工业锅炉检验中裂纹问题分析

万明松（甘肃省特种设备检验检测研究院，甘肃兰州730050）

0 引言

工业锅炉属于承压类特种设备当中非常关键的设备之一，在生产以及生活当中有着非常多的应用。在具体应用时，如果操作不当或者使用时间比较长的，会出现一些缺陷，其中最突出的缺陷问题便是裂纹，但只要采取合理的预防措施，便能够起到良好的预防效果。因此针对锅炉检验中的裂纹问题，本文给予了详细的分析。

1 工业锅炉检查的具体内容以及方法

1.1 内部和外部检查以及水压试验

针对工业锅炉实施的检验工作，包括内部检验以及外部检验，同时还可以借助水压试验对其进行检验。在应用外部检验方法时，具体的过程包括：其一，对锅炉的制造商进行查看，并对锅炉的外观质量、支座情况、管道，保护装置等一系列内容开展检查；其二，利用超声探伤，对焊缝的焊接质量和安全性给予检查；其三，针对管道的走向以及保温情况实施检查；其四，针对管道的安装缝隙质量、膨胀质量、水压产生的压力等一系列内容进行测试；其五，对于输水情况进行监控，在实施外部检查时，使用的具体方法为在正常使用锅炉的过程中，对其过程当中产生的问题进行检查，其中需要注意的是，一定要保障锅炉的有序运行，这样才能使其在运行当中将问题直观暴露。通常情况下，每年要进行一次以上的锅炉检查工作。在正式应用之前，针对其外部检查工作一定要完善细致，如果锅炉停止使用超过了一年的时间，需要再次开启外观检查。此外，锅炉使用的燃烧形式以及安全温度系统等，如果有更变，也需要对外观检查进行实施；内部检查工作，要在停止运行时进行，一般情况下两年对其实施检查一次以上即可[1]。

如果在使用时，内部发现了异常情况也要立即开启检查；水压试验，最关键的目标是为了对锅炉的密封性给予保障，检查的周期可以稍长一些，一般6年检查一次即可。如果有些工业锅炉对于内部检查有一定的难度时，那么水压测试的力度要有所加大，如果在测试时发现了异常情况，一定要解决之后才能对锅炉进行应用。

1.2 工业锅炉检验的重点工作

检查工业锅炉最关键的目标便是对锅炉日常运行的安全性、稳定性给予保障，使其发挥出自身的价值和功能。其一，在具体检测时，企业要确保检测人员有检测的资格和相应的经验，持有资格证书；其二，焊接人员要做好焊接质量以及焊缝的一系列处理工作，并且有从业资格证书等，在对焊接工艺的质量实施评定的过程中，要对其操作的规范性以及有序性进行检查；其三，此外，各个岗位当中的人员，都要检查是否有从业资格等。在对技术图纸交付以及变更问题进行检查时，要对质量的处理及反馈重点检测，并对检查当中查出来的问题进行组织分析，做好之后的记录以及反馈工作[2]。

2 检验中存在的主要问题

2.1 应力腐蚀裂纹

该裂纹的产生是由于应力以及腐蚀介质产生的共同作用导致的，产生的区域主要在汽水管道以及管座当中[3]。裂纹的形状通常为垂直状，但如果在奥氏体不锈钢当中发生腐蚀裂纹，其形状是树枝状；在火电厂当中该裂纹会在管道内壁中性区域出现，因为应力对其产生的作用，局部会有腐蚀情况发生，所以出现的应力腐蚀现象也被称之为应力导向腐蚀，在中性区出现该项情况时，其形状为延伸带状。

2.2 机械疲劳裂纹

在设备的大轴以及叶轮当中出现的裂纹形式，更多的是机械疲劳裂纹，并且在应变集中部位，该裂纹的出现十分常见。最初该裂纹十分短小，随着时间的推移，裂纹慢慢发展，使其范围扩大，会向里进行扩散。同时，中间区域会有较长的裂纹产生，进而使裂纹的扩散速度更加迅速。在裂纹逐步发展时，裂纹和拉伸应力之间呈现出来的角度通常为45°。裂纹和拉伸应力存在的角度越来越大时，裂纹扩散的速度也会越来越快，最后两者呈现出来的角度大概为90°[4]。

2.3 过热以及过烧裂纹

由于温度产生的作用，工业锅炉产生的裂纹方式还包括过热裂纹以及过烧裂纹，从宏观上来说，属于大小并不相等的裂纹种类。产品包括晶界氧化以及融化现象，同时在该裂纹的表面，出现的碎裂情况十分严重；从微观上来看，有非常大的魏氏组织覆盖，并且伴有Mn、S 粒子的沉淀存在。通过显微镜的详细观察，可以观察到晶体表面有比较大的孔洞，并且有氧化晶界网存在。因为在铸造工业锅炉时，因为轧制以及焊接等相应热处理工序开展的过程中，对其造成了影响。如果加热金属的量，大过了AC3，那么该项裂纹便会产生，并且裂纹的数量会逐步累积，也会越来越深，使得工业锅炉在应用之后出现的安全隐患比较严重。

2.4 腐蚀疲劳裂纹

与机械疲劳裂纹有所不同的是，该裂纹会在气泡或者集装箱管座当中存在，而这些部位并没有受到介质产生的压力影响，所以会因为震动应力产生的裂纹。该裂纹在时间的推移之后也会越来越严重，并且宽度有所增加。在裂纹当中会有一些腐蚀性物质填充，所以内壁时常有较多的沟壑以及腐蚀坑。腐蚀性疲劳裂纹产生的破坏性不容小觑，会将晶界穿过，并且会对次生裂纹不断衍生[5]。

2.5 热疲劳裂纹

如果金属处于拉强度最高的情况当中，会因为反复应力产生的作用，进而导致疲劳裂纹的产生。在排气管管座以及压力表等位置当中，经常有热疲劳裂纹产生，具体的表现为孔洞、缺口、刀痕。有些裂纹的产生并不明显，但对于管道使用寿命产生的影响程度依然很大。

3 裂纹预防有效措施分析

（1）制造商在对锅炉进行制造时，要对图纸展开非常严格的审核，根据图纸完成相应的制造工作。同时原材料的把控以及挑选至关重要，与最终的建设质量有直接的影响，针对具体的生产，为了使裂纹的出现有所减少，还需要将工业锅炉使用的生产原料给予改革，这样能够使锅炉的整体质量得以提升。

（2）工业锅炉的质量与制作工艺有着直接的关联，在制作时，如果工艺存在疏忽或者不到位的情况，都会导致锅炉在之后的使用时出现裂纹。所以，质量把控工作要重点强调，其中要对参考要求仔细阅读，对于工序的检查反复进行，最大程度的对质量的品质给予保障，在出厂时，还要对锅炉质量再次严格检查。

（3）司炉工在运作锅炉时，操作规范也非常重要，需要对专门的操作流程给予编制，通过流程的规范性对锅炉的正确应用给予指导，使得司炉工在具体操作时能够按照相应的规范严谨操作，不会出现重大的过失和错误，这对锅炉的裂纹预防也会起到很大的帮助效果。

4 结语

总之，锅炉应用时产生的裂纹情况较为普遍，裂纹会对锅炉的正常运行造成影响，严重时会带来很大的安全隐患，出现安全事故。所以，针对经常发生的裂纹种类要详细分析，明确出现裂纹的原因、出现点、预防措施等，同时规范各项操作，对原材料以及制造锅炉的工艺要严格把控，从不同的层面着手，可以对裂纹的产生起到有效的预防。