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锅炉压力容器管道裂纹问题探析

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摘要: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

锅炉压力容器是我国现代工业生产中极为常见的设备,借由燃料燃烧释放的蒸汽,能够为我国各行各业所利用。但也正因为如此,锅炉压力容器在使用方面存在较大的安全隐患,若不能及时有效的提供维护措施,避免锅炉压力容器及压力管道受损,则势必会引发工业事故,使工业蒙受极大的经济损失,同时也会对操作人员生命财产安全带来损害。

1管道检验内容与方法分析

1.1内部与外部检查

在锅炉外部检查期间,管理人员需根据锅炉运行状态、制作状况、外观尺寸、保护装置等设备的使用状况分析锅炉可能潜在的操作风险,并着重对集装箱等部位的管道进行检查,确保管线环境干净整洁且无明显裂纹,才能准许锅炉系统继续使用。期间,外部检查可每年检查一次,以便得知锅炉运行的大致情况。在锅炉内部检查期间,管理人需停止锅炉运行,借由无损检测等技术对锅炉内部环境、管道连接等数据进行采集,以便识别潜在风险同时拟定确切的检修方案。期间,内部检查可每两年检查一次,或当锅炉出现特殊情况时,也同样需要采取锅炉内部检查措施。

1.2锅炉水压试验

通过水体作为试验介质,以规定水压注入锅炉管道内部,以便审核管道水密性与气密性,及时找寻出裂纹等问题部位与隐患。此类检测措施通常六年一次,若存在漏水问题时,则锅炉在彻底修理完善前,不得再次使用。

1.3管道检验操作要求

在锅炉压力管道检测过程中,管理人员需审核检测人员是否具备无损检测的资质,并根据检测方式分析是否会对压力容器造成影响。其次,可提供现场操作评审平台,以便更确切的知晓操作人员的技术水准,以便拟定更详细的操作管理方案。最后,在技术图纸会审期间,管理人员需主动介入,明确系统技术选择与设计变更状况,确保所有潜在影响因素都考虑完全,才能展开管道检验工作。期间,管理人员应积极配合设计单位提供现场资料,并跟随会审流程的深入持续提出建议,以便压力管道系统构建质量得以保障。

2管道检验常见裂纹类型

2.1应力腐蚀裂纹

应力腐蚀裂纹通常是管道外部或内部应力与腐蚀介质共同影响的结果。此类裂纹类型常见区域在汽水管道与集装箱管座内。根据以往调查资料可知,应力腐蚀裂纹部位通常会呈现出垂直性,因此主要遭受应力通常为外界荷载,在较大的荷载压力环境中,因为不锈钢管道元件本身需承受较热的循环水,因此管道拉伸与弯折强度会受到一定影响,在某一点大荷载接触的环境下,便极易造成管道变形,当超出管道材料变形极限,便会出现应力裂纹。另外,在火电厂锅炉压力管道使用期间,因为管道内部流体压力等因素影响,若管道出现形变,则势必会受到内部热水的定向腐蚀。此类裂纹通常会呈现出带状特点。

2.2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°。

2.3过热、过烧裂纹

过热过烧裂纹的产生主要原因是温度。过热过烧裂纹在宏观上的表现是有大小不等的裂纹,产品有融化和晶界氧化的表现。同时伴有表面的碎裂现象。在微观方面,主要是晶粒的颗粒粗大、魏氏组织大面积覆盖,有微细圆球的粒子沉淀。氧化性气体在高温下向晶界周围扩展形成。在显微镜的辅助下,能看到晶粒表面较大的孔洞和氧化晶界网络存在。在设备铸造的工艺中,如弯制、轧制、焊接等工序中热处理超过限度。对金属的加热超过了材料标准要求后,由热量持续积累数年形成的。晶界氧化后局部会产生沿着晶裂纹。这些裂纹和龟裂给锅炉承压部位埋下了巨大隐患。

2.4腐蚀疲劳裂纹

腐蚀疲劳裂纹与机械疲劳型裂纹有本质上的不同。此种裂纹经常出现在集装箱等管座部位,因为此类部件持续受外界荷载压力与振动等因素的影响,并且管道使用环境中存在较多的腐蚀物,极易对管道金属质量造成损伤,因此伴随管道使用时间越长,在机械疲劳裂纹基础上,还会存在腐蚀问题,不但会加速消耗管道的使用寿命,同时伴随水流更极易污染管道内部环境。此种裂纹通常呈现细小尖锐特征,主要裂纹形成后会演生出次裂纹,次裂纹随距离变长受材料抑制,因此裂纹数量也会急剧减少。

2.5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。

2.6材料蠕变裂纹

蠕变破坏是随着时间产生的,实际的影响因素是温度和应力的共同作用。金属因为损伤造成了蠕变裂纹的出现。宏观上裂纹垂直于最大的应力。在弯道上沿着轴向分布。在一个较大的裂纹带内,主纹两侧有平行的裂纹分布。管道、集装箱应力较大的区域是形成蠕变裂纹的主要区域。蠕变裂纹的宏观区域,有数量变化不确定的蠕变裂纹无规则地连接。多数是米粒状或者孔洞状。

3预防压力管道裂纹对策

3.1压力容器操作控制

锅炉压力容器本身操作便具备一定危险性,通常需要在极为严格的监督管理平台内对锅炉设备运行状况进行实时化监控,并提供完善的技术补偿措施,才能有效避免压力容器操作事故出现。而站在压力管道裂纹成因角度来看,多数问题与锅炉违规操作也脱不开关系,因此,压力容器操作控制必须被着重关注。首先,在锅炉压力管道安装期间,管理人员必须根据工程需求设计详细的组装方案,并严格控制各部位的水密性、气密性与稳定性等数据,才能避免压力容器使用质量受影响。其次,管理人员需根据设备元件操作要求拟定详细的操作引导平台,确保操作人员能够保持负责任的态度对设备系统进行调控,才能有效降低裂纹问题出现的概率。最后,为避免违规操作等问题出现,管理人员需构建实时化的监控系统,确保锅炉体系整体使用环境都在监督范畴中,并能够及时发觉潜在风险,使危险信号递交至检修平台,并提供详细的引导,才能使裂纹风险有效被遏制。

3.2加强原材料管控

锅炉压力容器本身具有危险性,在加工生产期间,必须严格管控锅炉原材料质量,确保材料焊接密封性、稳定性与均匀性等操作满足锅炉基本使用要求,再借由无损检测技术检测锅炉压力容器整体制作状况,才能有效降低锅炉使用风险出现概率,使锅炉设备的质量可控性得以增强。

3.3锅炉的质量控制

在锅炉质量控制期间,管理人员应严格按照锅炉检测规范要求对设备材料、焊接技术、运输过程、外观等状况进行研究,确保锅炉设备元件的尺寸、设备完整性、材料壁厚等数据满足工业需要,并且生产工序说明规范,才能确保锅炉压力管道等元件免收裂纹影响。

4结论

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

[1]吐尔洪江•托合提,阿吉木•阿不来.锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题[J].科学技术创新,2017(12):139-139.

[2]刘玉鑫.锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题[J].中国设备工程,2017(1):44-45.

[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(4):63-64.

[4]魏喜俊.锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题分析[J].数字通信世界,2017(12).

作者:朱文英 单位:海林市特种设备检验所

锅炉压力容器管道裂纹问题探析责任编辑:张雨    阅读:人次
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