锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题研究

崔黎阳

摘 要：近年来，我国经济得到突飞猛进的发展，锅炉已经被广泛应用到各个行业领域中，工业生产中所用的符合国家标准的蒸汽一般都是利用锅炉充分燃烧燃料形成的。在实际工业生产中，人们忽视了锅炉使用中存在的安全隐患，一旦有裂纹问题出现在锅炉压力容器压力管道中，不但会对设备的安全性造成威胁，而且还会影响到锅炉的制作质量。因此，在工业生产中，相关单位要重点检验锅炉压力容器压力管道，及时修理存在的裂纹，并注重日常维护和保养，从而有效提升锅炉压力容器工作的效率与安全性。

关键词：锅炉压力容器；压力管道；裂纹问题

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.003

近年来，随着我国生产水平的不断提升，锅炉行业发展迅速。受工业改革的影响，我国已经能够独立生产锅炉压力容器，锅炉在经济发展中发挥着至关重要的作用，生产上的基本需求还要通过锅炉的不断运作来满足。在压力容器管道中最常见的问题是裂纹。为了防止安全隐患在生产过程中出现，需要对压力管道全面检查，对锅炉压力容器加强管理，及时处理管道中产生的裂纹。

1 锅炉压力容器压力管道检验的方法和内容

（1）压力容器的内部和外部检查。想要检验容器的外部，必须全面清洁容器的内部。其中压力管道检验包括多个方面，一方面是否有裂纹存在于封头、焊缝过渡区等关键部位，另一方面是否有腐蚀磨损情况出现在锅炉压力容器的内外表面，再一方面是否老旧裂纹在容器表面扩张延伸。针对上述内容，在检查时不但可以通过肉眼放大镜来发现，而且还可以利用超声波或射线探伤来排查问题；所检查容器具有较小内壁厚度时，需要对容器进行多次核对，主要原因在于容器建造相对复杂，一旦有问题出现，在修理时需要采取降压措施。

（2）对压力容器的要点进行检查。要想使压力容器的质量得到保障，需要严格检查容器内外部，并进行耐压试验。耐压测试的主要目的是检查焊缝情况。在经过详细检查以后，若未发现腐蚀、易燃以及压力低的问题，无损探伤测试可以取消。

2 锅炉压力容器压力管道中常见裂纹分析

（1）疲劳裂纹的产生。在定期检查锅炉过程中，疲劳裂纹属于比较常见的裂缝，这种裂纹一般分为两种，一种是腐蚀疲劳裂纹，另一种是机械疲劳裂纹。一般来说，腐蚀性裂纹会因为疲劳裂纹的出现而产生，但这两种裂纹具有相同的性质，都是因介质带来的压力使锅炉在使用过程中形成裂缝。在锅炉表面应变较为集中的位置会出现大范围的机械疲劳裂纹，细小的裂纹会在长期使用过程中向里延伸，主要呈现为隧道方式。较长的稳定期会在裂纹延伸过程中出现，随后裂纹的扩张会随着压力的增大而加速扩张。震动产生的应力和介质压力直接影响着腐蚀疲劳裂纹的产生，裂纹痕迹会因为压力管道使用时间的延长而越来越多，裂缝宽度也会逐渐增大。当腐蚀物填满裂纹缝隙以后，会对这些裂缝造成一定的腐蚀破坏。疲劳性裂纹需要较长的发展时间，大部分集中在应力部分，这些裂缝在初期具有隐蔽性，缓慢的发展速度使工作人员不易察觉，但在长时间使用以后，会出现快速扩张趋势。

（2）蠕变裂纹的产生。压力管道受到损伤以后，在应力和温度的共同作用下经过长时间演变最终形成蠕变裂纹。弯道上轴曲周边是蠕变裂纹主要分布区域，一般来说，会有平行裂纹分布在裂纹带主纹两侧。集装箱、管道等具有较大应力的地方是裂纹形成的主要区域。这种蠕动呈现出不确定的变化数量，裂缝连接没有任何规律，而且出现的形式大多以空洞状和米粒状为主。

（3）应力腐蚀裂纹的产生。腐蚀现象会因压力容器的长期使用而出现，浓度较大的碱水是导致这种现象产生的主要原因。这种腐蚀性会造成电位差经常出现在金属晶体和晶间，并且会使阴阳两级的电位在晶粒与晶间形成，进而使二者的微电流得到激发，锅炉压力容器金属内部会因微电流的腐蚀而产生大量裂纹。应力的腐蚀会产生大量裂纹，该裂纹主要由两种结构组成，一种是主裂纹，另一种是次裂纹，裂纹延伸的方式是由里向外进行，所谓的主裂纹是指穿过晶粒的裂纹，所谓的次裂纹是指顺着晶体发展的带状式裂纹。应力腐蚀性裂纹在显微镜下呈现出的形状为“之”字形。

（4）热疲劳裂纹的产生。在工业生产中，无法避免压力管道产生热疲劳裂纹，一般在锅炉制造过程中比较容易产生这种裂纹。所谓的压力容器，大部分是卷曲焊接特殊定制的金属板形成的，在卷曲过程中受高温影响造成细微裂缝大量出现，因此又被称为焊接热裂纹。在压力管道上产生的这种裂纹，主要是拉伸金属时使其达到极限强度，同时应力反复作用在金属上所形成的。热疲劳裂纹经常出现在喷水减温设备、压力表接口处、排气管管座等区域。

3 预防锅炉压力容器压力管道裂纹产生的措施

（1）对压力管道制作加强管理。一是在制作锅炉压力容器过程中，需要认真审核和检查每一个细节，出厂前反复核对锅炉质量，使裂纹问题的产生得到最大程度减少；在生产锅炉压力容器时，要严格执行工艺流程，不断提升技术水平，防止有意外、失误等情况出现；在生产以前，技术人员需要认真审核工艺图纸，确保按照要求设计工艺图纸。二是技术人员要对制作材料进行严格把关，及时修改或更换不符合操作要求的材料，不断提高锅炉压力容器质量；三是在减少裂纹产生的前提下，严格检查生产工序，认真控制锅炉质量，防止裂纹因单个环节的错误而出现。

（2）对容器质量检验体系不断完善。锅炉压力容器作为高危设备，极易产生裂纹，而裂纹的出现又会直接威胁到容器的使用安全性。所以，工作人员需要不断完善容器质量检验体系，对制作流程和生产程序加强监督，全面检验原材料的质量，另外通过相应管理制度的制定使质量检验效率得到提升，避免有疏漏情况出现在检验过程中。

4 结束语

总之，在我们现代生活中，锅炉发挥着越来越重要的作用。但一旦有裂纹出现在压力容器压力管道中，就会造成锅炉爆炸等安全事故的出现。锅炉管理单位需要及时检测和维护锅炉裂纹，通过有效预防措施对锅炉质量加强控制，從而使问题从根本上得到避免。

参考文献：

[1]谢柳浩.锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题[J].科技创新与应用，2014（23）.endprint