锅炉压力容器压力管道检验的裂纹问题

特种设备管理 2017-12-05 10:12:12
    在对锅炉压力容器与压力管道进行检验时,最先检查的便是其承压件是否出现缺陷,并根据其裂纹缺陷的特征来评估其安全性。锅炉压力容器极易出现隐藏裂纹,这种裂纹极难发现,并能够严重影响设备是否能够正常运作,因此,在检查时应仔细认真。在对锅炉压力容器与压力管道进行检验时,最为常用的两种方法便是宏观与微观这两种。宏观检测主要用于观察裂纹的形状,常用仪器为放大镜等,而微观检查的目的在于检查裂纹的性质与其断裂路径等微观特征。
    一、检验内容和方法
    对锅炉压力容器与压力管道进行检测时,最为常用的方法便是内、外部检测与水压测试。在对压力容器进行检查时,应对其制造商情况、保护装置与外观质量情况、设备支坐情况等问题进行详细的检验与对照,并随时抽查焊缝探伤的安全情况。在进行外观上的检验时,应注意平台与管道的保温、走向等工作,在对压力管道进行检查时,应对其技术资料、管道安置地点的缝隙质量与管道膨胀的情况进行检查,并对其进行水压压力测试。而管道的疏、放水情况也需要相关人员进行严密的监视。在检验外部时,锅炉应保持运行状态,其检测的周期约为一年一次,而初次投入使用的锅炉与停运一年后重新使用的锅炉也需要进行外观检查。若锅炉进行了大规模修改,如锅炉的燃烧方式或安全控温系统改动之后,也应当对其进行全面的外观检查。在检验锅炉内部时,需在锅炉停止运行的状态下进行检测,其周期一般为两年一次。锅炉的内部检验一般都是在锅炉运行出现特殊情况时进行的,在检验时,会对锅炉内部的安全性与严密性进行彻底的检查。在常规情况下,水压检测的时间约为六年一次,且无法与锅炉内部的检查一起进行。若锅炉在水压测试时出现问题,此锅炉将无法在检查完后继续运行。锅炉压力容器管道检验则是为了能使锅炉体系正常运行而实施的,其主要的检查项目为检测人员是否有相关资格证书、从事锅炉压力容器与管道检查的人员是否有相应证书、质量人员是否按时上岗、焊接人员是否拥有相关执照等等。
    二、锅炉压力容器压力管道的常见裂纹问题
    (一)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。
    (二)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。
    (三)疲劳裂纹
    与上两者裂纹不同,疲劳裂纹多出现于压力容器压力管道表面应变较为集中的地方。通常而言,机械性疲劳裂纹多呈现为直线型,此类裂纹出现初期的长度较小,范围也较其他两种而言较短,但随着时间的变化,此裂纹会以隧道式向内进行变化。到了裂纹出现的中期阶段,机械疲劳裂纹会向前呈直线型稳定发展。到了后期,裂纹扩张的速度会不断增加,有时还会在部件的一侧出现切向扩展的情况。因机械疲劳裂纹,这个部件会比其他部件更容易出现腐蚀疲劳裂纹,这两种裂纹的出现都具有一定的规律与特征,且反射应力集中的部位都是从机械疲劳裂纹开始的部位出现的,随着时间的流逝,其会逐渐法阵,而初期也拥有较强的隐蔽性与发展缓慢的特点。因能对裂纹产生直接影响的因素有很多,机械疲劳裂纹的情况也会比普通裂纹更加复杂。这种裂纹出现的地方并没有明显的脆性开裂,其裂纹的弯曲程度也略高于普通裂纹一筹。除此之外,这种裂纹的开口较大,并在开口地出现粘结坑,尾端也较为锐利,但这种裂纹的两侧并不存在较大的深度。因金属材料会经过不断的低于拉伸强度极限的热交变应力,这会导致其在这种作用下瞬间断裂,这便是热疲劳现象。就普通情况而言,火电厂所使用的喷水减温器、蒸汽管道的压力表管座、疏水管座、排气管管座等均容易出现热疲劳损伤现象。从宏观角度而言,热疲劳裂纹多发生与部件表面热应变最大的部位,而热疲劳裂纹出现的原因则是某些部位的应变相对集中且连续性较差导致的。热疲劳裂纹最初为一条主裂纹伴有多条其余裂纹,且宽度较大并有细小的缺口,表明则呈现出线装痕迹。
    三、预防裂纹产生措施
    想要预防裂纹的出现,主要可在三个方面进行防护措施,这三项分别是对锅炉压力容器的操作控制,原材料控制与质量控制。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。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。
    四、总结
    对于锅炉压力容器与压力管道而言,某个部位出现裂纹是最为常见的问题,裂纹出现的原因则能够分为主观与客观两个方向。而导致裂纹出现的主要原因则是受力状态与环境条件。若锅炉某些部位因长时间应力的作用,导致其出现疲劳效应,则会大大缩短吃不见的使用寿命,若环境不适宜,也能够是某些部件出现腐蚀疲劳。在我们的生活之中,锅炉压力容器与压力管道发挥着非常重要的作用,因此,相关的企业单位应对锅炉出现裂缝的原因进行分析,并做好相应的防护工作,以减少安全隐患问题的发生。
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