浅谈锅炉压力容器压力管道检验的裂纹问题

王贵谦++王起亮

摘 要：压力锅容器有一个显著的特征，这种设备安全性高，可盛装易燃、易爆和有毒物质。这就意味着它时刻处于高温高压的工作环境，随时都有爆炸危险。一旦发生意外，将造成严重的破坏。在实际工业生产中，对锅炉压力容器进行压力管道检验就显得格外重要，锅炉压力容器工作是否安全，效率是否达到要求，都直接受到压力管道检验质量的影响。因此，相对于其他设备而言，锅炉压力容器特种设备质量的安全性就显得格外重要。本文关注重点在于锅炉压力容器压力管道检验的相关问题。

关键词：锅炉压力容器；检验；裂纹

中图分类号：TK22 文献标识码：A

如果要得出失效分析的结论，那么裂纹分析就是首先要考虑的问题。对于锅炉压力容器压力管道而言，我们进行检测工作主要分析对象是承压件，要做的工作就是检验其缺陷，尤其是通过对裂纹缺陷的分析来推测安全性能。受压件是非常容易产生裂纹缺陷的元件，它的稳定性也是同类元件中最不稳定的，这种缺陷时刻威胁着设备的正常运行。我们对裂纹的分析方法大概有两种，即宏观分析和微观分析。对于宏观检测而言，可以通过放大镜等设备，运用无损检验等方法来展示裂纹的形状。但是对于一些细微方面的检测，比如裂纹的性质、断裂路径这些微观特征，就必须使用微观检测来进行。

1.锅炉压力容器压力管道检验的内容与方法

1.1检查压力容器的内部与外部

对压力容器的检测有一定要求，如果要检测容器外部就必须对容器内部进行全面清洁，这是操作前提。对于一般压力管道检验，是可以用放大镜甚至肉眼识别的，但部分检测还是要采取射线探伤及超声波检查的手段；当检查内壁厚度很小的容器时，我们需要对结果进行反复核查，这是因为设备建造很麻烦，烦琐的工序就极易出现问题，当问题发生之后，就需要采取降压使用，或者是采取相应的修理措施。其次，金属检验亦是必不可少的检测环节。最后，还需要仔细检测锅炉压力容器上的裂纹情况。在进行全方位认真仔细的内外部检验后，对出现的问题要及时处理，那行不合格的要即刻采取相应的修理方案。

1.2保证质量，检查压力容器的要点

如果要确保压力容器有较好的质量，那么严谨细致的内外部检查及耐压测试就是必不可少的环节。耐压测试就是为了方便工作人员进行焊缝检查。当没有压力低，无腐蚀性和无毒等情况发生时，原则上是可以不做无损探伤测试的。

2.锅炉压力容器常见裂纹原因分析

2.1应力腐蚀裂纹

当锅炉钢板接触到浓度较高的碱水时，金属的晶体和晶间之间将形成电位差。相比之下晶粒电位高形成阴极，相应的，晶界间就产生阳极，这样一来，晶粒和晶间之间就会形成微电流，久而久之侵蚀将会从晶界面渗透至纵深，也就是说金属内部就会有裂纹出现了。由苛性脆化因素造成的裂纹，将会从而外的扩展，其往往会集中分布于应力最大位置处；如果借用显微镜为工具观察时，就可以清楚辨识出主裂纹和次裂纹，主裂纹穿透晶体，而支裂纹则是沿着晶体发展，并在主裂纹附近呈现出放射状。

2.2疲劳裂纹

疲劳裂纹如进行分类大致有两种，即机械疲劳与腐蚀疲劳。在锅炉的日常检验中，机械疲劳裂纹是遇见最多的一种隐患，在机械疲劳裂痕产生之后，交变应力加上腐蚀物质的共同作用就会产生腐蚀疲劳裂纹，由此可见，机械疲劳裂纹同样是形成腐蚀疲劳裂纹的前提条件。从本质层面分析，这两者性质是相同的，他们都是在锅炉使用时产生的，是锅炉受压元件损坏的主要原因。机械疲劳裂纹和腐蚀疲劳裂纹本身是具有规律性和特定性的，他们往往都发生在应力集中部位。裂纹形成之处形态微小，慢慢地裂纹开始扩展，而且裂纹的这种发展是需要一定时间的，故而，裂纹在开始时有一定的隐蔽性和延缓性。

2.3过热、过冷裂纹的产生

在制造锅炉的工艺中，经常会由于温度的失衡而产生过热、过冷裂纹，在该项工艺中所使用的材料为特定金属板，要做的就是将其进行卷制，然后再对结合处进行焊接，经过这种加工工艺就很容易出现裂纹和微裂纹，这类裂纹的性质是由高温环境造成的焊接热裂纹。而金属性质的材料经过高温焊接后，冷却一段时间就会产生冷裂纹。裂纹的存在将直接影响设备的使用性能，因此，裂纹隐患这种危害必须清除。

3.预防裂纹产生的措施

对于应力腐蚀所引发的破裂问题，解决措施就是控制锅炉在开启、工作、停止时都要平稳过渡，温度的变化必须是平稳缓慢的，只有平缓的变化，才可以避免由金属材料在单位时间内温差太大而引发交变应力所产生的裂纹。这种过冷过热产生的裂纹是可以控制的，具体措施就是合理选取锅炉及受压元件的制造材料，采用针对性的焊接工艺严格按照计划执行。对于疲劳裂纹而言，就是要尽可能减少受压元件的扳边次数，原理上来讲就是使板边处强度永远不能超过金属的屈服点强度。

4.完善锅炉压力容器的质量检验体系

4.1保障原材料的质量

在锅炉制造的任何一个环节中，要想保证产品的施工质量，就必须要确保原材料的质量，显然，这是因为原材料会直接影响锅炉制造的质量，同时它也是锅炉维修检验的关键环节，它本身的性质也能有效抵抗裂纹的产生。总之，唯有控制原材料的质量才能确保产品的施工质量。

4.2严格控制容器的生产质量

工艺流程是生产锅炉压力容器不可回避的环节，它一旦确定就要被严格执行，这是由于锅炉压力容器的生产是一个严谨的工作，是不允许有丁点过失，否则将会造成严重的生产问题。因此在制造流程还未开始之前，就必须要认真检查图纸，认真审视明确要求，经过研究制定出针对某些部件特定的加工和生产工艺。除此之外，在进行生产活动时，参与工作的人员必须严格按既定的工艺流程执行，坚决防止过失的产生。

4.3锅炉质量的严格控制

锅炉是一种极易产生裂纹的设备，同时它还极具危险性，因此，整项工程的重点应该放在如何确保容器检验的质量，在人工的锅炉压力容器中，这种缺陷就更难避免了，要解决这些问题就必须要认真研究参考标准，将误差控制在安全范围内。因此，对于监察制度而言，应该将自我检查与相互检查相结合，将生产工序规范化科学化，只有这样才能确保锅炉压力容器的质量。

综上所述，只要进行焊制工作，那么裂纹问题就是必须面对的，裂纹产生的原因经过总结大致有两种，一种来自客观条件，还有一个就是内在因素。就客观条件而言，主要影响因素是部件的受力状态和环境条件，由于长时间的受力部件极易产生疲劳效应，这样不正常的作业就不能预测使用寿命的长短，并且腐蚀缺陷也常为环境因素所引发，即产生腐蚀裂纹。就内在因素而言，由上文介绍可以看出，最常见的就是原材料质量的缺陷，鑄钢件缺陷等，问题的关键在于这些缺陷残留在承压件上永不扩张，他就会导致更复杂的内外因素等，这就将留下极大的安全隐患。

结语

毫无疑问，锅炉已然成为我们日常生活中不可或缺的一部分，它发挥的作用也将变得越来越重要，要想优化锅炉的质量，制造出符合生产生活的高质量产品，就必须要严格检验锅炉的裂纹，并提出针对性的改善预防措施。

参考文献

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