压力容器检验过程中的常见裂纹研究

王建中，王继新

（浙江金象科技有限公司， 浙江 东阳322100）

对于锅炉的压力容器来说，由于需要在高压以及高温的环境中长时间运行，因此具备一定危险性，同时压力容器拥有较高的密封性，对密封质量提出了较高的要求，而压力容器一旦出现裂纹，严重时甚至将引发爆炸，严重威胁工作人员的生命健康安全。因此应提高安全管理工作的重视程度，使用科学合理的检验方式来开展容器的检验工作，从而提升压力容器的安全性，在校验压力容器的过程中，需要准确掌握常见的裂纹，从而才可及时地对裂纹情况进行发现，并使用科学合理的方式消除裂纹，提高运行安全性。

1.常见裂纹概述

1.1 机械疲劳裂纹

当压力容器在长时间运行状态下表面较为发生应力集中的现象，从而产生的裂纹便是机械疲劳裂纹，机械疲劳裂纹也包含在直线裂纹的范畴中，在裂纹产生初期，裂纹范围较小，同时裂纹的长度较短，如果此时没有对其进行及时发现并解决裂纹将开始延伸。在裂纹产生中期，裂纹的长度快速增长，并且变化方式快速增多。在机械疲劳裂纹长度快速增长的过程中，极易出现腐蚀疲劳裂纹。腐蚀疲劳裂纹与机械疲劳裂纹相比，其特点与规律极其相似，主要形成于应力较为集中的位置。并且裂纹发现时间越慢，其形式变化种类越多，对于裂纹产生初期而言，其发展特点为较为隐秘并且发展缓慢。而因此裂纹产生的原因十分多样化，因此导致裂纹的形式种类数量也较多。同时裂纹具有较大的开口，容易出现粘结坑，并且裂纹的尾端十分锐利，但是裂纹的两端不会发生明显可见的弯曲变化。

1.2 热疲劳裂纹

针对热疲劳裂纹而言，是金属材料比拉伸强度极限要低时所产生的裂纹，主要引发的原因是热交换现象，瞬时性较高，一般在火电厂压力蒸汽管道以及排气管管座等部位发生热疲劳损失现象，一般是由于部件表面热应力变比较大所引起的。在热疲劳裂纹产生初期，部件的应力变化连续性不足，同时应力变化区域较为集中，裂纹主要表现形式为一条主裂纹以及多条小裂纹。而高温蒸汽管道内壁所产生的热疲劳裂纹也存在一些不同，主要为网状，在裂纹产生初期，裂纹主要朝着一个方向进行扩散，但如果应力较大，裂纹扩散向周围的区域。并且宽度较大，并存在较为细小的缺口，同时伴随着线状痕迹，同时其扩散的跳跃性较强，十分容易发生二次开裂的现象，导致其变化规律性较低。此外随着时间的推进，热疲劳裂纹的扩散也发生一定变化，在比蠕变温度低时，将发生穿晶扩展，当比蠕变温度高时，将出现混合扩展的现象。

1.3 腐蚀裂纹

针对腐蚀裂纹而言，对于锅炉压力容器来说出现频率较高，其主要产生原因是压力容器在腐蚀介质与应力的作用下所出现的开裂现象，开裂所产生的裂纹就是应力腐蚀裂纹。通常主要在压力容器的管道位置产生腐蚀裂纹。奥氏体不锈钢产生应力腐蚀的频率最大，在水汽较为充足的环境中，再小的应力也可导致腐蚀开裂情况的发生。裂纹的主要产生原因是残余应力的作用以及变形振动的作用导致的。对于奥氏不锈钢裂纹来说，所产生的裂纹形状通常为树枝状，并且末尾部分较细，拥有较多分支。对于火电厂汽水管道来说，主要在弯管内壁中性层区出现应力腐蚀开裂现象。其产生原因是由于在长时间的腐蚀作用下，许多部位受到了一定的腐蚀影响。针对弯管中性层区而言，主要以带状为主，具有开口较短，长度较短以及宽度较大的特点。

1.4 焊接裂纹

在制造压力容器的过程中，焊接裂纹的发生频率也较高。这是由于在制造压力容器以及锅炉的过程中主要使用了特定的金属板，因此在进行生产制造的过程中会对压力容器的质量产生一定影响，因此焊接裂纹的出现无法避免。这是由于压力容器需要在高温环境下进行焊接操作，导致裂纹的产生概率较高，并且在焊接完成后金属材料需要进行冷却处理，也十分容易导致焊接冷裂纹的产生。同时金相组织内部含有溶解的氢元素，并且溶解度也在不断变化，而金属组织在向铁相体进行变化的过程中将不断聚集氢元素，从而产生焊接冷裂纹。

2.压力容器检验中常见裂纹的解决方式

2.1 强化原材料检验

为了有效解决压力容器的裂纹产生问题，应对原料零件的安全管理工作进行重视。要想提高压力容器的稳定性以及安全度，应严格要求压力容器的制造质量，做好压力容器的检验工作，从而提高其运行稳定性与安全性，对裂纹发生的概率进行降低。在对压力容器原料进行选择与管理的过程中，应针对以下几方面进行综合考虑：首先应严格按照生产要求来对原料零件进行采购，随后针对相应的原料采购计划对市场情况进行调查，主要对零件饿价格、规格以及性能等因素进行分析与研究。因此在对原料零件制造商进行选择时，应对信誉良好的供货商进行选择，并预期构建长期的战略合作关系，保证原料零件质量的安全性与稳定性。其次应重视原料加工工作，在加工原料零件的过程中，应充分控制所使用的技术工艺，并针对当前技术的发展情况积极使用全新的技术工艺，提升现有的原料零件加工水平。此外进行加工的过程中，应对原料零件加工流程进行严格遵守，确保加工尺寸误差处于合理范围中。第三，应建立完善的原料零件质量监察体系，在加对原料零件进行加工的过程中开展高质量的监督工作以及安全管理工作，确保在对零件进行加工制造的过程中没有意外的出现，降低不合要求的原料零件加工质量对整体压力容器制造所产生影响。最后在完成零件加工后，应对使用抽样检查的方式来对零件进行检查，对原料零件的质量进行严格把控，确保其质量满足压力容器的制造要求。

2.2 控制容器压力限值

在对压力容器裂纹的产生现象进行预防的过程中，应合理开展安全管理工作，提高压力限值控制工作的重视程度，确保压力容器在使用过程中受到损害。在控制压力容器限制的过程中，可充分利用可编辑逻辑器，动态监测压力容器的实际运行状况，从而对压力容器的参数变化进行了解与掌握，并全面分析压力容器的压力、温度以及湿度等因素。此外针对实际的运行参数变化程度还可进行及时调整，确保压力容器在运行时发生故障，提升其稳定性与安全性，对压力容器的运行效率以及运行质量进行提升。

2.3 重视保养技术

为了有效避免压力容器裂纹的形成，应对压力容器的运行环境进行重视，避免其处于长时间的运行状态中出现损耗，对压力容器的使用寿命进行延长。因此对于压力容器的维护与保养工作来说，应针对以下几方面进行充分考虑。首先应构建合理有效的压力容器使用方案，在设计压力容器的运行计划时，应将压力容器的参数作为基础，从而合理安排压力容器的使用时间，对压力容器的日常管理维护工作进行强化。其次，应终止压力容器运行环境的管理，在压力容器运行时，应实时控制湿度以及温度，确保压力容器在合适的环境下运行，避免由于超负荷使用多导致的损伤现象。

2.4 构建专业化工作团队

在对压力容器进行管理的过程中，工作人员的综合素质以及技术能力将对压力容器的安全性以及运行质量造成十分重要的影响，如果相关工作人员的技术能力较低，将会在工作过程中出现各种问题，从而导致裂纹的产生。因此提升工作人员自身的专业技能水平进行具有十分重要的意义。首先企业可适当调整与改进人才聘用方式，对人才的选门槛进行提升。除了要求应聘人员应具备相应的学历外，还应对其工作经验以及技术能力进行要求，监督其对自身的技能水平进行不断提高，进而提升工作质量。其次在企业日常运行的过程中，应定期开展员工技能培训，构建高水平的人才队伍，从而提高压力容器运行的安全性以及稳定性。

3.结语

综上所述，在对压力容器常见裂纹进行防治的过程中应对常见的裂纹形态进行了解与掌握，并做好人才队伍建设、原料零件控制、技术保养以及压力容器限值控制等工作，从而最大程度的对压力容器的稳定性与安全性进行提升，对压力容器出现裂纹的概率进行降低，进而提高压力容器的运行效益。