在锅炉压力容器压力管道检验中关于裂纹问题的探讨

张超 张烯烃

摘要：锅炉压力容器在日常运行的过程中，其内、外部工况因素比较复杂，容易导致裂纹等缺陷问题。锅炉压力容器的材料、结构和用途直接影响裂纹的产生，不同用途、材料的锅炉压力容器产生的裂纹形式不同。文章依据裂纹产生的原因，将裂纹分为不同的类型，详细地分析锅炉压力器出现裂纹的原因和部位，探讨具体的预防措施，为相关工作提供參考。

关键词：锅炉压力容器;压力管道检验;裂纹问题

1.管道检验常见裂纹类型

一般说来，锅炉压力容器及管道裂纹产生的原因与锅炉的用途、制造材料、结构类型及长期运行复杂的内外部环境息息相关，并且在一个锅炉系统中往往是多种类型的裂纹混合存在的。

1.1应力腐蚀裂纹

应力腐蚀裂纹是一种常见的裂纹类型，此类型裂纹的形成与管道内外部应力及腐蚀介质共同作用有关，多见于锅炉汽水管道与集装箱管座内，根据研究，由于管道自身受热水介质的影响，经过锅炉系统长期运行，极易受到内部热水的定向腐蚀作用，加之流动水介质具有一定的压力，当管道外部表面所承受的压力值超过该区域的应力极限时，势必会造成压力管道外部变形开裂。

1.2机械疲劳裂纹

机械疲劳裂纹常见于锅炉辅助系统中的叶轮、叶片、大轴等转动机械部位处，此种裂纹形成主要包括两个阶段，具体分为初期长裂纹扩展阶段与后期切向裂纹形成阶段，因此，机械疲劳裂纹的形成与锅炉的运行时间年限有关，在初期阶段，主要表现为应变反应的累积，随着时间的推移，进而造成外部特征明显的机械疲劳长裂纹，从微观上分析主要是造成了穿晶，进而引发管道发生脆性开裂。

1.3过热、过烧裂纹

通常在压力容器及管道的弯头处、焊接处会产生过热、过烧裂纹。这种类型的裂纹产生的原因与温度相关，当持续升温超过临界点时，弯制或者焊接过的部件将会发生局部氧化，进而造成压力容器及管道外表面产生大小不同的裂纹，而过热裂纹的出现，将威胁到锅炉系统的安全运行。

1.4腐蚀疲劳裂纹

腐蚀疲劳裂纹也是锅炉压力容器及管道上经常出现的裂纹之一，常见于锅炉系统弯管内部中性层区。产生这种类型裂纹主要由于锅炉系统运行过程中造成的振动及残余应力、冷加工变形等因素影响，主要特征表现为群状分布，并由管道外向管道内逐渐扩展。

1.5材料热疲劳裂纹

当压力管道局部区域受到反复弯折或拉伸的应力作用时，将会导致热疲劳裂纹的产生。此类裂纹的主要特征表现为网状，肉眼观察并不是很明显，但却会直接影响到管道部件的使用寿命，在排气管设备、管道压力表处通常能检测出这种类型的裂纹，也属于一种常见裂纹。

1.6材料蠕变裂纹

除了以上几种常见裂纹，在锅炉系统的高温蒸汽管道的外弧侧与集箱管管座等受热及高应力影响较大的位置上，通常会检测到材料蠕变裂纹。受温度及应力的综合影响因素，出现蠕变裂纹就意味着该区域上的金属组织遭受到了损伤，此种类型的裂纹主要特征为在裂纹区产生诸多椭圆形孔洞，蠕变孔洞的产生也将缩短压力容器及管道的使用寿命。

2.预防锅炉压力容器压力管道出现裂纹的措施

2.1对于设备的日常维护

对锅炉压力容器压力管道检验裂纹问题的处理措施之一就是做好设备的日常维护工作，这也是有效防止裂纹产生及防范裂纹危害最常见最重要的手段之一，而对设备的日常维护需要做好三个方面的工作，具体为：

（1）大量的水垢、杂质积累将直接造成锅炉管道系统受热不均，进而导致裂纹的产生，因此在日常应做好锅炉管道内部的清洁工作，定期清除锅炉中存在的水垢、杂质。

（2）定期对锅炉管道系统进行检测，根据部件类型及位置制定详细的检测方案，记录裂纹存在的具体情况，包括位置及类型，与此同时通过与管道使用标准相对照，及时更换存在问题的管道部件，以防止严重生产事故的发生。

（3）增设备用系统，控制停炉时间。锅炉系统的替代

使用能够有效防止设备长期运行带来的安全隐患，与此同时也将更有利于在不影响生产效益的情况下对锅炉管道系统进行维护保养。

2.2对锅炉采用正确的操作方式

人为错误操作是锅炉压力容器及管道检验裂纹问题出现的主要因素之一，因此在运维人员对锅炉进行运行操作的过程中，应重视以下几个方面：

（1）大力提升操作人员的技术水平，在平时管理人员要严格做好对操作人员的技术培训，使其能够熟练掌握锅炉启动、运行及停炉过程中的平稳过渡方式方法，规范操作能够大大减少三者过渡过程中的温差，进而避免因大温差效应而导致裂纹产生。

（2）严格管理，制定相应的考核制度，加强监督，促使操作人员养成良好的操作习惯，杜绝或减少操作失误现象的发生。

（3）制定技能比武及师带徒方案，激励员工平时就勤学苦练，积累操作经验，面对面手把手为新来员工传授操作经验，减少因对设备不熟而造成大的误操作现象。以上三种方式能够有效避免在锅炉使用过程中因操作人员操作不当而导致产生的裂纹问题，有效降低锅炉运行风险。

2.3加强对锅炉有效的质量控制

加强对锅炉有效的质量控制也至关重要，因此在对锅炉管道系统进行检测的过程中，应建立可靠的互相检验程序与自我检查流程，并建立起严格的监测使用体系，一旦发生问题，能够迅速制定出一套行之有效的解决方案，同时将锅炉压力容器压力管道检验裂纹问题发生的可能性降到最低。

另外，要加强对锅炉安装过程中的质量控制，对焊接的主要受压元件进行X光探伤，以找出焊接中因各种情况出现的问题，一般的问题要进行返修，返修二次不合格的工件将禁止使用。此项工作还要由当地锅炉检验所人员监督下，查看胶片影像合格后才能顺利地进入下一个工序。对探伤合格后的筒体、配件进行对接组装，完成总装前所有任务，按生产工艺要求做好组装记录，填写相关资料后方可进行锅炉的零件装配、调试。

结语

综上所述，采取正确恰当的处理措施解决管道部件产生的裂纹问题，能够有效预防裂纹的产生及引发更严重的后果，因此，做好锅炉压力容器及管道的裂纹检测工作至关重要，其能够充分保障锅炉管道系统的安全稳定运行。

参考文献

[1]李广彬.锅炉压力容器压力管道检验中裂纹问题的研究与处理[J].山东工业技术，2015（4）：32-32.