锅炉集汽集箱连接管道裂纹缺陷分析

江布拉提·山斯孜拜，王刚

（新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院，新疆维吾尔自治区 乌鲁木齐 830011）

前言

某单位一台XN-50/5.3-Ⅲ蒸汽锅炉，蒸汽压力为5.3MPa，额定蒸发量50t/h，蒸汽出口温度485℃，现已投用4年。此锅炉为使用单位自备电厂使用，每年工作时间约5000小时。使用单位经常根据生产需求，对锅炉进行启停，运行情况良好。2021年4月7日，电站锅炉检验人员对高过出口集箱至汇集集箱连接管道（右数第一根）上第一道环向对接接头进行磁粉检验时，发现接头上侧裂纹1条，长度约50mm（如图1）。连接管道管径Φ108×4.5mm,材质20G。

图1 裂纹图片

根据《锅炉安全技术规程》(TSG 11—2020)的要求需对连接管道进行无损检测抽查，选择高过出口集箱至汇集集箱连接管道，因为此部位温度较高，压力较大，交变应力较为集中，容易产生裂纹等缺陷。在磁粉检测过程中发现一条约50mm的裂纹，进行打磨消缺。在打磨约1mm深度时，发现裂纹没有变小，也没有消失。为了保障锅炉运行安全，故使用单位选择管道更换。在与锅炉厂家沟通后，选择有锅炉安装资质的公司，对管道进行了更换。在焊接完成后对焊接接头进行了外观检查，并进行100%磁粉检测及超声检测，并出具检测报告。

1 连接管道裂纹缺陷分析

造成裂纹的原因有：第一，产生裂纹位于导气管环向咬边处及延伸方向上，焊缝咬边位于热影响区，咬边处易产生应力集中，在锅炉运行产生的交变载荷长期下产生裂纹并延伸至母材上；第二，锅炉长时间运行压力变动较平凡，震动较大。

检验人员现场分析造成该裂纹的主要原因是焊接过程中产生的咬边处易产生应力集中，次要原因是锅炉运行中长期承受交变应力。集汽集箱连接管道长期处在高温状态下（450℃-500℃），热疲劳导致的断裂为脆性断裂，在断裂部位附近只有不明显或少量的塑性变形。冷加工变形、震动以及剩余应力都是产生裂缝的根源。此锅炉经常根据生产安排而启停，机组启停过程中，连接管道由热胀冷缩等变形受约束而产生二次应力，也是造成疲劳裂纹的主要原因。

2 连接管道裂纹预防措施

为避免此类缺陷的发生，可以采用以下措施：第一，锅炉操作控制。锅炉的生产质量控制主要是对制作工艺的要求。焊接过程中加强自检，有超标缺陷，及时消除处理。其次，管件组对时应保持同心，严禁强制对口、以避免产生较大的应力。最后，锅炉定期检验或者检修时，加大对重点部位（高温高压）金属监督力度，做到及时发现缺陷，并及时处理缺陷。在设备制作过程的一点疏忽都会造成整个锅炉在之后的使用过程中出现危害锅炉安全的隐患。只有在出厂的时候，控制住锅炉的质量，才能最大限度减少问题的产生。生产人员要按照锅炉生产的工艺流程操作，杜绝生产过程中的过失出现。认真审视锅炉生产过程中的工艺图纸，依据正确的比例进行产品的制造。生产单位也要在工艺管理制度上明确程序文件的相关规定，保证有明确的依据来指导工艺流程的正常运转。

第二，任何产品的制造，都要在工艺生产之前，对原材料进行严格的把控。在锅炉生产中，为了避免应力压力产生的裂纹，要在工业锅炉的安装检修过程中，不断修改革新锅炉的生产材料，保证下一步锅炉质量能够进一步提高。

第三，锅炉质量控制。只有在严格控制好锅炉的整体质量下，才能减少裂纹等缺陷的产生。锅炉质量的包括焊接质量和热处理质量等。焊接的工作人员在焊接的时候有很多需要特别注意的地方，例如焊接过程当中工作人员的操作是否符合国家制定的各种标准，在焊接的过程当中有没有定时检查焊接产品的最终质量。在工作人员进行焊接的时候按照国家的规定合法进行是一个十分重要的行为，在每一个焊接的环节都是及时地登记并确认，确保自己的每一个流程都是合法科学的。因此要对参考要求仔细研读，相互检查生产工序中的错误，保证整个锅炉的质量。

3 结语

锅炉一般在高温高压的工况下工作，属于高危险工作，但对工业生产起到十分重要的作用。锅炉的缺陷产生的原因较多，较为复杂，本文缺陷属于连接管道裂纹原因分析，并提出预防措施。由于锅炉对生产生活的重要性和危险性，平时在工作中，要按照规章制度来操作，确保锅炉的巡查及检修工作。将事故发生几率将至最低，从而更好的服务企业生产生活。