李志勇

摘 要：锅炉是工业生产中的重要工具，其安全性至关重要，在锅炉使用过程中要定期对锅炉进行检查，确保锅炉处于正常工作状态。本文对锅炉压力容器的压力管道检验常见裂纹进行分析，并且提出解决裂纹问题的措施，旨在提高锅炉压力容器的安全性。

关键词：锅炉压力容器 压力管道检验 裂纹 处理措施

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2018）12-0-02

引言

锅炉压力容器的压力管道运行面临着十分复杂的环境，在长期负荷运行过程中也会出现裂纹，产生裂纹的原因是多样化的，可以按照裂纹的产生与发展对裂纹进行分类。经过研究发现，锅炉压力管道裂纹的产生与管道的结构、材料、部位等都有关系，不同的部位、不同原材料和不同用途的管道产生的裂纹是不相同。因为裂纹产生之后很容易引发爆炸事故，对工业生产以及人们的生命财产安全都有危害，所以为了尽量减少裂纹的产生，必须要从源头着手，查找裂纹的成因，定期对管道进行检测，减少裂纹出现。

一、锅炉压力容器压力管道检验中的常见裂纹

锅炉压力容器压力管道检验过程中最常见的问题就是管道内部的裂纹，主要有以下几种形式：

1.应力腐蚀裂纹

应力腐蚀裂纹指的是在外界应力和腐蚀介质共同作用下产生的裂纹，对管道内部产生腐蚀作用的介质主要是碱水，这种裂纹主要出现在锅炉的汽水管道以及集装箱管道上，因为这些构件接触碱水之后，碱水会对金属部分产生腐蚀作用，而且金属晶体和边界之间会形成电位差，导致两者之间出现微弱的电流，电流又进一步导致内部裂纹出现。[1]为了对裂纹进行详细观察，可以使用显微镜，可以看到应力腐蚀裂纹有两种形式，一种是主裂纹，一种是二次裂纹，裂纹呈树枝状。

2.疲劳裂纹

疲劳裂纹指的是由于外界压力长期作用所产生的，尤其是一些应力比较集中的设备，很容易出现这种裂纹。一开始这类裂纹比较小，随着设备受的压力不断增大，裂纹也会不断延伸和扩展。疲劳裂纹主要有两种形式：第一，机械疲劳裂纹，主要出现在叶片、叶轮、辅助设备零件上，一开始出现在设备的表面，呈直线状发展，这种裂纹的产生主要是由于材料缺陷、加工技术不合理导致设备出现刀痕等。第二，热疲劳裂纹，主要是由于设备受到低于其拉伸强度的应力的反腐作用而逐渐形成的裂纹，随着时间的推移，热疲劳裂纹也会不断加剧。

3.过热过冷裂纹

常规的锅炉压力容器压力管道都是由金属板做成的，在制作金属板的时候需要经过焊接、轧制、加热、冷却等不同工艺流程，每一道流程中外界环境的温度是变化的，当外界的温度过热或者过冷的时候，就可能会导致金属材料出现裂纹。[2]比如对材料进行加热，温度较高的时候可能使晶体氧化或者融化，从而产生过烧裂纹，焊接之后冷却的时间太长，又会出现冷裂纹，而且冷裂纹不容易被检查出来。这些隐蔽性较强的裂纹给锅炉设备造成极大安全隐患。

4.蠕变裂纹

蠕变裂纹是在温度和应力共同作用下产生的裂纹，随着时间推移，锅炉压力容器的压力管道中的损伤位置就会逐渐变为蠕变裂纹。该裂纹主要出现在管道、集箱应力集中的部位、过热发胀的管道表面等，与此同时，设备变形、材料受损的时候，蠕变裂纹会逐渐加剧，而且会形成一个裂纹带，其中主要的裂纹居于中间，两侧会平行分布大量裂纹。出现蠕变裂纹的设备受损区域内会有很多孔洞，这些孔洞之间相互连接，没有规则，大多数是椭圆形，而且蠕变裂纹是沿着晶体边界方向扩展的。

二、锅炉压力管道裂纹的检验方法

锅炉压力容器压力管道检验是锅炉使用过程中的重要环节，可以确保锅炉的稳定性与安全性。在对压力管道进行检验之前，首先要对压力管道内部进行清理，确保内部清洁之后才能进行检验。压力管道检验工作主要包括焊缝、封头等位置的检验、裂纹、压力容器内外表面是否腐蚀和磨损等，每一项检测的结果都必须要及时记录下来。[3]裂纹是锅炉压力容器压力管道的常见质量问题，必须要对内外裂纹进行详细检查，对于不合格的地方要及时制定维修措施，确保锅炉内部质量满足生产要求。目前对锅炉压力容器压力管道裂纹进行检验，主要有以下几種方法：

1.常规检测方法

锅炉压力管道裂纹检验的常见方法有放射线检测、超声波检测、磁粉检测等，由于压力管道本身的特点，超声波检测或者放射线检测技术的效果并不好，利用这两种方法进行检测的时候具有一定的盲目性，而且检测的结果很容易受到工作人员的技术水平、工作状态、责任意识等方面的影响，还会受到管道直径、管道内壁厚度等各种因素的影响。磁粉检测是一种比较全面的检测方法，但是也会受到材料方面的限制，只限原材料为铁磁性材料的锅炉压力管道裂纹检验。由此可见，常规的检测方法具有一定的局限性。

2.利用超声导波检测

对于一些大型的锅炉设备，使用超声导波进行检测，可以得到更加准确的检测结果，比如火电厂的锅炉压力管道，就可以利用管道超声导波聚焦检测的方法进行检测。具体的检测方法是：通过固定在管道周围的探头模块，向管道环方向均匀排开，沿着管道内利用声波模式发出低频超声波，如果管道壁厚度发生变化，就会有一定能量被反射回来，探头接收到相应的反馈能量之后就可以检测到管道中是否存在问题。还可以根据管道内壁厚度的变化来确定裂纹的位置。

3.红外热成像检测

红外热成像检测是利用红外热成像原理对锅炉压力管道内部的裂纹进行检测的方法，其中必须使用到的设备为红外热成像仪，该仪器可以检测到锅炉压力管道的红外辐射能量，并且将其转化为相应的电信号，从而反映出内部的红外热能量分布图像，判断管道内部是否有裂纹以及裂纹的发展趋势。红外热成像技术可以直观地对管道的材料、管道结构的完整性以及连续缺陷进行检测，灵敏度较高，精确度也比较高，能够快速地反映出管道内部的裂纹，而且这种检测方法适用于各种温度环境下的压力管道检测，不受时间和环境温度的限制，适用范围较广。但是使用这种方法进行检测，对材料的导热率以及设备的几何尺寸要求比较高，材料的导热率越低，检测的灵敏度就越高，缺陷面积越大，检测的灵敏度就越高，这种检测技术可以应用到各种裂纹的检测过程中，具有较高的应用价值。

三、锅炉压力容器压力管道裂纹的预防措施

锅炉压力管道内部裂纹问题危害严重，尤其是对于一些生产规模较大的锅炉设备，在生产过程中必须要及时做好锅炉压力管道内部的裂纹预防，发现裂纹之后也要及时处理，降低安全事故发生率，及时排除裂纹隐患。

1.加强锅炉压力容器压力管道制作环节的监管

锅炉原材料质量不达标，必然会导致设备使用过程中的裂纹较多，所以在锅炉设备生产过程中，要对锅炉原材料质量进行控制，不断改进原材料质量，提升锅炉生产制造技术，制定明确的生产标准，对锅炉生产要求进行明确，确保生产流程更规范，对各个生产环节进行质量监管，而且在锅炉生产结束时要对生产的锅炉进行质量检验，将因为材料不达标引起的裂纹问题几率降到最低。另外，要对锅炉的安装和使用过程进行监督管理，提高操作人员的综合能力水平，尽量减少质量问题。

2.加强锅炉压力容器压力管道的检验力度

锅炉设备投入使用之后，受到各种原因的影响，压力管道内部出现裂纹问题的可能性很大，而且裂纹如果不能被及时检测出来，还会持续加重，影响锅炉的使用效率。所以，要定期对锅炉压力管道进行检测，尤其是一些已经老化的锅炉设备，不能放松检测力度，反而要扩大检测范围，建立健全检验制度，對检验工作进行约束。[4]例如要制定检验周期，出具相应的文件，定期由专业的技术人员对锅炉设备进行检验，并且要做好检验结果记录工作，交接班的时候做好检验结果交接，便于相关人员根据检测结果及时采取措施对裂纹进行处理，为设备安全运行提供保障。

综上所述，锅炉设备的压力容器压力管道是锅炉设备中最重要的部分，在锅炉设备使用过程中，压力管道裂纹对设备的安全性有极大影响。产生裂纹的原因是多种多样的，要正确分析锅炉压力管道裂纹的产生原因、裂纹的类型，并且采用正确的方法对裂纹进行检验，从源头上减少裂纹，提高锅炉设备的安全性。

参考文献

[1]李红艳.锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题研究[J].科学技术创新，2013（14）：14-14

[2]李广彬.锅炉压力容器压力管道检验中裂纹问题的研究与处理[J].山东工业技术，2015（12）：34-34

[3]朱小兵，涂猛.锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题分析[J].江西化工，2017（04）：63-64

[4]李明镐.锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题探究[J].工程技术：引文版，2016（11）：20-20