对压力容器压力管道检验中裂纹问题的探析

发布时间：2022-10-31 16:45:03 浏览数：次

摘要：压力容器长期处于高温、高压等恶劣环境中，对压力管道的密封性提出了较高要求，如果管道出现裂纹，就会增加爆炸风险。对于生产企业而言，要想提高生产效率和安全性，就必须做好检验工作，及时发现压力管道裂纹，并采取有效措施进行处理。鉴于此，文章主要对锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题进行分析，并提出具体的解决措施，以供参考。

关键词：压力容器;压力管道;裂纹问题;锅炉压力

1 压力管道裂纹的类型和特征

1.1 应力腐蚀性裂纹

应力腐蚀性裂纹是指材料或零件在应力和腐蚀环境的共同作用下引起的开裂，是应力和腐蚀联合作用的结果，分为点腐蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀、全面腐蚀四类。应力腐蚀造成的破坏属于脆性断裂，不具有明显的可塑性，受到特定介质的影响，并且受到扩展速率的影响，一旦超出特定的速率范围就容易发生断裂。应力腐蚀性裂纹通常情况下受到材料、介质、拉应力等因素的影响，所以要防止应力腐蚀裂纹就需要选择合适材料、减少或消除零件中的残余拉应力、改善介质条件，并进行电化学保护。

1.2 疲劳性裂纹

1.2.1 机械疲劳裂纹

通常发生在小孔、尖角、接头、加工刀痕、焊缝热影响部位，一般呈直线状态，初始阶段裂纹短小，然后逐渐发展成为一条长裂纹，后期裂纹的宽度、长度快速增加。在微观上，影响机械疲劳的因素，包括材料结构、组织状态、受力条件、环境介质等。裂纹开口处较宽，伴有粘结斑坑;两侧则平整光滑，深度较浅。

1.2.2 腐蚀疲劳裂纹

腐蚀疲劳裂纹的出现，本质上是承压部件处于汽水环境中失效的一种形式，常出现在汽包和集箱管座处。该部位不仅承受较大压力，还会受到传递振动应力的影响，随着时间延长最终出现裂纹并断裂。和一般疲劳相比，腐蚀疲劳裂纹具有穿晶性，且裂纹数量多，缝隙内充满腐蚀物，管壁上可见沟槽、通道、腐蚀坑等。在微观上，腐蚀疲劳是腐蚀介质、应力共同作用的结果，裂纹处可见明显的腐蚀破坏特征，从内壁形成长度、深度不一的裂纹群。

1.3 过热或过冷裂纹

过热或过冷裂纹是由于锅炉压力容器在使用时，对于已经制造成型的金属板材在焊接时产生的裂缝。过热裂纹是指在高温环境下产生的裂纹，金属材料在高温条件破坏了原有的电子结构。而过冷裂纹是金属材料冷却时产生的裂纹，形成冷裂纹的时间较长，焊接完成后不易观察到，也就产生了较大的隐患。

2 锅炉压力容器检验中裂纹的产生的原因

锅炉压力容器检验中裂纹的类型不同，也就意味着产生的原因不同。就应力腐蚀裂纹而言，裂纹的产生通常是在构件应力与腐蚀介质系统作用下产生的，裂纹经常出现在汽水管道或者集装箱管座处。疲劳裂纹产生的位置通常是在压力管道表面应变性集中的位置，相较于其他疲劳裂纹而言，该类型的裂纹范围相对狭小、产生的时间较长、扩张的速度快，也就说明该类型裂纹的影响大、破坏力强。要特别说明的是疲劳裂纹的形成受到多种因素的影响，产生的原因众多，出现裂纹的情况也相对复杂，其中冷热性就是影响因素之一，冷热因素交替变换对于裂纹产生具有重要的作用，其产生了热疲劳裂纹。裂纹的解决办法也是就特定情况而言的，具体问题具体分析

3 预防锅炉压力容器压力管道裂纹的有效策略

3.1 合理设计质量检测流程及方案

锅炉压力容器监测过程中，要想解决裂纹问题，首先要做的就是要制定合理的检测流程和实施方案，对各种材料进行监测，保证各种材料的有效性和合理性，确保锅炉压力容器制作过程的质量，并以完整的全面的检测体系作为保证。这里必须指出原材料及设备监测上的重要性及意义，其不仅有利于发现和解决监测当中出现的各种问题，也有利于减少裂缝出现的次数和可能性，对于保障工业生产和人身安全起着至关重要的作用。首先，对锅炉压力容器检测中环节进行梳理和分析;其次，对零部件和材料进行检验，对每一细节进行充分考量和考究;最后，对设备生产运行进行检验，最大限度地降低裂纹出现的概率。

3.2 提高操作人员业务能力和专业素养

无论是对于压力容器的使用还是对于压力容器的检验，都是建立在主观因素基础之上的，人在检测过程中着有着至关重要的作用，这就对操作人员的业务能力和专业素养提出了更高的要求。在锅炉压力容器检测过程中，需要操作人员认真仔细地监测压力容器每一处，及时发现问题，并针对问题提出解决办法，进而保证锅炉压力容器的制造质量和后期使用的整体效果。对于提升操作人员的业务能力和专业素养提出了以下要求：首先，在人员的选择上，必须严格遵循该行业的人才选用标准，仅限于符合该行业标准要求的人员进入到该领域，并对操作人员进行岗前培训，要求每一名操作人员必须掌握相关的基础知识和安全操作方法。其次，增强每一名操作人员的责任意识，在进行检验时，仔细寻找裂纹，并做好记录将损失降到最小，将成本控制到最低，将质量维持到最好。

4 结语

综上所述，随着工业化水平的不断提高，锅炉压力容器在工业企业中占据越来越重要的作用，成为现代社会工业企业发展的重要组成部分。因此，有必要对锅炉压力容器检验中裂纹的存在进行分析和研究，对裂纹产生的原因进行分析，并针对问题提出解决措施。在问题的解决上需要对检验流程、人员素质、管理方向進行有效控制，促使锅炉压力容器的裂纹实现安全可控，进而形成一个高质量的安全体系。

参考文献：

[1]朱小兵，涂猛.锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题分析[J].江西化工，2017（4）：63-64.

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