锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题

锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题

杨博清

广东省特种设备检测研究院东莞检测院

摘要：锅炉压力容器与压力管道在运行过程中由于多种问题的存在会产生裂缝问题,为了满足我国工业的不断发展对锅炉压力容器与压力管道的更高要求,要求及时发现锅炉压力容器与压力管道检验中的裂纹问题并对其采取有效的处理措施。

关键词：锅炉压力容器;压力管道检验;裂纹问题;处理方式;

锅炉压力容器压力管道检验中，裂纹问题以及预防处理方法的重要性是根据客观条件而来的。锅炉压力容器和压力管道经常处于高温高压的环境中，所以如果出现裂纹问题，在这种客观环境的压力下，一定会造成破裂甚至爆炸的后果。一旦形成爆炸这种无法挽回的后果，那么，带给生产企业的不仅仅是经济效益的损失，同时，也给操作人员增加了工作危险。所以，在前期准备和检验工作中，一定要对锅炉压力容器压力管道裂纹问题进行检验。相关检验人员和操作人员一定要意识到锅炉压力容器压力管道裂纹问题检验的重要性。同时，要对相应的预防处理措施进行学习，做到心中有数。一旦有意外状况发生，无论是检测人员还是操作人员，都要冷静面对，并拿出正确的解决办法。

1 锅炉压力容器压力管道检测中常见的裂纹问题

1.1 由于客观温度导致的裂纹

温度过高或者过低都会对锅炉压力容器压力管道造成裂纹，由于客观条件温度造成的裂纹现象是比较常见的一种，这是在制作过程中产生的问题。锅炉压力容器，压力管道的制作，原材料是金属板材，通过焊接工艺对金属板材进行进一步的合成，使其初具锅炉压力容器、压力管道的形态。由于焊接的温度较高，所以在焊接过程中，锅炉压力容器压力管道也会产生裂纹。而这种在高温下产生的裂纹学术名称叫作焊接热裂纹。利用焊接工艺加工后，要对被加工的金属板材进行冷却，如果冷却时间过长，就会造成温度过低的现象，金属板材就会出现冷裂纹。这就是由于客观温度造成的冷热裂纹的形成过程。所以就要求制作人员在操作过程中严格按照规范温度进行操作，才能有效减弱客观温度过高、过低对锅炉压力容器压力管道的危害。热裂纹和冷裂纹这两种裂纹类型不太容易被发现，因为一般情况下，冷裂纹和热裂纹的外部形态较小，而且所在区域较隐蔽。而且冷热裂纹不是在一瞬间产生的裂纹，它是经过长时间的高温或冷却慢慢裂开的一种现象。所以相关操作人员不易发掘，操作人员能做的就是严格控制制作的时间和温度，这样能够给后期的检测工作降低难度。虽然冷裂纹和热裂纹不易被发现，但是，它造成的后果同样严重，当冷裂纹和热裂纹形成的时间过长时，就会对锅炉压力容器压力管道整体结构产生影响，而裂纹长期处于空气中，它的周边会形成黑蓝色的物质。这也可以算作检测的依据，但如果等到裂纹呈现黑蓝色操作人员才发现裂纹所处的位置，就代表锅炉压力容器、压力管道已经无法正常使用了。

1.2 由于腐蚀导致的裂纹

由于腐蚀导致的裂纹的影响因素一般是锅炉压力容器压力管道所处区域内的含水量。腐蚀裂纹一般会发生于锅炉压力容器压力管道的底部位置。如果锅炉压力容器压力管道所处位置是类似于汽水管道等空气内含水量较高的区域，即产生腐蚀裂纹的概率要远远高于其他环境。实际上，腐蚀裂纹不仅仅是水汽的作用，还要加上一些能够对金属板材进行腐蚀的介质，才能最终导致产生腐蚀裂纹。当金属板材接触到浓度较大的腐蚀介质时，金属板材表面金属晶体和腐蚀介质中的晶界面产生了电位差，通过晶体和晶前面阴阳极之间的化学反应，最终会作用于金属板材上对其进行腐蚀。这种腐蚀并不是发生在金属板材表面的，而是发生在金属内部的一种腐蚀。所以，腐蚀裂纹也是一种难以被发现的裂纹类型。裂纹一般会集中出现在管道的受力位置，所以一旦产生腐蚀裂纹，管道的受力结构就会被改变。当裂纹达到一定数量后，管道就已经无法承重了。腐蚀裂纹分为主裂纹和刺激裂纹两种，主裂纹是指经过上述化学反应过程产生的裂纹。而次裂纹是指随着管道逐渐受力和时间的发展，经由主裂纹逐渐蔓延出去的裂纹分支。由于整个过程都是在金属内部发生的过程，所以操作人员如果用肉眼检测看到裂纹，看到的一定是通过主裂纹蔓延出去的次裂纹。这种次裂纹没有办法做到穿越晶体，只能够围着晶体表面进行蔓延和破裂。所以当肉眼都能够看到次裂纹时，这就说明金属板材内部的裂纹现象已经很严重了。这时，金属板材内部的主裂纹会呈现黑色。

1.3 由于机械疲劳造成的裂纹

由于机械疲劳造成的裂纹被称为疲劳裂纹。在锅炉压力容器压力管道中，最容易出现的裂纹类型就是疲劳裂纹。因为这种裂纹主要发生在锅炉压力容器压力管道的焊接区域和管道缺陷区域内。通俗地说，就是在锅炉压力容器压力管道的制作过程中，一定会出现与完美标准有误差的区域。一般来说，这种误差是在工程允许范围内的误差，它不会影响锅炉压力容器压力管道的工作质量。但也是这个区域给予了疲劳裂纹生存的机会。疲劳裂纹与上述两种裂纹不同的是，它是从外部逐渐向内部呈直线延伸状态的裂纹形态。在疲劳裂纹形成的初期，它的形态是较为短小的，但是，它会随着锅炉压力容器压力管道的使用过程逐渐扩大裂纹面积。到了后期，它的扩大速度和增长速度会有明显的提升。所以，操作人员如果没有在前期对疲劳裂纹发现和防治，那么，在后期疲劳裂纹就会有快速生长的阶段，如果想在后期对疲劳裂纹进行防治，就已经不是很有用了。但好在疲劳裂纹的生长位置和生长速度是有规律的。尤其是生长位置疲劳裂纹很容易在同一区域内进行生长。只要是有经验的检测人员或操作人员，都能够掌握疲劳裂纹容易生长的区域位置，然后，对所属位置进行反复检测和排查。

2 锅炉压力容器压力管道裂纹问题的预防处理方法

2.1 制定科学的质量检验程序

针对锅炉压力容器压力管道裂纹问题的防治方法，首先要做到制定科学的质量检验程序。因为裂纹能够产生的客观条件太多了。客观条件中的温度、含水量都会成为裂纹的温床。所以，仅仅依靠防御是没有办法完全将裂纹扼杀在摇篮里的。那么，只有通过制定科学的质量检验程序，对每个锅炉压力容器压力管道进行科学规范的检验，这样才能够有效地排查裂纹问题。

2.2 对相关的原材料、设备和零件进行检测

除了要用科学的质量检验程序，对锅炉压力容器压力管道进行检测外，生产环节中所涉及的各种设备零件和原材料，都要经过严格科学的检验。原材料是直接影响锅炉压力容器压力管道质量的因素，而其他的设备零件是间接影响锅炉压力容器压力管道质量的因素。如果原材料设备和零件某一方面出现了任何问题，都会提高产生裂纹的概率。所以，对相关的设备、零件和原材料进行排查是十分有必要的。

2.3 提高操作人员和检测人员的技术水平

在正规的生产流程中，操作人员和检查人员通常不是同一批人。而锅炉压力容器，压力管道裂纹问题可能会产生于任何一个环节，所以，对裂纹问题的防治并不是检测人员自己的事情。适当地提高操作人员和技术人员的理论水平技能水平是有利于防治裂纹问题。从源头对裂纹问题进行堵截才是处理裂纹问题最好的方式，保证制作环节不出现任何问题就能够排查大部分的裂纹现象。

3 结语

总的来说，锅炉压力容器压力管道裂纹问题是经常会出现的一种问题。裂纹问题可能会出现在任何一个环节中，而客观条件的任何一种变量都可能会成为滋生裂纹问题的温床。笔者在上文中简单叙述了冷热裂纹、腐蚀裂纹和疲劳裂纹这四种裂纹类型。并且针对裂纹出现的区域、时间等客观条件提出了三种相应的防治措施。生产单位一定要对操作人员和检测人员进行科学系统的培养训练，让所有参与制作工程的工作人员都能够意识到防治裂纹问题的重要性。

参考文献

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