压力管道检验中裂纹问题讨论论文_国凤和

压力管道检验中裂纹问题讨论论文_国凤和

摘要:压力管道是用来输送流体介质的管状特种设备,在社会生产生活中得到广泛应用。压力管道输送的介质一般具有易燃、易爆、高温、有毒等特点,压力管道一旦泄露或发生爆炸会造成严重的人身和财产损失。致使压力管道泄露或爆炸的因素很多,但最大的因素就是在运行中产生裂纹。本文从压力管道常见裂纹问题入手,探讨产生裂纹的原因,强化裂纹检验工作,减少和避免裂纹产生,预防各种泄露或爆炸事故发生。

关键词:压力管道;裂纹;检验

一、压力管道的常见裂纹问题

压力管道在运行使用中会产生各种缺陷,其中裂纹是最常见也是危害最大的缺陷之一,也是压力管道检验的重点,我们要正确认识裂纹种类、性质和易发的位置,以便及时发现并妥善处理。

1、疲劳裂纹。疲劳裂纹是压力管道上最常见的一种裂纹,是管道及其零部件在交变应力作用下产生的裂纹。常见的疲劳裂纹有机械疲劳裂纹、低周疲劳裂纹、热疲劳裂纹和腐蚀疲劳裂纹等。疲劳损坏产生的裂纹总是从高应力处形成和发展,这种高应力区往往因为结构的不连续和变形的不协调而很容易形成。疲劳裂纹在断裂前没有明显的塑性变形,发生断裂也较突然。通常发生在管道的焊缝及热影响区附近、弯头圆弧处以及管接头附近。

2、蠕变裂纹。蠕变裂纹是管道材料受到温度和压力作用下,及时所加应力小雨该温度下的屈服极限,也会逐渐产生塑性变形,到达一定温度后产生裂纹。蠕变裂纹产生主要分三个阶段:第一阶段塑性变形小,不足以引起再结晶,此时强度和硬度增加产生的形变强化其主导作用;第二阶段,由于有了一定的塑性变形能够引起再结晶,这时形变强化和在结晶软化作用达到平衡,相互抵消;第三阶段,软化因素为主,蠕变速度不断增加,最后产生裂纹。这种裂纹容易发生在压力管道元件受高温和应力集中之处。

3、过载裂纹。过载裂纹是管道材料外加载荷超过了材料强度极限而产生的裂纹,通常可分为单向载荷过载裂纹和交变载荷过载裂纹两种。这种裂纹常常发生在受力最大或产生应力集中的部位,例如管道弯头、管件三通、与设备连接较近的管段等地方。该种裂纹主要由应力产生,裂纹细长尖锐刚劲,无分枝或分枝很少,绝大多数穿晶,只有极端脆化了的材料,过载裂纹才沿晶界分布。

二、压力管道检验中存在的共性问题

压力管道的检验是具备检验资质的检验机构按照一定的时间周期,根据压力管道检验规则及有关安全技术规范及相应标准的规定,对管道安全在状况进行的符合性验证活动。在我国现阶段,压力管道的检验工作起步较晚,检验检测能力具有一定差距。具体存在以下几点问题:

1、压力管道检验人员能力不足。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于压力管道检验起步晚,专业人员较少,行家里手稀缺,也没有足够的检验经验可循,人们对压力管道认知不到位,对缺陷的产生失效机理认识不清,只知其然不知所以然,不能准确判定成因,更谈不上正确处理和有效解决。

2、检验设备不能满足检验工作需要。专门用于检验压力管道的仪器设备较少,特别是有些管道还深埋在地下,探测裂纹等缺陷的仪器设备还不成熟,有的仪器设备粗糙,精度不够,很难发现问题。

3、对检验工作重视程度不够。在压力管道的检验工作中,有的检验人员只是走过场,检验前不制定检验方案,不注重设计、安装、改造修理及使用管里资料的审查;不对影响检验的附属部件或其他物体进行清理和拆除,需要进行打磨清理的管道表面特别是腐蚀部位和可能产生裂纹的缺陷部位不被彻底清理干净,无法达到无损检测的需要等。有的不按照国家规定的标准检验周期进行报检、检验,许多压力管道超期使用。

三、避免压力管道出现裂纹的措施

1、加强压力管道的设计检验。设计决定了设备的质量性能,要避免压力管道出现裂纹应从源头开始控制。在设计检验中要重点检验管道材质选用是否正确、焊缝布置是否合理,是否尽量减少应力集中的产生;弯头、三通选材规格是否与母材一致,是否与介质具有相容性;设计参数是否充分考虑温度和应力变化带来的不利影响,管道走向和支、吊架、膨胀节设置位置及型式是否合理等,进而从设计层面避免裂纹的产生,从根源上提高压力管道的安全性能。

2.加强压力管道检验管理体系建立。压力管道检验管理体系的建立,应贯穿于压力管道制作安装修理改造的全过程,包括原材料的质量检验,安装维修改造整个过程,对制作流程和生成程序严格把关,检验人员要按照检验工作的程序,包括检验方案制定,检验前的准备,检验实施,缺陷以及问题的处理,检验结果汇总、出具检验报告等,根据检验情况,确定压力管道的安全状况级别,并对产生裂纹的高风险的管道,采取针对性的检验,检测方法和措施,来降低风险,让风险控制在使用可接收的范围内。避免出现错检、漏检和误判断现象,以此有效保证压力管道产品的质量。

3、培养高素质检验检测人员。培养高素质检验、检测人员,特别是培养高精尖人才是当务之急。人是第一生产力,全面提高检验人员的安全意识和事故预警能力,做到人与设备的有机结合,准确消除裂纹等缺陷产生的条件和环境,及时发现并正确处理,这是设备安全运行避免事故发生根本之道。

四、总结

对压力管道裂纹的检验是压力管道检验的重点,人们都在努力探索和研究检验方式方法,以最大限度的从源头避免和减少裂纹的产生。对于出现的裂纹,无论是设计原因,还是后天安装、修理改造以及运行操作不当造成的,检验人员要给予充分重视,都要做好总结和防范,提升压力管道检验能力和水平,确证压力管道安全使用。

参考文献:

[1]刘四海.锅炉压力容器压力管道的应用与保养[J].工业社会报道,2017,379(68):23-24.

[2]朱德峰. 锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题探究[J].中国工业大学(上中旬),2018,22(94):34-35.

论文作者:国凤和

论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年1月第2期

论文发表时间:2020/4/22

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