鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)問題探究

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摘要：隨著我國科技水平的不斷飛升，工業(yè)化生產(chǎn)水平也有了水漲船高的發(fā)展態(tài)勢。作為工業(yè)生產(chǎn)制造業(yè)中重要的角色——蒸汽，其形成過程離不開鍋爐對燃料的充分燃燒，不過，在實(shí)際作業(yè)時(shí)，由于工作人員對鍋爐使用的安全注意事項(xiàng)不夠重視，因此，鍋爐壓力容器的壓力管道內(nèi)出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，這既會大大增加設(shè)備的安全隱患，又會使鍋爐的質(zhì)量水平大打折扣。為了進(jìn)一步加快工業(yè)質(zhì)量與水平的雙重發(fā)展，本文重點(diǎn)關(guān)注和深刻分析了鍋爐壓力容器壓力管道的裂紋問題，并針對常見的裂紋現(xiàn)象提出了行之有效的維保防護(hù)措施，意在使工業(yè)生產(chǎn)中的鍋爐壓力容器工作效率得到快速提升，同時(shí)，加強(qiáng)生產(chǎn)工作的安全性。

關(guān)鍵詞：鍋爐壓力容器；壓力管道；裂紋問題；措施

鍋爐業(yè)可以稱為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，與此同時(shí)，工業(yè)制造水平的增長持續(xù)推動著鍋爐領(lǐng)域的改進(jìn)與完善，只有準(zhǔn)確地分析鍋爐裂紋出現(xiàn)的原因并采取合理方法解決壓力容器管道中的裂紋問題，同時(shí)定期全面檢查管道的質(zhì)地和狀態(tài)，才能順利維持工業(yè)制造生產(chǎn)中的基本供需關(guān)系，防止裂紋問題影響工業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)行。

1鍋爐壓力容器壓力管道的檢驗(yàn)方法與要素

1.1壓力容器的內(nèi)外部檢查

在進(jìn)行容器的外部檢查前，需要先對容器內(nèi)部進(jìn)行全面徹底的清潔。檢驗(yàn)壓力管道的部位涉及很多要點(diǎn)，首先，要檢查管道兩端的封頭和各個(gè)管道間的焊接過渡區(qū)是否異常，同時(shí)，要及時(shí)查看之前填補(bǔ)修復(fù)的地方是否出現(xiàn)了二次裂縫的情況，老舊裂紋是否有延伸擴(kuò)張的趨勢也要給予關(guān)注?；谝陨闲枰攸c(diǎn)檢查的鍋爐部位，在用放大鏡進(jìn)行初步檢驗(yàn)后，還要通過超聲波以及射線探傷方式進(jìn)一步細(xì)致排查容器完整度；如果檢查的容器體積質(zhì)地和規(guī)格較小，那么，需要對其外部的細(xì)微焊縫點(diǎn)和過渡點(diǎn)反復(fù)核對檢驗(yàn)，防止后期出現(xiàn)故障時(shí)因容器結(jié)構(gòu)復(fù)雜只能通過降壓法來應(yīng)對，可降低解決鍋爐容器問題的難度，防微杜漸。

1.2壓力容器要點(diǎn)的檢查

對壓力容器的質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，不止體現(xiàn)在對容器內(nèi)外側(cè)的全方位精細(xì)檢查，還需要耐壓測試，該測試是為了二次檢查容器表面和內(nèi)里是否有細(xì)微的焊縫漏點(diǎn)。如果在測試完成后沒有出現(xiàn)松動、腐蝕、易燃、氣壓不足以及聲音異常的情況，那么，無損探傷測試可以酌情不做。

2鍋爐壓力容器壓力管道中常見裂紋分析

2.1疲勞裂紋的產(chǎn)生

一般來講，疲勞裂紋是鍋爐容器長期使用后最容易出現(xiàn)的裂紋種類。疲勞裂紋如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，還會擴(kuò)展成腐蝕疲勞裂紋和機(jī)械疲勞裂紋。整體上講，疲勞裂紋是燃料等介質(zhì)與鍋爐表面接觸比較集中的部位受壓程度過大導(dǎo)致的，后續(xù)會在兩者的接觸面四周連鎖產(chǎn)生大面積的裂紋，簡稱機(jī)械疲勞裂紋。這時(shí)，裂紋的侵襲還在繼續(xù)，往往不起眼的裂縫會隨著使用頻率的增加逐漸向容器內(nèi)部呈隧道式擴(kuò)展延長，比較明顯的裂痕也會因接觸面受迫力的增加而加倍蔓延；鍋爐容器產(chǎn)生蒸汽的過程會因?yàn)閯×胰紵a(chǎn)生不可避免的震動，然而，震動產(chǎn)生的應(yīng)力再加上物質(zhì)間接觸產(chǎn)生的壓力會共同造成腐蝕性疲勞裂紋。這是由于容器使用時(shí)間的增長會使原有的疲勞性裂縫在長度和寬度上大大增加，進(jìn)而使含有刺激性或腐蝕性物質(zhì)的燃料日積月累、見縫插針地填滿一個(gè)個(gè)裂縫，最終不僅會腐蝕和擴(kuò)大原有裂縫，而且這也是降低壓力容器質(zhì)量水平的元兇之一。

2.2蠕變裂紋的產(chǎn)生

這種裂紋是在起初的疲勞裂紋產(chǎn)生后經(jīng)過高溫裂變和接觸面應(yīng)力壓迫共同造成的。其主要分布在容器內(nèi)壁曲周面的上軸部分，辨認(rèn)特征是主裂痕兩側(cè)附有平行型紋路，像集成容器、輸送或燃燒物質(zhì)用的管道等處于高溫高壓環(huán)境下的大容量裝箱設(shè)備很容易出現(xiàn)這種裂紋，而且這種類型的裂縫無法預(yù)測其擴(kuò)展的區(qū)域和數(shù)量，就連裂縫的連續(xù)形狀也是無法判斷的，不過，從整體角度來看，主要呈橢圓形和空洞型居多。總之，蠕變裂紋是疲勞裂紋的衍生后果。

2.3應(yīng)力腐蝕裂縫的產(chǎn)生

上文已簡要提到過，腐蝕性裂紋的出現(xiàn)是由于初始裂痕產(chǎn)生后具有腐蝕性和刺激性物質(zhì)的長期密切接觸與侵蝕反應(yīng)積累的后果，而應(yīng)力腐蝕裂紋就是腐蝕性侵害的一種。尤其是濃度較高的堿水會短時(shí)間內(nèi)釋放大量的氫氧根離子，再加上鍋爐壓力容器是金屬質(zhì)地的，會游離出各種金屬離子，比如二價(jià)鐵離子、三價(jià)鐵離子、鋅離子、鈉離子等等呈陽性的離子，這樣陰陽兩級離子充分接觸后產(chǎn)生的電位差就會使容器內(nèi)部瞬間產(chǎn)生微電流，微電流會進(jìn)一步擊穿和加快腐蝕原有裂痕，造成裂紋數(shù)量的成片增加。因應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生的裂紋分為兩種形態(tài)，一種是由于微電流直接擊穿金屬晶粒后形成的主裂紋；另一種是主裂紋產(chǎn)生后，裂紋隨著腐蝕性和應(yīng)力的持續(xù)增加，沿容器金屬晶粒的結(jié)構(gòu)呈帶狀裂變后會出現(xiàn)次裂紋，這種次裂紋紋路形狀肉眼很難見到與分辨，只有通過顯微鏡才能清晰地看到裂紋的走向與分布區(qū)域。

2.4熱疲勞裂紋的產(chǎn)生

該裂紋出現(xiàn)與壓力容器的生產(chǎn)制造過程中，制備容器和管道的材料性質(zhì)是出現(xiàn)熱疲勞裂紋的直接誘因。制備壓力容器的材料大多是選用特定的金屬板經(jīng)過卷曲狀變和高溫焊接后投入使用的，由于構(gòu)成金屬化學(xué)分子中的陰陽離子處于平衡狀態(tài)，不易游離，導(dǎo)致其化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不容易產(chǎn)生形狀的轉(zhuǎn)變，要想順利進(jìn)行卷曲，就要進(jìn)行高溫加工變形處理，然而，超過金屬熔點(diǎn)的高溫和超過極限強(qiáng)度的拉伸作用力經(jīng)過多次熔煉和壓迫沖擊后使細(xì)小裂紋快速產(chǎn)生，尤其是壓力表的焊接位置、各管道的過渡接口處和排氣底座這些區(qū)域十分常見熱疲勞裂紋，除此之外，高溫和驟冷頻繁發(fā)生的噴水減溫器也容易出現(xiàn)這種裂紋。

3預(yù)防鍋爐壓力容器壓力管道裂紋產(chǎn)生的措施

3.1加強(qiáng)施工質(zhì)量的管理力度

為了有效保障鍋爐壓力容器的質(zhì)量，防止各種類型裂紋的產(chǎn)生，需要工廠管理者從鍋爐容器的原材料質(zhì)地規(guī)格和制備過程、管道鋪設(shè)安裝和施工的每個(gè)環(huán)節(jié)以及燃料在爐內(nèi)的燃燒狀態(tài)都嚴(yán)格把關(guān)，正所謂細(xì)節(jié)決定成敗。原材料的謹(jǐn)慎選擇可以從根本上避免熱疲勞裂紋的產(chǎn)生，在原料投入使用前，要保證該材料蓋章版的出廠報(bào)告上的成分說明和注意事項(xiàng)真實(shí)有效，并對材質(zhì)中的化學(xué)成分進(jìn)行二次復(fù)盤，比如，采用抽樣調(diào)查材質(zhì)質(zhì)量的方式進(jìn)行快速有效的把關(guān)，決不容許仿冒劣質(zhì)材料蒙混過關(guān)；焊接施工工藝技術(shù)的完善與提升可以最大化地降低應(yīng)力腐蝕裂縫出現(xiàn)概率，工廠管理者可以聘請資深科研人員定期對施工技術(shù)人員進(jìn)行專項(xiàng)培訓(xùn)和測試，技術(shù)熟練度不達(dá)標(biāo)的作業(yè)人員不能進(jìn)入正式的壓力管道作業(yè)工程中，此外，也可以讓有豐富經(jīng)驗(yàn)的施工者即時(shí)分享作業(yè)過程中出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí)的應(yīng)急策略，互相交流心得。

3.2加強(qiáng)管道設(shè)備的檢查管理力度

一旦出現(xiàn)了不可避免的設(shè)備損壞問題，相關(guān)的設(shè)備管理者要以冷靜的頭腦思考出現(xiàn)問題的原因，同時(shí)，要具備設(shè)備質(zhì)量把控和維保能力，嚴(yán)格按照行業(yè)和國家規(guī)定的鍋爐容器壓力管道質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合規(guī)檢查，并及時(shí)更換老舊或壽命已過的零件，確保設(shè)備、鍋爐容器和各個(gè)管道的連接裝置都能成套配合、性能穩(wěn)定正常，安全運(yùn)行。

3.3提高檢驗(yàn)人員的專業(yè)技術(shù)

調(diào)試員和檢驗(yàn)員是預(yù)防裂縫產(chǎn)生的重要屏障。由于鍋爐容器的作用之一是長時(shí)間高溫燃燒燃料，這就導(dǎo)致焊接裂縫和老化裂痕頻繁產(chǎn)生，不過，通過提高操作人員的專業(yè)技術(shù)能力可以極大彌補(bǔ)高溫和頻繁作業(yè)對金屬材料自身性質(zhì)的負(fù)面影響。這就需要檢驗(yàn)者和設(shè)備操作者無論是在練習(xí)還是真正施工時(shí)，都要貫徹落實(shí)基本操作規(guī)范和技能，時(shí)刻牢記安全操作事項(xiàng)。對此工廠單位管理者可以組織全體工作人員進(jìn)行專業(yè)的操作演習(xí)和應(yīng)急演練，全面提升施工專業(yè)度，堅(jiān)決降低操作失誤率。

3.4做好鍋爐定期檢查工作

最后，定期對鍋爐設(shè)備的巡檢工作也是必不可少的。對此檢查人員和施工人員可以結(jié)合實(shí)際作業(yè)情況制定出科學(xué)系統(tǒng)的檢查與保養(yǎng)保修方案，包括詳細(xì)的設(shè)備故障應(yīng)急處理措施等等，針對每次檢查的設(shè)備零件要詳細(xì)記錄好檢驗(yàn)日期、檢驗(yàn)時(shí)的狀態(tài)以及建議處理措施等重要內(nèi)容并完整保存歸檔，這樣不僅可以潛移默化地提高檢驗(yàn)員和技術(shù)員遇到緊急問題的應(yīng)對能力，而且能極大地降低鍋爐和管道出現(xiàn)裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。

4結(jié)語

綜上所述，無論是人們高度關(guān)注的供暖問題，還是電力、設(shè)備驅(qū)動等等工業(yè)生產(chǎn)制造業(yè)都十分依賴鍋爐壓力容器發(fā)揮的作用。設(shè)想正在高溫運(yùn)行的壓力容器壓力管道哪怕出現(xiàn)一條小小的裂縫，都有可能引發(fā)爆炸和火災(zāi)等重大危險(xiǎn)事件，因此，有效地預(yù)防策略、質(zhì)檢工作、保養(yǎng)保修機(jī)制以及過硬的專業(yè)技能，都是提升施工質(zhì)量水平和安全性能、促進(jìn)鍋爐工業(yè)生產(chǎn)制造領(lǐng)域不斷完善與發(fā)展不可或缺的環(huán)節(jié)。

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作者:趙曉鈞 單位:云南省特種設(shè)備安全檢測研究院