于清河
检测信息技术中心，黑龙江省大庆市 163000
摘要：随着我国社会经济的飞速发展，各种承压特种设备如锅炉、压力管道、压力容器等被广泛应用于实际生产生活中，它们设备比较特殊，与之相接触的多是易燃、易爆、有毒介质，承受着一定压力和温度，如果在安全问题上不加以严管，如裂纹问题的出现，很容易造成重大安全事故，危害社会公共财产和人员生命安全。本文通过对承压特种设备常见裂纹问题进行分析，就如何加强裂纹检验、做好各种裂纹预防处理工作提出策略和措施，以便提高承压特种设备的安全性。
关键词：承压特种设备；检验；裂纹问题
前言
承压特种设备是工业企业生产中的一类重要机械设备，其运作需要按照不同的生产流程操作标准进行操作，涉及多个因素和环节，如果承压特种设备的承压部件出现缺陷性问题，很容易造成安全生产事故，因此必须加强对承压特种设备特别是承压部件的检验工作，做好裂缝、裂纹问题的排查、修理工作，从而确保承压特种设备能够正常、稳定运行，为企业正常生产提供良好的设备保障。
1承压特种设备检验检测中裂纹种类和成因分析
1.1冷、热裂纹
热裂纹主要是由过烧、过热等特种设备温度变化巨变而造成。过热主要是制作、焊接和热处理等过程中，金属加热到临界点后继续加热升温，从而发生氧化或者部分融化后出现变形、破裂或者表面出现大量裂纹。热裂纹主要集中于设备焊接区域，沉淀强化的钢种最易产生裂纹，特别是在焊接残余应力作用下沿晶界开裂。另一种情形是承压特种设备在湿硫化氢环境中容易形成鼓包，鼓包中的氢分子无法扩散导致压力过大而出现局部变形，最终形成不规则裂纹。冷热裂纹主要集中于设备焊接区域，密集出现在焊接点位置[1] 。
1.2应力腐蚀裂纹
在承压特种设备中如锅炉、集装箱管座、汽车管道等设备中很容易出现列分，主要是受到应力和腐蚀介质两者之间的共同作用从而导致腐蚀裂纹产生。应力腐蚀裂纹一般情况下呈垂直状态，树枝形状的裂纹则出现在奥氏体不锈钢配件，而在如火电厂内壁中部位置出现的应力腐蚀裂纹则呈现延伸带状。
1.3热疲劳裂纹
承压特种设备中由金属构成的部件由于在反复拉伸过程中金属内部会产生相关应力，当应力超过金属特质极限时容易出现裂纹，这种情况很容易在排气管道管座、喷水减温设备、蒸气管道压力表等位置发生。这种裂纹就是热疲劳裂纹，所呈现状态相对较粗，口状较为细小。同时热疲劳裂纹还易发生于设备加工材料警惕大且不均匀的部件上。在反复温度变化下，部分材料塑性较差，更容易导致热疲劳裂纹出现，且裂纹内部成灰色，表面存在一定的氧化物。
1.4机械疲劳
机械疲劳主要由于设备上的某一区域、某一点在反复工作中由于应力和外围介质的反复作用下出现的不可扭转损失，最终导致裂纹产生，如果不加以控制，会随着设备继续运转而加深最终断裂，从而造成严重的安全生产事故。机械疲劳容易发生辅助转动机械、大轴或是叶轮的运作中，方式是可分为扭转疲劳、拉压疲劳、冲击疲劳、、弯曲疲劳、复合疲劳等。初期的机械疲劳裂纹发展较为缓慢不易被发现，脆性开裂现象不明显，且裂纹开口大，尾部较尖。
1.5 腐蚀疲劳裂纹
受到水蒸气的影响，锅炉表层会有一种覆盖物生成，随后在连续运行过程中，受到交变应力的影响，该层覆盖物会发生破裂。水蒸气透过裂缝进到设备内部会导致腐蚀进一步加剧，再加上受到交变应力的影响，会导致集中腐蚀的情况出现，进而使得材质产生裂纹。通常较易由于水蒸气而出现腐蚀问题的部位在于集装箱管座、汽包管座等。
2承压特种设备裂纹预防应采取的措施
2.1做好原材料和加工工艺质量控制
一是做好承压特种设备制造前原材料的质量控制。材料必须符合国家规定的原材料质保标准，同时需要经过质监部门的专业检测合格如验收标准和化学元素必须符合要求后才能投入使用。
二是严格按照设计图纸和规定的材料制造特种承压设备。在制造过程中承压特种设备严格依循国际爱标准要求，从设计方案、加工工艺和性能参数进行全过程审核监管，对设计方案要进行可行性评估，避免设计出现缺陷。同时设备加工生产中如锅炉、压力容器、压力管道等制造要按照国家相应的生产规范生产，焊接工作必须由技能考核合格的焊工操作，严格按照焊接工艺操作。
三是制造单位做好承压特种设备质量关的把控，对产品的质量进行综合全面检验检测，确保产品安全。如采取微观和宏观相结合的办法对产品进行裂纹检测。对于一些容易发生裂纹的地方可以在光线下肉眼加放大镜进行检查，对于一些不易察觉的表面裂纹可采用MT、PT两种无损检测手段进行检测。还可以采用声发射检测对裂纹活性进行监测，主要是通过利用接收声发射信号研究材料、动态评价结构的完整性对固体材料在断裂时释放储存能量所产生的弹性波进行检测，它对于发现微小的裂纹具有相对高的敏感性和准确性。通过相关的裂纹检测方法，可以将承压特种设备裂纹出现概率控制在一定范围内，从而保证承压特种设备的整体运行可靠性。
2.2严格按照使用规范使用设备
使用单位和设备操作工作人员要要严格按照规范的专业操作工艺进行控制操作，进行流程化管理。在根据设备使用环境、用途、压力、温度等相关要求，严格按照设备使用流程进行规范化操作，确保承压特种设备使用正确，减少裂纹出现。此外，需要对司炉工的操作行为进行严格规范，设置规范的操作流程用以指导其正确使用承压特种设备，防止出现操作失误等情况。
2.3做好设备检修维护保养等管理工作
承压特种设备工作的环境特殊性，应在使用过程中做好定期的检修、维护和保养工作。使用单位应配备取得质检部门发放特种设备操作证的专业操作工，操作工要定期对承压特种设备进行检修，及时发现裂纹隐患并进行专业分析，从而制定有针对性的裂纹处理技术方案，并严格按照维修方案进行裂纹维修处理，并做好详细记录。同时做好日常的保养、检修排查工作，做好裂纹风险防控，将裂纹风险控制在最低范围内，从而确保承压特种设备运行安全可靠。对于出现的裂纹缺陷可采取焊补处理，如一般的表面不贯穿性的裂纹，可采用汽刨切割或磨光机磨制的方法进行焊补处理，但对于裂纹多的设备，为了安全起见，只能直接报废处理，更换新设备。
3 结束语
综上所述，承压特种设备的广泛应用对工业生产起着重要影响，但裂纹问题的存在对于安全生产造成了一定的阻碍和不良影响。使用单位和企业应加强对承压特种设备裂纹问题的检验工作，积极采取有效措施做好裂纹的提前检验、提前预防、及时发现、及时整改等工作，将裂纹的发生率控制在最低范围内，从而为安全生产、稳定运行提供有效的设施基础保障。
参考文献
[1]徐亚莉，曹荣庆，张国珍，张洪伟 .特种设备无损检测技术的应用分析 [J].检验检疫学刊 ,2019,29(4):88-89.
[2]万明松. 工业锅炉检验中裂纹问题分析[J]. 化工管理, 2020, No.557(14):145+147.
[3]王亮亮. 锅炉及其主要承压部件检验中裂纹问题研究[J]. 中国化工贸易, 2017, 9(018):194.