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压力容器压力管道检验中的裂纹问题

发表时间：2020/8/11 来源：《基层建设》2020年第10期作者：申正

[导读] 摘要：近年来，我国的化工行业有了很大进展，对压力容器的应用也越来越广泛。压力容器是化工生产中的主要设备，在长期的使用下，难免会造成压力容器压力管道出现裂纹问题，对化工生产活动会造成极大的影响。

        甘肃省敦煌市七里镇青海油田公司监督监理公司特种设备检验所甘肃省敦煌市 736202
        摘要：近年来，我国的化工行业有了很大进展，对压力容器的应用也越来越广泛。压力容器是化工生产中的主要设备，在长期的使用下，难免会造成压力容器压力管道出现裂纹问题，对化工生产活动会造成极大的影响。我国对压力容器的质量提出要求，规定必须定期对压力容器及压力管道进行检测，及时发现裂纹等问题，避免造成员工生命及公司财产的重大损失。文章对压力容器压力管道检验中的裂纹问题进行分析，并针对问题探究解决对策，确保压力容器压力管道能够在日常生产中正常运行，满足工业生产要求。
        关键词：压力容器；压力管道；裂纹问题
        引言
        在用压力容器介质多为易燃、易爆、有腐蚀性的气体或液体，实际运行过程中，在主体结构的“几何不连续”、“组织不连续”、“应力不连续”等部位，易出现表面裂纹和埋藏裂纹，裂纹扩展贯穿后，引发泄漏、火灾、爆炸等事故，使国家资产和员工生命安全受到严重威胁。
        1压力管道的特点
        第一，压力管道属于集成系统，管道的内部和运行环节都处于相互作用的状态下。如果其中一个零件出现问题，会直接影响压力管道的整个性能和安全。这就说明压力管道是一个系统性设备。第二，压力管道较长，通常用于一些大型工程输送管道，其受力情况要比普通管道和压力容易复杂，同时缺乏一定的稳定性。此外，由于流体流动状态很复杂，受到天气条件的影响较大。第三，压力管道的附件和材料很多，其工艺制作繁琐，要求较高。此外，因为管道长度很长，生产过程中出现泄漏的情况会增多，任何一个阀门都有可能出现泄漏。第四，压力管道的制作材料比较复杂，管道种类较多，各种设计检查和管理工作存在难度。
        2压力容器压力管道常见的裂纹问题
        2.1蠕变裂纹
        压力容器压力管道自长期受到应力以及温度的影响下，导致管道金属材料质量发生了变化，在压力容器的使用中，材料发生质变而产生分离，从而产生的裂纹被称为蠕变裂纹。一般压力管道集装箱受到应力较大的位置中会出现蠕变裂纹，也有可能出现在高温蒸汽管道弯管处。蠕变裂纹形状主要是平行的形态，而且裂纹之间不规则，呈现出米粒状或者孔洞状。
        2.2应力腐蚀裂纹
        应力腐蚀裂纹主要是金属材料在拉应力与特定腐蚀介质的共同作用下引起的开裂，此应力可以是外加应力，也可以是金属内部的残余应力，经常发生在压力容器焊接接头和接管、凸缘等结构突变的应力集中部位。应力腐蚀开裂通常有一个或长或短的孕育期，裂纹呈古树枝状（开叉），大体上沿着垂直于拉应力的方向发展。裂纹的微观形态有穿晶型、沿晶型和二者兼有的混合型。
        2.3由腐蚀疲劳、热疲劳、机械疲劳而造成的裂纹
        第一，由腐蚀疲劳使锅炉压力容器压力管道内出现裂纹的主要原因是其压力管道内受到腐蚀物质使其疲劳而造成的，并且这些裂纹也具有成群出现、随着时间的增加而扩大的特点，影响锅炉的生产效率。第二，热疲劳裂纹产生的主要原因是金属板受到低于拉伸强度的应力的往复作用的影响，使金属板上形成了裂纹。第三，出现机械疲劳裂纹的主要位置是汽轮机的叶片、叶轮等构件上，并且该裂纹的主要特点是刚出现时不易被发现，而随着运行时间的增长该裂纹便开始向内发展，开口比较大，裂纹两边也比较对称，从而对锅炉的一些机械设备产生影响。
        2.4焊接裂纹
        在架设压力容器的压力管道过程中会有很多焊接处理，主要体现为管道工程架构焊接过程中有作业人员的技术操作问题、后期验收问题、焊条质量问题等。焊接裂纹问题会导致传输介质泄漏，引起其他的安全事故，影响管道工程的正常使用。

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        3预防压力容器压力管道产生裂纹的有效措施
        3.1做好原材料检验工作
        为从根本上控制压力容器裂纹问题发生几率，相关部门做好前期预防工作，检测原料及零件的性能，切实提升压力容器对各类运行环境的适应性及耐久性。做好原料质量检验工作，从源头处把控压力容器质量。针对压力容器实际生产要求，制定出更加科学合理的原料与零部件采购计划。对原材料市场进行细致调查，深入分析实际生产活动对压力容器的性能、规格、成本等因素提出的要求，选择出具有较高信誉度及资质的供货商，从根本上提升原料的性价比。在压力容器零件加工区间，应选择更加适宜的加工技术，严格管控加工作业流程，确保加工环节更加规范化、标准化。为确保压力容器在后期运行过程中能够更好抵御环境带来的影响，企业还可聘请专业第三方检测机构，对材料、零部件的各项性能进行细致检测，零部件存在的质量问题、性能问题，要求厂商进行及时整改，在材料与零部件能够满足相应规范技术要求后，方可以引至安装现场。
        3.2加强压力容器压力管道的生产制作质量
        为了保证化工生产能够正常的运行，现场管理人员需要把握压力容器的运行情况，并对压力容器压力管道的生产制作质量提高重视程度。第一，在生产压力容器压力管道时，需要对压力容器压力管道进行审核，并检查相应的制作细节。并严格按照生产标准以及成熟的工艺技术，提高压力容器压力管道的质量。第二，需要做好压力设备图纸的设计工作。制造技术人员需要根据产品的实际使用需求，认真的做好分析研究，对制造图纸进行全面的审核。在设计图纸时，需要考虑压力容器压力管道的裂纹问题，在设计中就采用相应的材料或者合理的技术手段，提高压力容器压力管道质量。第三，在制造生产的过程中，需要对生产工序认真的进行检测，避免因制造环境出现问题，对压力容器压力管道造成质量问题。在压力容器压力管道出厂后，需要及时的检查压力容器的质量。
        3.3落实生产工艺技术优化
        压力容器压力管道在具体应用过程中，其压力管道裂缝问题处理可以通过优化生产工艺技术，采取科学的处理措施。对工艺技术进行优化回收，要从完善工艺流程开始，开展清洁维护，增加安全管理方面的内容。具体实施要清洗管道，针对一些残留物质进行多次清洗，从而彻底清除工艺生产管道中的残留物质，减少这些物质集聚带来的腐蚀裂纹问题。此外，要采取融合清洁维护的方式，提升管道设备的使用寿命和工艺生产质量。
        3.4加大对锅炉压力容器压力管道的检验力度，提前做好预防措施
        当锅炉压力容器压力管道设备制作完成后，对其压力管道进行严格的检验检测是必要工作。所以为了对其压力管道内的裂纹进行很好的预防和处理，加强其压力管道质量检验力度就非常重要。在实际检验过程中，相关工作人员必须要熟知各种类型的裂纹的特点、易发位置等，严格检查其管道内部、外壁，从而使锅炉压力容器能够更好的开展生产工作。
        3.5做好维护人员专业培训工作
        对企业人才选拔机制进行不断完善，要求维护人员具备较高的专业水平及职业素养，将经验以及技能考核情况等作为人员薪资分配标准，从根本上提升维护人员入职门槛。做好维护人员培训工作，针对压力容器裂纹维护等问题组织专家讲座活动，从根本上提升维护人员的理论知识与实践技能。
        结语
        综上所述，化工企业需要做好预防压力容器压力管道产生裂纹的工作，加强对设备的管理，提高工作人员的操作技术水平，尽可能避免裂纹的出现，在压力容器压力管道的使用寿命内，提升压力容器的生产效率，促进化工企业的运营发展。
        参考文献：
        [1]佟军.锅炉压力容器检验中的裂纹问题及预防处理方法[J].南方农机，2019，50（20）：183.
        [2]吐尔洪江•托合提，阿吉木•阿不来.锅炉压力容器检验中的裂纹问题[J].黑龙江科技信息，2017（12）：139.
        [3]蔡政国.锅炉压力容器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.