锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹探究

王春贵

摘 要：工业经济在我国经济不断发展的过程中也取得较为明显的发展与进步，同时企业与单位也对锅炉压力容器压力管道的运行提出全新的问题与挑战。锅炉压力容器压力管道在长期的运行过程中无法实现对各种质量问题以及突发状况的避免，裂纹问题是其中最为常见的问题。这要求相关部门必须在提高重视程度的基础上结合实际情况对其进行彻底的解决，这对锅炉压力容器压力管道的顺利运行有较强的现实意义。

关键词：锅炉压力容器；压力管道；裂纹问题

锅炉压力容器压力管道需要在长期高温高压的环境下运行，如果设备出现裂纹问题就会导致爆炸发生的概率大幅度提升，这不仅会造成不必要的经济损失，同时还会对工作人员的生命以及财产安全造成威胁，因此必须实现对锅炉压力容器压力管道的定期检验。企业以及工作人员都必须提高对锅炉压力容器压力管道检验工作的重視程度，并根据裂纹的性质以及特征制定科学的措施实现对设备稳定运行的保证。

一、锅炉压力容器压力管道的常见裂纹问题

1.焊接裂纹

焊接裂纹主要在锅炉生产制造过程中产生，特定的金属板卷是现代锅炉和压力容器焊接所使用的主要材料。这也是焊接裂纹无法实现在生产制造锅炉和压力容器的过程中避免的主要原因。一般情况下，在高温作用下这种裂纹才会产生，因此该种裂纹属于热裂纹。

焊接冷裂纹主要是在金属材料经过较长时间焊接冷却过程之后形成，有溶解的氢元素存在于焊接冷却的金相组织之中是导致焊接冷裂纹现象出现的主要原因。在不同物质环境的影响之下氢的溶解度之间也会存在较大的差异，在焊缝的金属开始冷却的同时金相组织中的奥氏体逐步实现向铁向体的转变，在氢元素的影响之下焊缝会呈现出一种逐渐聚集的现象，尤其是在冷却的过程中氢裂痕极易发展成为焊接冷裂纹。

2.腐蚀裂纹

在应力和腐蚀介质二者的作用下部件会产生是一系列的开裂现象，这种问题就是指腐蚀裂纹。汽水管道、集箱管座等区域是应力腐蚀裂纹发生的主要位置，同时注意最容易发生应力腐蚀的位置为奥氏体不锈钢，尤其是在汽水介质的影响下微小的应力作用都会导致应力腐蚀开裂现象的出现。

导致开裂现象出现的原因有很多种，冷加工变形、振动和残余应力的作用等就是其中之一，因此在实际工作中必须实现对上述现象的充分考虑。应力腐蚀裂纹与张应力之间存在一个90°的直角，落叶后的树枝是奥氏体不锈钢的裂纹主要呈现出来的状态先，不仅尾端细尖，同时还在形态上表现出一定的分支现象。

3.疲劳裂纹

机械疲劳裂纹大多数发生在压力容器压力管道表面应变相对集中的地方。一般来说，机械疲劳裂纹形状基本为直线形，裂纹刚出现的初期长度较小范围也较短，随着时间的推移，裂纹是隧道式向内进行变化的。

到了裂纹的中间阶段，裂纹开始以直线式向前稳定扩展。到了裂纹的后期阶段，裂纹变化的速度不断增加，甚至有时会在部件一侧出现切向扩展的情况。

随着机械疲劳裂纹的发展，此部位更容易出现腐蚀疲劳裂纹，这两种疲劳裂纹在发生部位上具有一定规律性、特定性，反射应力集中部位则都是机械疲劳裂纹开始的部位，随着时间的推移逐渐法阵，在初始阶段具有隐秘性和发展缓慢性特点。

由于对裂纹有直接影响的因素较多，机械疲劳裂纹的情况比一般裂纹更加复杂。机械疲劳裂纹发生的地方一般没有明显的脆性开裂，裂纹相对弯曲程度较高。

另外，机械疲劳裂纹的开口较大，且在开口的区域存在粘结坑，尾端锐利，但两侧不存在较大的深度无明显弯曲。热疲劳是指金属材料经过不断地低于拉伸强度极限的热交变应力的作用下逐渐发展的瞬间断裂现象。

一般来说，火电厂的喷水减温器、蒸汽管道的压力表管座、疏水管座、排汽管管座及汽包、集箱上非保护性结构管座等构件处容易发生热疲劳损伤现象。从宏观的角度来看，热疲劳裂纹多数发生在部件表面热应变最大的地方。热疲劳裂纹的起因主要是部件一些部位应变相对集中和连续性较差。

热疲劳裂纹的初始形态多数为一条主裂纹伴随着多条其他裂纹的情况。高温蒸汽管道内壁产生的热疲劳裂纹的形态以网状分布为主，通常其主裂纹是沿轴发展的，但也存在由于应力太大而使其向四周发展的情况。

热疲劳裂纹的宏观形态多数表现为宽度较大有细小缺口，表面有线状痕迹。从微观的角度来看，热疲劳裂纹的扩展跳跃性强，时而宽时而窄，时而出现分支现象，时而出现二次开裂问题，其变化没有一定的规律性。

另外，热疲劳裂纹的扩展也是随着情况不同而不同，在低于蠕变温度的情况下穿晶扩展，在高于蠕变温度的情况下混合扩展。

二、锅炉压力容器压力管道的常见裂纹问题的应对措施

锅炉压力容器压力管道的常见裂纹的预防和处理问题十分重要，该问题的有效应对措施主要包括以下两方面：

1.合理控制设备的生产原料和制造过程

在生产进行之前，要仔细检查和核对原材料的质量是否符合行业标准，做好生产的事前准备工作。如果发现其中存在和要求不符的材料要及时对其进行修正或更换，保证锅炉压力容器的基本质量。在生产过程中，要严格对设计图纸和制作工艺进行把关，保证其比例和各项指标符合规定，锅炉压力容器属于高危设备，必须保证其安全和稳定。

2.设置合理质量检验程序并做好原材料和设备的检验工作

锅炉压力容器已经成为当今工业生产和人民生活必不可少的设备。由于其存在一定的危险性，因此，在实际的生产生活使用中，对于其安全隐患问题一定要引起高度重视。而做好企业原材料和设备的检验工作并设置合理的质量检验程序对于降低其危险性保障人们生产生活的安全具有十分重要的意义。

在锅炉压力容器压力管道的实际制造过程中，需根据其具体的质量检验的标准和要求来进行，主要检验对象有：原材料、实际生产过程以及压力管道产品等。锅炉压力容器压力管道原材料的质量过关与否直接关系着锅炉压力容器压力管道的成品是否能够达到所需标准。

因此，对原材料的质量检验是最重要的基本工作。同时，在原材料质量得到保证的基础上有效合理地对生产过程进行质量检验是保证最终设备质量的第二个重要程序。

生产制造过程的质量检验需要从细节处进行关注，因此，这就需要合理设置质量检验的相关程序。合理设置质量检验的具体程序可以从最基础的环节开始控制和避免裂纹问题的产生和发展。另外，在实际过程中，还要对相关的质量检验人员的具体操作根据行业标准进行详细的规范性要求。

结语：本文对锅炉压力容器压力管道的常见裂纹问题进行了具体阐述，并对如何预防和处理锅炉压力容器压力管道的常见裂纹问题进行了分析和探讨。锅炉压力容器压力管道在我国工业生产和实际生活中的应用范围越来越广，因此，做好锅炉压力容器压力管道的常见裂纹问题的防治工作是十分重要的。在今后的生产生活中，相关企业和工作人员仍需进一步加强对锅炉压力容器压力管道裂纹的预防和管理。

参考文献：

[1]张吉.锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题探究[J].中国设备工程，2017（22）.

[2]李明镐.锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题探究[J].工程技术：引文版，2016（11）：00020-00020.