在锅炉压力容器压力管道检验中关于裂纹问题的探讨

发表时间:2021/6/8   来源:《中国电气工程学报》2021年1期   作者:王敬东
[导读] 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
        王敬东
        浙江省特种设备科学研究院    310020
        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。基于此,以下对在锅炉压力容器压力管道检验中关于裂纹问题进行了探讨,以供参考。
关键词:锅炉压力容器;压力管道检验;裂纹问题;探讨
引言
        为了确保锅炉压力容器正常运转,理应做好压力管道检验工作,务必将其作为一项重要内容加以对待。锅炉压力容器在运转过程中,受内外环境和压力的作用下,很容易出现裂纹问题。裂纹问题比较容易被忽视,但此问题严重影响着锅炉压力容器的正常运转,使其存在很大的运行隐患。只有科学、规范处理管道裂纹问题,才能确保锅炉压力容器的质量和使用年限。
1裂纹问题
        裂纹缺陷是压力容器缺陷中最常见、最难以控制的缺陷,也是导致压力容器失效的因素,裂纹会出现在压力容器任何部位,主要集中在焊缝周围,有时候母材上也会出现裂纹,形成裂纹的原因多种多样,主要的原因有原材料、制造过程,运行中介质和使用参数变化导致的,根据压力容器多年检验经验来看大多数裂纹都发生在焊缝周围,裂纹首先是初步形成当深度发展到一定程度就会导致容器失效,因此,对压力容器检验中裂纹的检验最为重要,
2锅炉检验内容和方法
        对压力容器进行检验时,需要严格检查保护装置、设备支座、质量外观等,在对质量外观进行检验时,应当重点关注平台和管道的保温、走向等。在对压力管道进行检验时,需要重点检验技术资料、安装管道质量、膨胀状况等,同时还需要进行水压测试,在检验过程中需要重点关注管道疏水、放水情况。在检验外部时,需要保障锅炉处在工作运行状态下,外部检验的次数需要控制在一年一次以上。如果根据工作需求需要对锅炉进行较大程度的修改,那么必须要在修改完毕后进行外观检查。在检验内部时,需要确保锅炉处在非工作状态下,检查次数需要控制在两年检测一次以上,在对内部进行检验时需要重点检验安全性以及严密性等。其中,需要注意内部检验不得与水压检验同时进行。除此外,还需要对相关工作人员进行检查,主要检查工作人员的执照、资质证书、工作效果等,只有通过以上检查才能更好确保压力管道处在正常运转状态下,也能够最大程度降低压力管道发生故障的几率。
3锅炉压力容器压力管道的裂纹类型
        3.1冷热过度出现的裂纹
        受压力管道制作材料限制,金属在过冷或者过热的环境中很容易出现裂纹。在制作压力管道时,金属板需要经过很多道工艺的处理,而且不同的工艺处理环节都会涉及温度的改变。例如,在加热过程中当温度过高时,晶体在发生变化的过程中会出现烧裂纹,当温度高于金属临界温度值时会出现热裂纹,而在冷却环节会因为温度降低而出现冷裂纹。相比热裂纹,冷裂纹具有一定的隐藏性,不易被发觉。可见,温度过高或过低都容易导致压力管道出现裂纹。
        3.2疲劳裂纹
        这种裂缝是目前压力容器中最常见的检验问题之一。该问题的主要原因是,由于锅炉运行时间长,各种机械零件的性能下降,造成疲劳裂纹,影响压力容器的安全稳定运行。同时,疲劳裂纹的出现会对锅炉和压力容器中压力管道的检查工作造成一定的损害,以后的维护也很困难。疲劳裂纹的出现,分析了管道这里的零件与其他位置的零件相比,表示腐蚀疲劳裂纹的可能性会更大。从本质上来说不难看出各种疲劳裂纹的形成过程具有一定的规律和特点,机械疲劳裂纹的出现位置主要集中在反射应力的位置。由于发展速度慢,初始阶段疲劳裂纹隐蔽性强,造成这种裂纹的因素很多。因此,此类裂纹的状态比以往普通裂纹更复杂,基本弯曲度高于普通裂纹。

同时,这种裂缝有一定的开口,有一定的粘结坑,尾巴尖。我们应该注意这种裂缝两侧的深度不大。在正常情况下,金属材料经常暴露在低于极限拉伸强度的连续热交流电压下,从而使材料立即断裂,称为热疲劳。
        3.3应力腐蚀裂纹
        应力腐蚀裂纹是压力管道在受力作用下和腐蚀介质的影响下出现的一种裂纹,该裂纹比较常见于汽水管道以及管座上。将裂纹的结构加以剖析,选择了裂纹存在的固定位置,分别展示了弯管裂纹受内压之前和之后在形态上发生的变化。除了应力作用影响外,压力管道还容易因腐蚀介质的存在而出现裂纹。腐蚀介质具有很强的碱性,当腐蚀介质和金属发生化学变化时,压力管道在电流作用下会产生不同程度的裂纹。
4预防锅炉压力容器压力管道裂纹出现的有效策略
        4.1规范设备质量筛选
        当前国内石化行业压力锅炉安全检查存在一些负面问题,影响了压力锅炉后续运行的整体质量。结合调查结果分析,锅炉和压力容器压力管道破裂是影响整体运行效率和安全质量的主要因素。在此基础上,安全检查员应规范现行生产设备的质量检查。因此,锅炉、压力容器和压力管道的制造必须严格按照规范或标准进行,必须严格执行质量控制环节和非作业规定,并应颁布相应的监督条例,对其进行监督和限制。制造商还应提高船舶和管道的采购和使用标准,并在某些使用试验后将其纳入正常运行。生产设备的初始质量取决于制造商、运输过程和原材料供应商等诸多方面,因此买方在购买高压锅炉时检查压力容器和压力管道。b .必须注意压力容器和压力管道的检查。
        4.2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。
        4.3提高工人技术水准
        冷花的原因虽然略有不同,但其原因是缺乏操作水平和专门知识。因此,有关管理部门应充分重视工作人员的专业技能和安全意识培训,要么定期对工作人员进行知识和技能培训,要么提高征聘和聘用门槛值,并引进大批高素质的专业人员。另一方面,参与生产设施的所有生产力量都必须接受严格的技术培训和测试,以提高整个石油工业中工人的质量,为此要对适当但不负责的生产力量进行处罚。
结束语
        锅炉压力容器压力管道的裂纹类型主要包括应力腐蚀裂纹、机械疲劳裂纹、过热过烧裂纹、腐蚀疲劳裂纹、蠕变裂纹等,一旦产生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
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