锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题分析

发表时间:2021/7/1   来源:《科学与技术》2021年第29卷7期   作者:范志峰
[导读] 锅炉压力容器是我国现代工业生产中极为常见的设备,借由燃料燃烧释放的蒸汽,能够为我国各行各业所利用。
        范志峰
        山东鸿运工程设计有限公司湖北分公司,湖北武汉,430000
        摘要:锅炉压力容器是我国现代工业生产中极为常见的设备,借由燃料燃烧释放的蒸汽,能够为我国各行各业所利用。但也正因为如此,锅炉压力容器在使用方面存在较大的安全隐患,若不能及时有效的提供维护措施,避免锅炉压力容器及压力管道受损,则势必会引发工业事故,使工业蒙受极大的经济损失,同时也会对操作人员生命财产安全带来损害。
        关键词:锅炉压力容器;压力管道;设备检验
        
        一、管道检验内容与方法分析
        1.1内部与外部检查
        在锅炉外部检查期间,管理人员需根据锅炉运行状态、制作状况、外观尺寸、保护装置等设备的使用状况分析锅炉可能潜在的操作风险,并着重对重要部位的管道进行检查,确保管线环境干净整洁且无明显裂纹,才能准许锅炉系统继续使用。期间,外部检查可每年检查一次,以便得知锅炉运行的大致情况。在锅炉内部检查期间,管理人需停止锅炉运行,借由无损检测等技术对锅炉内部环境、管道连接等数据进行采集,以便识别潜在风险同时拟定确切的检修方案。期间,内部检查可每两年检查一次,或当锅炉出现特殊情况时,也同样需要采取锅炉内部检查措施。
        1.2锅炉水压试验
        通过水体作为试验介质,以规定水压注入锅炉管道内部,以便审核管道水密性与气密性,及时找寻出裂纹等问题部位与隐患。此类检测措施通常六年一次,若存在漏水问题时,则锅炉在彻底修理完善前,不得再次使用。
        1.3管道检验操作要求
        在锅炉压力管道检测过程中,管理人员需审核检测人员是否具备无损检测的资质,并根据检测方式分析是否会对压力容器造成影响。其次,可提供现场操作评审平台,以便更确切的知晓操作人员的技术水准,以便拟定更详细的操作管理方案。最后,在技术图纸会审期间,管理人员需主动介入,明确系统技术选择与设计变更状况,确保所有潜在影响因素都考虑完全,才能展开管道检验工作。期间,管理人员应积极配合设计单位提供现场资料,并跟随会审流程的深入持续提出建议,以便压力管道系统构建质量得以保障。
        
        二、锅炉压力容器压力管道的裂纹类型
        2.1应力腐蚀裂纹
        应力腐蚀裂纹主要是腐蚀介质与内外管道应力共同作用所产生的裂纹,主要发生在集装箱管座或汽水管道内。因为管道需要进行热水循环,当其受到较大的外界荷载压力影响时,管道的弯折和拉伸强度会发生变化,极容易产生弯道变形现象,当弯道变形程度超出材料能够承受的范围就会产生应力裂纹。
        2.2机械疲劳裂纹
        由于压力管道长时间处在高强度运转过程中,非常容易产生机械疲劳裂纹,机械疲劳裂纹主要产生在应变力集中的地方,通常是呈直线型,在刚产生机械疲劳裂纹时,裂纹是较为集中且长度相对较短的,如果此时没有进行一定的维修和改善,那么随着时间的发展,裂纹会不断往内部进行拓展,而且拓展速度会不断加快,最终会带来严重的破坏和损伤。其中材料结构、环境介质都会影响机械裂纹的拓展速度。
        2.3过热过烧裂纹
        过热过烧裂纹通常发生在部件热加工过程中,在进行锻造、焊接等过程时非常容易产生过热过烧裂纹。所谓过热是指对金属材料进行加热过程中,当温度超过上临界点后若持续升温,则会产生过热现象;而所谓过烧是指当金属材料的加热温度非常高时,晶界氧化所产生的沿晶裂纹,当处在过烧状态下的金属材料在轧制过程中非常容易产生龟裂。


        2.4腐蚀疲劳裂纹
        腐蚀疲劳裂纹大多发生在集装箱管座等处,这类部件大多需要长期经受外界荷载压力,而且在管道内大多数储存的是腐蚀物,这些腐蚀物的存在会在一定程度对管道金属产生破坏和损伤,随着使用时间的不断延长,腐蚀疲劳裂纹现象会越来越严重,不只会严重影响管道的正常使用,减少其使用寿命,还有可能会导致管道内部环境受到严重污染。腐蚀疲劳裂纹大多比较细小且相对较为尖锐,当出现主要裂纹后,还有可能会衍生出次要裂纹。
        2.5蠕变裂纹
        当压力管道材料发生损伤时,若在应力和温度的共同影响下,极有可能会产生蠕变裂纹,逐渐裂纹大多沿弯道轴进行分布,且容易出现在管道应力较大的部位。
        
        三、预防裂纹产生的措施
        3.1做好质量把关
        在锅炉生产制造的过程中,提高焊接工艺的规范与标准要求,确保原材料质量安全,对所使用的原材料进行质量抽检,禁止劣质材料应用到锅炉的生产过程中,切实提高锅炉的生产质量。其次,在进行锅炉压力容器压力管道设备的选择时,也要加强质量控制,严格按照相关标准,结合实际需求选择性能好、质量达标的压力设备。另外,零部件的选择也要引起足够的重视,必须严格按照锅炉压力容器压力管道的功能、特点选择与之相配的零部件,确保两者之间的匹配性与连接性,避免由此造成的裂纹问题。
        3.2提高工作人员的操作水平
        预防裂纹的产生必须要从根本上进行补救,裂缝的产生与锅炉操作有很大关系,作为能源转换的重要设备,必须重视对锅炉的合理使用,确保操作的合理性,提高锅炉的使用寿命。工作人员作为锅炉设备的主要使用者,其操作水平与熟练程度对锅炉压力容器压力管道的质量影响很大,由于工作人员没有按照锅炉标准进行操作,容易产生安全隐患。相关单位应该加强对工作人员的专业化培训,提高员工的理论知识,落实操作过程中的责任,确保锅炉在开启、工作、停止过程中的安全有效运行,减小温度变化产生的差距,实现平稳缓慢的变化,这样才能降低金属材料在单体时间内温差太大产生的裂纹问题。
        3.3做好锅炉的及时检验与定期检查
        锅炉在使用过程中要做好日常的维护与保养工作,这样才能提高锅炉运行效率,对于不可避免的裂缝问题,应该采取积极有效的处理措施降低问题带来的影响,在问题解决的过程中,要注意积累经验,能够具备应对紧急状况的能力,对裂缝部位进行仔细的修补工作;锅炉作为一种高温设备,在运行中会产生很高的温度,要时刻关注锅炉的运转状态,避免烫伤;在对锅炉进行检验与检查的过程中,要注意科学合理、全面有效,避免出现危险事故,务必做到全面的检查,确保各项工作的有序进行,降低锅炉压力容器压力管道出现裂缝的可能性。

        四、结论
        锅炉压力管道检测裂纹问题的有效防治,不但能够更全面的维护锅炉压力容器运转的稳定性与可靠性,使压力容器运行质量可控性增强,避免对操作人员生命安全造成损害,同时凭借裂纹防治方案,更便于为后期检修与维护工作提供引导,以便营造更舒适且安全的工业环境。故而,在论述锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题期间,必须明确锅炉压力管道检测裂纹类型与检测方法,并提供详细的裂纹防治措施,才能为后续工业生产体系的构建提供更全面的技术保障。

        参考文献:
        [1]李红艳[1].锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题研究[J].黑龙江科技信息,2013(14):14-14.
        [2]谢柳浩[1].锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题[J].科技创新与应用,2014(23):118-118.
        [3]李广彬[1].锅炉压力容器压力管道检验中裂纹问题的研究与处理[J].山东工业技术,2015,0(4):32-32.
        [4]孟凡熙.锅炉检测中所存在的裂缝问题及处理措施[J].中国新技术新产品,2016,0(18):57-58.
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