锅炉检测中的裂缝问题及处理方法

发表时间:2021/3/4   来源:《城镇建设》2020年第32期   作者:蔡克进
[导读] 由于锅炉的运行环境较差,高温而且灰尘密度较高而使得机械设备运行中会进入很多的杂质而影响其正常的使用性能。
        蔡克进
        湖北特种设备检验检测研究院黄石分院   435000
         
        摘要:由于锅炉的运行环境较差,高温而且灰尘密度较高而使得机械设备运行中会进入很多的杂质而影响其正常的使用性能。而且压力容器和压力管道在运行中通常会处于高压状态,且在温度和压力的控制中会导致设备疲劳而产生裂缝。基于此,本文针对锅炉压力容器压力管道检验中所存在的裂纹问题进行探究。
        关键词:锅炉压力容器;压力管道;裂纹;检验
        
        1锅炉压力容器压力管道的检测内容
        在对锅炉压力容器压力管道进行检测的时候,首先要明确锅炉购进的时间以及使用的时间。在对锅炉的外壁进行检测的时候,所需要检测的内容包括温度环境、输水环境、放水环境和可支撑环境,以避免管道的外部环境温度与内部的温度之间差距大而引发管壁产生裂缝,同时在检测的过程中,还可以降低热量的损耗量。检测过程中,要对输水环境、放水环境和可支撑环境予以有效控制,目的在于对内壁的裂缝进行检测的时候,塑造一个安全的检测环境。当锅炉处于运行状态下,还要对锅炉的供热状况进行检测;锅炉如果经过了改造,就要检测其控温系统,以确保锅炉处于室温环境下可以处于正常运行状态。
        
        2锅炉压力容器管道的检测方法
        在检测锅炉压力容器管道的时候,主要采用的是水压测试的方法,对介质进行检测。通过观察水质的流动状况以及静止的时候的稳定性,就可以对锅炉压力容器管道的严密性进行检测。对水质施加压力,根据环境温度的不同,所施加的压力值也会有所不同。如果管道有裂缝存在,在水压的作用下,就会导致水分从管道的裂缝中溢出。对锅炉压力容器管道实施水压测试的时候,技术较为复杂,而且还要做好后期处理工作,否则,会对锅炉的正常运行造成不良影响。使用水压测试的方法对锅炉压力容器管道裂缝进行检测,往往检测的周期是比较长的。当检测工作完成后,还需要检测人员与焊接技术人员合作解决管道裂缝问题,探讨采取何种技术才能够将裂缝弥补好,以确保锅炉能够正常工作。
        
        3锅炉检验期间存在的裂缝问题
        3.1由于腐蚀而导致的裂缝
        锅炉产生裂缝的常见原因就是由于侵蚀而形成。其中以腐蚀裂缝作为代表,它的主要成因是锅炉中存在有腐蚀性的物质对管壁产生了侵蚀,通常这种原因下的裂缝是呈竖直状的。而如果是不锈钢元件,则裂缝为树枝状,根据研究检测数据可以得出,对锅炉侵蚀产生裂缝大多出现在锅炉弯道的内壁上,应力和腐蚀物质的相互作用,便会在其中性地带造成裂缝,形状起初类似于“之”字形状,扩大之后便成为了树枝状。
        3.2由于设备疲劳运行而导致的裂缝
        锅炉疲劳运转是指锅炉的相关设备在运行时,由于锅炉表面的应变力非常集中,这便造成了相关设备的疲劳运行。在疲劳运行最初阶段,裂缝非常小,而且扩大速度比较慢,并且以隧道延伸的方式呈现出来。接下来,中间地带裂缝会扩展,速度十分快,且裂缝与应力呈现垂直状态。最后,裂缝的增加达到平稳状态。
        此外,疲劳裂缝主要包括机械疲劳裂纹和热疲劳裂纹两种。热疲劳裂纹是指在热交变应力的影响下,通过金属材料持续低于拉伸强度极限的方式,从而发展出来的瞬间断开现象。通常来讲,热疲劳裂缝大多出现在元件表面热应力较大的区域。热疲劳裂缝的根源实际上是元件局部应变比较集中,并且不连续性较低。热疲劳裂缝的最初状态是以一条主裂纹为基础,周边分布着很多其他裂纹,它的主裂纹沿着轴承发展,但有时也会出现向周边扩展的情况。机械裂纹大多数分布在锅炉受压器件表面应变力十分集中的区域,而且机械疲劳裂缝多数以直线具体呈现出来。


        3.3由于温度过高而导致的裂缝
        在高温情况下形成的裂缝大小分布不均衡,而且在裂缝的附近有因温度过高形成的灼烧迹象,一些已经融解,另外一些以晶界氧化的状态显示出来。由于温度太高,灼烧所形成的裂纹也可能产生碎裂现象。利用设备可以观察出,在裂缝的表面出现了较大的晶粒,其组织面积涵盖较大,所沉积的是比较细小的球形颗粒。在晶粒的附近是高温环境,在气体的影响下,就会在晶粒的表面产生较大的孔洞,之后逐步形成氧化晶界体,其表面积一直在扩大。
        3.4焊接时形成的裂缝
        一般在锅炉生产期间会形成焊接裂纹,由于现代锅炉都是采用特殊的金属物质焊接成的,因此,在制造锅炉时出现焊接裂缝无法避免。通常来讲,这类裂缝是由较高的温度产生的热裂纹。而焊接冷裂纹是在氢元素溶解以后在焊接冷却过程中出现的。
        
        4裂缝的处理措施
        4.1要严格控制锅炉的内部元件
        要避免锅炉压力容器压力管道产生缝隙,就要重点关注管道自身的质量,其制作材料和专业技术都起到了关键作用。在锅炉压力容器压力管道制造之前,就要对设计图纸进行认真审核,假如发现与设计不相符的内容,就要从锅炉的实用性能方面加以修正,以确保锅炉压力容器的质量达标。在筛选锅炉生产材料时,首先要选取耐高温的材料,而且在生产期间,要对每一个配件的质量都仔细检查,做好严格控制,使检测中的偏差降低到最低。另外,锅炉配件的生产工艺,要在具体流程中符合相关操作标准,其中的每一个生产环节都要认真执行。因此,为了保证锅炉的整体质量,从开始就要做好保证锅炉运行安全的一系列工作。
        4.2锅炉在制造时就要考虑裂缝的具体控制
        锅炉在制造时,压力容器的压力值都会有一个既定的范围,运转期间压力值如果处于范围之内就不会产生裂缝,当然即使是这样对于锅炉压力管道和容器的防护工作也不可以松懈。制造过程中,首先要选符合相关标准的制造材料,特别是在抗压度和强度等方面要极为重视,而且也可以通过压力检验的方式来做好锅炉质量的审核工作。另外在材料满足质量标准的前提下,还要满足防护裂缝产生的要求,在高强度的运作环境下材料要有很好的适应环境能力。只有在制造起始阶段做好一切相关的工作之后,才能进行锅炉的生产。
        4.3锅炉的使用要适当
        长时间的锅炉运行,难免会对其造成损害。因此一旦锅炉出现疲劳运转状态工作人员就必须得先停止其工作,然后检查相关设备,在满足了指标要求之后才能继续投入使用。锅炉的疲劳运转往往是由高温影响形成的,长时间连续的工作造成锅炉内部设备的损坏。因此工作人员在检修环节一定得认真仔细,做好相关检测工作,并且对于锅炉的使用也要适当。
        
        5结束语
        想要锅炉能持久稳定的运作,相关人员必须得重视锅炉运行期间的检测工作。特别是锅炉的压力容器压力管道出现的裂纹现象,面对裂纹出现,一旦未能及时对其采用有效的处理措施,就会极大的影响设备的性能。所以相关人员要定期做好对于锅炉裂纹的排查检测工作,从而保证锅炉的安全运行。

        参考文献
        [1]汤巍,曹峰.锅炉检验过程常见缺陷及处理对策分析[J].装备维修技术,2019(03):119-119.
        [2]田进,张国强.浅谈压力管道无损检测技术在锅炉检测中的应用[J].中国金属通报,2019(06):167+169.
        [3]梁学东,曹海涛,任锐,等.1000MW超超临界垂直管圈锅炉水冷壁管横向裂纹实验研究[J].铸造技术,2017(11):2661-2663.
       
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