锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题及对策探讨

张哲

摘 要：對锅炉压力容器压力管道进行合理的检验，可以使工作人员能够及时的发现锅炉压力容器中压力管道的裂纹，并制定出相应的解决措施。基于此，本文通过对锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题进行分析，论述了应力腐蚀裂纹问题、疲劳裂纹问题、焊接裂纹问题的解决措施。

关键词：锅炉压力容器 压力管道检验 裂纹问题及对策

前 言

压力管道的工作环境使高温高压环境，由于长期处于这样的环境中，设备会出现很多裂纹问题。这些裂纹的出现在很大程度上会提高锅炉容器的爆炸几率，严重威胁着相关从业人员的生命安全，同时也大大降低了企业的经济效益。因此，必须对锅炉压力容器压力管道进行严格监控和管理，消除压力管道的安全隐患。

1 锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题

1.1应力腐蚀裂纹问题

应力腐蚀裂纹压力管道的金属在腐蚀介质和一定应力的作用下产生的。在特定介质中，会在管道表面产生一层不稳定的保护膜从而发生腐蚀反应。液氨或者含硫化氢都会使其受到一定的腐蚀性。液氨介质中主要会发生的反应有：2NH3+CO2→NH4CO2NH2；NH4CO2NH2→NH4++CO2NH2-；O2+2NH4+2Fe→2Fe2++2OH-+2NH3。含硫化氢中主要发生的反应有：H2S+Fe→FeS+H2↑；阳极反应：Fe+S2-→FeS+2e；阴极反应：2H++2e→H2↑。这些反应在应力的作用下会导致容器压力管道出现应力腐蚀裂纹。

1.2疲劳裂纹问题

在压力管道中，主要的裂纹就是疲劳裂纹，锅炉压力容器压力管道中的疲劳裂纹主要分为两种，其一是机械疲劳裂纹；其二是腐蚀疲劳裂纹。机械疲劳裂纹主要产生的位置是在受力比较集中的区域内，形状大致为直线状。机械疲劳裂纹刚刚产生时，会以隧道式向管道的内部延伸，裂纹比较短、小。产生中期，机械疲劳裂纹会逐渐增长，各个小裂纹会逐渐相连。产生后期，逐渐形成一个切向裂纹。腐蚀疲劳裂纹是指机械疲劳裂纹在受到应力和腐蚀介质的作用下，逐渐变成腐蚀裂纹，随着时间的推进，逐渐扩展。

1.3焊接裂纹问题

一个整体锅炉是由很多部件经过焊接组合成的。在这过程中，由于焊接操作不当或者其他影响因素使锅炉压力管道出现裂纹是最为常见的现象。焊接裂纹也分为两种裂纹，其一是过冷裂纹；其二是过热裂纹。过冷裂纹产生的原因主要是由于温度突然降低，锅炉压力管道长时间处于冷却状态，使焊接处出现氢裂痕，从而产生过冷裂纹。过热裂纹主要是由于锅炉工作的环境高温高压区，温度一直居高不下，使得温度超过了锅炉压力容器压力管道焊接处的受热临界点，从而使管道出现裂纹。

2 解决锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题的对策

2.1应力腐蚀裂纹问题的解决对策

对于应力腐蚀裂纹问题进行解决，主要有以下几点：1）使用先进的管道内壁检测技术。目前所采用的预防应力腐蚀裂纹的检测技术都是针对管道外壁进行检测，对内壁检测并没有相应的技术支持，所以应该利用先进的检测技术来预防内壁应力腐蚀裂纹的产生。如超声波检测技术和漏磁腐蚀检测技术等，同时利用SCADA技术实施监测锅炉压力管道的实际运行情况。2）除氧处理。对锅炉给水作除氧处理工作，向其中加入亚硫酸钠，以此来除去水中的溶解氧。主要操作为在水预热之后，每吨水中加入3～4kg的亚硫酸钠，温度越高，除氧的速率越快。这样可以有效的解决应力腐蚀裂纹问题[1]。

2.2疲劳裂纹问题的解决对策

在对疲劳裂纹问题进行解决时，要做到以下几点：1）改善锅炉零件结构，分散应力。在改造过程中，可以采用圆角过度的方法，使应力集中区域的应力峰值降下来，分散应力，提高锅炉压力容器压力管道的疲劳强度。2）提高管道材料的质量。对锅炉压力管道的各个机械零件进行改造，防治腐蚀疲劳裂纹的出现，如加入合金元素，这样可以防止晶间腐蚀现象的出现。除此之外，对管道上的零件的表面进行淬火、喷丸处理，以此来提高表层力学性能，从而提高管道的抗疲劳强度。3）定期检测压力管道的构件。利用X光检测技术和超声波技术对压力管道进行检测，及时发现裂纹，及时处理[2]。

2.3焊接裂纹问题的解决对策

对于焊接裂纹问题进行解决，应做到以下几点：

1）控制焊缝中杂质的含量。在焊接过程中，工作人员应当控制焊丝和金属中S、P的含量不得超过0.03%～0.04%，C的含量不得超过0.12%。

2）注意焊接顺序。要主要焊接汽水联络管、降水管、给水管以及分散降水管的先后顺序。同时对焊缝结构进行设计时，要尽量减小焊接头的拘束度和刚度。3）控制氢元素的来源。在选择焊接材料过程中，尽量选择超低氢焊材如大桥牌超低氢、高韧性焊接材料。同时注意在使用焊材时要将其烘干，将油污、水等杂质去除，保证焊接质量。这样可以有效解决焊接裂纹问题。

结 论

综上所述，锅炉压力容器压力管道的裂纹类型很多，对其进行有效预防和控制是非常重要的。经过上文分析可得，解决应力腐蚀裂纹的对策，需要从技术和除氧处理两方面进行考虑；解决疲劳裂纹的对策，需要从管道的结构和调高管道材料质量方面入手；解决焊接裂纹的对策，需要对焊缝中的杂质进行处理以及控制焊接氢元素的含量。因此，深入探讨锅炉压力容器管道裂纹的解决对策意义重大。

参考文献：

[1] 崔黎阳.锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题研究[J].山东工业技术，2018（05）：5.

[2] 蔡政国.锅炉压力容器压力管道检验中裂纹问题及预防处理方法分析[J].现代制造技术与装备，2017（06）：155+157.