浅谈锅炉压力容器压力管道检验中裂纹问题及预防

汪玉珍 陈焕道 穆思明

摘 要：锅炉和压力容器的工作环境是高温高压的。如果管道在使用过程中发生断裂，很可能引起容器爆炸，威胁生命安全。要认识到压力管道裂纹检测的必要性，定期对员工进行培训，了解导致管道裂纹的常见问题，采取措施，通过正确的处理方法，降低管道裂纹的可能性，确保企业正常生产。

关键词：锅炉压力容器;压力管道检验;裂纹问题;预防方法

1 锅炉压力容器压力管道的常见裂纹问题

1.1 过冷、过热导致的裂纹

温度过高或者过低都会对锅炉压力容器压力管道造成裂纹，由于温度造成的裂纹现象是比较常见的一种，这是在制作过程中产生的问题。锅炉压力容器，压力管道的制作，原材料是金属板材，通过焊接工艺对金属板材进行进一步的合成，使其初具锅炉压力容器、压力管道的形态。由于焊接的温度较高，所以在焊接过程中，锅炉压力容器压力管道也会产生裂纹。而这种在高温下产生的裂纹学术名称叫作焊接热裂纹。利用焊接工艺加工后，要对被加工的金属板材进行冷却，如果冷却时间过长，就会造成温度过低的现象，金属板材就会出现冷裂纹。这就是由于客观温度造成的冷热裂纹的形成过程。所以就要求制作人员在操作过程中严格按照规范温度进行操作，才能有效减弱客观温度过高、过低对锅炉压力容器压力管道的危害。热裂纹和冷裂纹这两种裂纹类型不太容易被发现，因为一般情况下，冷裂纹和热裂纹的外部形态较小，而且所在区域较隐蔽。而且冷热裂纹不是在一瞬间产生的裂纹，它是经过长时间的高温或冷却慢慢裂开的一种现象。所以相关操作人员不易发掘，操作人员能做的就是严格控制制作的时间和温度，这样能够给后期的检测工作降低难度。

1.2 应力腐蚀裂纹

应力腐蚀裂缝通常发生在集装箱管座以及汽水管道等位置，在腐蚀介质和应力的协同作用下导致构件产生裂纹。具体过程表现为：锅炉钢板受到浓度相对较大碱水侵蚀，晶界面和金属晶体之间形成电位差，晶界面的阳极和晶粒中的阴极之间形成微电流，沿着晶界面逐渐对金属内部产生腐蚀作用，导致金属内部出现裂纹。应力腐蚀裂纹的特征表现为：管道压力集中的位置很容易产生裂纹，尤其是在应力最大的位置，锅炉钢板由内向外发展;裂纹包括次裂纹和主裂纹，其中次裂纹沿晶发展，主裂纹穿晶。当肉眼能够看到裂纹后，能够发现裂纹裂口比较陈旧，且裂口呈黑色。

1.3 疲劳裂纹

由于机械疲劳造成的裂纹被称为疲劳裂纹。在锅炉压力容器压力管道中，最容易出现的裂纹类型就是疲劳裂纹。因为这种裂纹主要发生在锅炉压力容器压力管道的焊接区域和管道缺陷区域内。通俗地说，就是在锅炉压力容器压力管道的制作过程中，一定会出现与完美标准有误差的区域。一般来说，这种误差是在工程允许范围内的误差，它不会影响锅炉压力容器压力管道的工作质量。但也是这个区域给予了疲劳裂纹生存的机会。疲劳裂纹与上述两种裂纹不同的是，它是从外部逐渐向内部呈直线延伸状态的裂纹形态。在疲劳裂纹形成的初期，它的形态是较为短小的，但是，它会随着锅炉压力容器压力管道的使用过程逐渐扩大裂纹面积。到了后期，它的扩大速度和增长速度会有明显的提升。

2 锅炉压力容器压力管道裂纹的防治

2.1 确保锅炉运行的稳定性

究其根本，任何一种裂痕的出现，都是在长时间的工作状态下缺乏相对的保护措施而产生的，因此，为了提高锅炉的使用效率，降低事故发生的机率，不断提升工业生产的安全稳定性，就要从日常维护和保养工作开始抓起，不断提升设备的运行质量。在锅炉使用上也要严格参照相应的章程执行，确保合规操作，将风险降到最低，从源头切断。要想实现对现场使用环节的有效把控，现场操作人员要从以下几个环节抓起，即设备的启动、工作和关停。在工作状态中确保锅炉持续平稳，温度也保持在相对稳定的状态内，避免出现温度骤升或骤降的现象，因操作不当而给设备造成损坏。温度的调整要适度，缓慢进行，持续平稳展开可以降低表面出现裂痕的机率。还需注意的事，承受压力的零件要做好质量检测，在焊接安装过程中也要严格参考相关行业标准执行，开始预热处理环节，由专业的技术人员进行监督检查，严格杜绝操作不当而导致裂纹出现。

2.2 对相关的原材料、设备和零件进行检测

除了要用科学的质量检验程序，对锅炉压力容器压力管道进行检测外，生产环节中所涉及的各种设备零件和原材料，都要经过严格科学的检验。原材料是直接影响锅炉压力容器压力管道质量的因素，而其他的设备零件是间接影响锅炉压力容器压力管道质量的因素。如果原材料设备和零件某一方面出现了任何问题，都会提高产生裂纹的概率。所以，对相关的设备、零件和原材料进行排查是十分有必要的。

2.3 提高操作人员技能水平

除了从源头上进行控制之外，对相关企业工作人员进行培训也是必要的。如果职业素养不够导致操作不当，对锅炉压力管道会造成很大的影响，出现裂纹，为安全事故的发生埋下隱患。作为生产企业应该定期对锅炉生产工人进行培训，将最新的知识以及常见问题的处理等传授给他们，并进行测试考核，通过考试才能再上岗。这也是目前相关企业的短板，对工作人员的专业素质不够重视，许多工作人员都存在操作不规范、不按章程处理的问题，导致事故的发生。除此之外，对锅炉操作人员，应该注意培养他们的责任意识，建立完善的责任制，将每一步骤落实到个人。

3 结语

虽然锅炉运行工况大多是在高温高压下完成的，属于高风险运行，但在实际工业生产中发挥着重要作用。在使用中起重要作用的部件是压力管，其危险性很高。零件一旦因维修不当而损坏，在运行中极易发生爆炸，给周围人员和财产造成严重损失。因此，必须加强锅炉压力管道的技术研发，针对存在的安全问题及时完善技术方案，减少事故发生频率，确保企业安全生产。

参考文献：

[1]陈立晖.锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题分析[J].绿色环保建材，2019（11）：182+184.

[2]朱文英.锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题[J].科学技术创新，2019（05）：191-192.