工业锅炉检验中裂纹问题的处置

王冰心

摘要：随着工业的发展，工业锅炉在我国经济发展中的地位不断提升，工业锅炉的应用范围广泛，能源效应也十分明显。但是工业锅炉在运行过程中，由于受到各种因素的影响，比如高温、腐蚀等因素，导致裂纹、腐蚀等各种损坏现象的发生，如果不能及时消除这些问题，不仅会影响到锅炉的正常运行，还容易造成各种安全事故。本文针对工业锅炉的检验进行分析，主要对检验的内容、方法、发生裂纹的原因等进行详细的分析。

关键词：工业锅炉 裂纹 内容 原因 方法 问题 措施

Abstract： With the development of industry， the status of industrial boilers in my country's economic development continues to increase. Industrial boilers have a wide range of applications and their energy effects are also very obvious. However， during the operation of industrial boilers， due to various factors， such as high temperature， corrosion and other factors， various damages such as cracks and corrosion will occur. If these problems cannot be eliminated in time， it will not only affect the normal operation of the boiler， but also easy to cause various safety accidents. Therefore， this article analyzes the inspection of industrial boilers， and mainly analyzes the contents， methods， and causes of cracks.

Key words： industrial boiler， crack， content， cause， method， problem， measure

0 引言

随着我国经济的快速发展，国家也在逐渐调整能源结构和环保政策，工业锅炉的数量虽然逐年减少，但是依然在大量地使用。由于工业锅炉的用户属性多样，在使用中安全保障体系不够完善，导致许多安全问题的发生，不仅会影响正常生产，也会对人们的人身安全造成影响。所以做好对工业锅炉的定期检验十分关键，是保证锅炉安全稳定运行的重要前提。根据相关的数据分析，目前我国工业锅炉发生安全事故的概率逐年下降，这都源于定期对锅炉进行安全检查，因此做好对工业锅炉的科学检查十分关键。

1 工业锅炉检验的内容

1.1 内部检查

在进行工业锅炉检验时，主要的检验内容有3项，分别是内部检查、外部检查和水压检查。进行内部检查时，必须要保证锅炉是处于停止运作的情况。关于锅炉内部检查，每两年需要检查一次，如果在使用中发现锅炉内部存在问题，就要立刻进行检查和处理。在内部检查中，主要分成两个部分，第一是需要对锅炉的内壁进行检查，因为锅炉内壁在使用过程中，由于经常接触到水或水蒸气，因此容易出现腐蚀;第二是需要对锅炉的管道进行检查，锅炉在运行中，管道所受到的损伤程度虽然会低于内壁，但是依然需要进行检查，因为管道的结构比较复杂，其检查和维修的难度比较大。详细的检查内容见表1。

1.2 外部检查

关于工业锅炉的外部检查，首先需要对锅炉的外观、制造商资料、管道、支座等各种情况进行检查，保证资料合格，质量合格。其次，检查人员需要借助超声探伤的方式来对锅炉的焊接质量进行检测，并对锅炉的焊接安全性进行检查，保证锅炉的焊接质量、安全性以及正常安全运行。此外，检查人员还需要对锅炉的管道走向和保温性能进行检查，比如，需要对管道的安装缝隙质量和膨胀质量进行检测。最后，还需要对锅炉的疏水情况进行实时的监控。所有的外部检查工作都要保证在锅炉处于正常运行的情况下开展，这样才能保证检查人员能够更加直观地发现锅炉存在的外部问题，并及时处理。一般情况下，锅炉每年都需要进行检查，特别是在运行之前，必须要做好外部的检查工作，如果锅炉存在停工一年以上的情况，也需要先做好外部检查才能重新投入使用。如果锅炉的燃烧方式以及安全控温系统发生了改变，工作人员也要先对锅炉的外部进行检查之后才能重新使用。在检查时，必须要明确检查内容。比如：在检查压力表时，要保证压力表在检验的有效期内，要有铅封。关于水位表的检查，要保证水位表的数量和安装都要符合相关的规定和要求，要求水位表要具有最低水位、最高水位和正常水位的标志，检查水位是否能够清晰可见，两只水表的水位是否一致等。

1.3 水压试验

对工业锅炉进行水压试验，主要是为了保证锅炉的密闭性，一般情况下，锅炉的水压试验周期为6年，如果部分企业无法顺利开展内部检测工作，则必须要做好水压试验工作，如果在水压试验中發现问题，则必须要解决问题后才能继续使用锅炉。

1.4 检验重点

在进行工业锅炉检验时，要明确好检验的重点，保证检验工作的顺利开展，从而全面保证锅炉使用的安全性和稳定性。在检查过程中，首先要确保检查人员具备检查资质，开展锅炉压力检查工作的人员要具备相关的特种设备检测资格证。比如进行焊接质量检查的要具备从业资格证。在进行锅炉焊接质量检测时，检测人员要严格按照相关的操作规范来开展工作，不能违反规程。其次，在锅炉检测过程中，检测人员之间还要相互沟通，及时反馈实时的工作情况，比如设计人员进行了图纸的设计变更，要及时向相关人员反馈。针对检查出来存在的问题，各个相关部门也要开会，集中分析问题发生的原因，制定解决措施，保证锅炉的正常运行。

2 工业锅炉产生裂纹的原因

造成工业锅炉裂纹的原因主要有3方面，分别是腐蚀原因、金属疲劳原因以及高温原因。

2.1 腐蚀原因

腐蚀是导致锅炉出现裂纹的重要原因之一，因为锅炉在使用过程中，始终都会存在腐蚀物质，从而导致腐蚀裂纹的发生，这些裂纹主要是垂直的形状，并且主要发生在锅炉管道的弯曲处，随着裂纹的发展，其形状会从原有的垂直形状发展成为树枝形状。

2.2 金属疲劳原因

工业锅炉在使用过程中基本是不间歇的，所以锅炉表面所受到的应力作用时间比较长，很容易出现金属疲劳的现象。如果锅炉是新机器，发生裂纹的现象是比较少的，但是随着使用时间的增长，裂纹的数量会增多，长度也会逐渐延伸，从而影响锅炉的正常使用。

2.3 高温原因

工业锅炉的工作时间很长，容易处于高温的状态，更容易导致金属出现氧化的情况，锅炉的内壁也会因为温度过高而出现金属熔化和烧灼的现象，甚至还会出现表面碎裂。锅炉在使用过程中，如果进入了少量的氧气，就会加剧裂纹的氧化速度，从而使得裂纹的范围不断扩大。

3 工业锅炉裂纹检验的方法

3.1 做好检验前的准备工作

在进行工业锅炉裂纹检验之前，需要确定锅炉的实际使用时间，检测过程中要先对锅炉的温度、输水和放水情况进行检测，避免锅炉出现内外温度差过大的现象，从而导致裂纹的产生。当锅炉处于运行的情况，检测人员还需要做好锅炉供能情况和控温系统的检测工作。

3.2 对锅炉技术资料进行核对

检测人员在检测工业锅炉时，需要先对锅炉的外部检测数据进行核对，核对的内容包括锅炉的最大承受压力、刚度等。检测锅炉的内外部时，如果发现检测结果出现偏差，则表明锅炉的质量存在问题，并且发生过安全事故，需要对锅炉进行进一步详细的检查。正常的锅炉在使用过程中，需要进行定期的检测。即使锅炉在使用过程中从未发生过安全问题，也仍然需要做好定期检测工作，做好安全事故的排除工作，有效地保证锅炉的安全。

3.3 使用物理方法进行裂纹检测

关于工业锅炉裂纹的物理检测，主要的方法有两种，分别是灯光检测法和样板检测法。采用物理检测的方法进行锅炉裂纹检测，其检测结果准确度比较高，能够及时发现锅炉在运行中存在的各种问题。物理检测方法不仅检测准确度高，操作也比较简单，成本低，但是该检测方法对于检测人员的专业性要求比较高，不仅要求具备良好的专业知识，还要求具备丰富的工作经验。

4 工业锅炉检验中存在的裂纹问题

工业锅炉在检验中发现的裂纹问题主要有5种类型，分别是应力腐蚀裂纹、机械疲劳裂纹、过热和过烧裂纹、腐蚀疲劳裂纹以及热疲劳裂纹。

4.1 应力腐蚀裂纹

应力裂纹的发生，是由于应力和腐蚀介质之间共同作用所导致的，主要在汽水管道和管座中发生。该裂纹形状一般呈垂直状，如果是在奥氏体不锈钢中发生，则其形状为树枝形状。在火电厂中，该裂纹一般发生在弯道内壁的中性区域，因为受到應力的作用，所以弯道内壁部分会出现腐蚀的情况，故形成应力腐蚀裂纹。

4.2 机械疲劳裂纹

在锅炉设备中的叶轮、大轴等部位比较常见的裂纹类型是机械疲劳裂纹，在锅炉中的应变集中部位比较常见。因为机械疲劳裂纹在刚开始时，裂纹比较短小，发展比较难，但是随着裂纹的发展，会逐渐向里扩散，并且在中间区域产生较长的裂纹，该裂纹在之后的扩展速度比较快。因此，工作人员一旦发现机械疲劳裂纹就要立刻进行处理。一般情况下，该裂纹在发展中，和拉伸应力之间的角度呈45°，但是随着裂纹的逐渐发展，最后两者之间形成的角度可以达到90°。

4.3 过热和过烧裂纹

工业锅炉在工作中，需要温度的作用，有时候会出现过热或者过烧的现象，从而产生大小不同的裂纹，导致生产出来的产品会存在晶界融化或者氧化的现象，甚至还会在表面形成比较严重的碎裂。通过微观观察，可以发现，在产品的表面，会覆盖着大面积的魏氏组织，同时还有其他粒子的沉淀物。在显微镜的观察之下，我们可以发现产品的晶粒表面存在着有氧化晶界网络和孔洞。因为工业锅炉在制作过程中，需要经过焊接等热处理的工序，一旦出现金属加热量超标，将会导致过烧和过热问题的发生，并不断地进行积累，从而影响之后锅炉的使用安全。

4.4 腐蚀疲劳裂纹

腐蚀疲劳裂纹主要在集装箱管座和汽包的位置发生，因为这个位置都不存在介质的压力，所以当出现震动现象的时候，就会产生应力。一旦出现腐蚀疲劳裂纹，如果不加以制止，其情况会越来越严重，裂纹的宽度会增大，间隙也会随之增大，并且会在其中出现腐蚀物质，从而影响管道内壁的质量。腐蚀疲劳裂纹是具有破坏性的，能够穿过晶界，会不断地造成新的裂纹产生，因此工作人员必须及时处理腐蚀疲劳裂纹。

4.5 热疲劳裂纹

当金属处于拉伸强度极限的状态下，如果不断地受到反复应力的影响，则会出现热疲劳裂纹，主要发生在排气管管座和压力表等部位。发生在管道的热疲劳裂纹的表现形式主要有刀痕、缺口等。虽然部分热疲劳裂纹不明显，但是依然会对管道的使用寿命造成较大的影响。

5 预防锅炉裂纹的措施

5.1 要做好裂纹的预防工作

在锅炉制作过程中，工作人员要有预防裂纹产生的意识，做好相关的预防工作。比如，锅炉在工作中，必须保证其压力在规定的范围之内，严禁出现超压运行的现象。锅炉在制作过程中，相关的材料必须符合标准，比如金属材料、构件材料、焊接材料等。在选用材料时，不仅要加强对强度和刚度的筛选，还要保证材料的有效性，从而更好地保证材料的质量。

5.2 做好图纸的严格审核

在进行锅炉制造的时候，必须要做好对图纸的严格审核，按照图纸的要求开展工作。在挑选原材料的时候，要控制好质量，保证原材料质量合格，达到制作要求。为了更好地减少裂纹的出现，工作人员可以对生产原材料进行改革，整体提高锅炉的制作质量。

5.3 提高锅炉的制作工艺

锅炉的制作工艺水平直接影响到制作质量，影响锅炉裂纹的产生，如果在制作过程中，存在工艺水平不高的情况，将会直接导致裂纹的产生。在制作锅炉时，要对制作的工序进行检查，保证工序的科学性和规范性，最大程度地保证锅炉的制作质量。在完成锅炉制作之后，工作人员还需要对锅炉质量进行再次检查，有效地避免裂纹的产生。

5.4 嚴格控制锅炉的内部元件质量

锅炉在运行过程中，其压力管道会出现裂纹的现象，因此工作人员必须要控制好内部元件的质量，加强对管材质量的控制。比如在进行锅炉制作之前，制作单位要加强对图纸的审核;在材料选择上，要控制好各个部件的质量，比如要选择耐受性好的材料。在进行锅炉内部元件生产时，也要保证其生产工艺的合理性和标准性，并落实到具体的生产环节中。

5.5 保证锅炉运作的规范性

在进行锅炉的制作和运作过程中，都要保证操作的规范性，工作人员要编制好规范的操作流程，按照流程来保证锅炉的正常使用，避免锅炉在使用过程中出现各种问题和错误，进而起到预防裂纹产生的作用。

5.6要恰当使用锅炉

在使用锅炉时，必须要保证使用的恰当性，特别是当锅炉在连续使用过程中，会出现金属疲劳的现象，因此工作人员要控制好锅炉的启停，并且做好相关仪表的检查和维护，保证各种仪器的正常运行。锅炉在运行过程中之所以会出现疲劳的现象，主要是因为高温所引起的，当锅炉处于不间歇的工作状态中，部分元件会出现损坏，因此工作人员必须合理恰当地使用锅炉，做好对锅炉的保养，保证锅炉的正常运行。

6 小结

工业锅炉在我国工业发展中有着广泛且重要的应用，但是在运行中存在着较多的问题，我们应当重视并且处理这些问题，保证锅炉的安全运行。所以，企业要重视对工业锅炉的检验，及时发现锅炉存在的问题，做好日常的检查工作，针对存在的裂纹问题要做好详细的解决措施，保证锅炉的稳定运行。

参考文献

[1]王永辉.工业锅炉检验中遇到的问题及分析[J].锅炉制造，2020（4）：42-43，48.

[2]万明松.工业锅炉检验中裂纹问题分析[J].化工管理，2020（14）：139，141.

[3]朴正哲.工业锅炉检验中存在的问题与安全运行措施[J].农家参谋，2020（15）：254.

[4]曲先民，于涛.工业锅炉检验中遇到的问题及分析[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2020（1）：147-148.

[5]李占斌.工业锅炉检验中裂纹问题探究[J].海峡科技与产业，2017（9）：122-123.