锅炉压力容器检验常见的问题研究

王滨 陈春志

天津市滨海新区特种设备检测技术中心 天津 300270

1 锅炉压力容器检验中常见的问题分析

1.1 锅炉压力容器自身的质量问题

在锅炉压力容器的检验中，锅炉压力容器自身存在的质量问题是检验中的常见问题，因为当前的工艺水平或者是相关的材料质量的不过关等多种因素的影响，锅炉的压力容器很可能出现质量不过关的情形。而其质量不过关，主要体现在以下的两个方面：一方面是压力容器在密封性能上不过关，没有达到既定的标准，致使阀门出现蒸汽，甚至导致容器内的介质泄露，这些对周围的工作人员的安全形成了极大的威胁。另一方面是压力容器内相应的零部件达不到要求，没有达到设定的硬度标准，在压力作用下零部件的支撑力度难以长久，容易出现故障，可能会缩短锅炉的使用寿命，而出现的一些故障也可能引发相应的安全事故。

1.2 辐射和异常物质的影响

辐射和异常物质问题是锅炉压力容器检验中的常见问题。在压力容器的辐射方面，像是压力容器漏电、雷电天气的影响等会致使压力容器向外泄露辐射，对工作人员的健康和生命安全形成了威胁。而在异常物质方面，因为锅炉压力容器中很容易产生一些腐蚀性或者是有毒的物质，这些物质在日常清除工作中需要认真进行，否则残留的异常物质很容易影响到其后续生产进程，也容易引发爆炸事故，对整个工业发展都会形成影响。

1.3 锅炉管理的问题

在锅炉的管理方面，出现的问题多是锅炉存在着原始资料丢失或者是缺乏相应的检验标准。工厂没有重视锅炉管理工作，没有安排专门的人员来管理锅炉的压力容器，或者是安排了人员管理，但是管理人员不具备相应的专业知识，在锅炉压力容器日常的检查和维修方面不能达到相关要求，而导致没有对压力容器的安全附件进行管理维护，没有正确打开压力容器等，造成锅炉压力容器的结垢，减短了锅炉的使用寿命。

1.4 检验环境方面的问题

其实，环境因素也会对锅炉压力容器的检验产生影响，因为通常情况下，锅炉压力容器检验环境的可活动空间很小，再加上压力容器内部的通风条件较差，在这样的情况下，压力容器的检验工作人员很可能因为环境限制而不能细致的进行检查，还可能出现中毒等情形。

2 管道检验常见裂纹类型

2.1 应力腐蚀裂纹

应力腐蚀裂纹通常是管道外部或内部应力与腐蚀介质共同影响的结果。此类裂纹类型常见区域在汽水管道与集装箱管座内。根据以往调查资料可知，应力腐蚀裂纹部位通常会呈现出垂直性，因此主要遭受应力通常为外界荷载，在较大的荷载压力环境中，因为不锈钢管道元件本身需承受较热的循环水，因此管道拉伸与弯折强度会受到一定影响，在某一点大荷载接触的环境下，便极易造成管道变形，当超出管道材料变形极限，便会出现应力裂纹。

2.2 机械疲劳裂纹

机械疲劳裂纹主要发生在轴承、叶轮和辅助设备运转的装置上，通常积聚在锅炉机械应力频繁且应变力集中处。在长期机械疲劳因素的影响下，通常裂纹会在机械接触点或应力重心部位出现，而后以隧道方式向锅炉压力管道内部拓展，当发现时内部裂纹基本成型，若仍旧继续使用，裂纹拓展速度会明显提升，最后导致一整段压力管道崩塌。在此期间，机械疲劳裂缝内部应力与裂缝蔓延方向通常会呈现45°角，当裂纹加速发展时，应力方向与裂缝蔓延方向便会呈现90°。

2.3 过热、过烧裂纹

过热过烧裂纹的产生主要原因是温度。过热过烧裂纹在宏观上的表现是有大小不等的裂纹，产品有融化和晶界氧化的表现。同时伴有表面的碎裂现象。在微观方面，主要是晶粒的颗粒粗大、魏氏组织大面积覆盖，有微细圆球的粒子沉淀。氧化性气体在高温下向晶界周围扩展形成。在显微镜的辅助下，能看到晶粒表面较大的孔洞和氧化晶界网络存在。在设备铸造的工艺中，如弯制、轧制、焊接等工序中热处理超过限度。对金属的加热超过了材料标准要求后，由热量持续积累数年形成的。晶界氧化后局部会产生沿着晶裂纹。这些裂纹和龟裂给锅炉承压部位埋下了巨大隐患。

2.4 腐蚀疲劳裂纹

腐蚀疲劳裂纹与机械疲劳型裂纹有本质上的不同。此种裂纹经常出现在集装箱等管座部位，因为此类部件持续受外界荷载压力与振动等因素的影响，并且管道使用环境中存在较多的腐蚀物，极易对管道金属质量造成损伤，因此伴随管道使用时间越长，在机械疲劳裂纹基础上，还会存在腐蚀问题，不但会加速消耗管道的使用寿命，同时伴随水流更极易污染管道内部环境。此种裂纹通常呈现细小尖锐特征，主要裂纹形成后会演生出次裂纹，次裂纹随距离变长受材料抑制，因此裂纹数量也会急剧减少。

2.5 材料热疲劳裂纹

当金属管道局部区域反复出现弯折或拉伸的应力作用，并且经常临近强度极限，则由此产生的裂纹便是热疲劳裂纹。根据以往调查资料可知，此类裂纹经常会因为某一部位有明显的外部创伤，导致局部拉伸与弯折应力受到影响，由此演变成热疲劳裂纹的情况。与此同时，在不少工程中，虽然裂纹并不明显，但管道内部应力影响环境仍旧会影响部件的使用寿命，属于锅炉压力管道内较常见的隐患类型。根据以往检修资料可知，热疲劳裂纹形态普遍较粗，通常呈现出网状或线状痕迹，并且裂口处极易被氧化。

2.6 材料蠕变裂纹

蠕变破坏是随着时间产生的，实际的影响因素是温度和应力的共同作用。金属因为损伤造成了蠕变裂纹的出现。宏观上裂纹垂直于最大的应力。在弯道上沿着轴向分布。在一个较大的裂纹带内，主纹两侧有平行的裂纹分布。管道、集装箱应力较大的区域是形成蠕变裂纹的主要区域。蠕变裂纹的宏观区域，有数量变化不确定的蠕变裂纹无规则地连接。多数是米粒状或者孔洞状[1]。

3 锅炉压力容器的常见问题解决策略

3.1 压力容器操作控制

锅炉压力容器本身操作便具备一定危险性，通常需要在极为严格的监督管理平台内对锅炉设备运行状况进行实时化监控，并提供完善的技术补偿措施，才能有效避免压力容器操作事故出现。首先，在锅炉压力管道安装期间，管理人员必须根据工程需求设计详细的组装方案，并严格控制各部位的水密性、气密性与稳定性等数据，才能避免压力容器使用质量受影响。其次，管理人员需根据设备元件操作要求拟定详细的操作引导平台，确保操作人员能够保持负责任的态度对设备系统进行调控，才能有效降低裂纹问题出现的概率。最后，为避免违规操作等问题出现，管理人员需构建实时化的监控系统，确保锅炉体系整体使用环境都在监督范畴中，并能够及时发觉潜在风险，使危险信号递交至检修平台，并提供详细的引导，才能使裂纹风险有效被遏制。

3.2 减少辐射和异物的影响

一方面，若要减少压力容器的外泄辐射，需要相关管理部门要求检验人员按照相关标准的严格执行检验工作，定期对压力容器安装的防漏电装置进行细致检查，对整个压力容器的密封性能进行细致化的检验，这样才能有效的减少压力容器的辐射问题。需要注意的是，检验工作尽量避开雷雨天气，避免安全事故的发生。另一方面，若要控制异物的影响，需要检验人员对压力容器内部认真细致的清理，保证清洁的彻底度，对一些酸碱物质或者是易燃易爆物质要避免明火，小心细致的进行处理。

3.3 增强压力容器检验人员的综合能力

在解决压力容器中的常见问题时，锅炉压力容器的检验人员需要肩负起一定的职责，首先，相关的管理部门应当选派比较专业的人员开展锅炉管理和压力容器的检验工作，为后续工作的开展奠定良好的基础，与此同时，可以定期对相关的检验人员进行培训，不断增强他们的专业技能，确保压力容器检验工作的顺利开展。其次，要对检验的流程进行细化、规范化，明确检验人员的责任，改变部分检验人员随意的工作态度，从多个方面保证压力容器的正常运行[2]。

3.4 改善检验环境

因为环境的限制，检验人员无法较好的开展工作，所以相关部门应当尽可能的为检验人员提供较好的检验环境，确保压力容器内部的通风工作，避免出现中毒等情形。

3.5 加强原材料管控

锅炉压力容器本身具有危险性，在加工生产期间，必须严格管控锅炉原材料质量，确保材料焊接密封性、稳定性与均匀性等操作满足锅炉基本使用要求，再借由无损检测技术检测锅炉压力容器整体制作状况，才能有效降低锅炉使用风险出现概率，使锅炉设备的质量可控性得以增强。

3.6 锅炉的质量控制

在锅炉质量控制期间，管理人员应严格按照锅炉检测规范要求对设备材料、焊接技术、运输过程、外观等状况进行研究，确保锅炉设备元件的尺寸、设备完整性、材料壁厚等数据满足工业需要，并且生产工序说明规范，才能确保锅炉压力管道等元件免收裂纹影响[3]。

4 结语

众所周知，工业的发展离不开锅炉，而在锅炉中，压力容器是关键性组成部分，所以需要解决锅炉压力容器检验中的常见问题，从保证质量、增强专业技能等多个方面切实开展压力容器的检验工作，为锅炉的正常运行提供保障。