于锅炉压力容器压力管道检验中裂纹问题的探讨

发表时间:2020/6/2   来源:《基层建设》2020年第4期   作者:刘超
[导读] 摘要:锅炉压力容器以及压力管道一旦出现裂纹很容易引起锅炉爆炸等安全问题,为了确保工作人员的生产安全,及时对锅炉进行检测和维护是必不可少的工作,还要提升工人的操作技术和锅炉的质量,从根本上避免问题的发生。
        山东天元压力容器有限公司  山东临沂  276024
        摘要:锅炉压力容器以及压力管道一旦出现裂纹很容易引起锅炉爆炸等安全问题,为了确保工作人员的生产安全,及时对锅炉进行检测和维护是必不可少的工作,还要提升工人的操作技术和锅炉的质量,从根本上避免问题的发生。
        关键词:压力容器;压力管道;裂纹
        锅炉压力管道运行面临着十分复杂的环境,在长期负荷运行过程中也会出现裂纹,产生裂纹的原因是多样化的,可以按照裂纹的产生与发展对裂纹进行分类。经过研究发现,锅炉压力管道裂纹的产生与管道的结构、材料、部位等都有关系,不同的部位、不同原材料和不同用途的管道产生的裂纹是不相同。因为裂纹产生之后很容易引发爆炸事故,对工业生产以及人们的生命财产安全都有危害,所以为了尽量减少裂纹的产生,必须要从源头着手,查找裂纹的成因,定期对管道进行检测,减少裂纹出现。
        1 锅炉压力容器与压力管道检验中的裂纹问题
        1.1机械疲劳裂纹。
        机械疲劳裂纹,往往在应变集中处形成,大多在汽轮机的叶轮、叶片、大轴和辅助转动机械等部件的表面部位发生。第一,宏观特点:往往发生于材料缺陷处和焊缝热影响区,通常是直线状。其初始阶段短小且以隧道式向内扩展,中期阶段小裂纹连接成一条长裂纹,后期阶段裂纹加速扩展甚至出现切向裂纹;第二,微观形态:通常与主应力呈垂直方面发展,扩展方式大多为穿晶的,开裂区域形状像脆性开裂,而接触裂纹的开口较宽且有着严重粘结斑坑,裂纹两侧平整且深度较浅。
        1.2腐蚀裂纹
        在所有锅炉的零件之中,会有一些部件在应力与腐蚀介质这两方面的作用下出现开裂问题,这种情况下出现的裂纹便是应力腐蚀裂纹。这种裂纹通常发生在汽水管道与集箱管座等区域出现。在所用的熔炉部件之中,奥氏体不锈钢是最容易出现腐蚀情况的,特别是在汽水介质之中,微小的应力作用多会出现应力腐蚀反应而开裂。这种问题发生的主要原因在于冷加工变形、振动以及残余应力。这种开裂问题都是与张应力成90°直角的,而奥氏体不锈钢则多是落叶后的树枝,其尾部细尖,且具有分支。在普通情况下,火电厂汽水管道应力腐蚀开裂的地点多数在于弯管内壁中性层区发生,这种情况多是受到局部腐蚀而引起的。其常为群状,并多是带状沿轴变化,从微观方面而言,其常呈现出“之”字形状,并拥有从表面向内部扩展的特征。
        1.3 过热和过冷引起的锅炉压力容器管道裂纹
        锅炉压力容器的加工制造是由特定的金属盘卷焊接而成。裂纹和微裂纹很容易在锅炉制造过程中产生,裂纹很容易在温度过高和过冷时产生。焊接热裂纹由温度过高引起的,冷裂纹则是由温度过低产生的。热裂纹与焊接工艺的特殊性有关,是金属结晶过程中箱体更换前的一种晶格缺陷。焊接结束时产生一段时间的冷裂纹,长时间的行程,检测具有一定的隐蔽性,非常高的难度,非常大的隐患。
        1.4 过烧引起的锅炉压力容器管道裂纹
        这些裂纹通常是在金属零件的热加工过程中发生的,裂纹会在在加热过程中变得越来越明显,晶界氧化就会不断形成。一般来说,金属的过度燃烧变形问题比较严重,而且会产生裂纹。如果部件本身的表面断裂,熔点明显,则断裂的可能性就会增加。
        1.5 锅炉压力容器管道中出现的蠕变裂纹
        使用压力管道的时间越长,可能蠕变裂纹就越大。这主要是由于管道长期会受到应力和温度的影响。使用越长时间的锅炉压力容器的管道,损坏金属结构的程度就越深。由此来看,蠕变裂纹将不可避免地发生。主要集中在角焊缝、弯头外弧面等部位出现这种裂纹。这些零件容易受到损伤和变形,这将导致其周围产生更严重的裂纹。


        2 锅炉压力容器压力管道裂纹问题的处理方法
        2.1 做好质量管理工作
        生产和制造锅炉的过程中 , 要严格按照焊接工艺规范和标准的要求,制作锅炉的原材料的质量和安全一定要有保证,进行质量抽样检验使用的原材料,严格禁止锅炉生产过程中出现质量低劣的材料,并有效地提高锅炉的生产质量。另外,进行锅炉和压力容器压力管道设备选择的时候,还应对质量控制进行进一步加强,结合实际需求同时还要严格按照相关的标准,来选择好性能、高质量的压力设备。另外,零部件的选择也应给予足够的重视。根据锅炉压力容器压力管道的功能和特点,必须严格选择匹配部件,从而有效地保证它们之间的匹配和连接,避免匹配造成的裂纹问题。
        2.2 建立完善的设备质量检验机制
        锅炉设备质量是否安全直接关系到工作人员的人身安全和设备的使用寿命。所以,我们必须要对设备的质量进行提高,如果生产企业想要制定一份科学、合理、有效的检验机制,我们必须要根据以往的生产经验进行制定制定,从而可以有效地判断和解决设备中存在的问题。主要内容包括 : 锅炉压力容器管道材料性能要求 ; 施工技术和工艺要求和责任明确划分给每个设备制造商的具体职责,以便在设备出现问题的时候,相关工作人员能够马上发现问题,同时能够有效判断出问题出现的原因,并及时有效地解决。使生产经营者可以继续提高生产的责任感,严格按照相关规定进行生产,从而生产出高质量的设备。
        2.3 控制原材料的质量
        锅炉设备的缺陷和疲劳强度与设备原材料的质量息息相关。锅炉压力容器管道产生裂纹的最主要的原因就是金属原材料的质量不过关。所以,一定要对锅炉设备的材料的质量进行严格的把关。第一,要仔细研究金属板的性能,寻找符合锅炉设备生产的材料,同时还要在得到国家质量检验证书后进行投放使用。第二,严格检查进厂的材料质量,包括材料的外观和性能,不合格品退厂加工。
        2.4 设备的合理使用
        在长期高温高压使用后,这种设备的一些性能没有得到充分的缓解,这很容易导致严重的质量下降。因此,在实际操作中,生产企业可以购买更多的设备备用。或者可以暂停一段时间,专业设备维护和维护人员可以检查其性能,及时清理液体加热过程中积聚在锅炉中的杂质,减少这类物质过量存在的条件,并配合高温加热,从而导致生产中不均匀的加热爆炸事故。
        2.5 提高员工的操作水平
        裂缝的预防一定要从根本上纠正。锅炉的运行和裂纹的发生密切相关。作为能源转化的重要设备的锅炉,要对锅炉的合理使用产生高度的重视,以保证锅炉运行的科学合理性,使锅炉使用寿命进一步延长。作为锅炉设备的主要用户,锅炉和压力容器压力管道的质量受到工作人员的操作水平和熟练程度的影响很大。由于工作人员没有严格按照锅炉相关操作标准进行操作,安全隐患很容易会产生。有关单位对员工的专业培训要进一步加强,进一步帮助他们提高理论知识,履行职责的过程中操作,确保锅炉的安全有效运行的过程中开始和停止工作,减少温度变化造成的差距,并达到稳定和缓慢的变化 , 以减少过度的温度差异引起的裂纹问题在一次的金属材料。
        3 结束语
        压力容器压力管道是企业生产过程中所必须使用的重要设备,如果压力容器压力管道出现裂纹很容易引起锅炉爆炸,进而威胁工作人员的生命安全以及工厂的财产安全。因此,相关工作人员要积极进行压力容器压力管道的检验,及时发现压力容器压力管道中存在的问题,排除安全隐患。不仅如此,对裂纹的形成原因和其有可能引发的各类问题也要进行详尽的研究,进而采取正确的预防和解决措施,从根本上避免压力容器压力管道裂纹可能带来的各种安全隐患。
        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.
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        [3]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.
        [4]马玉茹.锅炉压力容器管道检验中的裂纹问题研究[J].中国标准化,2019(20):186-187.
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