山东省特种设备检验研究院济宁分院 272000
摘要：锅炉压力容器压力管道检验的目的在于通过日常检验与维护提升其使用安全性与运行质量。检验中裂纹属于常见安全隐患，必须及时发现裂纹并有效处理，维护锅炉压力容器正常运转。本文首先分析了裂纹的常见类别，并在此基础上从裂纹的预防处理方法角度提出几点建议。
关键词：锅炉压力容器；检验；裂纹
锅炉压力容器是压力容器与锅炉的总称，属于特殊危险设施，为居民生活或办公提供热能。在锅炉压力容器压力管道检验过程中，裂纹问题并不少见，造成裂纹出现的因素较多，本文以此为切入点研究了裂纹问题的常见类别并提出几点检验预防处理方法。
一、裂纹问题常见类别
（一）应力腐蚀
在对锅炉压力容器压力管道检验过程中，应力腐蚀裂纹常见于汽水管道以及集装箱管座之类的位置。在应力和腐蚀介质协同作用下造成构件出现不同程度裂纹，主要表现为在浓度相对偏大的碱水侵蚀下锅炉钢板金属晶体和晶界面之间形成电位差，晶粒中的阴极和晶界面中的阳极之间形成微电流[1]。微电流沿着晶界面逐渐腐蚀金属内部而导致裂纹产生。根据检验经验，裂纹多出现于管道压力相对集中的位置，在应力最大处最为常见，并且裂纹可分为主裂纹和次裂纹。主裂纹穿过晶界面，而次裂纹沿着晶发展[2]。通常若裂纹能够被肉眼所见识，可发现裂口呈黑色且较为陈旧。在不同部件中腐蚀裂纹最常见处于奥氏体不锈钢中，尤其处于汽水介质中。由于应力作用微小因此并不明显，但在存在腐蚀反应后极易产生裂纹。形成腐蚀裂纹的关键原因在于振动、冷加工变形、残余应力三种因素，裂纹会呈“之”字形且从表面向内部深度发展[3]。
（二）异常温度裂纹
锅炉压力容器和管道在制作过程中由于温度过冷或过热造成的裂纹并不罕见。通常采用金属板材制造锅炉压力容器，在焊接工艺下完成加工在制作，过程中焊接所产生的高温造成容器出现裂纹被称为焊接热裂纹，而冷裂纹则大多由于在制作过程中半残焊接冷却时间控制不当所致。冷裂纹通常在温度过低时或完成焊接较长一段时间后出现，需要较长的形成时间，隐蔽性较强，可能无法被及时发觉。此类裂纹由于具有不易被发现性，因此危害相对较大。热裂纹具有晶格破坏性，在焊接过程中并不罕见，可被及时发现，且当焊缝长时间暴露于空气中时会呈现蓝色或黑蓝色，辨识度较高。
（三）疲劳裂纹
疲劳裂纹是锅炉压力容器压力管道最常见裂纹类型。大多表现为机械疲劳裂纹与腐蚀疲劳裂纹。前者大多呈直线状，多出现于焊缝热影响区域或焊缝缺陷位置。早期机械疲劳裂纹短小并呈隧道式向内部延伸，中期小裂纹相互连接成为长裂纹并逐渐增长，后期则会逐渐形成切向裂纹并快速增长。腐蚀疲劳裂纹具有一定规律性，是原本疲劳裂纹受到交变应力和腐蚀性介质双重作用下所形成，大多出现在应力集中位置，发展相较于机械疲劳裂纹而言更为缓慢。
（四）蠕变裂纹
蠕变裂纹是在长期受应力和温度协同作用下所产生的裂纹类型。会造成金属材料出现变形，在锅炉压力容器压力管道实际使用过程中材料分离导致形成蠕变裂纹。蠕变裂纹大多出现于集装箱应力较大位置或高温蒸汽管道弯管外弧表面，其走向与最大应力呈垂直状态，裂纹呈现平行状[4]。蠕变裂纹的裂缝之间无规律可循，裂缝主要表现为米粒状或多孔洞状。
（五）焊接裂纹
焊接裂纹实际上也被归为热裂纹的一种，当前企业应用的锅炉压力容器压力管道大多由特定金属板经过加工、卷制、焊接等操作制作完成，因此在制造锅炉时极易出现焊接裂纹。在高温作业状态下，经长时间焊接冷却后金属材料的部分位置易出现冷裂纹。这种情况的关键因素在于冷却之后存在于金像组织中的可溶解氢元素，当奥氏体逐渐转变为铁相体期间，氢元素会聚拢向中间形成氢裂纹，最终形成冷裂纹[5]。
二、裂纹的预防处理方法
（一）明确检验方法
需检测压力管道在实际使用过程中所能承受的真实压力范围，并按照锅炉内壁管道刚度以及其最大承受力等相关数据进行对比，查看压力是否超标，降低疲劳裂纹产生概率。在裂纹检测中，现如今多采用水压检测法，直观发觉是否存在裂纹并能够快速补救。实际检测中，可从外观着手查看锅炉是否可良好运行。
按照我国当前信息技术水平，检验人员可将相关数据记录于统一平台并实现自动化综合分析。
（二）严格生产制作
在锅炉压力容器的各个加工制造环节均须由检验人员在旁监督，每个细节认真审核检查，避免人工操作不当导致为裂纹培养成长的温床。在容器管道出厂前必须反复核验质量，最大限度降低裂纹发生率。在生产锅炉压力容器过程中，生产部门必须对加工制作流程严格遵守，强调各生产技术的规范性，避免意外状况或失误行为存在。正式生产前需认真审核相关工艺图纸，严格把控制作材料，生产环节涉及到的所有原材料及设备零件均需经过严格检验才可投入生产。锅炉制造时需由第三方机构进行全面严格检验并准确、及时发现不规范情况，及时处理隐患，降低裂纹出现概率。
（三）明确检验程序
在对锅炉压力容器压力管道检验前必须制定合理的质量检验程序，针对裂纹问题防治方法将检验程序细节化。由于裂纹产生的原因较多且影响因素较多，含水量、温度变化等客观条件均可能引起裂纹的出现，因此单纯依靠人工预防的方式是无法有效杜绝裂纹出现的。在检验环节必须对压力管道进行规范检验，加大对裂纹的有效排查，及时发现细微裂纹并抑制其深度发展。需根据日常检验经验建立相关检验体系与质量维护体系，及时判别并发觉问题所在。在体系中需包含锅炉压力容器压力管道涉及到的各种材料在性能方面的特殊性要求、施工工艺要求与施工流程、责任制要求。
（四）提升技能水平
锅炉是将煤炭资源转化为有效能源的重要设备，操作人员的熟练程度与操作水平直接对压力管道运行质量产生影响。若未严格按规范操作或操作不当极易造成管道出现裂纹，因此相关部门及企业必须对锅炉操作人员进行再教育与技能水平专业培训，让其认识到自身操作与质量控制之间的密切联系，保障稳定运行、安全运行。
（五）控制注意事项
首先检测人员及相关工作人员必须在安全意识上有所提升，认识到本职工作对锅炉压力容器压力管道的重要性，通过召开会议、定期培训的方式不断明确裂纹产生的原因以及与之相关的安全事故等，真正提升安全意识。其次，检验工作需规范化、合理化，严格依照相关流程完成做到有效且高效的检验，排除安全隐患。最后，企业应加大智能检测技术的投入，重视人工智能及相关软件的应用，提升检测效率降低检测难度。
结束语
根据本次研究，锅炉压力容器压力管道检验过程中裂纹常见类别在于应力腐蚀裂纹、异常温度裂纹、疲劳裂纹、蠕变裂纹、焊接裂纹。在预防处理方面，首先需明确检验方法，在锅炉压力容器压力管道生产过程中严格化制作，并在制作完成后进行严格检验，制作人员与检验人员需提升技能水平并明确注意事项，降低裂纹发生率，提升设备使用安全性。
参考文献：
[1]蔡政国. 锅炉压力容器压力管道检验中裂纹问题及预防处理方法分析[J]. 现代制造技术与装备,2017(06):155+157.
[2]袁祥. 对压力容器压力管道检验中裂纹问题的探析[J]. 现代制造技术与装备,2019(12):134+136.
[3]李淳. 锅炉压力容器压力管道检验中裂纹问题及预防措施[J]. 科技创新与应用,2020(05):117-118.
[4]魏延鹏. 锅炉压力容器压力管道检验中裂纹问题及预防措施[J]. 科学技术创新,2020(11):195-196.
[5]佟军. 锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题及预防处理方法[J]. 南方农机,2019,50(20):183.
作者简介：蔡喜云 女 1979年1月 压力管道检验 山东省特种设备检验研究院济宁分院 272000
作者简介：王亢亢 女 1985年6月 水处理检验师 山东省特种设备检验研究院济宁分院 272000
作者简介：石超 男 1995年1月29日 山东省特种设备检验研究院济宁分院 272000