浅谈锅炉压力容器压力管道检验的裂缝问题

浅谈锅炉压力容器压力管道检验的裂缝问题

山东天元压力容器有限公司山东临沂276024

摘要:如果要得出失效分析的结论,那么裂纹分析就是首先要考虑的问题。对于锅炉压力容器压力管道而言,我们进行检测工作主要分析对象是承压件,要做的工作就是检验其缺陷,尤其是通过对裂纹缺陷的分析来推测安全性能。受压件是非常容易产生裂纹缺陷的元件,它的稳定性也是同类元件中最不稳定的,这种缺陷时刻威胁着设备的正常运行。我们对裂纹的分析方法大概有两种,即宏观分析和微观分析。对于宏观检测而言,可以通过放大镜等设备,运用无损检验等方法来展示裂纹的形状。但是对于一些细微方面的检测,比如裂纹的性质、断裂路径这些微观特征,就必须使用微观检测来进行。

关键词:锅炉压力容器;压力管道;检验;裂缝问题

1裂纹问题概述

经检查可知裂纹形成主要表现为以下三个方面。首先,焊接。锅炉压力容器设备的材质多为金属板,在其本身生产期间,由于材料的特殊性,需要应用焊接手段进行材料之间的连接,焊接操作时的温度非常高,基本上所有此类设备均会出现裂纹问题。其次,疲劳。该种因素导致的裂纹,主要是因为设备应用中,基本会在一个区域承受应力,长此以往在此区域中,就会形成疲劳裂纹。如果在裂纹处于较为细微的阶段进行及时的处理,将会有效遏制其裂纹的不断变大情况。此类裂纹继续发展,其形态和位置将会由之前的短、小,逐渐向着锅炉壁体的内部扩展。最后,则为应力腐蚀引起的裂纹情况。锅炉在加热的过程中,大量的水蒸气、引入的水或者其他的具有腐蚀性的液体,以及应力,将会对设备的管道,周边的元器件进行长时间的腐蚀。在此期间,会引发设备形成微电流,以此使得腐蚀路径逐渐从金属晶体,蔓延至整个锅炉。对该种裂纹进行分析可知,最明显的是苛性脆化裂纹。该种裂纹存在的区域应力较大,且该种裂纹附近位置有着氧化表现。

2锅炉压力容器压力管道检验的内容与方法

2.1检查压力容器的内部与外部

对压力容器的检测有一定要求,如果要检测容器外部就必须对容器内部进行全面清洁,这是操作前提。对于一般压力管道检验,是可以用放大镜甚至肉眼识别的,但部分检测还是要采取射线探伤及超声波检查的手段;当检查内壁厚度很小的容器时,我们需要对结果进行反复核查,这是因为设备建造很麻烦,烦琐的工序就极易出现问题,当问题发生之后,就需要采取降压使用,或者是采取相应的修理措施。其次,金属检验亦是必不可少的检测环节。最后,还需要仔细检测锅炉压力容器上的裂纹情况。在进行全方位认真仔细的内外部检验后,对出现的问题要及时处理,那行不合格的要即刻采取相应的修理方案。

2.2保证质量,检查压力容器的要点

如果要确保压力容器有较好的质量,那么严谨细致的内外部检查及耐压测试就是必不可少的环节。耐压测试就是为了方便工作人员进行焊缝检查。当没有压力低,无腐蚀性和无毒等情况发生时,原则上是可以不做无损探伤测试的。

3锅炉压力容器常见裂纹原因分析

3.1应力腐蚀裂纹

当锅炉钢板接触到浓度较高的碱水时,金属的晶体和晶间之间将形成电位差。相比之下晶粒电位高形成阴极,相应的,晶界间就产生阳极,这样一来,晶粒和晶间之间就会形成微电流,久而久之侵蚀将会从晶界面渗透至纵深,也就是说金属内部就会有裂纹出现了。由苛性脆化因素造成的裂纹,将会从而外的扩展,其往往会集中分布于应力最大位置处;如果借用显微镜为工具观察时,就可以清楚辨识出主裂纹和次裂纹,主裂纹穿透晶体,而支裂纹则是沿着晶体发展,并在主裂纹附近呈现出放射状。

3.2疲劳裂纹

疲劳裂纹如进行分类大致有两种,即机械疲劳与腐蚀疲劳。在锅炉的日常检验中,机械疲劳裂纹是遇见最多的一种隐患,在机械疲劳裂痕产生之后,交变应力加上腐蚀物质的共同作用就会产生腐蚀疲劳裂纹,由此可见,机械疲劳裂纹同样是形成腐蚀疲劳裂纹的前提条件。从本质层面分析,这两者性质是相同的,他们都是在锅炉使用时产生的,是锅炉受压元件损坏的主要原因。机械疲劳裂纹和腐蚀疲劳裂纹本身是具有规律性和特定性的,他们往往都发生在应力集中部位。裂纹形成之处形态微小,慢慢地裂纹开始扩展,而且裂纹的这种发展是需要一定时间的,故而,裂纹在开始时有一定的隐蔽性和延缓性。

3.3过热、过冷裂纹的产生

在制造锅炉的工艺中,经常会由于温度的失衡而产生过热、过冷裂纹,在该项工艺中所使用的材料为特定金属板,要做的就是将其进行卷制,然后再对结合处进行焊接,经过这种加工工艺就很容易出现裂纹和微裂纹,这类裂纹的性质是由高温环境造成的焊接热裂纹。而金属性质的材料经过高温焊接后,冷却一段时间就会产生冷裂纹。裂纹的存在将直接影响设备的使用性能,因此,裂纹隐患这种危害必须清除。

4针对问题的预防对策分析

4.1对锅炉生产全过程的材料、流程进行重视

锅炉的裂纹问题受到多方面因素的干预,导致设备出现异常。因此需要从源头的材料出发,控制问题的发生。首先,锅炉生产时,需要对市场中金属板材料的性能进行全面且详细的调查研究,寻找最佳的生产物料,要求生产企业采买的物料具有国家质检合格证书。待到物料进入到工厂后,还需要继续对材料的外观、性能进行检查,如果材料表面有着明显,或者细微的裂纹,则认定材料不合格,需要返厂进行处理,不可以应用在生产中。其次,生产期间还需要对物料进行质量的抽样检查,符合检查要求的才可以投入生产。对于生产的图纸,需要工厂邀请该领域的专家进行审核,以此使得生产出的设备在参数方面不会出现严重的问题。最后在生产期间,作业人员需要严格按照图纸上的要求进行操作,每个环节完工后,即就需要进行质量的检查,不存在任何裂纹等质量问题之后,可以进行后续的生产。产品完工后,需要在出厂前做以标准化的检查。

4.2制定设备质量检验机制

设备的质量关系着生产者的人身安全,以及设备的使用年限,因此为了进一步加强此类设备的质量,需要生产企业结合以往的生产经验,制定相应的检验机制,以此按照标准对设备问题进行发现与判断。内容主要包括:对于锅炉压力容器压力管道材料性能的要求;施工工艺和流程的要求,以及责任制,对于每个设备生产人员的具体职责进行明确的划分,以此在设备出现问题之后,即可迅速找到相关的责任人,进行处理,使得生产作业人员能够在生产中,不断提高责任意识,严格地进行生产,使得所有生产的设备都具备高质量。

4.3加强人员的生产培训

生产人员的技能水平的高低,对于设备质量有着非常重要的影响。因此生产企业需要定期对所有的员工进行生产能力、设备操作能力的培训与学习,使得员工能够在学习中,提高质量意识,最终使得所有的产出产品,均符合锅炉生产的相关标准要求,培训结束后要对员工进行所学知识的考核,考核通过的才可以上岗操作。同时还需要制定激励制度。对于每季度锅炉生产无任何质量问题的员工,给予一定的物质奖励,以此激发所有员工的工作积极性,使其可以在工作中,可以主动进行操作技能的学习,可以更加细心地按照生产步骤进行生产操作,确保锅炉设备不会出现严重的裂纹问题。

5结论

近年来,随着我国生产水平的不断提升,锅炉行业发展迅速。受工业改革的影响,我国已经能够独立生产锅炉压力容器,锅炉在经济发展中发挥着至关重要的作用,生产上的基本需求还要通过锅炉的不断运作来满足。在压力容器管道中最常见的问题是裂纹。为了防止安全隐患在生产过程中出现,需要对压力管道全面检查,对锅炉压力容器加强管理,及时处理管道中产生的裂纹。

参考文献:

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