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摘要：锅炉压力容器压力管道长期处于高温、高压运行环境。如果设备存在裂纹，将会增加设备爆炸的概率，不仅会给企业造成严重的经济损失，还会威胁工作人员的生命安全。因此，为了保证企业生产能够安全、稳定运行，企业管理人员和操作人员需要充分认识到锅炉压力容器压力管道裂纹检测工作的重要性，分析锅炉压力容器压力管道常见的裂纹问题，采取科学、有效的措施进行处理，尽可能降低锅炉压力容器压力管道出现裂纹的概率。
关键词：锅炉压力容器；压力管道检验；裂纹；处理
引言
随着我国工业的不断进步，其相关的单位对于锅炉压力容器与压力管道运行方面的要求也在不断提高之中。但在运行锅炉压力容器与压力管道时，难免会出现一些问题，并给相关企业带来巨大的损失。在这些问题之中，最为常见的便是裂纹问题。这与锅炉压力容器和压力管道的保养与使用的期限都有一定的关系。因此，想要保证企业的利益不受到侵害，便需要了解锅炉压力容器压力管道在运行中可能出现的问题，并将问题从根源或发展过程中彻底解决。
1锅炉压力容器压力管道的常见裂纹问题
1.1焊接裂纹
现代锅炉压力容器压力管道通常是通过特定的金属板卷制焊接而成，这导致了现代锅炉在制造的过程中极易出现焊接裂纹。对于一般情况而言，此类裂纹通常是因高温作用而出现的热裂纹。一般金属材料在进行长时间焊接冷却之后，便容易出现焊接冷裂纹这种情况。出现这种情况的主要原因在于能够溶解的氢元素存在于焊接冷却过后的金相组织中，在焊缝的金属开始冷却时，金相组织中存在的奥氏体会向着铁向体转变，这是，焊缝中的氢元素会因这种影响向中间聚拢，在冷却进行的过程之中，氢元素便会逐渐形成氢裂纹，并向焊接冷裂纹发展。
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疲劳裂纹
锅炉压力容器压力管道最常见的裂纹是疲劳裂纹。疲劳裂纹主要包括腐蚀疲劳裂纹和机械疲劳裂纹。机械疲劳裂纹通常发生在焊缝热影响区域和缺陷位置，呈直线状。裂纹初期呈隧道式向内延伸，裂纹短小；中期裂纹逐渐增长，若干小裂纹连接成为长裂纹；后期裂纹快速扩展，逐渐形成切向裂纹。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于腐蚀疲劳裂纹，形成的原因是原疲劳裂纹受到腐蚀性介质和交变应力的双重作用，疲劳裂纹形成腐蚀裂纹。腐蚀裂纹的特征表现为：锅炉压力容器压力管道形成的腐蚀裂纹与疲劳裂纹具有一定的规律性，通常应力集中的位置很容易产生疲劳裂纹，同时疲劳裂纹产生初期相对较小，随着时间的延长，腐蚀疲劳裂纹逐渐扩展。
2锅炉压力管道裂纹检验
2.1利用超声导波检测
对大型锅炉压力管道、锅炉和压力管道可采用超声导波聚焦法进行检测。超声导波聚焦检测方法主要用于油气管道和石油化工管道的裂纹检测，但这种方法在大型锅炉压力管道裂纹检测中的应用价值也很高。超声导波聚焦检测方法的应用，通过管道固定在管道探测模块，在环是利用低频超声的声发射模型内沿管壁均匀的时间间隔，当管壁厚度的变化增加或减少，会有一定比例的能量反射回探头，检测管道缺陷是否存在，根据管壁厚度的变化，以确定是否有裂纹、裂缝位置。
2.2红外热成像检测
红外热成像检测使用红外热成像仪、锅炉、压力管道检测红外辐射能量，并转换为相应的电信号转换为管道温度值，根据对图像的红外辐射能量分布形成的表面温度的不同部分，从而判断是否有管道裂纹裂纹扩展的趋势。红外热成像技术可以直接对管道材料、结构完整，连志和突变检测，存在灵敏度高、精度高、裂缝及裂缝预测的及时开发，适用于各种压力管道温度检测，而且不受时间和温度限制。然而，这种方法的热导率和几何尺寸的材料是比较高的。材料热导率越低，检测灵敏度越高，缺陷面积越大，检测灵敏度越高。在实际应用中，可应用于大型锅炉压力管道各部位机械疲劳、应力腐蚀、蠕变损伤和热疲劳引起的裂纹的检测和预测，具有较高的应用价值。
3预防措施
首先，因锅炉压力容器的生产质量控制主要原因是在制作的工艺上面，若在制作中出现半点疏忽，便会导致锅炉压力容器在使用的过程中频繁的出现问题。因此，只有在锅炉出厂时对其质量进行检验，才能最大程度的避免问题的出现。其次，在制作锅炉压力容器之前，应对制作时所需要的相应材料进行严格的把关，只用原材料合格，才能将锅炉压力容器的质量提升上去，使其在投入使用时不会出现因质量问题而产生的裂纹。再者，需提高操作人员技能水平，，相关部门应该重视对锅炉操作人员技能水平的培训和再教育，让所有锅炉操作人员能够认识自身操作和裂纹的关系，有效降低锅炉压力容器压力管道出现裂缝的概率，保证生产能够安全、稳定运行。最后，应在使用锅炉压力容器时进行细致的监控，并对操控锅炉压力容器的人员进行适当的培训，以防止出现锅炉压力容器因使用不当出现一系列的问题。
结束语
综上所述，锅炉压力容器压力管道常见的裂纹问题包括过冷与过热导致的裂纹、应力腐蚀裂纹以及疲劳裂纹。如果不能够及时采取有效对策进行处理，很可能会发生爆炸，影响生产安全和威胁工作人员生命安全。因此，在实际生产过程中，企业相关管理人员必须充分认识到锅炉压力容器压力管道裂纹预防工作的重要性，制定科学的质量检验程序，做好设备、零件以及原材料检验工作，强化培训和再教育，提高操作人员技能水平，降低锅炉压力容器压力管道出现裂纹的概率，以提高锅炉运行的安全性和稳定性。
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论文作者:陈,磊
论文发表刊物:《防护工程》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/24
标签：裂纹论文; 锅炉论文; 管道论文; 压力容器论文; 压力论文; 疲劳论文; 应力论文; 《防护工程》2017年第26期论文;