锅炉压力容器压力管道检验中裂纹问题及预防办法

锅炉压力容器压力管道检验中裂纹问题及预防办法

赖国雄

广东省特种设备检测研究院韶关检测院 512026

摘要：作为锅炉的关键部件压力容器及管道，其在高温、高压条件下极易发生爆燃，给企业生产及人员的生命安全带来巨大的威胁。为此，必须对锅炉压力容器及管道中常见的缺陷进行分析，并提出相应的防治措施，以防止裂纹的出现，才能保证锅炉的安全、稳定运行。本文对锅炉压力容器压力管道的裂纹进行了分析，并就如何预防裂纹的发生提出一些行之有效的措施。

关键词：锅炉压力容器压力管道；检验裂纹；预防方法；

引言

随着社会生产力的进步，锅炉工业也得到了长足的进步。锅炉作为一种新型的设备，在现代化的工业生产中有着举足轻重的地位，能够很好的满足人们的某些基本要求，在目前的锅炉生产与使用过程中，对锅炉的总体操作水平进行了全面、有效的提升，以保证锅炉的压力容器与管道的安全、稳定运行。

1.锅炉压力容器检验的概述

对压力容器进行试验时，应对保护装置、机械设备的轴承、质量、外观等进行严密的检查，对有压力管道进行检测时，应检查管道的关键工艺，管道的安装质量，管径的扩张度等，当进行外部试验时，必须保证加热器在操作中，而且试验的频率一年至少要进行一次调整，如锅炉因运行需要而需对其进行较大的改装，改装完毕后，对其进行表面检验，对内设设备进行检验时，应保证加热炉的不运转，检验次数应控制在两年以上，要注意不应在液压试验中同时对内部构造进行检验；另外，还要对有关人员进行考核，主要是考核他们的资质和实际工作业绩，只有在上述检查的基础上，我们才能更好地确保压力管道合格，在正常运行中，压力管道出现问题的概率也可以最大限度地降低。

2.管道定期维护以及定期检验的重要性

压力管道防止其在输送时受到特别压力和周围温度的作用，一般是用来运送具有腐蚀性的液体，压力璧的厚度有可能被腐蚀或泄露，造成更大的危险，比如，长距离输油管道在输送过程中产生的微小裂纹以及压力等因素，就会引发爆炸，甚至会引起人身伤亡，如果没有对这些设备进行定期的检修与维修，不但会造成国家的资源流失，而且还会对人民的生活造成威胁，若得不到及时的防治，将会导致环境污染，并对生态资源产生负面影响，所以，要让大家认识到，必须定期进行检查、进行合理的控制，并进行保养，基于合理的管理方法和卓越的技术来维持管道的正常运行压力，以防止风险，确保管道的正常运营。

3.锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题

3.1使用温度导致的裂纹

在锅炉压力管道和容器的使用过程中，由于过热或过冷因素，很容易出现裂纹，锅炉压力容器和压力管道由金属材料制成，采用焊接工艺处理，在焊接施工过程中，由于冷却速度慢和晶格相对较大，焊缝金属和热影响区与母材相比具有一定的不连续性，在使用过程中，由于介质温度过冷或过热，容器可能会出现裂纹，此外，焊接过程中产生的裂纹称为热裂纹，具有焊接过程的普遍性，通常为晶间裂纹，焊接完成后，长时间出现的裂纹称为冷裂纹，使用过程中发现的裂纹大多为冷裂纹，由于形成时间长，具有一定的隐蔽性，难以检测，裂纹造成的危害相对较大。

3.2疲劳性裂纹

在锅炉压力容器及管道中，疲劳性裂纹是最常见的一种，疲劳裂纹的类型有两种，一种是腐蚀型，另一种是机械型。在焊接热影响区及缺陷部位，产生的机械疲劳裂纹多为直线状，在裂纹初期像隧道式向内延伸，裂纹短小，在中期，裂纹逐步扩大，若干条细小的裂纹串联在一起，形成一条大裂纹，随后，裂纹快速扩展，并逐步发展为切向裂纹；而在腐蚀疲劳性裂纹中，形成的原因是原疲劳裂纹受到腐蚀性介质和交变应力的双重作用，疲劳裂纹形成腐蚀裂纹，腐蚀裂纹特点如下：在锅炉压力容器管道中形成的疲劳裂纹和腐蚀裂纹是有规律性的，一般情况下，在应力集中部位极易出现疲劳裂纹，而在初期，裂纹扩展速度很慢，腐蚀疲劳裂纹随使用时间的增加而发展。

3.3安装操作人员用操作不当导致管道产生的裂纹

当前，国内与锅炉压力容器有关的企业，正以更快的速度向更大的方向发展，此外，压力容器管道必须铺设的线路长度也在增加，另外，在布置锅炉及压力容器时，应根据一个大致上合理的分区布置方案，对其进行综合布置，要求在安装时，压力容器的管道不能只是呈直线铺设，因为较高的作业技术，在实际操作过程中，会发生一些不恰当的操作或者没有及时的安全预防意识，而忽略了安装的安全预防措施，从而造成管道连接部位产生裂纹。

3.4应力腐蚀裂纹

在压力与腐蚀介质的共同作用下，集装箱管座以及汽水管道等位置会产生应力腐蚀裂纹，其主要特征是：高浓度碱溶液对锅炉钢板的侵蚀，晶界面和金属晶体之间形成电位差，晶界上的阳极和阴极，会产生一种微小的电流，沿着晶界上的金属逐步被侵蚀，从而产生裂纹，应力腐蚀裂纹的特征表现为：在管道上，尤其是受力最大部位，极易出现裂纹，并从锅炉钢板内部向外扩展，裂纹分为次生裂纹和主要裂纹，次生裂纹沿着晶粒扩展，主要裂纹贯穿晶粒，通过肉眼可见看到裂纹，可以发现裂纹裂口比较陈旧，且裂口呈黑色。

4.锅炉压力容器压力管道裂纹的预防处理方法

4.1对设备的原材料、零件及生产工序进行严格的控制

因此，必须对锅炉的各组成部分、各原材料及各生产环节进行严密的监控，以防止产生裂纹，有关企业要制定出严格的检查制度和流程，保证锅炉设备、零部件、原材料和生产工艺都达到要求，将锅炉裂纹的发生降到最低，确保员工的生命和财产安全。在锅炉压力容器压力管道的制作过程中，要根据有关的安全技术监督法规、设计图纸、有关部门的质量保证体系的要求，对其进行严格的工艺检查，首先，在装备中所用材料必须经过检验和复验，以保证其性能指标与实际需求相匹配，以保证以后的工作顺利进行，由于锅炉的组成成分比较复杂，因此，在对原料进行检验之后，就必须对与之有关的零部件进行检验，只要有一个环节出了问题，就会影响到整个锅炉的正常运转，在对其进行加工的过程中，对其性能进行严格的控制，使其性能达到要求，在对各部分进行了检测之后，要对锅炉整体进行检测，以防止在操作中产生可能引起裂口和降低锅炉安全性的安全隐患，只有真正从每一个细节入手，才能从根本上消除裂纹现象。

4.2人员操作水平的提升

特种设备安全管理部门在进行操作人员选聘时，必须持有特种设备操作人员证，取得特殊设备操作员资格证，方可上岗作业，在开始工作之前，也要做好岗前的培训工作，让所有的操作员都知道锅炉等特殊设备的操作规范和要求，这是由于不当的运行方式会加重管道及其它装置的损伤，并造成诸如裂纹等缺陷，所以，从整体上提升人员的业务素质，并对其进行经常性的业务培训，也不失为一种常用的预防措施，同时，也要对锅炉生产企业的生产工艺进行革新，以减少生产过程中的压力容器与管道的作业难度，作业人员必须在保证作业过程安全、稳定的前提下，才能提高设备的热效率，同时，要充分利用现代科技手段在企业中的作用，增加经费、技术方面的投入，并引入专门的检测仪器，对压力管道的运行状况进行监测，举例来说，可附接有压力及温度传感器，对高压管道在使用过程中出现的不正常现象进行及时的检测，并对其进行科学的处理，才能真正做到预防管道开裂。

4.3定期对锅炉压力容器压力管道进行检查和维修

每个特种设备的使用都无法避免出现裂纹问题，因此，有关部门需要对特殊设备进行定期的检测与维护，并及时采取相应的措施，将裂纹问题尽快地解决，在这一过程中，应着重对检修的经验进行总结，为将来可能出现的设备故障提出对策，在对锅炉压力容器管道进行检测时，必须对连接部位进行细致的检测，以免出现微小的裂纹，给以后的锅炉安全运行带来很大的隐患，特殊设备常在高温、高压的条件下正常工作，其工作环境十分复杂，这样就会产生各种各样的安全问题，在日常维护过程中，应根据相关技术规范和设计图纸，采用各种测试方法对设备内外进行检查，及时发现裂纹并进行消除和修复，确保设备的安全性能。

4.4生产过程控制

在机械设备的生产制造设计图纸后，权威专家和专业人员必须对工程图纸进行检查，以确保机械设备主要参数的合理化，确保机械设备的安全和稳定性能。同时，要求在生产过程中对设备进行抽样检查，严格控制每道生产工序的加工精度和余量，未通过质量检查的部件不能进入下一步操作，只有在通过检查后，才能进行后续的制造过程，应严格控制锅炉压力容器压力管道的整个焊接过程，并规范整个焊接过程，焊接后，必须通过热处理消除应力，同时，减少工作受压元件板拐角处的弯曲数量，避免拐角形成过程中原材料的形成，在安排装运之前，货物必须根据现场政策和规定进行详细的认证。

结束语

本文从应力腐蚀开裂、疲劳开裂等方面对锅炉压力管道进行了分析，一旦出现这种裂纹，如不及时采取有效措施，极有可能导致锅炉压力容器和压力管道的爆裂，对工作人员造成重大伤害，对生产造成极大的危害，有关人员在生产的时候，应该注重预防，把锅炉压力容器压力管道的检测放在第一位，对设备的品质进行检测，并制定出一套合理的质检流程，着重掌握锅炉压力容器管道的使用方式，强化对操作者的学习与培训，防止锅炉压力容器压力管道出现裂纹，从而确保锅炉安全、可靠、稳定运行。

参考文献

[1]李波.锅炉、压力容器、压力管道检验中的裂纹问题及预防[J].新型工业化,2022,12(02):116-119.DOI:10.19335/j.cnki.2095-6649.2022.02.038.

[2]魏延鹏.锅炉压力容器压力管道检验中裂纹问题及预防措施[J].科学技术创新,2020(11):195-196.

[3]韩忠美.锅炉压力容器压力管道检验中裂纹问题及预防处理方法[J].中国设备工程,2020(06):124-126.

[4]王成.锅炉压力容器与管道检验中的裂纹问题处理分析[J].化工设计通讯,2020,46(02):92-93.

[5]蔡政国.锅炉压力容器压力管道检验中裂纹问题及预防处理方法分析[J].现代制造技术与装备,2017(06):155+157.DOI:10.16107/j.cnki.mmte.2017.0557.