电站锅炉高温压力管道对接焊缝裂纹处理

2021-11-24海琨

商品与质量 2021年12期

海琨

阜新市特种设备监督检验所辽宁阜新 123000

高温压力管道是电站锅炉的重要的部件，具有一定的特殊性。在该设备运行的过程中，由于其处于高温高应力状况，因此很容易产生裂纹，影响整个锅炉设备的运行，一旦出现安全问题，将造成巨大的人员和经济损失。因此，我们应不断加强电站锅炉压力管道的裂纹检验工作。具体为依照裂纹发生的原因，提出科学的解决方式，控制裂纹的发展带来的损害[1]。

1 锅炉高温压力管道检验中裂纹问题分析

1.1 疲劳裂纹

疲劳是现阶段最为常见的裂纹发生原因之一，其发生的主要原因是电站锅炉的运行时间过长，且在高温作用下，从而容易出现热疲劳裂纹，并影响高压管道的安全和稳定运行。同时疲劳类裂纹的发生，对于锅炉高压管道正常工作造成一定的危害。从本质上，形成各类疲劳裂纹的过程具备一定的规律和特征，并且机械性的疲劳裂纹的发生位置主要集中在反射应力的位置。由于初期出现疲劳裂纹发展的速度比较缓慢，且隐蔽性也比较强，该类裂纹状况比较复杂，其弯曲的基本程度对比普通裂纹也更高。

1.2 焊接裂纹

现阶段电站锅炉高压管道，在焊接过程中容易形成热裂纹。在该类状况下，焊接裂纹主要是因为高温作用下所形成的“热裂纹”。在焊接之后经过长时间的冷却之后，一些金属材料极易产生冷裂纹。该类状况发生的主要原因就是金相组织中会存在一定的可溶解氢元素，奥氏体也会逐步转变为铁相体的过程，氢元素也会受到该类因素的影响朝着中间聚拢，从而形成一定的氢裂纹，从而发展为焊接裂纹。

1.3 腐蚀裂纹

在工业生产中，在锅炉高压管道中会发生一定程度的腐蚀，导致裂纹的出现，这是腐蚀裂纹产生的主要原因。在压力管道壁当中会有腐蚀残余物的存在，如果未能够对其进行及时清理，将会对压力管道造成进一步腐蚀。在压力管道的转接位置和阀门位置等，是腐蚀裂纹出现的主要区域。在对腐蚀裂纹进行预防时，应该尽可能选择防腐蚀材料，同时，加强对压力管道的有效养护，保障其良好运行状态，避免对生产安全造成威胁[2]。

2 锅炉高温压力管道对接焊缝裂纹的控制措施分析

2.1 复膜金相测试的应用

可采用测试高压锅炉管的复膜金相。检查珠光体与铁素体的组织。在高温压力管道中，焊缝、热影响区、母材三者金相组织大体相同，只有裂纹的部位会出现过烧组织与淬硬组织，并且裂纹表现出沿晶扩展的走向，没有氧化产物存在于裂缝内。金相复膜技术可作为便捷的判断焊缝裂纹的辅助措施。

2.2 强化各个检验环节，并严加管理

首先，应明确不同裂纹出现的原因，应从问题源头上进行严格控制。在整个设备制造阶段和有关附属设备材料的检查环节开始。还应围绕有关设备性能，对其进行完善。并在制造的整个过程中，依照有关检验标准，对焊接环节的质量加强控制，将焊接裂纹问题发生的几率降到最低。还应建立多重检验管理机制，对次品实施淘汰机制。其次，对锅炉高温压力管道所运行的基本状态进行科学检测，保证有关人员依照相关标准并进行很好的操作，预防在企业生产运行中造成损失。同时在压力管道检验过程中，还应依照规范和标准要求，进行监督管理工作，提升检验人员工作技能操作水平，并发挥现代化检验技术工艺的优势，及时排除压力管道检验中存在的缺陷，进行严加的管理[3]。

2.3 运用射线、超声波等检测技术

射线、超声波等检验技术在大型锅炉设备的检测中较为常用，最早用于检验油气管道和石化装置管道裂纹。在超声波具体实践工作中，应该将探头模块设置于压力管道焊缝附近，并保持环向布置的形态，严格控制探头的间距。当管道的厚度发生变化时，则会对低频超声波的传导造成干扰，探头可以接收相应的反射能量，从而对锅炉高温压力管道的连续性进行评估，实现对裂纹的有效定位。与传统检验技术相比较而言，能够有效保障裂纹的检出率，同时，提升工作效率。

声发射检验技术也是检验技术的常见类型，应力波会由于压力管道裂纹的存在而被激发出来，在对其进行接收时则主要借助于声传感器，实现对裂纹声信号的获取与分析。应用声发射检验技术时，能够满足实时监测和远距离监测的要求，增强裂纹检验的敏感性。尤其是当压力管道具有较小的空间时，该检验方式的应用效果较好，在大型电站锅炉管道中的应用较多。对于应力波声信号的提取，是该检验技术的关键点，经验模态分解联合自相关差分Duffing振子法的应用，能够增强其识别能力，但是，也存在阈值选择的限制。