锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题

锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题

李世强

大连宝原核设备有限公司

摘要：目前我国科技水平和工业的快速发展，为了保证锅炉压力容器能够维持在一种正常的运转状态，就要做好锅炉压力管道的检验工作，并将其作为重要的工作内容进行处理。而在锅炉压力容器的实际工作过程中，由于内部环境以及外部环境产生的影响，就会出现裂纹问题，并且这种裂纹问题很容易被工作人员忽视，然而，这种裂纹现象会对锅炉压力容器的正常运转产生严重影响，其中隐藏着极大的运行隐患。因此，要对压力管道裂纹问题进行规范处理，以此保证锅炉压力容器的使用寿命以及使用年限不会受到影响。

关键词：锅炉压力容器；压力管道；裂缝问题；预防措施

引言

锅炉压力管道裂纹威胁锅炉的正常使用，是影响生产安全的重点问题。为了降低锅炉压力管道裂纹对安全生产可能造成的影响，需要提前对裂纹进行分析，并开展裂纹检验与分析评价，从而及时发现潜在的危险，采取有效的方式处理裂纹问题。本文结合锅炉压力管道工程案例，分析锅炉压力管道裂纹的成因与检验方法，以期帮助锅炉使用单位建立有效控制措施，防范裂纹风险，确保管道生产安全。

1锅炉压力容器与压力管道的基本概述

1.1压力容器

在当前的社会环境中，压力容器的生产以及制造，已经获得了来自国家层面的政策支持，而在这种政策大力鼓励的背景下，压力容器行业也得到了较为完善的发展优化，特别是在近年的发展进程中，我国的金属压力容器生产技术以及研发技术，已经达到了世界级水准，这也使得金属压力容器在我国拥有十分优异的发展前景。压力容器自身能够承受一定程度的压力，并且具备着较为优异的密闭性，这也使其除了工业领域外，同样适用于军工领域以及民用领域等多个领域中，甚至在科研工作的开展过程中，压力容器仍旧可以发挥出自身的重要作用。然而，尽管压力容器的应用范围十分广泛，但大部分情况下，其仍旧应用在化学工业以及石油化学工业等行业中，通常情况下，压力容器都会呈现一种大型罐状，主要用处就在于承载液体或是气体，并在生产制造阶段中成为能源供给的主要载体，在具体的制造过程中，压力容器应用功能的材质主要为反应堆压力容器母材、螺栓螺母以及焊接材料。

1.2压力管道

压力管道与压力容器的性质基本一致，其同时也是压力锅中的重要组成部分，在锅炉的日常工作过程中，压力管道所起到的关键作用就在于运输液体以及气体，而压力管道属于运输管道中的一部分，能够对流体的无定向流动起到良好的运输、分配以及排放等作用。而在当前的大部分压力锅炉中，其内部的压力管道大多都是由法兰、螺栓连接、阀门、管件以及管体等部位所构成，而除了这些基础零部件以外，压力管道中还要搭配支撑件。而在近年来的发展进程中，压力管道已经拥有了较为成熟的装配方式以及生产工艺，能够对压力锅炉的工作效率以及安全性起到良好的保障作用，而压力管道的特征主要在以下几方面：首先，为系统化特征，各个压力管道之间，都存在着一定的关联性，其中一条压力管道出现问题，就会影响其他管道；其次，为构成组件比较多，相对其他的管道类型以及压力容器来说，压力管道中的支撑件以及组成件种类相对较多，各种材料也都有着极高的质量需求与技术要求；最后，压力管道的泄漏点比较多，相对压力容器，其在每个阀门部位都存在五个泄漏点。

2锅炉压力容器压力管道中常见裂纹分析

2.1疲劳裂纹的产生

一般来讲，疲劳裂纹是锅炉容器长期使用后最容易出现的裂纹种类。疲劳裂纹如果不及时发现和处理，还会扩展成腐蚀疲劳裂纹和机械疲劳裂纹。整体上讲，疲劳裂纹是燃料等介质与锅炉表面接触比较集中的部位受压程度过大导致的，后续会在两者的接触面四周连锁产生大面积的裂纹，简称机械疲劳裂纹。这时，裂纹的侵袭还在继续，往往不起眼的裂缝会随着使用频率的增加逐渐向容器内部呈隧道式扩展延长，比较明显的裂痕也会因接触面受迫力的增加而加倍蔓延；锅炉容器产生蒸汽的过程会因为剧烈燃烧产生不可避免的震动，然而，震动产生的应力再加上物质间接触产生的压力会共同造成腐蚀性疲劳裂纹。这是由于容器使用时间的增长会使原有的疲劳性裂缝在长度和宽度上大大增加，进而使含有刺激性或腐蚀性物质的燃料日积月累、见缝插针地填满一个个裂缝，最终不仅会腐蚀和扩大原有裂缝，而且这也是降低压力容器质量水平的元凶之一。

2.2腐蚀裂纹

当压力容器受到腐蚀介质的不良影响时，就会出现腐蚀裂纹，腐蚀裂纹一般只会出现在汽水管道的位置,有时也会在集箱管座等地方出现。通常来说，金属材质里面的不锈钢材料会受到应力的极大影响，因此，当腐蚀裂痕产生时，维修工作人员能够综合考虑这一方面。尤其是在汽水物质的不断影响下，即使应力很小，但也有可能使得容器产生腐蚀裂纹。但是，腐蚀裂纹形成的原因并非单一的，比如残余应力、振动以及冷加工变形等都是此裂纹产生的核心原因。在未来的工作中，即使管道仅遭受了局部腐蚀，也会引起腐蚀裂纹的产生。这一裂纹呈带状扩展，数量多、开口大，假如不能获得实时优化，就会由内至外不断延伸,因此危害也很大。

3锅炉压力容器与压力管道检验中预防裂纹的具体措施

3.1规范质量检验程序

原材料的质量检验环节有着十分重要的作用，甚至会直接影响锅炉压力容器的生产质量，通过对原材料的质量把控，能够在源头上避免裂纹问题出现。因此，这就需要对原材料选择、原材料运输以及原材料加工等多个工作环节进行严格检测，并且明确每种原材料应用标准的前提下，做好对零件的检验工作，确保每个零件都能够得到严格的检测，避免因为某个小零件存在的问题而对压力容器整体功能产生破坏。所以，从零件生产环节以及加工环节的角度上来看，不仅需要明确基本的质量检验程序，还要将生产标准作为主要依据，对操作程序进行规范，防止因操作问题而对锅炉质量产生不良影响。除此之外，为了保证检验工作的开展质量，还可以找寻社会中的第三方机构进行再次检验，避免其中出现检验漏洞，通过多重检验的方式有效排除其中存在的安全隐患。

3.2提高检验人员的专业技术

调试员和检验员是预防裂缝产生的重要屏障。由于锅炉容器的作用之一是长时间高温燃烧燃料，这就导致焊接裂缝和老化裂痕频繁产生，不过，通过提高操作人员的专业技术能力可以极大弥补高温和频繁作业对金属材料自身性质的负面影响。这就需要检验者和设备操作者无论是在练习还是真正施工时，都要贯彻落实基本操作规范和技能，时刻牢记安全操作事项。对此工厂单位管理者可以组织全体工作人员进行专业的操作演习和应急演练，全面提升施工专业度，坚决降低操作失误率。

结语

锅炉作为供热发电设备，被广泛应用于现代工业生产中。锅炉压力管道结构复杂，使用环境严苛，容易在安装和生产使用过程中产生裂纹风险。针对锅炉压力管道的裂纹风险，需要开展有针对性的预防管理，选择合适的管材和型号，加强设备安装管理过程监管，增强操作技术人员的安全意识，及时开展裂纹预防管理。在管道运行过程中，结合企业的情况，健全监督管理机制，选择新技术开展管道裂纹检验。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

[1]王文娜，刘超，刘晓旭.锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题[J].南方农机，2018，49（12）：55.

[2]李小彬，赵利鹏，周全.探析锅炉压力容器检验中的管道裂纹问题[J].城市建设理论研究（电子版），2016，6（8）：1338.

[3]朱文英.锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题[J].科学技术创新，2019（5）：191-192.