李 强

新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院 新疆 乌鲁木齐 830000

锅炉在我国现代工业生产中的应用非常广泛，它是通过燃料燃烧产生蒸汽，用于发电、换热、提供动力等。动力管道是指火力发电厂用于输送蒸汽、汽水两相介质的管道，划分为GD1级、GD2级[1]。动力管道在工作过程中容易出现许多问题，如果不进行及时检修和维护，容易使得锅炉及其动力管道受损，也会对现场操作员的人身安全造成威胁，同时也会让发电企业受到极大的经济损失，还可能会引发严重的生产事故，并产生恶劣的社会影响。

一、动力管道定期检验的内容与方法

(一)准备工作。对动力管道进行定期检验时，前期的准备工作至关重要。第一，应从动力管道的设计和安装等角度对其基本情况进行了解和掌握。第二，应观察动力管道应用的具体环境，分析其可能潜在的问题，以及其可能引发的破坏形式。第三，应收集动力管道的相关文件，根据文件中说明的情况，把握动力管道的材质、性能等，为后续的具体检验工作奠基。总之，准备工作的主要目的是掌握动力管道的基本情况，并对具体检验过程中的重点进行预判，提升检验的效率。

(二)宏观检验。宏观检验是通过检验人员的目视来完成的，主要对管道的宏观情况进行检验。主要的检验内容包括管道结构、隔热层、焊接接头、表面状况等方面。具体检验中，应检查管道的焊接点处是否存在问题、管道是否存在腐蚀性情况，管道固定支架之间的连接形式、是否出现形变的情况等。宏观检验是动力管道定期检验的重要环节，检验人员不应对任何细节产生遗漏，任何疏忽都可能造成检验不完全，遗留的问题可能会逐渐演变成安全隐患。

(三)材质和壁厚检验。在进行材质的检验时，如果存在材质不明的情况，可以利用光谱分析仪、现场金相等方式进行检验，应确保该部分检验的准确性，不可疏忽大意。在材质的检验中，应根据动力管道压力、温度及运行时间等情况增加硬度及金相检查，可检验出管道的状况，明确其是否疲劳作业，有否出现疲劳破坏的情况，是否存在材质劣化、材料蠕变损伤、组织老化等等。在壁厚检验时，应对壁厚进行准确测量，通过测量数据明确动力管道是否存在腐蚀情况，可根据数据判定其可继续工作和使用的寿命。这一方面有利于保障动力管道定期检验工作的完成，另一方面也为动力管道的后续维护和维修工作提供了参考信息。

(四)无损检测。根据管道的壁厚、管径、位置等因素，确定适合的无损检测方法按照规范要求，进行100%检验或者按照比例抽查，如果发现裂纹等影响管道运行的缺陷，应进一步扩大检测比例，并按照各自检测方法进行评级，具体方法可参照NB/T47013具体章节评定。

二、裂纹种类

目前动力管道产生的裂纹，根据产生原因可以得到下面几类分类:

(一)过热裂纹。过热裂纹形成的关键因素是温度，过热裂纹在材料表面表现为大小不均等的裂纹，且表面伴随着碎裂的情况。在高温条件下，氧化性气体会向周围扩散，从而形成龟裂纹，在显微镜下可以观察到过来裂纹中的晶体表面的空洞较大，且存在氧化晶解网络，一般在铸造锅炉设备时可以通过焊接、弯制等步骤完成热处理。金属在加热过程中由于超过了材料的使用标准，经年累月的使用就会让表面形成晶裂纹，这个裂纹在锅炉承压部位的长期使用过程中会留下巨大隐患[2]。

(二)机械疲劳裂纹。机械疲劳裂纹会出现在锅炉的辅助设备、轴承的位置，锅炉机械应力频繁集中于这些部位就会形成这种裂纹，在长期工作状态下，机械疲劳裂纹会逐渐拓展到锅炉内部的压力管道，如果发现时内部裂纹已经成型但仍然继续使用，只会让裂纹的增加速度加快，最终导致整个压力管道破裂。

(三)应力腐蚀裂纹。应力腐蚀裂纹一般出现在内部应力和腐蚀介质中或管道外部，这种裂纹的出现一般属于垂直性，其应力来自于外界载荷，如果长期处于高强度载荷条件下，再加上管道内部一直在运作的水汽循环，很会让管道的弯折程度遭到加重。当接触到某一定点载荷时，很可能导致管道变形。如果管道材料突破极限就会出现一个裂纹。此外，当锅炉压力管道在长期使用期间，由于内部流体压力等各个因素都会容易造成管道发生形变，那么内部热水就会出现定向腐蚀状况[3]。

(四)材料热疲劳裂纹。材料热疲劳裂纹一般出现在金属管道的部分区域出现拉升或弯折情况时，且到达内部应力极限后就会出现这种裂纹的情况，这种裂纹经常出现在锅炉的管道压力表、减温排气管等设备中。从一些资料中可以看到，这部分裂纹会对外部造成明显的创伤，在局部弯折的影响下会逐渐变化，热疲劳裂纹在许多工程中并不十分明显，但是在内部引力的影响下也会对锅炉的部分零件使用寿命造成不利影响。

(五)腐蚀疲劳裂纹。腐蚀疲劳裂纹在本质上和机械疲劳裂纹有明显的区别，腐蚀疲劳裂纹一般出现在集装箱部位，在这些部位上由于长期承受外界载荷压力和震动的因素的影响，而且管道在使用过程中，还会出现许多腐蚀物会对管道的金属质量造成不良影响，所以管道使用的时间不断增长的情况下，再加上机械疲劳裂纹的存在就会出现不同程度腐蚀的情况，这不但会让管道的使用寿命大大缩减，还会让整个内部管道环境受到污染。腐蚀疲劳裂纹比较细小，且出现的区域还会衍生出其他的裂纹，而受管道材料的影响和距离的影响，裂纹的数量又会快速减少[4]。

(六)材料蠕动裂纹。材料蠕变裂纹是在锅炉投入使用后，随着时间的推移慢慢地生长的，而蠕变裂纹形成的主要因素包括应力和温度等，当锅炉元件中的部分金属由于损伤而形成了蠕变裂纹的情况，蠕动裂纹在管道弯道上沿着集装箱进行分布，蠕变裂纹主要形成的区域是在锅炉管道集装箱部位比较明显。在宏观上来看，蠕动裂纹的变化并没有特定规则，连接也没有规律可言，一般呈现出孔洞状或米粒状。

三、提升管道裂纹防控的方法研究

(一)生命周期全过程控制。在安装锅炉压力管道时，锅炉机组管理人员必须同组装方案上的要求一致来进行工程设计，控制好锅炉各关键设备连接的可靠性及稳定性，如此才能避免压力事故发生；第二，锅炉管理人员还要根据设备部件的操作需求制定详细的操作流程，保障锅炉使用人员在进行设备调控时认真负责，严格按照操作手册开展工作，同时也能减少事故出现的频率；第三，为了尽量防止出现违规操作的情况，锅炉管理人员还要对设备运行场所进行实时监控，保障锅炉体系在使用过程中处于透明监督的范围中，并且通过监控系统还能及时发现可能存在的危险，并将危险信号提交至检修部门，及时对可能出现的裂纹风险做出提防[5]。动力管道在日常的工作使用过程中本来就有一定的危险性，因此在使用过程中必须做到实时监测和监控，且监督管理平台必须严格执行监控工作。另外还要通过有效的技术来补偿动力管道的操作危险性，结合以上过程才能有效减少事故的概率。从压力管道裂纹形成的原因来看，许多问题都是由于制造、安装、使用环节的问题导致的，所以在动力管道全寿命周期内的各个过程中必须严格按照国家法律法规、部门规章以及厂内操作规章制度来进行。

(二)原材料质量控制。锅炉系统动力管道在使用过程中的危险性非常突出，因此在此期间必须控制好原材料，保障在进场环节100%原材料复验合格，保证各种焊接工艺上的稳定性，确保制作工艺参数符合使用要求，然后利用无损检测对动力管道制造、安装过程中进行检验检测，进一步减少动力管道投入使用后出现安全隐患。

(三)检验工作质量控制。在实际检验工作进行时，检验人员应充分认识到检验工作的重要性，一方面关系到企业利益，另一方面也关系到工作人员的人身安全，检验工作绝非形式主义的流程，而是切实关系企业与员工切身利益的工作。检验人员应根据现场具体情况进行合理的检验，结合自身的专业知识，严格根据相关标准的要求，对动力管道进行全方位的检验。一旦发现问题，应及时记录并尽快提供解决方案，避免小问题的恶性发展。

结语

综上所述，通过对动力管道的生命周期全过程控制、原材料质量控制、检验工作质量的控制，不但能够确保管道在运转过程中的安全性和稳定性，还能提管道运行质量，减少事故发生。所以，工程技术人员应对动力管道进行全过程质量控制，及时发现可能影响管道运行的缺陷，避免情况恶化，随着安全管理工作的完善，企业的生产效率也将得到提高，进而可为国家经济发展贡献力量。