栗升
甘肃省特种设备检验检测研究院，甘肃省兰州市 730050）
摘要：压力容器与压力管道均是工业生产中最为常见的设备，长期运行在高温、高压、腐蚀性介质环境下，压力容器与压力管道难免会出现运行故障问题。裂纹问题是压力容器与压力管道检验中的一种常见性问题，极易引起介质泄漏引发爆炸事故，风险性很高，因而一直以来都是重点的防护内容。基于此，本文重点分析论述压力容器压力管道检验中裂纹问题的防治措施。
关键词：压力容器；压力管道；裂纹问题
对于长期处于高温高压和腐蚀性介质环境的压力容器、压力管道来说，因为恶劣的工况环境，因而要非常注重设备本体的完好性和设备直接衔接的密封性。一旦设备在运行期间出现裂纹问题，很大几率会造成介质泄漏引发爆炸事故，造成严重的人身伤害和带来巨大的经济损失。总体来说，压力容器压力管道检验中的裂纹问题包括机械疲劳裂纹、腐蚀疲劳裂纹、热疲劳裂纹、应力腐蚀裂纹、蠕变裂纹，务必给予科学有效的防治措施。
1.压力容器压力管道运维内容
压力容器压力管道检验运检内容主要包括三方面，即工作环境分析、技术资料核对、水压试验。
在工作环境分析中，工作人员要重点去检查压力管道的运行环境和状态。以高温设备为例来说，要重点检查温度环境、介质温度、器壁温度、可支撑环境，要严防内外温度过大问题的发生，以此避免器壁裂纹的发生。另外，若是所使用的设备进行过技术性改造，则要对温控系统作全面的检查，确保始终处在合理的工作环境中。在技术资料核对中，要重点对检查结果和技术资料进行细节上的核对。若是发现检查结果与技术资料存在差异，则表明压力容器压力管道存在运行方面的问题，要及时进行问题彻底排查，彻底查清楚差异产生原因与解决办法，和以后运行期间进行持续改进的方法。在水压试验中，试验压力要严格遵循设计文件的规定，如果采用高于设计文件规定的压力参数时，应当对各受压元件进行强度校核；在试验过程中，不得采用连续加压来维持试验压力不变，在试验过程中不得带压紧固或者向受压元件施加外力；试验中水介质要符合要求，对不锈钢设备进行水压试验时要严格控制水中氯离子含量；升降压宜缓慢进行，并且整个试验过程应无渗漏、无可见变形、无异常响声。
2.压力容器压力管道检验中的裂纹问题
2.1蠕变裂纹
蠕变裂纹是指受到应力和温度作用时，高温设备部分金属材料随时间推移缓慢发生塑性变形的一种现象。蠕变裂纹的裂纹会曲折发展，其裂纹走向会呈轴向分布，可形成较宽的裂纹带。蠕变裂纹会重点集中于高应力应变区，比如焊接接头、高温构件区、三通接管等结构不连续处。
2.2疲劳裂纹
压力容器压力管道检验中的疲劳裂纹主要有机械疲劳裂纹、腐蚀疲劳裂纹、热疲劳裂纹。以机械偏劳裂纹为例来说，通常会出现在接头、小孔、加工刀痕、尖角、焊缝热影响部位，多呈直线状态。在初始阶段，裂纹比较短小，而后会发展为一条很长的裂纹。总的来说，导致机械疲劳裂纹出现的原因主要有材料结构、环境介质、受力条件、组织状态。再以热疲劳裂纹为例来说，压力管道是由金属材料所制成的，当低于拉伸强度条件时，因为受到热交应变力反复作用的影响，会很容易便形成热疲劳断裂问题。比如在火电厂运行中，蒸汽管道、排汽管道、输水管道会很容易便出现热疲劳裂纹。就热疲劳裂纹的特点来说，其裂纹不规则，宽度也可大可小，有间断性的特征，甚至还可以分为二次裂纹和产生分支。当管壁受到热冲击作用后，主裂纹会轴向扩展。除此之外，腐蚀疲劳裂纹经常性的发生在汽包、集箱管座处，这一个部位不单单需要承受较大的压力，而且还会受到传递振动应力的影响，在长时间作用下便会发生裂纹，甚至出现断裂。
相比于一般性的疲劳裂纹，腐蚀疲劳裂纹有着穿晶性、裂纹数量多的显著特点，腐蚀物质可以充满于缝隙内，裂纹部位有着非常明显的腐蚀破坏特征。
2.3应力腐蚀裂纹
应力腐蚀裂纹的发生与敏感的金属材质，腐蚀介质和应力作用有直接性的关系，多出现在设备高应力区域。从承压设备材质的角度来说，最常用的碳素钢、低合金钢以及奥氏体不锈钢均易受到不同介质导致的应力腐蚀，即便是很小的应力也会导致应力腐蚀开裂问题的发生，如奥氏体不锈钢就容易产生氯化物应力腐蚀开裂，碳钢和低合金钢就容易发生碳酸盐，硝酸盐应力腐蚀开裂，基本大部分承压设备刚才都易发生碱应力腐蚀开裂等等。总的来说，应力腐蚀裂纹有着长度短、数量多、发展快的显著特征。
3.压力容器压力管道检验中裂纹问题的防治措施
3.1认真做好原料零件的检验工作
通过积极开展原料零件的检验工作，可以从源头上有效控制压力管道的质量，最大限度降低裂纹发生率，确保压力容器运行时的安全。在原料零件检验中，要从原料采购、零件加工、设备出厂前这三个方面来着手。在原料采购环节，要确保原料质量保证，以满足生产需求；在零件加工环节，要严格控制好技术工艺，确保各项加工作业的流程化和规范化，确保尺寸误差始终控制在可控范围内；在设备出厂前，要做好检测工作，要结合实际情况去委托第三方检测机构开展检测工作，对于所发现的质量问题及时处理，确保所出厂的材料和设备质量均有所保障，最大限度降低压力管道裂纹的发生风险。
3.2结合需要控制好设备压力限值
在压力容器压力管道裂纹的防治中，要始终贯穿于生产环节、施工环节、维修环节，确保将压力值控制在极限范围内。具体来说，要重点做好两个方面的工作，一个是要采用PLC控制系统，对压力容器的运行状态进行实时的监测，全面分析温度、流速、压力等参数的变化情况，避免系统运行出现故障；另一方面要对压力容器的薄弱部位做好加固防裂工作，比如对于焊接部位要合理选择焊接形式，并严格控制焊缝的大小和走向，务必保证压力管道的整体性能。
3.3做好日常的维护保养工作
对于压力容器来说，是有着明确的工作条件和使用寿命的，若是在实际运行过程中可以控制好环境，可以很大程度上来减轻设备的损耗风险，延长使用寿命，依据容易产生裂纹的机理采取相应措施予以规避，使之发生的风险可以有效降低。基于此，工作人员要制定最佳的压力容器运行方案，结合实际情况来安排使用时间、停运时间、维修时间，有效的去控制环境温度、湿度和压力等因素，有效的去改善压力容器的运行环境。另外，要做好日常的维护保养工作，制定专业的维修人员去定期巡检，对于所发现的运行问题要及时处理，有效消除故障隐患，避免压力容器压力管道日常运行中产生的损害。
4.结语
因为受到多种运行因素的影响，压力容器压力管道在检验中会出现各种各样的裂纹问题，包括机械疲劳裂纹、腐蚀疲劳裂纹、热疲劳裂纹、应力腐蚀裂纹、蠕变裂纹，这些裂纹问题均会对压力容器压力管道的安全运行造成影响，因而务必给予高度的重视。基于压力容器压力管道检验中常见裂纹的特点，在实际开展防治工作时，要从原料零件的检验、设备压力限值控制、日常运行中的维护保养工作等一系列问题着手，采取相应预防措施和应对措施，全面有效的预防裂纹问题的发生，切实可行的保障生产的正常运行。
参考文献
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作者简介：栗升，男，汉族，甘肃省兰州市人，本科，工程师，检验员，研究方向是压力容器压力管道。