简析承压特种设备检验检测中的裂纹问题

简析承压特种设备检验检测中的裂纹问题

刘新万

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摘要：承压特种设备作为工业生产中不可或缺的重要组成部分，其安全运行对于保障生产和人员安全至关重要。然而，裂纹问题作为承压特种设备安全性的威胁之一，引发了广泛关注和研究。本文主要探究了承压特种设备的裂纹类型、检验检测技术及其处理方法。

关键词：承压特种设备；检验检测；裂纹问题

引言：随着工业化的快速发展，承压特种设备的应用越来越广泛。对于承压特种设备中存在的裂纹问题，相关企业作人员必须具备丰富的工作经验与技术能力，并对裂纹问题引起足够的重视，提高检测水平，在裂纹发生时第一时间制定应急措施，更好的预防和解决裂纹问题，切实提高承压特种设备的运行效率。

一、承压特种设备的裂纹类型

1、机械疲劳裂纹

机械疲劳裂纹是承压特种设备在实际使用中经常产生的裂纹现象。由于部分承压特种设备的工作用途在于帮助机械、齿轮运行，而长时间处于高强度工作状态下会导致承压特种设备出现机械性疲劳，进而产生裂纹现象。机械疲劳裂纹的产生位置一般位于承压特种设备的表面，通常在刚刚产生时非常细小，通过肉眼难以有效观察。因此，针对机械疲劳裂纹的检测难度较大，而在裂纹产生后期，由于大量细小裂纹影响承压特种设备的整体质量，导致裂纹不断扩大，在承压特种设备表面持续不断延伸，最终造成承压特种设备损坏，无法正常使用。

2、冷热裂纹

在承压特种设备的焊接位置，更容易观察到冷热裂纹，特别是在焊接点位置相应裂纹形式更为密集。在过烧、过热等承压特种设备温度大幅变化的条件下，热裂纹更容易产生。一般而言，在进行承压特种设备的制作、焊接以及热处理过程中，将金属加热至温度临界点后持续升温，就会由于氧化反应或是金属部分熔化从而产生破裂、变形、裂纹等问题。在焊接冷却阶段，产生冷裂纹的概率偏高，其有着较强的晶间穿透性。同时，在湿硫化氢环境中，承压特种设备表面产生鼓包现象更为常见，在相应鼓包中所包含氢分子由于无法扩散，会促使压力增大，最终导致局部变形问题产生，以此生成不规则的裂纹。

3、应力腐蚀裂纹

承压类特种设备在使用时，由于储存的物质属于强碱性，在一定程度上会发生化学反应，生成明显的电位差。另外，在粒子的影响下，应力腐蚀会在设备的腐蚀面上形成辐射性扩散，由此产生裂纹现象。从一定意义而言，承压类特种设备的内部压力和外部压力，在相应的位置上也会因为苛性脆化导致既有的裂纹以自内至外的辐射状态呈现。长此以往，可能引发重大的安全事故。这种辐射性的裂纹一般会顺着主裂纹的方向不断朝外扩散，在接近一定程度后，会产生质变，从而影响设备的运行质量。

二、承压特种设备裂纹的检验检测技术

1、渗透检测

渗透检测是一种常用的裂纹检测技术，也被称为液体渗透检测或荧光渗透检测。它通常用于检测表面裂纹，尤其是小裂纹和细微裂纹。渗透检测具有以下优点：第一，高灵敏度。渗透检测能够检测出细小和细微的裂纹，对于高精度和高灵敏度的检测非常有效。第二，可视化。渗透检测染色后的裂纹能够在紫外光或可见光下清晰可见，方便观察和评估。第三，适用范围广：渗透检测方法适用于各种材料和复杂形状的构件。然而，渗透检测对承压特种设备表面要求较高，被测物表面必须清洁，并去除油脂和污垢等，否则可能会导致检测精度不高。另外，检测只适用于开放裂纹，对于深层裂纹或闭合裂纹的检测效果较差。

2、磁粉检测

磁粉检测是一种基于磁学原理的裂纹检测方法，借助于磁场的作用来发现和识别裂纹。这种方法通常适用于铁磁性材料，通过在被测材料表面涂布磁粉，形成磁场，裂纹处会发生磁场集聚或漏磁现象，从而通过观察磁粉的聚集或散落来判断是否存在裂纹。然而，磁粉检测也有其局限性。磁粉检测只适用于铁磁性材料，对于一些非铁磁性材料如铜、铝、镍合金等，并不适用。对于不易导电的材料，磁粉检测也存在一定的困难。磁粉检测对裂纹的尺寸和方向也有一定的限制，对于微小裂纹以及非平行于表面的裂纹，磁粉检测可能无法准确识别。

3、X射线检测

X射线检测也是一种常用的裂纹检测技术，通过利用X射线在物质中的穿透能力和吸收特性，对承压设备进行成像检测。X射线检测主要优点如下：第一，高分辨率成像。X射线检测可以提供高分辨率的图像信息，能够清晰显示细小的裂纹和疲劳损伤，帮助进行精确的评估和判断。第二，应用广泛。X射线检测适用于不同种类的材料和构件，包括金属、复合材料等，可用于检测承受高压和高温的设备，如容器、管道、压力容器等。第三，检测快速。X射线检测通常具有较快的检测速度，可以实现快速扫描和成像，有助于提高工作效率。第四，检测灵敏度高。X射线检测可以检测到微小裂纹和隐蔽的疲劳损伤，对于安全性要求较高的设备具有重要意义。然而，应用X射线时会产生辐射，对人体有一定的危害性，因此在进行X射线检测时需要采取安全措施，包括遵循安全操作规程、保护设备和操作人员的安全等。另外，由于X射线成像受到物质密度和组织结构的影响，对于某些情况下的裂纹定位可能存在一定的限制。

三、承压特种设备裂纹的处理方法

1、强化设备、零件以及原材料检验

为了防止特种压力设备中裂纹的形成，需要注意相关设备、零件和原材料的检查工作，确保设备、零部件、原材料的质量符合承压特种设备的生产制造要求，最大限度降低承压特种设备出现裂纹的概率，提高其安全性和可靠性。在生产制造阶段，应按照标准或既定要求进行相关质量检查，重点放在特种压力设备原材料的检查上。在确认了原料的质量达到有关标准后，还需对各部件的质量进行细致的检测，以免由于部件的问题而导致整体的质量受到影响。与此同时，在制造特种承压装备时，需要对其进行严格控制，保证承压特种装备的生产质量与现实需求相一致。另外，在特殊承压装备的制造过程中，可以聘请第三方组织对装备进行监理和检验，以减少设备出现裂纹的概率。

2、裂纹修复方法

承压特种装备因其长时间的高强度运行，要求使用单位对其进行定期的维修保养，维护人员需要及时将特种设备的运行状态记录下来，最大程度降低设备裂纹对承压特种设备的质量影响。在日常检验检测过程中，如果发现裂纹问题，要立即与维护人员及相关负责人联系，根据不同的裂纹情况，采用不同的处理方法。对于裂纹较小的情况，可以使用焊接修复，通过焊接填充裂缝，以恢复设备的完整性和强度，在焊补过程中，要注意选择合适的焊接材料和工艺，以确保焊缝的质量和可靠性；对于存在大裂纹或无法进行焊接修复的情况，可以使用补片修复。在裂纹处粘贴或焊接补片材料，以加强裂纹区域，防止裂纹扩展；对于严重的裂纹或无法修复的情况，有必要考虑更换损坏的零件或整个设备，通过更换新的部件或设备，确保设备的正常运行和安全。

四、结束语

综上所述，承压特种设备是各行业生产经营中常见的重要设备，与很多行业的发展息息相关。裂纹现象是承压特种设备在实际使用中经常产生的问题，相关人员要提高对承压特种设备裂纹现象的研究，通过提高承压特种设备的审查力度、保养力度和检测技术等针对性措施，提高承压特种设备的使用安全性和稳定性，为生产安全和质量提供有效保障。

参考文献

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