锅炉压力容器压力管道检验中裂纹问题及预防处理对策研究

发表时间:2021/5/28   来源:《科学与技术》2021年5期   作者:孙开余
[导读] 浙江省特种设备科学研究院 ,浙江310000
        孙开余
        浙江省特种设备科学研究院 ,浙江310000
        摘要:锅炉压力容器压力管道检验中,裂纹问题以及预防处理方法的重要性是根据客观条件而来的。锅炉压力容器和压力管道经常处于高温高压的环境中,所以如果出现裂纹问题,在这种客观环境的压力下,一定会造成破裂甚至爆炸的后果。一旦形成爆炸这种无法挽回的后果,那么,带给生产企业的不仅仅是经济效益的损失,同时,也给操作人员增加了工作危险。所以,在前期准备和检验工作中,一定要对锅炉压力容器压力管道裂纹问题进行检验。
        关键词:锅炉、压力容器、压力管道;检验裂纹;预防措施
        1锅炉压力容器压力管道定期检验内容和方法
        对锅炉压力容器压力管道进行定期检验时,锅炉、压力容器、压力管道各自都有各自的定期检验规程,根据各自的检验规程及要求进行定期检验。但是,锅炉、压力容器、压力管道属于承压类特种设备,检验时的要求大致相同。 一般的工作程序应是进行检验方案的制定,检验前的准备工作,检验的实施,检验过程中存在缺陷及问题的处理,检验结果的汇总,出具检验报告。检验方案的制定是根据设备的使用情况、损伤模式及失效模式来制定。 检验前的准备工作首先是检验资料的审查,其目的是掌握设备设计、制造、安装及改造过程中的遗留问题以及运行过程中的使用情况来确定检验的重点,其次是检验现场条件的确认。  检验实施的过程中,应当进行宏观检验、壁厚测定、表面无损检测、安全附件检验为主,必要时增加埋藏缺陷的检测、材料分析、密封紧固件检验、强度校核、耐压试验、泄漏试验等项目。当设计文件对检验项目、方法和要求有专门规定时,还应遵从设计文件的规定。        
        2锅炉压力容器压力管道检验中常见的裂纹问题
        2.1应力腐蚀
        应力腐蚀大致由三方面因素,一、由于承压类设备的特性,一般都由金属制造即材质是第一影响因素,二、金属制造的过程大都由焊接制造,焊接时存在焊接残余应力即拉应力,三、考虑到运行过程中所盛装的介质复杂,即介质的特性对应不同设备的材料。应力腐蚀有穿晶和沿晶两种。在晶界作用的引导下对当前腐蚀面进行辐射性的扩散,最终逐渐出现裂纹。另一方面,压力容器及管道内外应力最大部位会因为苛性脆化所造成的的裂纹形成由内向外的辐射,基于此,裂纹不断向外部发展,久而久之便会造成较为严重的安全事故,同时也会影响企业本身的经营效益,并且造成人员流失等问题,阻滞着企业整体的可持续发展。通常情况下,因为应力腐蚀而产生的裂纹均呈现出一种放射状,这种放射状的外形像蜘蛛网,并且具备由内向外辐射的特性,所以安检人员在开展安全检查工作的过程中应给予高度的重视,尽最大可能的避免企业受到人员流失及经济损失。一般支裂纹会沿着主裂纹的放射而向外扩散,当腐蚀到达一定程度时会导致发生质变,主裂纹与支裂纹的性状与路线清晰可见,周边附着氧化铁,但是应力腐蚀产出的裂纹不会造成压力锅炉钢板的变形等问题。
        2.2制造及使用过程中的冷、热裂纹
        在使用的过程中,操作人员需要充分发挥自身专业水平,避免在使用过程中出现不规范的相关操作,确保整个使用过程中流程能够达到相关标准及要求。机械操作的误差会促使设备产生少数细微的裂纹,并在日后的运行当中持续不断的向外扩散,最终导致安全事故的发生。举例来说,在焊接的过程中,温度超过了相关标准及需求,因此在高温的持续作用下产出裂纹,焊接完成后,在设备热处理的过程中,时间与温度等条件再次把控失败,导致在冷却中裂纹再次向外扩散,更加明显。
        实际的制造、使用过程中,热裂纹与冷裂纹两种裂纹较为常见,通常这两种裂纹的产生是由于操作人员的操作不规范、对温度控制不精准而导致,因此操作人员的业务水平及专业知识储备是产生冷热裂纹的主要因素。虽然两者之间产生的原因均是由于操作人员的业务水平及专业知识储备不足,但是热裂纹本身在产生的过程中会因为空气与瓶身的相互接触而形成较为显眼的颜色,安检人员通过肉眼即可发现,但是冷裂纹的颜色则与热裂纹大相径庭,一般来说冷裂纹的颜色操作人员无法用肉眼观察到,必须使用相关检查机器辅助检测。除此之外,冷裂纹的产生过程非常漫长,且具有较强的隐蔽性,因此冷裂纹对设备整体运行造成负面影响较为严重。


        3锅炉压力容器压力管道裂纹问题的预防处理方法
        3.1提高操作者的技能水平,严格规范操作要求
        总体来讲,在运转过程中压力管道的裂纹不仅仅是内外压力所导致,还有很大一部分原因是有些员工的操作水平有限,而且操作技巧不够娴熟。为了减少裂纹的产生,操作者应提高操作水平,确保锅炉在从启动到停炉的全过程中实现平稳过渡,有效控制炉内温度,避免出现过热和过冷的现象,由此可以极大地减少温度变化过快引起的压力管道裂纹问题。因此,操作者应严格按照规范进行操作,使得锅炉处于合理的运转状态,进而可以延长锅炉使用年限。有关企业应逐渐提高锅炉操作工的准入门槛,或者及时为入职员工提供关于锅炉压力容器操作规范的技术培训,同时,将容易导致裂纹出现的诱因进行剖析和讲解,减少裂纹给锅炉压力容器带来的损害。
        3.2明确质量检验程序,严抓原材料和各零件检验环节
        原材料检验环节非常重要,直接制约着锅炉压力容器的生产质量,有助于从源头上有效防止裂缝问题的出现。对原材料选择、运输、存储以及加工等环节进行严格检验,在确保原材料达到应用标准的基础上做好各零件检验工作,每个零件都需要严格的检验,因为某个小零件存在的问题往往会严重破坏了整体功能。因此,就零件生产和加工环节而言,既要明确质量检验程序,以生产标准为基本依据,也要规范操作程序,避免操作问题影响锅炉质量。除此之外,为了确保检验质量,可以申请由第三方机构进行再次检验,以防出现检验漏洞,多重检验更能够排除存在的隐患。
        3.3加强生产制作管理,将检验贯穿于制作全过程
        除了原材料检验之外,生产制作管理也是确保锅炉压力容器良好运行的关键环节,应对此环节进行重点检验:全面检验每处生产细节,多次检验锅炉的生产品质。以生产标准为基本参照,严格把控工艺流程,引进比较先进的生产技术,降低生产过程中存在裂纹隐患的可能性;进一步规范图纸设计,利用科学的评估方法对图纸设计进行检验,可以通过测试的方式不断完善图纸设计,提高图纸设计的科学性和可操作性;采取抽样检测的方式检验原材料品质,严格把控质量关,避免因原材料不达标而留下生产隐患;规范管理生产工序,全面检查制作情况,加工环节对于锅炉质量来说非常重要,如果此环节出现问题,不仅会导致后期出现裂缝问题,而且会对原材料造成一定程度的浪费。可见,将检验贯穿于锅炉制作全过程,更能够为提高锅炉使用性能提供基本保障。
        3.4形成规范的质量检验及维护体系,加强日常维护
        日常维护是确保锅炉压力容器正常运行的重要措施,形成规范的检验及维护体系至关重要:规范生产环节质量检验,构建具有指导和约束效力的管理体系,不断优化锅炉制作流程,尤其是增强对压力管道裂缝问题的预防意识;压力管道在处于工作状态时,难免会出现裂缝问题,应从每次出现的裂缝问题中吸取经验,锻炼对应急情况的处理能力,当锅炉处于停炉状态时,可以适当释放应力,并做好维修检查;在日常维护中,应制定定期检查计划,定期更换各零件,检查过程应严格、仔细,关注到每个小零件;在锅炉长时间运转的过程中,内壁容易积累残渣,残渣遗留会导致锅炉整体出现受热不均情况,应定期做好相关清理工作,同时,压力管道存在老化现象,耐用性会不断降低,在检验过程中应尤为关注其力学性能以及冲击韧性。
        4结束语
        总之,承压类特种设备因为其检验工作较为特殊,因此常会受到部内、外力因素的影响,极易造成裂纹问题,直接影响整体运行,并引发相应的安全和质量问题,所以,我们需要对各类裂纹现象进行分析,强化检验工作管理力度,确保承压类特种设备的运行和生产。
        参考文献
        [1]郑鑫垚.锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题分析[J].科技创新导报,2018,15(32):52+54.
        [2]尤佳.锅炉压力容器压力管道检验的裂纹问题及其处理[J].化工管理,2019(03):30-31.
        [3]朱文英.锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题[J].科学技术创新,2019(05):191-192.
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