锅炉压力容器压力管道检验中裂纹问题及预防措施

2020-11-26李唯畅郑冬雅

商品与质量 2020年38期

李唯畅郑冬雅

德州市产品质量标准计量研究院山东德州 253000

1 常见锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题

1.1 过烧与过热裂纹

在温度比较高的情况下，锅炉的压力容器和压力管道容易产生过烧与过热裂纹。这种裂纹一旦严重，还会有破碎、裂开的现象，导致晶界被氧化。过烧与过热裂纹会导致晶体颗粒比较粗大，晶体周边会存在氧化性比较强的气体，这些气体将会不断扩大范围。利用显微镜进行观察时，还会发现晶体表面存在比较明显的孔。许多生产均离不开高温度条件，比如焊接、轧制等，如果不能及时把控质量，材料就会因温度过高而产生裂纹，而后就会在锅炉的承压位置产生更多的裂纹。

1.2 焊接裂纹

在通常情况下，焊接裂纹一般是由于高温作用最终形成的一类“热裂纹”。在经过长时间的焊接冷却后，部分金属材料很容易出现冷裂纹。此类情况产生的关键原因便是冷却之后金相组织当中存在可溶解氢元素，在奥氏体则会逐渐转变为铁向体的过程中，氢元素便会受此影响聚拢向中间，进而形成相应氢裂纹，最终发展为冷裂纹。

1.3 蠕变裂纹

蠕变裂纹主要是在应力和温度的影响下逐渐形成的，通常不会在短期内形成，而是当锅炉面临较长的使用时间，且金属材料遭到严重损害，就可能会产生这种裂纹。裂纹在产生之初，会与最大应力保持在90°，裂纹会沿着管道的方向延伸，最终呈现轴向分布状态。在裂纹区域内，两侧裂纹会互相平行。蠕变裂纹形状比较多样化，有时会如米粒般微小，要高度重视应力较大的部位，如管道、集装箱等位置均是蠕变裂纹的高发区域。

1.4 疲劳裂纹

在一般状况下，机械性疲劳裂纹主要是直线型的，出现此类裂纹的初期，其长度很短，也没有较大的范围。然而在时间流逝的过程中，这种裂纹将会向内发生改变。在出现裂纹的中期，这种裂纹则会以直线型的形式稳定进行发展。在后期，此类裂纹将会越来越快的进行扩张。该裂纹的出现，将会使此处部件相对于其余部件而言，形成腐蚀疲劳裂纹的概率更大。从本质上来看，以上两类裂纹形成过程中都具备某些特征和规律，并且均是由机械性疲劳裂纹的出现部位开始出现较集中反射应力的部位，同时初期都具备发展较缓慢以及较强隐蔽性等特征[1]。

1.5 腐蚀裂纹

锅炉的腐蚀裂纹往往是在容器受压状态下，由于碱性作用因素侵蚀和拉应力的作用下导致产生苛性脆化。由于容器内的介质具有较大的腐蚀性，在容器内部防腐蚀层破坏以及内外压力作用下，就容易产生腐蚀性裂纹。腐蚀裂纹大多数集中在容器容易接触到腐蚀性介质的特定部位。在构件金属原子接触到腐蚀性物质后，金属微观组织发生不可逆变化。通常这些变化是缓慢而微小的，只有在通过显微镜观察某一时间段前后的微观镜像后才能够发现，其特点是在第一道腐蚀裂纹产生后，沿着金属晶体的边界会逐步产生第二道、第三道次生裂纹，最终形成以主裂纹为主干，次生裂纹为枝干的树状结构。

2 锅炉压力容器压力管道产生裂纹的预防对策

2.1 健全锅炉压力容器管道裂纹管理规范

一套完整且完善的管理规范体系是保障工作有效进行的基石。在预防锅炉压力容器管道裂纹的工作中，需要建立健全相关的管理规范体系。依托目前的大数据技术手段，可以对工作中产生裂纹的原因、种类、处理办法等进行记录于上传，组建裂纹预防管理数据库，综合分析裂纹产生的原因，针对这些原因采取有效的预防手段。同时，针对技术人员的操作制定操作规范管理体系，严格管理技术的操作流程，避免因为人为操作不当的原因，造成管道产生裂纹。

2.2 提高检验效率

多种检验手段并举，具体情况具体分析，提高检验效率。在保障安全生产的基础上，利用好传统常规检测的同时，要积极引入先进的检测技术，根据设备的具体情况选择合适的检测方法，综合运用射线检测、超声波检测、磁粉探伤、渗透检测等多种手段来提高压力容器裂缝的检测效率，及时定位缺陷部位[2]。

2.3 强化管理生产制作环节

检验人员应该在锅炉压力容器的加工制造阶段，对每个细节展开认真检查与审核，在出厂之前必须对其质量进行反复的核对，进而最大限度地降低发生裂纹问题的概率。同时在锅炉压力容器生产过程中，生产部门应严格遵循科学的加工制作流程，持续提升生产技术的整体水准，避免出现失误或者意外等状况。技术人员在正式生产前，应当对相关工艺图纸进行认真审核，保证根据相应要求对工艺图纸展开设计。

2.4 打造专业的技术团队

锅炉设备的质量还取决于生产作业人员技能水准，企业应该定期组织相关工作人员参加操作设备能力以及生产制造能力的相关培训以及学习活动，强化培训体系，确保其得以在培训过程中逐渐提升质量安全理念，确保所生产的产品能够与相应锅炉生产要求和标准相符合。需要注意的是，在完成培训之后，企业应对工作人员展开全面考评，通过人员方能上岗[3]。