锅炉压力容器压力管道检验中裂纹问题解析

张芝文

【摘要】锅炉压力容器是这一种装载易燃易爆、有毒有害物质的特殊容器，锅炉压力容器压力管道的状态对整个容器的安全有很大的影响，如果压力管道出现裂纹等质量问题，锅炉很有可能发生爆炸事故，这对工业生产和发展有很大的影响，因此，对锅炉压力容器压力管道进行检验有十分重要的意义。

【关键词】锅炉压力容器；压力管道；检验；裂纹

锅炉压力容器压力管道检验的主要任务是找出承压件的缺陷，在寻找承压件缺陷时，裂纹缺陷是承压件缺陷的主要组成部分，是预测安全性能的重要指标，通过分析裂纹的位置，扩散的方向、开裂的性质、所处环境等因素，从而判断出锅炉压力容器的安全状况，因此，对锅炉压力容器压力管道的裂纹进行分析有十分重要的作用。

1 锅炉压力容器压力管道的检验

在进行锅炉压力容器压力管道检验前，首先要将压力容器内部全面清理干净，然后在进行检验。压力管道检验的主要内容有焊缝、封头等过渡区及其他部位的裂纹；检验锅炉压力容器内外表面的腐蚀、磨损状况等。为确保锅炉压力容器的质量，必须对其内外的裂纹进行严格的检验，在进行裂纹检验时，可以采用肉眼、放大镜、射线探伤、超声波等方式进行检验，检验结束后，对于不合格的地方，要及时制定合理的维修措施，从而保证锅炉压力容器的质量。

2 锅炉压力容器压力管道常见裂纹

2.1 机械疲劳裂纹

对锅炉压力容器压力管道裂纹进行检验，发现机械疲劳裂纹集中在叶轮、大轴、转动机械等应变集中的地方，机械疲劳裂纹的特征表现为裂纹呈直线状，刚开始裂纹比较短小，随后逐渐扩散，裂纹扩散中期呈稳定的速度发展，到了后期，裂纹扩散速度逐渐增加。影响机械疲劳裂纹的因素有锅炉材料质量、受力状态、环境介质等，发生机械疲劳裂纹的区域没有明显的塑性变形，形状和脆性开裂相似。

2.2 应力腐蚀裂纹

应力腐蚀裂纹是在腐蚀介质、应力的共同作用下形成的，应力腐蚀裂纹常出现在汽水管道、集箱管座等地方，应力腐蚀裂纹很容易出现在奥氏体不锈钢材料上，应力腐蚀的应力来源于残余应力、振动、冷加工变形等，应力腐蚀裂纹呈落叶树枝状，裂纹尾部比较尖。汽水管道、集箱管座等受应力的影响，加速腐蚀作用，从而形成应力腐蚀，应力腐蚀裂纹不是连续的，其扩散方式为穿晶裂纹、沿晶裂纹等。

2.3 热疲劳裂纹

热疲劳裂纹是小于拉伸强度极限的热交变应力长期作用在金属材料上，逐渐形成的裂纹，产生热疲劳裂纹的主要位置有喷水减温器、排汽管座、蒸汽管道压力表管座等。热疲劳裂纹起源于管件表面热应变做强的部位，在管件孔、缺口及不连续的应变集中部位，很容易发生热疲劳裂纹，热疲劳裂纹比较粗短，以不规则跳跃的形式扩展，有时会发生二次裂纹，热疲劳裂纹的扩展形式有穿晶裂纹、沿晶裂纹。

2.4 腐蚀疲劳裂纹

腐蚀疲劳裂纹是部件在汽水环境下，产生的一种裂纹方式，大部分腐蚀疲劳裂纹集中在汽包管座、集箱管座上，汽包管座和集箱管座除了承受价值压力外，还要受到振动应力的影响，随着运行时间的增长，会逐渐产生腐蚀疲劳裂纹。腐蚀疲劳裂纹通常在容器内壁出现，在扩散过程中，宽度逐渐增加，同时会有分支产生，腐蚀疲劳裂纹是在应力和腐蚀介质的作用下共同产生的，具有很显著的腐蚀特征，腐蚀疲劳裂纹的大小不一，裂纹扩散到后期在断口会出现不是很明显的疲劳纹线，腐蚀疲劳裂纹的扩散方式为穿晶裂纹。

2.5 过热、过冷裂纹

过热、过冷裂纹常产生在锅炉制造过程，锅炉压力容器是由特定的金属材料焊接而成，在焊接过程中产生裂纹是不可避免的，由于这种裂纹子在高温条件下产生的，因此，这种裂纹称为焊接热裂纹。金属材料在焊接结束后，需要很长的时间进行冷却，而在冷却过程中，会产生冷裂纹。热裂纹是是金属结晶在箱变过程中产生的晶格缺陷，受焊接工艺的影响，热裂纹常呈现蓝色或者黑色，冷裂纹是在焊接结束后很长一段时间形成的，冷裂纹的隐蔽性很强，很难用肉眼观察到，冷裂纹在形成初期比较细，具有很强的晶间穿透性质，由于冷裂纹检查难度大，潜伏时间比较长，因此，冷裂纹对锅炉压力容器有很大的危害。

3 预防裂纹产生的措施

3.1 预防裂纹产生的方法

对于疲劳裂纹要尽量减少部件扳边次数，确保部件的板边强度低于金属材料的屈服点强度；对于应力腐蚀产生的裂纹，可以通过控制锅炉启动、运行、停止的操作，要注意平稳过渡，温度要缓慢变换，避免金属材料在单位时间内受到过大的温差变化而产生裂纹；对于过热、过冷产生的裂纹，要严格的控制制造锅炉材料的质量，并根据实际情况制定合理的焊接工艺，在焊接过程中要严格的按照相关标准进行操作，焊接结束后，要注意热处理。

3.2 完善锅炉压力容器质量检验体系

3.2.1 保证原材料质量

在制造锅炉压力容器时，首先要保证原材料的质量，原材料的质量对整个锅炉压力容器质量和使用寿命有很大的影响，只有保证原材料质量，才能确保施工质量，才能提高锅炉抗裂纹产生的能力，因此，在制造锅炉压力容器时，要按照相关标准，严格的控制原材料，从而减少裂纹的产生。

3.2.2 严格控制锅炉容器生产质量

在制造锅炉压力容器过程中，要严格的控制生产工艺流程，如果某个生产工艺流程出现故障，将会对锅炉压力容器的质量产生很大的影响，因此，在正式施工前，施工人员要严格的审查施工图纸，并在生产过程中严格的按照相关标准进行操作，严禁违规操作，从而保证锅炉容器的生产质量。锅炉是一种很容易产生裂纹的设备，因此，要对锅炉的质量进行严格的控制，在锅炉生产结束后，要对生产的锅炉进行质量检验，将生产误差控制允许范围内。锅炉压力容器在使用过程中，要制定合理的維护检修方案，定期对锅炉压力容器进行检验，争取做到早预防、早发现、早维护，从而保证锅炉压力容器安全、稳定的运行。检修人员在进行锅炉压力容器裂纹检验时，要树立安全意识，用严谨的工作态度进行检验，不能马虎大意，要全面的对锅炉进行检验，并做好记录，及时修复发现的裂纹，确保锅炉压力容器的安全。

4 总结

锅炉在日常生活和生产中发挥着极大的作用，因此，要保证锅炉的安全运行。锅炉压力容器压力管道的检验就是发现锅炉压力容器存在的缺陷，然后制定合理的维修措施，确保锅炉压力容器时刻处于安全状态，裂纹对锅炉压力容器有很大的危害，加强锅炉压力容器裂纹检验对锅炉压力容器质量的控制有十分重要的意义。

参考文献：

[1] 李红艳.锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题研究[J].黑龙江科技信息，2013，（14）：14.

[2] 项智.锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题[J].石油和化工设备，2011，14（10）：51-52.

[3] 王立策.论锅炉压力容器压力管道检验的裂纹问题[J].黑龙江科技信息，2013，（22）：125-126.

[4] 齐纪.浅谈锅炉压力容器压力管道安装监督检验[J].黑龙江科技信息，2013，（22）：103-104.

[5] 陈娟.有关锅炉压力容器检验问题的分析与探讨[J].科技资讯，2012，（25）：220-221.