锅炉压力容器检验中裂纹缺陷的发现及预防

李波

摘 要：随着国民经济的不断发展，我国工业化进程明显加快。在各大企业生产过程中，锅炉压力容器是其生产活动中不可或缺的承压类特种设备。当锅炉压力容器使用时间超过一定年限后，其本体以及附属管道产生裂纹、腐蚀等故障的概率会大大的增加，在这些诸多的缺陷和故障中，裂纹是最常见的问题之一。如何才能采取有效的措施，最大程度上预防锅炉压力容器裂纹的产生是各企业在生产活动中普遍重视的一大问题。本文对锅炉压力容器检验中的裂纹问题进行了较全面的分析，希望通过本文可以为后续相关承压设备安全管理工作提供一些必要的参考。

关键词：锅炉;压力容器;检验;裂纹问题

0引言

随着我国科学技术不断向前发展，为了满足人们的日常生产生活需要，科研技术人员对锅炉压力容器等承压设备不断进行技术升级，使其安全、节能、环保等各项性能得到了实质性的提升。由于锅炉压力容器等承压设备在现代工业生产中起到了越来越重要的作用，因此锅炉压力容器等承压设备设计、制造、安装、维修的安全性能最终在实际生产应用中体现。一旦锅炉压力容器等承压特种设备的运行时间超过规定的设计年限，其本体及附属管道中出现裂纹等缺陷的概率会大大增加，因此有必要对锅炉压力容器检验中的裂纹问题进行有针对性的研究。

1锅炉压力容器检验中发现存在的裂纹缺陷分析

1.1焊接裂纹

在锅炉压力容器等承压设备的制造维修改造过程中，由于各种焊接因素的影响，容易导致锅炉压力容器产生裂纹。锅炉、压力容器是由强度较高的金属材料制造，在经过长时间运行后，在温度超过一定限度之后都会产生裂纹，尤其对于金属材质来说会形成一些焊接冷裂纹。焊接冷裂纹之所以会出现根本的原因是由于在焊接冷却的金属组织当中会存在一定的氢元素，氢元素的最终溶解度会在一定程度上受到物质所处的外界环境的影响。锅炉在长时间的运行之后，一旦人们不再使用待其逐渐冷却的时候，金属组织当中原本存在的奥氏体就会缓慢的朝着铁素体不断转换。焊缝也难免会受到氢元素的影响而呈现出聚集的状态，这个时候当金属依然在缓慢冷却，就会进一步形成焊接裂纹。

1.2腐蚀裂纹

当锅炉在实际应用的过程当中，由于各种因素的影响受到应力或者是腐蚀介质的作用的时候就会在一定程度上产生应力腐蚀裂纹。一般来说，由于结构上的一些影响，腐蚀裂纹通常会在汽水管道的位置出现，有时也会出现在集箱管座等位置。在锅炉运行的整个过程当中，组成成分中金属材质的奥氏体不锈钢材料会由于应力的影响，对其实际使用性能造成一定的下降。因此，在检验检测过程中，检测人员需要格外重视这方面的因素。锅炉在应用中受到汽水物质的影响，即使是所承受的应力非常微小，也会在一定程度上导致锅炉出现腐蚀裂纹。导致腐蚀裂纹出现的因素并不单一，比如冷加工变形、振动残余应力等都会在一定程度上导致腐蚀裂纹的出现。腐蚀裂纹一旦形成，一般情况下都会和拉应力形成一个直角关系，而金属材质则是呈现树枝形状的。在对其实际加工的时候，应力腐蚀裂纹往往会出现在锅炉弯管的内壁位置上，而在后期工作中即使是管道只受到轻微的局部腐蚀也会直接导致腐蚀裂纹的出现。这种裂纹属于群状分布，带状延伸，数量众多，开口较大。如果不能及时通过检验检测发现，并且对其进行及时维修保养，任其发展下去在一定程度上导致锅炉发生安全事故。

1.3疲劳裂纹

在锅炉压力容器压力管道检验工作进行中，疲劳裂纹也是常见的问题之一。一般都会出现在常用的承压类特种设备当中。当疲劳裂纹刚刚开始发生的时候，其裂纹比较小。随着设备的继续使用，疲劳裂纹会逐渐延伸发展。一般来说，疲劳裂纹可以分为三种类型：第一种是机械疲劳、第二种是热疲劳、第三种是腐蚀疲劳。对于机械疲劳裂纹而言，其大多数情况下都会出现在汽轮机叶轮和叶片以及一些辅助元件当中，大部分都会在设备的表面上形成。而导致裂纹出现的根本原因是由于设备在制造的过程当中，在一定程度上存在着一些缺陷或者是由于长时间超温超压使用而导致设备的使用寿命大幅度降低。热疲劳裂纹形成的根本原因是由于各种因素的影响产生拉伸应力，拉伸应力的反复作用就会导致锅炉等设备强度降低，从而进一步形成热疲劳裂纹。腐蚀疲劳裂纹则是在已经存在的疲劳裂纹基础上形成的。腐蚀疲劳裂纹和应力腐蚀裂纹的原理基本一致，是在应力和腐蚀介质的影响下所形成的，这种类型的裂纹往往属于穿晶裂纹，会随着时间的增加，裂纹不断扩张，导致锅炉压力容器及附属管道内壁出现腐蚀坑。

2锅炉压力容器检验中的裂纹预防措施

2.1加强锅炉压力容器制造环节的质量管理

锅炉压力容器等承压类特种设备检验工作人员对相关设备进行监督檢验的过程中，首先要对锅炉压力容器及附属管道在制造加工过程中的各个环节质量进行全面的控制，结合制造企业的实际情况，对承压设备的生产技术及时优化，对相应的生产环节进行全方位改进。同时，检验工作人员要对锅炉的受压元器件进行全方位的质量控制，通过一些更加先进的焊接工艺来进行焊接工作。对元器件进行热处理的时候，相关工作人员要做好监督工作，避免裂纹出现。为了防止疲劳裂纹出现，应该最大程度上减少受压元器件扳边的次数。在设备生产的过程当中，要严格按照国家的标准规范，确保工艺参数的稳定，全方位提高生产环节的质量控制要求，充分保障各个生产环节的规范性。同时还需要对每道制作工序进行实时监督检验，随时发现问题及时整改修正，使发现的裂纹问题得到科学有效的解决。

2.2确保锅炉压力容器运行工况的稳定性

锅炉压力容器等承压类特种设备在经过长时间运行后，会形成一些裂纹并不断扩展。设备管理人员和操作人员必须采取科学合理的措施，在锅炉运行过程中保持其工艺参数可靠稳定，安全性能得到有效的保障。操作人员要在锅炉运行的整个阶段对其进行严格的监控，保证锅炉的运行状态参数始终维持在平稳可控的区间。使锅炉压力容器等承压类特种设备的实际使用寿命得到有效的延伸，安全质量得到实质性的提高，

2.3采用更加先进的无损检验检测技术和方法

在检验检测人员对锅炉压力容器进行全面检验和金相监测的过程当中，要结合各单位的实际情况，引入一些更加先进的无损检测技术，并且在这些环节当中进一步加大信息化技术的应用，构建实时监测网络，对承压类特种设备运行和检验检测中的各个环节进行严格的监控。一旦发现存在问题，立即采取针对性的措施进行解决。

3结束语

使用单位应当采取一系列措施方法，加强体系运行管理和质量控制，进一步加大检验检测频次力度，合理安排质量监督检验，从而有效防止锅炉压力容器在使用过程中出现裂纹缺陷。锅炉压力容器等特种设备裂纹缺陷的发现及预防，能够充分保障使用单位的安全生产和经济效益。

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（山东省东营市特种设备检验所   山东  东营  257091）