锅炉范围内管道检验中裂纹问题探究

锅炉范围内管道检验中裂纹问题探究

单祖荣 程明辉 张兵

浙江省特种设备科学研究院， 浙江 杭州 310020

摘要：锅炉范围内压力管道的安全问题备受重视，这是因为锅炉在使用的过程中会面临比较苛刻的工作环境，这就对管道的质量提出严格的要求，一旦这部分出现裂纹，就会给锅炉工作造成严重的安全隐患。因此要做好对锅炉范围内管道的检验，仔细分析裂纹的类型，并采取有效的解决对策。基于此，本文对锅炉范围内管道检验中裂纹问题进行了探究。

关键词：锅炉范围内管道；检验；裂纹问题

前言：

在现代化科技的引领下，我国的各行业的生产技术都有了大幅度提升，作为工业生产中常用的设备之一，对锅炉的整体性能和运行质量也有了更高的要求。锅炉企业也在生产中逐步融入了现代化的技术，初步取得了显著的成效。但是究其在工业生产中的重要作用，在使用中的安全性能必须要严格控制，尤其是在长时间的严苛工作过程中，无可避免出现压力管道老化及裂纹问题，加大了设备运行中的安全风险。因此，要针对目前使用中经常遇到的问题，及时发现、分析问题产生原因，并积极寻求应对方案，从而有效提升锅炉的使用寿命，为工业生产提供强大的安全保障。

1锅炉范围管道裂纹的类型

1.1由应力与腐蚀介质导致的裂纹

在压力管道中，应力和腐蚀介质所引发的裂纹不容忽视。这种裂纹通常会出现在汽水管道处，在奥氏体不锈钢材质的配件中也会存在。应力裂纹的方向通常是垂直的，最终会在管道的表面上呈现。应力裂纹还会渗透到弯道内壁处的中性区域，一旦产生裂纹，还会诱发局部腐蚀，对锅炉的正常运行造成不利影响。

1.2安装焊接中形成的裂纹

焊接裂纹是目前安装过程中影响最大的一种缺陷， 主要发生在中碳钢、高碳钢、合金结构钢以及钛合金等的焊接接头热影响区，高强度合金钢冷裂纹会出现在焊缝中。焊接过程中应减少氢的来源以及保证预热、道间温度、焊后热处理， 并加大制作过程焊接工艺的执行和检查力度。

1.3机械疲劳形成的裂纹

之所以会发生机械疲劳裂纹，主要是因为火力发电机组作为电网调峰主力，需要频繁升降负荷，甚至频繁启停炉，管道部件因长期膨胀收缩逐渐疲劳所致。机械疲劳裂纹在初期往往得不到重视，随着时间的推移，这一裂纹会逐渐扩大、变长，从而变得更加明显。

1.4腐蚀疲劳裂纹

腐蚀疲劳裂纹也是一种常见的裂纹类型，为更好地区别腐蚀疲劳裂纹与其他裂纹，一般情况下，要锁定这一类型所在的常见区域，而且裂纹的宽度会不断增大，其内部会有许多腐蚀物质。腐蚀疲劳裂纹会对压力管道造成损坏，需予以仔细辨别和确认。

1.5蠕变裂纹

蠕变裂纹主要是在应力和温度的影响下逐渐形成的，通常不会在短期内形成，而是当锅炉面临较长的使用时间，且金属材料遭到严重损害，就可能会产生这种裂纹。裂纹在产生之初，会与最大应力保持在90°，裂纹会沿着管道的方向延伸，最终呈现轴向分布状态。在裂纹区域内，两侧裂纹会互相平行。蠕变裂纹形状比较多样化，有时会如米粒般微小，要高度重视应力较大的部位，如管道与集箱连接处等位置均是蠕变裂纹的高发区域。

2检验锅炉范围内管道裂纹的方法

2.1裂纹检验的方法

①在检验锅炉范围管道的裂纹时，需要先从外观入手，检验锅炉的运行状态。基于我国目前信息技术的发展，检验工作人员可以将各项检验数据记录在统一的平台上，可以在后续分析中基于综合数据进行整体的分析；②检测压力管道实际在运营中承受的压力范围，并根据其最大承受力和锅炉内壁管道的强度、刚度等数据进行对比，检测管道压力、温度是否超标及波动的频率，这是影响管道产生裂纹的最主要原因。在压力管道的裂纹检测中，可以使用常规超声波检测，近年发展较快的TOFD、相控阵等新技术对裂纹的检出率也较高，使用这些方法可以直观的发现压力管道中是否存在裂纹，且快速采取补救措施。

2.2裂纹检验过程中的注意事项

①需要相关工作人员以及检测人员提高自身的安全意识，使其认识自己本职工作的重要性，企业可以通过定期召开培训会等方式，介绍裂纹的产生原因以及其造成的安全事故等等，提高员工的安全意识；②企业需要投身研究采取信息技术手段进行智能检测的技术，这样可以降低因为人工操作不当造成的疏忽，且可以降低检测难度，提高检测的效率；③对于检测工作进行规范化管理，要求操作完全按照流程进行。这样才可以使得检测工作高效且有效，为锅炉运营提供良好的条件，且降低安全隐患。

3有效预防锅炉范围管道出现裂纹的方法

3.1健全管理结构体系

任何工作的稳步运行都离不开管理工作的支持与帮助，锅炉范围管道的裂纹管理工作也不例外。为了防止管道在使用过程中出现裂纹问题，锅炉企业应当利用信息技术手段，收集和整理企业运行过程中遇到的实际裂纹问题。充分分析出造成这些问题的主要原因，从源头入手进行科学的规划管理工作。这就涉及到对数据信息的分类管理，为了提高预防工作的实际效果，企业还应当收集其它锅炉企业遇到裂纹问题的具体案例。并应当建立网络沟通交流的渠道，与其他企业共同分享工作经验，研究优化工作流程的可行措施。通过这种方法来全面保障管道裂纹预防工作的顺利开展。这还需要企业在开展工作时，应当积极为内部各个部门分配好工作任务，利用严格的管理机制开展人员管理工作。从而有效规范员工的工作行为，降低人为因素引发管道裂纹的概率。

3.2材料质量和运行安全管理

在预防锅炉范围管道的裂纹问题时，必须要从管道材料的选择方面进行分析。选择质量符合要求，且经济成本相对较低的材料。在确保运行安全的基础上，保障锅炉企业的经济效益。而从实际情况来看，目前市面上可用于锅炉压力管道安装的材料种类有很多，这就要求企业应当安排工作人员采用对比分析的方式，将不同材料的应用优势及不足罗列出来，进行合理的选择。并在选择好材料种类后，与一些口碑较好的大型供货商建立合作关系，签订合作的合同，分清双方的责任问题，全面保障材料的质量与安全。同时，在锅炉压力管道安装工作期间，管理人员必须根据工程需求设计详细的组装方案，根据设计安装图纸施工。并严格控制管道各部位的水密性、气密性与稳定性等数据，这样才能避免锅炉使用质量受到不良影响。最后，企业还需要在压力管道投入使用后，安排专业的管理部门定期检查员工的操作行为，并做好日常的管道检验工作，从而全面提高压力管道的使用寿命。

4结束语

锅炉范围管道在前期安装环节和后期使用环节中都比较容易出现裂纹风险，这主要是由于材料质量存在问题，员工的设备操作能力有待提升以及管理工作不到位等等。这就突出体现了压力管道检验工作的重要性，检验工作就是裂纹预防工作的关键一环。通过科学的检验，可以及时发现压力管道潜在的安全隐患问题。从具体的预防工作来看，企业需要结合工作基本情况构建健全的监督管理机制，对材料质量及设备运行安全展开全面的管理，创新管理工作流程，研究优化设备操作方法的可行措施，从而全面消除压力管道运行的安全风险。

参考文献:

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