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摘要：压力管道和压力容器同属于一个集成系统，在运行过程中相互作用、相互影响，而由于压力管道较长，受力较为复杂，且压力管道常处于高温影响下，非常容易产生裂纹，一旦产生裂纹极有可能会影响设备的使用寿命，带来严重的经济损失，还有可能会产生安全事故带来不良的社会影响，因此必须要加强对压力容器压力管道裂纹的了解，因地制宜进行解决。
关键词：振动环境；在役压力容器；裂纹原因
引言
压力容器是工业生产中不可缺少的设备，随着工业的发展，已被广泛地应用在化工、炼钢、石油等多个行业中。在实际的使用过程中，一些特殊工况下运行的压力容器会因为上下游的设备产生振动，强烈的振动会使得设备产生疲劳破坏。
1压力容器压力管道的裂纹类型
1.1过热过烧裂纹
过热过烧裂纹通常发生在部件热加工过程中，在进行锻造、焊接等过程时非常容易产生过热过烧裂纹。所谓过热是指对金属材料进行加热过程中，当温度超过上临界点后若持续升温，则会产生过热现象；而所谓过烧是指当金属材料的加热温度非常高时，晶界氧化所产生的沿晶裂纹，当处在过烧状态下的金属材料在轧制过程中非常容易产生龟裂。
1.2腐蚀疲劳裂纹
腐蚀疲劳裂纹大多发生在集装箱管座等处，这类部件大多需要长期经受外界荷载压力，而且在管道内大多数储存的是腐蚀物，这些腐蚀物的存在会在一定程度对管道金属产生破坏和损伤，随着使用时间的不断延长，腐蚀疲劳裂纹现象会越来越严重，不只会严重影响管道的正常使用，减少其使用寿命，还有可能会导致管道内部环境受到严重污染。腐蚀疲劳裂纹大多比较细小且相对较为尖锐，当出现主要裂纹后，还有可能会衍生出次要裂纹。
1.3蠕变裂纹
当压力管道材料发生损伤时，若在应力和温度的共同影响下，极有可能会产生蠕变裂纹，逐渐裂纹大多沿弯道轴进行分布，且容易出现在管道应力较大或集装箱应力较大的部位。
1.4应力腐蚀裂纹
应力腐蚀裂纹主要是腐蚀介质与内外管道应力共同作用所产生的裂纹，主要发生在集装箱管座或汽水管道内。因为管道需要进行热水循环，当其受到较大的外界荷载压力影响时，管道的弯折和拉伸强度会发生变化，极容易产生弯道变形现象，当弯道变形程度超出材料能够承受的范围就会产生应力裂纹。
1.5机械疲劳裂纹
由于压力管道长时间处在高强度运转过程中，非常容易产生机械疲劳裂纹，机械疲劳裂纹主要产生在应变力集中的地方，通常是呈直线型，在刚产生机械疲劳裂纹时，裂纹是较为集中且长度相对较短的，如果此时没有进行一定的维修和改善，那么随着时间的发展，裂纹会不断往内部进行拓展，而且拓展速度会不断加快，最终会带来严重的破坏和损伤。其中材料结构、环境介质都会影响机械裂纹的拓展速度。
2裂纹原因
某油田公司所用的7台CooperSuperior16SGT/MH-66天然气发动机-压缩机组，目前在高压、机组振动等运行条件下已运行达18年以上。
2.1环境助长开裂分析
对7台机组161台压力容器进行了超声检测、TOFD检测、相控阵检测，发现9处埋藏缺陷。利用声发射技术对这9处埋藏缺陷进行确认，发现9处埋藏缺陷均为不可扩展的制造缺陷。
2.2冲蚀分析和腐蚀分析
机组实际工艺运行时为“干气”环境，硫化氢、氟化氢和氰化氢处于无湿环境。对三级出口球罐A2103A/B进行了内窥镜检查，内表面光滑，未见明显腐蚀痕迹，如图1所示。用超声波测厚仪对三级出口球罐进行了密集测厚，并与历年壁厚测定结果进行对比，未发现明显减薄，如图2所示，测点位置以中间焊缝为零点，向两侧每隔3mm测一点。由此可见腐蚀减薄不是设备损伤的主要因素。
2.3材质因素
母材组织为铁素体+珠光体，焊接热影响区组织为铁素体+珠光体，焊缝组织为先共析铁素体+铁素体+珠光体，组织基本正常。硬度数据表明：接管区域和焊缝热影响区硬度略高于其他部位。
2.4循环失效分析
压力容器上游或者下游都连接着天然气注气压缩机，压缩机运行工作时往复式的吸、排气使气流的速度和压力呈间歇性变化，形成的气柱会将振动传递到后端的压力容器和管道，使得压力容器接管角焊缝承受比较大的交变载荷。
图2 三级出口球罐 A2103B 网格测厚
3裂纹防治的措施
3.1加强质量检验
首先，必须要健全质量检验体系，只有质量体系保持完整，才能够更好指导质量检验工作，确保相关工作人员能够做到有章可依、有章必依[1]。因此，必须要根据压力管道使用状况等对质量检验体系的内容、相关要求和标准进行详细规定。其次，必须要加强检验，做好预防工作。一方面，在检验过程中，要根据压力管道产生裂纹的类型、易发生部位等内容进行严格检验，还需要做好管道内部的清理工作，减少腐蚀物的存在和对管道的损伤。另一方面，要重点检验管道焊接位置，管道焊接位置对于压力管道正常运转有至关重要的作用，因此必须要加强检验的针对性，同时还需要对焊接处进行定期维护，如果发现焊接处存在松动现象必须要进行补焊。
3.2加强操作控制
首先，必须要做好压力管道安装工作，如果压力管道安装存在问题，那么会直接影响压力管道使用，也会造成严重的经济损失[2]。因此，在对压力管道进行安装时，要设计合理的安装方案，结合压力管道的使用情况和相关经验进行科学设计，同时在安装过程中需要严格按照安装流程进行，尤其要严格控制气密性、水密性等。其次，必须要严格规范操作人员的操作流程，构建操作平台，对操作平台进行设计优化，对操作工作人员加强引导，确保操作的正确性。还需要加强对操作人员的引导，以此来提高操作人员的警惕性。
3.3确保运行稳定性
首先，需要严格确保压力管道运行稳定性，为了更好确保运行的稳定性和可靠性需要严格控制锅炉的开启、运转及停止三个阶段，确保在这三个阶段中压力管道始终保持平稳的运行状态，避免发生太大的起伏影响到压力管道的质量[3]。其次，必须要做好维护工作，设备随着运转时间的延长势必会发生一定的磨损，而加强维护工作，能够有效延长设备使用寿命，维持设备良好运行状态，及时发现问题并且进行解决。
3.4确保生产材料和制作的科学性
首先，需要加强对制作材料的审核。采购工作人员必须要加强对材料的选择和审核，要选择信誉良好、生产规模较大的供应厂家，在对材料进行选择时还需要充分结合压力管道的用途和使用状态，选择能够满足压力管道制作的材料，确保材料合格，能够用于压力管道制作过程中[4]。其次，必须要加强对压力管道的制作，一方面，必须要严格审核设计图纸，相关技术人员必须根据设计图纸的具体情况、结合压力管道的用途等分析压力管道设计图纸的科学性和有效性。
结束语
总之，裂纹则会严重影响压力容器压力管道的正常运转，因此必须要采取多种措施防止裂纹的产生，具体可以通过确保生产材料和制作的科学性、加强质量检验、加强操作控制、确保运行稳定性、打造专业技术团队等方式进行落实，从而更好促进工业企业的发展和进步。
参考文献：
[1]秦忠宝，邹子杰，刘德俊.压力容器内外交错分布裂纹的相互作用分析[J].科学技术与工程，2019，19（28）：136-140.
[2]朱正宏.关于压力容器压力管道形成裂纹的问题分析[J].辽宁化工，2019，48（07）：667-668+675.
[3]朱彦彦.油田压力容器裂纹形成原因与预防探析[J].设备管理与维修，2019（14）：51-52.
[4]韩志扬.锅炉高压容器压力管道检验中的裂纹问题与预防办法[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（12）：49-50.