影響因素都考慮完全，才能展開管道檢驗工作。期間，管理人員應積極配合設計單位提供現場資料，并跟隨會審流程的深入持續提出建議，以便壓力管道系統構建質量得以保障。

2管道檢驗常見裂紋類型

2.1應力腐蝕裂紋

應力腐蝕裂紋通常是管道外部或內部應力與腐蝕介質共同影響的結果。此類裂紋類型常見區域在汽水管道與集裝箱管座內。根據以往調查資料可知，應力腐蝕裂紋部位通常會呈現出垂直性，因此主要遭受應力通常為外界荷載，在較大的荷載壓力環境中，因為不銹鋼管道元件本身需承受較熱的循環水，因此管道拉伸與彎折強度會受到一定影響，在某一點大荷載接觸的環境下，便極易造成管道變形，當超出管道材料變形極限，便會出現應力裂紋。另外，在火電廠鍋爐壓力管道使用期間，因為管道內部流體壓力等因素影響，若管道出現形變，則勢必會受到內部熱水的定向腐蝕。此類裂紋通常會呈現出帶狀特點。

2.2機械疲勞裂紋

機械疲勞裂紋主要發生在軸承、葉輪和輔助設備運轉的裝置上，通常積聚在鍋爐機械應力頻繁且應變力集中處。在長期機械疲勞因素的影響下，通常裂紋會在機械接觸點或應力重心部位出現，而后以隧道方式向鍋爐壓力管道內部拓展，當發現時內部裂紋基本成型，若仍舊繼續使用，裂紋拓展速度會明顯提升，最后導致一整段壓力管道崩塌。在此期間，機械疲勞裂縫內部應力與裂縫蔓延方向通常會呈現45°角，當裂紋加速發展時，應力方向與裂縫蔓延方向便會呈現90°。

2.3過熱、過燒裂紋

過熱過燒裂紋的產生主要原因是溫度。過熱過燒裂紋在宏觀上的表現是有大小不等的裂紋，產品有融化和晶界氧化的表現。同時伴有表面的碎裂現象。在微觀方面，主要是晶粒的顆粒粗大、魏氏組織大面積覆蓋，有微細圓球的粒子沉淀。氧化性氣體在高溫下向晶界周圍擴展形成。在顯微鏡的輔助下，能看到晶粒表面較大的孔洞和氧化晶界網絡存在。在設備鑄造的工藝中，如彎制、軋制、焊接等工序中熱處理超過限度。對金屬的加熱超過了材料標準要求后，由熱量持續積累數年形成的。晶界氧化后局部會產生沿著晶裂紋。這些裂紋和龜裂給鍋爐承壓部位埋下了巨大隱患。

2.4腐蝕疲勞裂紋

腐蝕疲勞裂紋與機械疲勞型裂紋有本質上的不同。此種裂紋經常出現在集裝箱等管座部位，因為此類部件持續受外界荷載壓力與振動等因素的影響，并且管道使用環境中存在較多的腐蝕物，極易對管道金屬質量造成損傷，因此伴隨管道使用時間越長，在機械疲勞裂紋基礎上，還會存在腐蝕問題，不但會加速消耗管道的使用壽命，同時伴隨水流更極易污染管道內部環境。此種裂紋通常呈現細小尖銳特征，主要裂紋形成后會演生出次裂紋，次裂紋隨距離變長受材料抑制，因此裂紋數量也會急劇減少。

2.5材料熱疲勞裂紋

當金屬管道局部區域反復出現彎折或拉伸的應力作用，并且經常臨近強度極限，則由此產生的裂紋便是熱疲勞裂紋。此類裂紋最常見的區域在鍋爐的噴水減溫、管道壓力表與排氣管設備中。根據以往調查資料可知，此類裂紋經常使因為某一部位有明顯的外部創傷，導致局部拉伸與彎折應力受到影響，由此演變成熱疲勞裂紋的情況。與此同時，在不少工程中，雖然裂紋并不明顯，但管道內部應力影響環境仍舊會影響部件的使用壽命，屬于鍋爐壓力管道內較常見的隱患類型。根據以往檢修資料可知，熱疲勞裂紋形態普遍較粗，通常呈現出網狀或線狀痕跡，并且裂口處極易被氧化。

2.6材料蠕變裂紋

蠕變破壞是隨著時間產生的，實際的影響因素是溫度和應力的共同作用。金屬因為損傷造成了蠕變裂紋的出現。宏觀上裂紋垂直于最大的應力。在彎道上沿著軸向分布。在一個較大的裂紋帶內，主紋兩側有平行的裂紋分布。管道、集裝箱應力較大的區域是形成蠕變裂紋的主要區域。蠕變裂紋的宏觀區域，有數量變化不確定的蠕變裂紋無規則地連接。多數是米粒狀或者孔洞狀。

3預防壓力管道裂紋對策

3.1壓力容器操作控制

鍋爐壓力容器本身操作便具備一定危險性，通常需要在極為嚴格的監督管理平臺內對鍋爐設備運行狀況進行實時化監控，并提供完善的技術補償措施，才能有效避免壓力容器操作事故出現。而站在壓力管道裂紋成因角度來看，多數問題與鍋爐違規操作也脫不開關系，因此，壓力容器操作控制必須被著重關注。首先，在鍋爐壓力管道安裝期間，管理人員必須根據工程需求設計詳細的組裝方案，并嚴格控制各部位的水密性、氣密性與穩定性等數據，才能避免壓力容器使用質量受影響。其次，管理人員需根據設備元件操作要求擬定詳細的操作引導平臺，確保操作人員能夠保持負責任的態度對設備系統進行調控，才能有效降低裂紋問題出現的概率。最后，為避免違規操作等問題出現，管理人員需構建實時化的監控系統，確保鍋爐體系整體使用環境都在監督范疇中，并能夠及時發覺潛在風險，使危險信號遞交至檢修平臺，并提供詳細的引導，才能使裂紋風險有效被遏制。

3.2加強原材料管控

鍋爐壓力容器本身具有危險性，在加工生產期間，必須嚴格管控鍋爐原材料質量，確保材料焊接密封性、穩定性與均勻性等操作滿足鍋爐基本使用要求，再借由無損檢測技術檢測鍋爐壓力容器整體制作狀況，才能有效降低鍋爐使用風險出現概率，使鍋爐設備的質量可控性得以增強。

3.3鍋爐的質量控制

在鍋爐質量控制期間，管理人員應嚴格按照鍋爐檢測規范要求對設備材料、焊接技術、運輸過程、外觀等狀況進行研究，確保鍋爐設備元件的尺寸、設備完整性、材料壁厚等數據滿足工業需要，并且生產工序說明規范，才能確保鍋爐壓力管道等元件免收裂紋影響。

4結論

鍋爐壓力管道檢測裂紋問題的有效防治，不但能夠更全面的維護鍋爐壓力容器運轉的穩定性與可靠性，使壓力容器運行質量可控性增強，避免對操作人員生命安全造成損害，同時憑借裂紋防治方案，更便于為后期檢修與維護工作提供引導，以便營造更舒適且安全的工業環境。故而，在論述鍋爐壓力容器壓力管道檢驗中的裂紋問題期間，必須明確鍋爐壓力管道檢測裂紋類型與檢測方法，并提供詳細的裂紋防治措施，才能為后續工業生產體系的構建提供更全面的技術保障。

參考文獻

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作者：朱文英 單位：海林市特種設備檢驗所