淺談鍋爐壓力容器壓力管道的裂紋現象

于永健 隋恒 周飛 姜振

摘要：鍋爐壓力容器壓力管道在工業的日常生產場景中，比較容易由于長期處在高溫高壓的場景下出現意外事故，因此檢測和維修壓力管道也就成了相關工作人員的作業內容重心，而裂紋現象則是壓力管道檢修中需要面臨的重要難題。在實際的檢修工作過程中，如何應對和處理好壓力管道的裂紋現象直接關系到設備能夠正常有序地高質量運行，進而影響整個機組的工作效率，所以如何正確有效的解決好裂紋問題也就成了鍋爐壓力設備檢修的重心。

關鍵詞：鍋爐;壓力 容器;壓力管道;裂紋現象

引言

在工業生產過程中，各類的流體物料 在某一環節都需要儲存在壓力容器中，也需要經由壓力管道進行運輸，因此此類構件長期面臨著相對高溫和高壓的工作環境，如果產品的質量在某一個環節不到位，相關的密封性要求不達標，就容易出現安全事故。因此，迫切需要對壓力容器和壓力管道的安全性提出更高的要求，全面檢測相關構件的質量問題，有效解決壓力容器壓力管道常見的裂紋現象。有鑒于此，筆者將著重針對裂紋現象進行分析，指出定期維護和檢修壓力管道等構件的重要性，分析裂紋問題的成因以及提供相應的對策，以期能夠為有關的鍋爐設備壓力管道檢修工作人員實施作用提供有益的幫助。

一、管道定期維護和檢驗的重要性

工業生產過程中所使用的一些流體物料往往具備一定的腐蝕性，而它們又需要經由特定的壓力管道進行輸送，因此相關的壓力構件就需要面臨一定的壓力和溫度的考驗，從而也導致了較多的由于壓力管道被腐蝕出現裂紋從而導致腐蝕性液體泄露的危險情況。比如長輸管道如果在較為集中的一段時間內承載大量的石油或者天然氣，此時一定程度上就容易出現管道裂縫從而導致泄露的風險，再加上此時往往伴隨的高壓場景，所以一旦泄露很可能面臨的就是爆炸的風險，進而造成海量的人員傷亡和經濟損失。因此如果忽視對包括壓力管道在內的壓力構件的檢修，就可能導致人員的傷亡和經濟的損失，甚至于如果不能及時有效的遏制風險的蔓延，還會對自然環境造成危害。因此，我們必須提高對壓力容器和壓力管道進行定期檢修的重視程度，采取有效的管理措施和先進的檢測技術，實時觀測壓力容器和管道的運行情況，從而把風險在沒有觸發時抹除。

二、常見的裂紋問題分析

（一）應力腐蝕

壓力管道的斷裂和裂紋現象往往是在長期的作業過程中面臨持續的拉應力，再加上腐蝕介質的長期腐蝕這雙重效果疊加之下造成的。此類裂紋現象往往出現在蒸氣管道、旁路管線，熱影響區，還有一些含有氯化物的鋼管環縱焊接、環焊接處。此類腐蝕效果往往伴隨著包括點性腐蝕在內的多種腐蝕形式。其特點就是腐蝕情況難以被工人人員發現，而一旦發生就容易造成巨大的破壞力，所以需要相關人員高度重視。而檢測該腐蝕問題主要需要借助射線檢測、超聲波檢測等無損檢測技術。

（二）焊接裂紋

持續的高溫環境也是導致鍋爐的壓力管道出現裂紋現象的主要原因之一。這種裂紋往往呈現網狀或貼裝的效果且裂紋出現之后容易與空氣發生作用而氧化。一般鍋爐在生產結束之后需要經歷一段時間的冷卻，此時往往容易發現鍋爐會出現一些焊接冷裂紋的問題。這主要是因為在焊接的過程中，這些部位容易和氫氣發生作用從而溶于金相物質，待冷卻之后，這些物質中的奧氏體就會慢慢變成鐵，進而形成氫裂紋，最后也就出現了焊接冷裂紋。

三、裂紋問題的常見改善措施

（一）優化結構工藝設計

從結構工藝設計的角度對鍋爐、壓力容器壓力管道出現的裂紋問題進行處理從而提高其安全性。這首先需要在設計的時候盡量使用連續結構，選擇的材料也要考慮好介質與材料是否相溶，以及材料本身是否具備一定的可焊性。設備的安裝單位要對設備的設計結構進行把關，給出相應的優化方案并及時保持與設計單位的良好溝通，使用的結構設計方案也最好是能夠經受住實踐檢驗的成熟方案。其次是要選擇合理的安裝和制造工藝，特別是在焊接的工藝選擇上，要盡可能降低鍋爐、壓力容器和管道由于焊接的問題而出現的裂紋風險。另外還要在設備安裝的過程中主要設備的外部構建加固和連接的工作，使用外部加固和節點支護的方式，防止設備本體由于外部結構的問題而出現裂紋。

（二）定期檢查的維修鍋爐、壓力容器和管道

鍋爐、壓力容器與管道在工業生產的時候往往需要持續不斷的作業，其使用的強度較高，使用的頻率也非常頻繁，因此更加需要重視對此類設備的定期檢修和維護問題，針對不同的設備以及不同位置的壓力構件制定有針對性的檢修與維護方案，特別是基于過去的裂紋現象，對可能產生裂紋的高發地區進行重點檢測。同時檢測單位最好也要采用最成熟有效的檢測手段對相關的設備和構建進行檢測，對可能出現的裂紋現象提前制定預處理方案。比如對處于設備表面的裂紋可以使用打磨消除的手段，如果裂紋較深，則要先打止裂孔，然后再進行打磨消除。針對多層壓力容器的裂紋，如果其缺陷較難解決，此時就可以對設備進行應力分析，該更換的情況下盡早及時更換。而從根本上，則是需要使用單位能夠形成一套合理的檢修和維護的工作制度，落實好每一個維護節點的檢修工作，盡早發現問題快速解決，最大程度降低裂紋的安全隱患。

總結

鍋爐、壓力容器和壓力管道在運行的過程中，需要高度的關注在每一個角落出現的裂紋現象，加大巡查頻率，確保能夠及時的發現問題并處理問題，避免因管理不到位而引發嚴重后果。每一處裂紋的出現必有其內在的或外在的原因，如果放任不管長此以往極有可能造成嚴重的安全隱患。因此基于鍋爐、壓力容器壓力管道的安全運行考慮，極有必要形成一套嚴謹的設備檢修和維護的工作制度，使用最先進的檢測手段盡早發現裂紋現象，并使用有效的手段預防和控制裂紋，確保鍋爐、壓力容器和壓力管道的平穩、安全作業。

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