锅炉压力容器压力管道检验的裂纹问题及其处理

锅炉压力容器压力管道检验的裂纹问题及其处理

绍兴市特种设备检测院浙江绍兴312071

摘要:在社会生活与生产过程中大量使用到了锅炉,这是一种能量转换设备,在使用过程中要求特别注重其安全性。在长时间的使用过程中压力管道与压力容器会出现裂缝问题,要求对此进行有效处理,提升锅炉使用的安全性。

关键词:锅炉压力容器;压力管道;检验;裂纹问题;处理

1管道检验常见裂纹类型

1.1应力腐蚀裂纹

应力腐蚀裂纹通常是管道外部或内部应力与腐蚀介质共同影响的结果。此类裂纹类型常见区域在汽水管道与集装箱管座内。根据以往调查资料可知,应力腐蚀裂纹部位通常会呈现出垂直性,因此主要遭受应力通常为外界荷载,在较大的荷载压力环境中,因为不锈钢管道元件本身需承受较热的循环水,因此管道拉伸与弯折强度会受到一定影响,在某一点大荷载接触的环境下,便极易造成管道变形,当超出管道材料变形极限,便会出现应力裂纹。另外,在火电厂锅炉压力管道使用期间,因为管道内部流体压力等因素影响,若管道出现形变,则势必会受到内部热水的定向腐蚀。此类裂纹通常会呈现出带状特点。

1.2机械疲劳裂纹

机械疲劳裂纹主要发生在轴承、叶轮和辅助设备运转的装置上,通常积聚在锅炉机械应力频繁且应变力集中处。在长期机械疲劳因素的影响下,通常裂纹会在机械接触点或应力重心部位出现,而后以隧道方式向锅炉压力管道内部拓展,当发现时内部裂纹基本成型,若仍旧继续使用,裂纹拓展速度会明显提升,最后导致一整段压力管道崩塌。在此期间,机械疲劳裂缝内部应力与裂缝蔓延方向通常会呈现45°角,当裂纹加速发展时,应力方向与裂缝蔓延方向便会呈现90°。

1.3过热、过烧裂纹

过热过烧裂纹的产生主要原因是温度。过热过烧裂纹在宏观上的表现是有大小不等的裂纹,产品有融化和晶界氧化的表现。同时伴有表面的碎裂现象。在微观方面,主要是晶粒的颗粒粗大、魏氏组织大面积覆盖,有微细圆球的粒子沉淀。氧化性气体在高温下向晶界周围扩展形成。在显微镜的辅助下,能看到晶粒表面较大的孔洞和氧化晶界网络存在。在设备铸造的工艺中,如弯制、轧制、焊接等工序中热处理超过限度。对金属的加热超过了材料标准要求后,由热量持续积累数年形成的。晶界氧化后局部会产生沿着晶裂纹。这些裂纹和龟裂给锅炉承压部位埋下了巨大隐患。

1.4腐蚀疲劳裂纹

腐蚀疲劳裂纹与机械疲劳型裂纹有本质上的不同。此种裂纹经常出现在集装箱等管座部位,因为此类部件持续受外界荷载压力与振动等因素的影响,并且管道使用环境中存在较多的腐蚀物,极易对管道金属质量造成损伤,因此伴随管道使用时间越长,在机械疲劳裂纹基础上,还会存在腐蚀问题,不但会加速消耗管道的使用寿命,同时伴随水流更极易污染管道内部环境。此种裂纹通常呈现细小尖锐特征,主要裂纹形成后会演生出次裂纹,次裂纹随距离变长受材料抑制,因此裂纹数量也会急剧减少。

1.5材料热疲劳裂纹

当金属管道局部区域反复出现弯折或拉伸的应力作用,并且经常临近强度极限,则由此产生的裂纹便是热疲劳裂纹。此类裂纹最常见的区域在锅炉的喷水减温、管道压力表与排气管设备中。根据以往调查资料可知,此类裂纹出现是因为某一部位有明显的外部创伤,导致局部拉伸与弯折应力受到影响,由此演变成热疲劳裂纹的情况。与此同时,在不少工程中,虽然裂纹并不明显,但管道内部应力影响环境仍旧会影响部件的使用寿命,属于锅炉压力管道内较常见的隐患类型。根据以往检修资料可知,热疲劳裂纹形态普遍较粗,通常呈现出网状或线状痕迹,并且裂口处极易被氧化。

1.6材料蠕变裂纹

蠕变破坏是随着时间产生的,实际的影响因素是温度和应力的共同作用。金属因为损伤造成了蠕变裂纹的出现。宏观上裂纹垂直于最大的应力。在弯道上沿着轴向分布。在一个较大的裂纹带内,主纹两侧有平行的裂纹分布。管道、集装箱应力较大的区域是形成蠕变裂纹的主要区域。蠕变裂纹的宏观区域,有数量变化不确定的蠕变裂纹无规则地连接。多数是米粒状或者孔洞状。

2预防压力管道裂纹对策

由于多种原因的存在,在锅炉的使用过程中出现了多种裂缝问题,要求对锅炉采用正确的操作方式,加强对原材料生产的质量控制,加强对锅炉有效的质量控制,对裂缝问题进行有效预防与处理。

2.1对锅炉采用正确的操作方式

锅炉的使用实现了对能量的转换,在使用过程中具有严格的使用方法,锅炉压力容器压力管道检验裂纹问题出现的重要原因之一就是人为操作失当现象的产生,由此锅炉的使用过程中要求对操作人员进行专业的职业培训,促进其养成正确的锅炉操作方法,对其进行专业技能教育与训练,充分熟悉锅炉的使用方法与操作规范,避免在操作过程中出现操作失误的现象,给锅炉的正常安全运行带来隐患。同时向锅炉操作人员进行锅炉使用培训工作的及时普及与加强,充分向其讲解锅炉的正确使用规范与使用方法,并在组织内建立严格的考核体系,有效预防在锅炉使用过程中操作人员操作不当而出现裂纹的现象。

2.2加强对原材料生产的质量控制

锅炉压力容器压力管道检验裂纹问题的产生与锅炉的原材料之间有着紧密的联系,为此要求在锅炉生产之前充分审核设计内容按照设计图纸来比对锅炉生产所需要的各种原材料,要求严格按照规范的生产要求进行生产工作,同时对生产与加工中的各个环节进行有效控制。结合锅炉的设计图纸与使用规范制定出详尽的锅炉压力容器的生产管理规定,为锅炉生产工艺的正产进行提供良好的安全保障。加强对锅炉压力容器使用情况的检查,通过合格的原材料的使用提升锅炉压力容器的质量,促进锅炉压力容器的正确使用,避免其在使用过程中由于质量问题而导致裂纹的产生。

2.3加强对锅炉有效的质量控制

在过滤的生产与使用过程中具有一定的安全隐患,属于一种高危设备,由此在使用过程中要求对这一设备进行有效的质量控制,在锅炉使用的各个环节之中都充分贯彻质量控制这一决策。在充分分析的基础之上将其中的误差有效控制在一定的限度之内,为此在使用过程中要求建立有效的自我检查流程与互相检验程序,通过对流程管理的有效控制避免或者减少锅炉压力容器压力管道检验裂纹问题的产生。同时在锅炉的使用过程中建立一套严格的监测使用体系,对锅炉的使用情况进行细致而有效地监测,及时发现锅炉使用过程中出现的各种问题,并及时采取有效的处理措施,对锅炉的使用人员进行关于锅炉监测方面的培训,将锅炉压力容器压力管道检验裂纹问题发生的可能性降到最低。在监测过程中一旦发现出现了裂缝问题,则严格按照锅炉使用与维护过程方式对裂缝的发生采取有效的处理措施。

结束语

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]吐尔洪江?托合提,阿吉木?阿不来.锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题[J].科学技术创新,2017(12):139-139.

[2]刘玉鑫.锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题[J].中国设备工程,2017(1):44-45.

[3]谢柳浩.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.

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