锅炉压力容器压力管道检验中裂纹问题及处理

摘  要：处于高温高压运行环境中的锅炉压力容器压力管道，与企业工作安全性关联密切。如何避免设备运行中出现裂缝，加大爆炸事故的控制力度，是企业技术人员需要引起重视的问题。本文分析了锅炉压力容器压力管道检验内容方法，指出常见裂纹问题，并探讨了优化解决的策略，以供参考与借鉴。

关键词：锅炉压力容器;压力管道;检验;裂纹问题;处理

锅炉压力容器压力管道中，由于冷热过度、锅炉疲劳或应力腐蚀等，难免会出现裂纹问题，不仅会阻碍锅炉的正常生产工作，且会提高爆炸风险发生的可能性，进而带给工作人员人身安全严重的威胁。因此，有必要积极落实相应的检验工作，尽量第一时间发现并处理管道内部裂纹问题，减少设备运行风险的同时，为其正常生产提供保障。

1锅炉检验内容方法

检验压力容器时涉及的内容多以设备支座、保护装置及质量外观为主。检验压力管道时，多以管道安装质量、技术资料、膨胀状况等内容为主，且需要测试水压，并对管道疏放水情况予以关注。外部检验中，需以工作运行状态下的锅炉为目标，保持每年不低于一次的检验次数。鉴于工作需求涉及修改锅炉且修改程度较大的情况，完成修改后应检查外观。内部检验中，应以非工作状态下的锅炉为目标，保持每两年不低于一次的检验次数，且在检验实践中需对安全性、严密性予以重点关注。

在检验压力容器压力管道裂纹时，常用的方法有：超声波检测技术、渗透检测技术、磁粉检测技术。超声波检测技术检测时需将探头模块设置在待检测部位附近，探头能转换接收的反射波为直观图形，可精确定位裂纹。渗透检测技术通过毛细管原理的运用，适用于非金属或非疏孔性金属表面开口缺陷检测，操作简单、判断简易。磁粉检测技术适用于工件表面及近表面缺陷的检测，操作简单、显示直观，检测精度高。

2锅炉压力容器压力管道检验中裂纹问题

2.1冷热过度引起的裂纹

因压力管道制作材料方面受到限制，处于冷热过度环境中的金属出现裂纹的可能性较高。压力管道制作中，金属板处理工艺繁多，且不同工艺处理环节温度也有差异，如加热中过高的温度会导致晶体在变化中产生烧裂纹，且一旦出现高于金属临界温度值的温度时，会有热裂纹出现;冷却环节中，由于温度偏低会引起冷裂纹。

2.2应力腐蚀引起的裂纹

锅炉内部集箱管座等特殊位置，因应力腐蚀介质的影响可能会有裂纹出现，且此类裂纹在设备运行中会逐渐延伸、拓展，带给锅炉生产效率及质量一定的影响[1]。根据应力腐蚀引起裂纹的原因来看，主要在于碱水与锅炉集箱管座等部位接触后会改变金属微观世界，即金属边界与碱水间形成电位差，通过的微弱电流就会引起裂纹。

2.3焊接引起的裂纹

经加工、卷制、焊接特定金属板等工艺环节制备而成的锅炉压力容器压力管道，在制作过程中难免会出现焊接裂纹。管道结构处于高温环境时，自身强度会下降，受压后会有热裂纹问题产生。锅炉制备完成后，需静置冷却一段时间，该过程中可能会出现冷裂纹问题。焊接冷却中氢元素接触金相组织后，奥氏体会向铁元素逐步转变，管道结构中氢元素则会逐渐靠拢至中部，此时会有氢裂纹产生。

2.4蠕变引起的裂纹

压力管道在高温及应力粘合作用的长期影响下可能产生蠕变开裂问题，不仅会损坏金属结构，且会有变形问题产生在部分区域，导致管道安全性降低。蠕变开裂发生区域多集中在加热膨胀管、高温蒸汽管、集管热影响区等，裂纹方向多垂直于最大拉应力，且普遍以平行排列的方式排列[2]。蠕变裂纹存在蠕变孔等细微特征，会有诸多不规则小孔分布在裂纹区。

2.5机械疲劳引起的裂纹

压力管道高强度运转时间较长，产生机械疲劳裂纹的可能性较高，此类裂紋常见于应变力集中的区域。机械疲劳裂纹产生初期，裂纹长度较短且相对集中，如果维修处理不及时，当时间延长后裂纹会逐步拓展至内部，且随着时间的延长拓展速度也会更快，最终引起的损坏极为严重。

3锅炉压力容器压力管道检验中裂纹问题处理策略

3.1严管生产制作质量，全面落实检验工作

针对压力管道裂纹问题，可通过严管生产制作质量进行预防，涉及的重点检验环节包含：①对生产中各处细节展开细致检验，并对锅炉生产品质反复检验。同时，参照生产标准以规定的工艺流程为依据严格实施，消除生产中可能出现的裂纹问题。②加大图纸设计规范力度，引入科学评估方法检验图纸设计，并结合对应的测试方式优化设计，为图纸设计可操作性与科学性提供保障。③引入抽样检测方式对原材料品质展开检验，把好质量关，消除原材料不过关引起的裂纹问题[3]。④加大管理生产工序规范力度，严格开展制作情况检查工作。加工环节一旦有问题出现，会加大后期裂缝产生的可能性，同时也会浪费原材料。所以，在锅炉制作的全过程中有必要贯穿检验工作，在做好裂纹预防工作的前提下，保证锅炉的使用性能。

3.2严格审核管道结构，确保焊接科学性

管道焊接热处理中，焊接总负责人需向热处理人员全面、详细地讲解焊接注意事项，确保热处理人员能将热处理工作熟练把握。同时，实施热处理工艺前，需做好管道受热面曲线图的绘制，并引入三级验收审核热处理工作。在确保热处理科学性的前提下，可适当下调其他部分热处理曲线验收标准，尽量规避人员操作失误的情况。要高度重视交接班工作，交接人员需做好交接记录的详细填写，进一步落实相关责任。此外，需要严谨控制管道焊接质量，工作记录表中应当详细记录焊接时的管道规格、材质及数量等信息，为各项操作提供有迹可循的保障。

3.3优化结构工艺设计

一方面，设计单位在锅炉压力容器压力管道设计中，需尽量规避不连续结构的设计，且在材料选择中应对材料可焊性、材料与介质相溶性予以充足的考虑。安装单位在作业实施中，应当积极联系设计单位，一同优化设计结构，尽量引入经验证判定可行的成熟结构设计方案。另一方面，需合理进行制造（安装）工艺的制定，尤其是焊接工艺相关方面，最大限度消除锅炉压力容器压力管道投入运行后可能产生的结构性应力裂纹问题[4]。锅炉压力容器压力管道实际运行中，为了突出运行安全性、规避裂纹问题的影响，设备（管道）制造安装中应当贯彻落实设备部件连接加固作业，引入外部补强加固、节点支护等方式，消除设备本体因外部结构区域引起的裂纹问题。

3.4健全质量检验维护体系，落实日常维护

①规范检验生产环节质量，制定相应的管理体系并突出约束和指导效力，促进锅炉制造流程的持续优化。②处于工作状态的压力管道难免会有裂缝问题产生，在及时处理裂缝的同时需要汲取经验，为后续近似的裂纹问题处理提供参考，促进应急情况处理能力的提高。针对停炉状态中的锅炉，可释放适量的应力，同时落实维修检查作业。③日常维护期间，需做好定期检查计划的制定，定期进行零部件的检修、更换。⑤锅炉长时间运转时，难免会有残渣积累于内壁，遗留的残渣可能会造成锅炉整体受热不均的问题，故而需要定期落实清理作业。

4结语

综上所述，锅炉压力管道一旦产生裂纹，会导致锅炉运行安全性大幅降低。为解决此类问题、保障锅炉运行安全性，在严格把控锅炉压力管道生产环节质量的基础上，也要注重生产流程的持续优化，保障管道产品质量与规定的标准相符合。

参考文献

[1]杨秋萍，黄亚男.锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题研究[J].中国金属通报，2020（12）：167-168.

[2]王欣.锅炉、压力容器、压力管道检验中的裂纹问题解析[J].中国石油和化工标准与质量，2020，40（14）：55-56.

[3]魏伟.锅炉压力容器管道检验中的裂纹问题与对策[J].中国高新科技，2020（21）：71+79.

[4]魏国庆.压力容器压力管道检验中裂纹问题的处理分析[J].中国新通信，2020，22（17）：243-244.

张红（1988.03—）女，云南省弥勒市，彝族，研究生，工程师，研究方向：仪器研发

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