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

2020-01-06杭天琪

中国金属通报 2020年18期

杭天琪

（江苏省特种设备监督检验研究院太仓分院，江苏苏州 215400）

当下锅炉在锅炉房在进行运转工作的时候，往往会产生高温高压的环境，压力可能在这样的环境当中即产生裂纹现象，如果裂纹现象得不到有效的治理，那么将会加剧设备爆炸可能性，这样不仅会对企业的正常稳定生产产生严重的影响，同时还可能对每个人的人身财产安全产生威胁。因此为了能够保证整个的生产运行更加的安全可靠，相应的技术人员一定要对锅炉压力管道裂纹进行全面的检测实施，对于主要存在的现象能够做好有效的预防处理，更好地延长锅炉设备的使用寿命，这样才能够更好的减少压力管道裂纹现象的产生。

1 锅炉压力容器压力管道的检验内容及方法

锅炉压力容器及压力管道，其检验内容涉及水压及外部减压两项内容，实际检测时需对各项内容加以重视，主要包含锅炉制造商资质、锅炉外观状况、设备与工程要求是否吻合、管道膨胀状况、焊缝安全问题、管道保温及走向情况。通常外部检验需每年定期进行一次，且在锅炉投产使用前进行检验，锅炉停用后重新启动也需进行检验。对锅炉实施改造后，需对其温控及燃烧方式调节系统进行检验。而内部检验每两年需进行一次，水压检验每六年进行一次，水压检验主要通过特定水压，对锅炉严密性予以检测，检测进程中禁止使用锅炉。压力容器检验核心强调管道层面，检测意义主要确保锅炉压力容器压力管道，可满足锅炉正常运行所需。检测全过程中，检验人员需具备较强专业素养，对焊接工艺进行科学、合理评定，要求人员根据实际要求进行操作及检验，并对每个岗位人员从业资质予以检查，确保锅炉压力管道及容器检验顺利实施。

2 对于锅炉压力管道经常出现裂纹现象进行简要分析

2.1 外部环境过冷或者过热均会产生裂纹

锅炉压力管道所使用的材质大部分都是由镀锌波纹管所构成，外部环境过冷或者过热，都会对整个的生产加工产生一定的影响，在后期的运行过程当中极易出现裂纹现象。通常情况下在进行管道加工的时候，都是采用焊接工艺艺术，焊接过程当中容易产生较高的温度，而形成一定的焊接热浪，进而容易导致焊接裂纹的出现。此外，锅炉压力容器内部镀金属材料，如果受到长时间的冷却，那么也会产生冷裂纹现象。冷热裂纹的产生都是受到外在温度的影响而出现，同时这种裂纹的出现还具有一定的隐蔽性，通常情况下这种形成的裂纹是以砂眼的形式存在，难以对其进行全面细致的检测，检测不够细致到位就会形成较大的危害性。在这种裂纹会随着焊接工艺的不断开展，产生一定的晶格破坏力，同时同氧气的结合会产生黑蓝色氧化物[1]。

2.2 预应力腐蚀作用下产生的裂纹

在锅炉集装箱的底座和汽水管连接处，经常会发生预应力腐蚀所产生的裂纹，在腐蚀介质所产生的反作用力之下，会加剧其他构件产生裂纹现象。在锅炉钢板受到浓度较大的碱性物质侵袭的时候，钢板内部的金属晶体表面就会形成一定的预应力，这样将会加剧电位差的产生，电位差一旦产生就会形成一定的电流，电流就会加剧腐蚀作用力的产生，进而导致内部出现一定的裂纹。通常情况下，这种预应力腐蚀裂纹经常表现在管道相对比较集中的地方，同时在预应力比较大的位置也会经常性的发生，由于锅炉钢板受到自身特性的原因会向外进行扩展，而产生主裂纹和次裂纹之分。四裂纹会沿着裂纹的方向进行扩展，而主裂纹会沿着裂纹的穿过方向进行延伸。当发现裂纹较大的时候，往往会呈现黑褐色的裂口。

2.3 由于疲劳所产生的裂纹

由于锅炉设备自身疲劳因素所产生的裂纹现象是最为常见的一种。同时根据所产生的因素不同，又分为腐蚀性疲劳裂纹和机械疲劳所产生的裂纹。对于机械疲劳所产生的裂纹，在焊缝连接处和焊缝等热交接处最为明显，往往是以直线的形状存在，在形成的初期往往会沿着裂缝进行不断的延伸，这种裂纹往往过于短小，在受到不同因素影响之下这种裂纹会不断地延长，形成一定的长裂裂纹，到最后如果这种裂纹没有得到有效的处理，容易形成大片的切像裂纹现象。而对于腐蚀性的疲劳，裂纹主要是受到腐蚀作用力和外在交变预应力的影响之下所形成。在通常情况下，这种裂纹处在压力管道和设备连接处，同时腐蚀性裂纹和机械疲劳所产生的裂纹往往具备一定的相同性，都是受到外在预应力所产生的影响，此外，这两种裂纹初期都会表现出较小的范围，但是后期如果控制不力，容易导致这种裂纹在不断的扩散[2]。

3 压力管道裂纹问题的检验技术

3.1 利用超声导波检测

针对大型压力管道、锅炉及压力管道检测，需立足于实际状况，采取超声波聚焦法对其实施针对性检测，此种方式主要适用于油气管道和石油化工管道裂纹检测中，具体实践应用中，需将其固定于管道探测模块，通过低频超声发射型内沿管壁均匀时间间距，若管壁厚度发生不同程度减少或增加，形成不同程度比例能量反射回探头，根据此原理将管道缺陷进行检测，且根据变化状况进一步将裂纹位置予以明确。

3.2 红外热成像检测

红外热成像检测方法，主要充分利用红外成像仪，针对性检测压力管道红外辐射能量，从本质予以判定及预估管道裂纹及裂纹扩展主趋。此检测技术适用管道材料、结构完整及是否发生突变等方面，具有较高精度及灵敏度，可将裂缝及时预测，为制定相关预防管控措施提供助力。同时，此技术应用进程中，不受温度及时间约束，更具显著价值。此外，此技术具体应用进程中，可将大型锅炉压力管道，各部位机械疲劳、应力腐蚀、蠕变损伤及热疲劳引发裂缝予以检测及预防，具有较强推广及应用价值。

4 减少裂纹现象产生所应该采取的主要措施

锅炉压力容器管道所处的环境较为复杂，随着使用时间的增加，难免会出现管道裂纹的现象，如果出现一定要进行全方位的处理，如果处理不当或者不到位，难免会留下安全隐患。同时我们还要加强以下几项预防措施的应用。

4.1 对设备的使用原料和制造过程进行严格的控制

锅炉压力容器是工业生产制造过程当中经常所使用的设备之一，在进行生产运行之前，一定要对所需要加工的原材料进行严格的审核，并判定所采用的原材料是否达到国家规定标准。一旦发现所使用的原材料无法达到国家规定的要求标准，一定要进行严肃的处理，以此能够保障锅炉压力容器的质量达到要求标准。同时锅炉压力容易在具体的生产运行过程当中一定要做好生产规划，对于每个环节进行严格的把控，保证各项生产工序都能够科学合理，同时对于每一个生产环节，我们一定要进行严格的规定审核，保证生产流程更为科学合理。此外，我们还要不断的提升工艺流程技术，对于所需要执行的细节标准进行全面的提升，使得整个的工艺流程能够达到规范化的要求标准，这样才能够进一步的降低裂纹问题的出现。对于整个锅炉的运行安全性能够做到全面的提升[3]。

4.2 加强每到工序的质量检验

在日常的管理过程当中锅炉压力容器是经常遇见的，但是锅炉压力容器往往要在较复杂的环境下进行工作，所以说存在着较高的危险系数。所以说在运行过程当中，我们需要对相关的危险元素给予足够的重视，如果在工作当中产生一定的忽视，那么极易产生非常严重的后果。所以说为了能够全面的提升锅炉压力容器的质量，一定要对压力容器当中的各项压力管道进行全方位的检验，在进行检验过程当中，原材料的检测也是非常重要的一项。在源头就能够全面的提升整个运行质量，对于相关的问题能够及时的发现，从而进行有效的解决。所以说我们的检验的过程中一定要保证原材料达到使用要求标准，同时还要对压力容器内部各个原件进行质量检查，采取更为科学合理的检验措施，能够对整个的检验质量做出全面的提升，只有这样才能够保证锅炉容器的安全稳定运行[4]。

4.3 全面提升操作人员的技术水平能力

在煤炭资源转换利用的过程当中，锅炉是非常重要的设备之一，所以说相应的操作人员如果不能够表现出专业的技术水平能力，那么极易产生相关的管道裂纹。因此相关的部门一定要加强操作技术能力的培养，定期开展技术交流会，为每一个员工都能够提供一个展示技能的机会，从而能够更好的发现技术当中存在的不足，然后通过不断的交流学习，能够更好的降低裂缝现象的产生，最终能够达到高效稳定的生产目的。然而在实际运行操作过程当中，相关的操作人员都没有表现出足够的专业技术水平能力，对于主要的操作流程都不能够进行规范化的处理，经常会产生技术上的疏忽，对于整个的安全稳定运行会产生直接的影响，因此一定要对录取人员的条件进行全面的考核，通过竞争上岗的原则，能够保证相应的操作人员具备良好的技术水平能力和职业操守。