曹海艇 柳长磊
山东省特种设备检验研究院有限公司 250101
摘要：锅炉压力容器可分为压力容器和锅炉两种特殊设备，在生活生产中占据重要位置，其功能在于将燃料燃烧生成热量来提供热能。在对压力管道展开检验过程中，裂纹问题最为常见，也是影响锅炉压力容器使用安全性的重要隐患。本文首先分析了压力管道检验中的常见裂纹类型及产生原因，并在此基础上针对裂纹的预防提出几点建议。
关键词：锅炉压力容器；检验；裂纹问题
锅炉压力容器压力管道检验中针对裂纹问题展开及时处理与预防属于锅炉制作工艺的重要环节，一旦存在裂纹，锅炉压力容器在使用过程中极易在高压高温状态下出现管道破裂甚至爆炸危险[1]。为了确保锅炉运行稳定性及操作人员人身安全性，必须对压力管道展开详细检验，明确裂纹类型及产生原因，严防裂纹问题。
一、压力管道检验中的常见裂纹问题及产生原因
（一）腐蚀裂纹
腐蚀裂纹指的是当锅炉受到腐蚀介质影响或应力影响下产生的裂纹，多出现于汽水管道位置，少数情况下在集箱管座等位置也会出现。相对而言，奥氏体不锈钢材质的部件更易受到应力影响，因此当存在腐蚀裂痕时应考虑是否由于材料因素所致。尤其在汽水物质影响下，即使应力较小，但仍存在腐蚀裂纹产生的可能性。腐蚀裂纹的出现并非单一影响因素所致，残余应力、振动、冷加工变形均可成为影响因素[2]。实际检验过程中，应力腐蚀裂纹多出现于锅炉弯管内壁，在压力管道使用过程中即便局部只存在轻微腐蚀也会导致出现腐蚀裂纹，呈带状延伸群状分布，数量多、开口大。若腐蚀裂纹未及时控制会从内向外持续蔓延，最终造成较大危害[3]。
（二）焊接裂纹
焊接裂纹在锅炉运行期间的发生几率较高，锅炉与压力容器的各部件往往是焊接连接，在长期运行状态下难免产生裂纹。金属材质处于长期高温环境下会逐渐出现焊接冷裂纹，这是由于焊接冷却金属组织中存在氢元素，其溶解度会明显受到物质环境的影响[4]。
（三）疲劳裂纹
疲劳裂纹是除了腐蚀裂纹和焊接裂纹外常见的裂纹类型，多出现于应力集中部位。其裂纹初始阶段较小，随着使用时间的延长会逐渐延伸，可分为腐蚀疲劳、热疲劳和机械疲劳三种[5]。腐蚀疲劳基于已存在的疲劳裂纹基础上，其产生原理类似于应力腐蚀裂纹，在腐蚀介质和应力影响下形成；热疲劳裂纹多为脆性断裂，在断裂部位只有不明显或少量的塑性形变；机械疲劳裂纹多出现于辅助性零件、叶片或叶轮位置，以管道表面最为常见，呈直线型，由短至长逐渐延伸，其出现原因在于仪器或设备存在缺陷或使用过度所致。疲劳裂纹多为穿晶裂纹，随着设备的运行，其延伸逐渐拉长，久之出现压力管道内壁腐蚀坑。一旦在检验中发现存在腐蚀坑必须及时弥补，否则故障蔓延易造成较大安全隐患。
二、压力管道检验中裂纹的预防
（一）完善质检程序
在我国工业化工生产中锅炉压力容器压力管道已经成为了不可或缺的重要工具，由于管道本身存在危险性，因此在实际使用过程中应考虑到工业化工行业的安全隐患，部分安全隐患并非肉眼可见，而是需要通过合理的检测手段以及定期维护来保障使用安全性。要想彻底确保锅炉处于安全运行状态，必须在质量检测程序方面不断合理化、科学化，根据实际使用情况让检测程序更符合检测需求，将锅炉运行危险程度降至最低。在制造锅炉压力容器压力管道期间，需根据质检标准将各个步骤严格监管，不可在经验下盲目制造，必须强调规范性与标准性。
在对管道展开检验时，无论是原材料还是成品，均应强调产品质量并注重对实际生产过程的监管。除此之外，在符合标准基础之上，对原材料的质检必须强调细节，在严格的质检程序下降低缺陷的产生几率。具体来说，首先在出厂前必须对锅炉质量反复核验，将裂纹出现可能性降至最低；其次，在图纸设计环节应细致全面的研究与分析，认真审核图纸，对管子的走向及材料设计详细化，根据锅炉使用强度及频率设定适合的参数，考虑到常见裂纹问题类型，提升设计科学性；第三，在制作环节应严把质量关，对锅炉生产工序认真检查、充分检查，避免因加工环节失误造成裂纹出现几率增大。除此之外，压力管道的检验应包含冲击韧性、力学性能等多方面检验，对材料耐用性科学评估，继而预测管道有效使用期限。
（二）改良操作控制
锅炉在当前工业化实际生产过程中已经处于广泛使用程度，随着当前锅炉压力容器压力管道相关技术的进展，锅炉的能量转换为工业生产效率起到了重要辅助作用，但在裂纹问题方面仍无法有效杜绝。除了设备及材料本身的质量原因外，操作同样会引起锅炉压力管道出现质量问题。操作人员的能力与技巧一方面决定了锅炉运行的稳定性，另一方面也对管道寿命产生着潜移默化的影响。当前工业化企业对锅炉技术人员的聘用门槛及从业要求并不高，甚至部分在岗人员只在岗前接受过相关培训。企业的特种设备操作人员必须持证上岗，定期展开技能培训与职业技能规划训练与考核，对操作标准及规范明确传授，从根本上提升技术技能，降低因操作不当造成的相关问题，并避免因失误出现管道问题无法有效检出或操作不当造成裂纹。另外，操作人员应注重新技术、新方法的运用，在提升热量转化效率基础上保障运行的稳定性与安全性。引进专业设备对压力管道运行状态加以检测，例如可引进温度感应器以及压力传感器，及时发现管道运行异常问题，对裂纹情况有效预防。
（三）保障稳定运行
不少锅炉压力容器压力管道的裂纹是由于长时间运行逐渐产生的，若可确保锅炉运行的稳定性，可显著延长裂纹的产生时间，继而提升锅炉压力容器压力管道使用寿命。因此锅炉的运行环节均需符合相关标准及要求，降低压力管道所承担的风险，从锅炉的开启、锅炉的运作、锅炉的停止这三个阶段展开运行管控，确保锅炉整体状态处于平稳性，降低运行期间温度波动幅度范围，否则锅炉易因难以适应导致裂纹出现。锅炉使用期间应做好定期检查与及时检验工作，若发现裂纹应立即处理，避免裂缝逐渐增大影响使用安全性。锅炉属于高温设备，日常使用过程中高温状态存在潜在安全隐患。工作人员需采用交替工作制度或对运转状态密切关注，避免长时间处于高压高温状态，需适当让锅炉停机休养，释放应力，在此期间进行常规检查与维护。同时，锅炉内壁的清洁也应加强关注，及时进行化学清洗清除内壁附着的杂质，避免局部受热不均造成裂缝出现。
结束语
总之，锅炉压力容器压力管道中的裂纹问题会直接影响到设备的使用安全性。设备操作人员、检验检测人员、制作人员均需了解裂纹的常见类型以及产生原因并在此基础上有效预防，严把质量关卡，全面消除运行安全风险。
参考文献：
[1]马良帮,王海宝. 关于锅炉压力容器压力管道检验中裂纹问题的探讨[J]. 科技风,2020(05):173.
[2]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.
[3]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.
[4]张海楠. 在锅炉压力容器压力管道检验中关于裂纹问题的探讨[J]. 中国设备工程,2021(03):188-189.
[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：曹海艇 男 1986年6月10日 电站锅炉检验检测 山东省特种设备检验研究院有限公司 250101
作者简介：柳长磊 男 1980年3月27日 电站锅炉检验检测 山东省特种设备检验研究院有限公司 250101