锅炉范围内的压力管道检验中的裂纹问题与建议

锅炉范围内的压力管道检验中的裂纹问题与建议

青海省特种设备检验所青海省西宁市810001

摘要:随着社会经济的发展,我国对锅炉的需求不断增加。锅炉压力容器压力管道检验措施的有效落实,一方面能够更全面的审核锅炉容器使用的可靠性与稳定性,避免使操作人员在不知情的情况下受到事故伤害;另一方面,凭借裂纹防治对策,更便于维持锅炉压力容器的使用寿命。本文基于锅炉压力管道检验内容与方法展开分析,在明确裂纹类型与防治措施同时,期望为后续锅炉压力容器管道体系的检修与管理提供更全面的技术参照。

关键词:锅炉压力容器;压力管道;设备检验;裂纹问题

引言

在高科技产业的发展中,锅炉压力产业在原有基础上有了一定蜕变,相关技术、设备及生产方式都有一定的改变。但是要保证创造更多的价值以及保证生产过程中的安全就需要定期的对压力管道、压力容器进行检验和维护。压力管道在锅炉生产生最容易出现问题的环节,是重头戏,其通常会发生的问题是产生裂纹。本文就对相关的原因等进行分析并给出解决措施。

1锅炉压力容器压力管道检验的裂纹问题

1.1焊接裂缝

目前市面上锅炉压力容器压力管道主要是用金属板卷制进行焊接而成的,由此导致在锅炉的使用过程中可能会出现焊接问裂缝问题,一般主要是由于高温作用下而出现的热裂纹等。在锅炉的制造完成之后经过长时间的冷却之后,在使用过程中非常容易出现焊接;冷裂纹问题,锅炉制造所需要的氢元素在冷却之后能够相融于金相组织之中。焊接部位的锅炉在冷却过程中金相组织中的奥氏体会逐渐向着铁的方向转变,同时其中的氢元素也会向中间进行靠拢,随着冷却其中的氢元素会逐渐形成氢裂纹,并最终形成焊接冷裂纹。

1.2机械疲劳裂纹

机械疲劳裂纹主要发生在轴承、叶轮和辅助设备运转的装置上,通常积聚在锅炉机械应力频繁且应变力集中处。在长期机械疲劳因素的影响下,通常裂纹会在机械接触点或应力重心部位出现,而后以隧道方式向锅炉压力管道内部拓展,当发现时内部裂纹基本成型,若仍旧继续使用,裂纹拓展速度会明显提升,最后导致一整段压力管道崩塌。在此期间,机械疲劳裂缝内部应力与裂缝蔓延方向通常会呈现45°角,当裂纹加速发展时,应力方向与裂缝蔓延方向便会呈现90°。

1.3蠕变裂纹

蠕变是指固体在保持应力不变的条件下,应变随时间延长而增加的现象。它与塑性变形是有区别的,塑性变形通常在应力超过弹性极限之后才出现,而蠕变只要应力的作用时间相当长,它在应力小于弹性极限施加的力时也能出现。而蠕变裂纹就是压力管道在蠕变作用下而产生的裂纹。由于这种裂纹是受到应力和温度的长期作用,所以其通常会出现在高应力和高应变的区域中。这种裂纹的特点是弯曲发展的,裂纹带比较宽,在主裂纹两侧通常会有很多平行的小裂纹。

1.4过热与过烧裂纹

在锅炉的使用与维护过程中需要对金属承压部件进行一定的焊接、弯制、锻造与轧制处理,由此会导致过热裂纹的出现,一般是在对部件加热到临界点之后在持续升温的作用之下产生的,影响了锅炉的正常使用,其中过烧裂纹则是在加热温度较高的背景下产生了局部性熔化与晶界的氧化反应。在过烧的情况下在锅炉的龟裂表面位置会产生大小不同的裂缝,在这些裂缝中会出现比较明显的熔化痕迹与晶界的严重氧化。

1.5材料热疲劳裂纹

当金属管道局部区域反复出现弯折或拉伸的应力作用,并且经常临近强度极限,则由此产生的裂纹便是热疲劳裂纹。此类裂纹最常见的区域在锅炉的喷水减温、管道压力表与排气管设备中。根据以往调查资料可知,此类裂纹经常使因为某一部位有明显的外部创伤,导致局部拉伸与弯折应力受到影响,由此演变成热疲劳裂纹的情况。与此同时,在不少工程中,虽然裂纹并不明显,但管道内部应力影响环境仍旧会影响部件的使用寿命,属于锅炉压力管道内较常见的隐患类型。根据以往检修资料可知,热疲劳裂纹形态普遍较粗,通常呈现出网状或线状痕迹,并且裂口处极易被氧化。

2预防压力管道裂纹对策

2.1对锅炉采用正确的操作方式

锅炉的使用实现了对能量的转换,在使用过程中具有严格的使用方法,锅炉压力容器压力管道检验裂纹问题出现的重要原因之一就是人为操作失当现象的产生,由此锅炉的使用过程中要求对操作人员进行专业的职业培训,促进其养成正确的锅炉操作方法,对其进行专业技能教育与训练,充分熟悉锅炉的使用方法与操作规范,避免在操作过程中出现操作失误的现象,给锅炉的正常安全运行带来隐患。同时向锅炉操作人员进行锅炉使用培训工作的及时普及与加强,充分向其讲解锅炉的正确使用规范与使用方法,并在组织内建立严格的考核体系,有效预防在锅炉使用过程中操作人员操作不当而出现裂纹的现象。

2.2原材料的控制

设备原材料的质量直接关系到设备的缺陷问题及疲劳强度,不合格的金属材料是造成锅炉压力容器压力管道裂纹的一个重要因素。因此,需要对锅炉设备的材料质量进行严格的把控。第一,做好金属板材性能的调查研究工作,寻找适合生产锅炉设备的材料,并具有国家质检合格证书。第二,做好材料入厂检查工作,包括材料的外观及性能等方面,对不合格的材料返厂处理。

2.3加强对锅炉有效的质量控制

在过滤的生产与使用过程中具有一定的安全隐患,属于一种高危设备,由此在使用过程中要求对这一设备进行有效的质量控制,在锅炉使用的各个环节之中都充分贯彻质量控制这一决策。在充分分析的基础之上将其中的误差有效控制在一定的限度之内,为此在使用过程中要求建立有效的自我检查流程与互相检验程序,通过对流程管理的有效控制避免或者减少锅炉压力容器压力管道检验裂纹问题的产生。同时在锅炉的使用过程中建立一套严格的监测使用体系,对锅炉的使用情况进行细致而有效地监测,及时发现锅炉使用过程中出现的各种问题,并及时采取有效的处理措施,对锅炉的使用人员进行关于锅炉监测方面的培训,将锅炉压力容器压力管道检验裂纹问题发生的可能性降到最低。在监测过程中一旦发现出现了裂缝问题,则严格按照锅炉使用与维护过程方式对裂缝的发生采取有效的处理措施。

2.4提高操作人员的技能水平

与操作人员的操作水平直接关系,例如,锅炉在启动、运行、停炉时应实现平稳过渡,这个过程需要锅炉温度缓慢变化,减少单位时间温差,避免由于温度变化剧烈引起材料的交变内应力分布不均匀产生裂纹。如果操作人没经过专业教育和训练,对操作规范和方法不熟悉,会出现错误操作和不规范操作,使锅炉及管道系统的压力或温度不能在规定的区域变化。加速锅炉及压力管道材料的疲劳。容易出现裂纹。

结束语

综上所述,锅炉压力管道检测裂纹问题的有效防治,不但能够更全面的维护锅炉压力容器运转的稳定性与可靠性,使压力容器运行质量可控性增强,避免对操作人员生命安全造成损害,同时凭借裂纹防治方案,更便于为后期检修与维护工作提供引导,以便营造更舒适且安全的工业环境。故而,在论述锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题期间,必须明确锅炉压力管道检测裂纹类型与检测方法,并提供详细的裂纹防治措施,才能为后续工业生产体系的构建提供更全面的技术保障。

参考文献

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