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[摘 要]在工业生产中,锅炉系统的正常运行对生产过程有重要的影响,本文将探究锅炉压力容器压力管道检验中的裂纹问题。
[关键词]锅炉压力容器;压力管道检验;管道裂纹
中图分类号:R239 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)29-0314-01
引言:进入二十一世纪以来,经济和科技的进步带动了工业的发展,相关行业对锅炉压力容器的运行也更加重视。锅炉压力容器的压力管道一旦出现裂纹,其安全性会受到严重的影响,可能发生爆炸现象。因此,在生产中,必须重视压力容器压力管道的检修工作。
一、常见的管道裂纹问题
(一)腐蚀裂纹
管带受到应力和腐蚀介质的影响会发生开裂的现象,这种裂纹通常发生在汽水管道以及集箱管座等位置。奥氏体不锈钢材料受应力和腐蚀影响的几率比较大,尤其是在汽水介质的作用下,非常微小的应力都可能造成管道裂纹现象。开裂的原因比较多,如冷加工变形、震动、残余应力等都会导致开裂问题的发生。应力腐蚀裂纹通常会与张应力构成直角,奥氏体不锈钢裂纹一般呈树枝状。通常情况下,应力腐蚀裂纹都发生在弯管内壁位置,管道受到局部腐蚀容易发生这种现象。这种裂纹的出现通常表现为群状,并呈带状延伸,表现特点为数量多、开口大、长度短,具有分支的特点,并由外向内扩展。
(二)焊接裂纹
这种裂纹是由于锅炉的生产制造过程中方法问题造成的。现代通用的锅炉和压力容器是用金属板卷制焊接而成的,因此,在生产的过程中,裂纹是常见的问题,难以避免[1]。通常情况下,温度的剧烈变化会加剧裂纹的形成和发展。金属材料在长期的焊接和冷却之后就会产生焊接冷裂纹,其产生原因是金相组织中含有溶解的氢元素。氢元素的溶解度会根据环境条件的变化而变化,焊接点处的金属冷却后,金相组织会发生一定的性质变化,焊接的缝隙在氢元素的作用下会发生聚集,在持续的冷却过程中,就会形成焊接冷裂纹。
(三)疲劳裂纹
疲劳裂纹通常出现在压力管道表面,应变比较集中的位置。疲劳裂纹的外观呈直线状,刚出现的时候比较短,在运行的过程中,裂纹会呈隧道状发展,发展到中期会呈线性延伸;到后期阶段,延伸速度会加快,开裂更严重。在机械疲劳裂纹发展的同时,腐蚀疲劳裂纹也容易出现,常常在反射应力集中的部位出现。在形成初期,表现不明显,且发展速度比较慢。机械疲劳裂纹产生的原因相对比较复杂,且裂纹开口大,在开口位置常有粘结坑,开口深度不大,没有明显的弯曲。
二、检修内容与方法
(一)对压力容器进行全面的检查
在检查时,首先要清洁压力容器,然后才能进行检查工作。检查的内容包括:对管道的焊缝和接头部位进行检查,看是否有裂纹存在,如果发现裂纹就要采取一定的方法进行处理和维护。另外,还要检查锅炉压力容器表面的磨损和腐蚀程度等情况,在检查的过程中,可以用肉眼进行观察,对于不便于肉眼观察的情况可以使用放大镜、射线探伤或超声波等技术手段。检查内壁厚度较小的容器时,需要进行反复核对,避免检查过程的疏漏,导致问题不能得到及时的解决,影响设备的使用,从而造成损失。
(二)检查要点
要确保压力容器的正常工作,定期的对其进行全面检查,并测试其耐压性。耐压测试的方式就是对压力容器的压力管道进行焊缝检查,注意管道的应力承受情况,受腐蚀的程度等,利用无损探伤测试的方式进行检查与测试,保证设备的使用性能良好。经过全面的检查,如果压力容器压力管道不存在任何安全隐患,可以适当的延长检查的周期,调整检查频率,较少人力和时间的浪费。
三、预防裂纹的措施
(一)保证锅炉运行状态的稳定
压力容器管道裂纹都是在锅炉长期运行的过程中逐渐形成的,因此,要确保锅炉的运行状态正常,每个环节都符合标准的运行要求,压力容器管道承受的风险自然就会降低。要控制好锅炉启动——运行——停炉的过渡,保持锅炉的整体状态平稳,温度的变化不应过大,要保持平稳的升高或降低速度,避免金属材料因在单位时间内受到过大的温度变化刺激而产生裂纹。其次,要对锅炉的受压元件进行质量控制,采用先进科学的焊接工艺进行焊接,对于器件的热处理要進行严格的监督和控制,减少裂纹出现的几率。预防疲劳裂纹,要减少受压元件板边的扳边次数,保证板边处的强度低于金属的屈服点强度[2]。
(二)适当的操作和使用
任何机械经过长期的使用都可能会发生故障,过度的使用会造成机械的疲劳和部件的磨损等问题,因此,在生产活动中,要注意设备的使用寿命和运行状态,过度使用容易引发安全事故。要想保证锅炉的安全稳定运行,就要调整好运行时间,及时的检查,保证锅炉的安全性。锅炉长期在高温的环境下运行,部件容易受到磨损和腐蚀,检修人员要定期的对锅炉进行全面的检查,清理设备中的杂质,调整锅炉的使用性能,让锅炉有一定的间歇,从而提高生产的安全性。另外,要提高锅炉操作人员的操作水平。操作的规范性对锅炉压力容器压力管道的工作也会产生影响,操作不当会缩短器件的使用寿命,提高操作人员的专业水平和操作能力,保证操作程序的规范,能够在一定程度上减少压力容器管道裂纹的出现。企业可以采用技能考核和奖惩制度,提高工作人员的重视程度,并组织培训,提高其技术能力,从而确保生产工作能够安全的进行。
四、完善压力容器的质量检查体系
(一)把好材料质量关
要想保证锅炉的安全性,对于锅炉制造的每个环节都要严格的控制。其中,原材料的选择和使用是至关重要的。原材料的质量直接决定成品的质量,因此,在锅炉制造和组装中,要严格的对原材料进行质量把关,保证材料的质量符合标准要求,有较好的承受能力,能夠承受长期高温以及温度的变化,有较高的抗腐蚀性,然后再进行生产工作,避免劣质材料进入生产程序中,造成锅炉器件的质量问题,引起安全事故。
(二)控制容器生产质量
锅炉压力容器有固定的生产流程,在生产的过程中,技术的使用和生产程序必须按照规范进行,不能有丝毫的失误,否则产品的质量难以得到保证[3]。在生产之前,要对图纸进行严格的审查,确定其中不存在任何问题才能进一步施工,同时,要明确图纸设计的要求,根据具体要求确定生产程序和需要的工艺技术。在生产过程中,相关管理人员要进行严格的监督,避免操作失误和随意操作等现象,保证产品的质量合格,将生产误差控制在规定的范围内,不影响使用。
(三)控制锅炉质量
锅炉的整体是由多个部分共同组成的,部分对整体会产生重要的影响,整体也会影响部分的功能。在运行的过程中,工作人员要重视锅炉的检修工作,不仅是压力容器,其他方面的检查也是不可缺少的,保证锅炉的整体运行状态正常,压力容器出现问题的几率也会相应的降低。因此,要全面的检查锅炉的各个部分。人工的压力容器出现质量缺陷的可能性比较大,这就要求检查工作必须细致到位,保证生产程序的正常合理,减少对压力容器的损伤,从而降低管道裂纹出现的几率。
结语
综上所述,锅炉压力容器压力管道在工业生产中应用比较广泛,其安全性是非常重要的。在生产的过程中,企业要对其进行严格的检修与控制,及时的发现并解决管道裂纹问题,从而保证锅炉正常运行,避免影响生产工作的正常进行,给企业造成损失。
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].黑龙江科技信息,2013,14:14.
[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,2015,04:32.
[3] 孟繁熙.锅炉检测中所存在的裂缝问题及处理措施[J].中国新技术新产品,2016,18:57-58.
[关键词]锅炉压力容器;压力管道检验;管道裂纹
中图分类号:R239 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)29-0314-01
引言:进入二十一世纪以来,经济和科技的进步带动了工业的发展,相关行业对锅炉压力容器的运行也更加重视。锅炉压力容器的压力管道一旦出现裂纹,其安全性会受到严重的影响,可能发生爆炸现象。因此,在生产中,必须重视压力容器压力管道的检修工作。
一、常见的管道裂纹问题
(一)腐蚀裂纹
管带受到应力和腐蚀介质的影响会发生开裂的现象,这种裂纹通常发生在汽水管道以及集箱管座等位置。奥氏体不锈钢材料受应力和腐蚀影响的几率比较大,尤其是在汽水介质的作用下,非常微小的应力都可能造成管道裂纹现象。开裂的原因比较多,如冷加工变形、震动、残余应力等都会导致开裂问题的发生。应力腐蚀裂纹通常会与张应力构成直角,奥氏体不锈钢裂纹一般呈树枝状。通常情况下,应力腐蚀裂纹都发生在弯管内壁位置,管道受到局部腐蚀容易发生这种现象。这种裂纹的出现通常表现为群状,并呈带状延伸,表现特点为数量多、开口大、长度短,具有分支的特点,并由外向内扩展。
(二)焊接裂纹
这种裂纹是由于锅炉的生产制造过程中方法问题造成的。现代通用的锅炉和压力容器是用金属板卷制焊接而成的,因此,在生产的过程中,裂纹是常见的问题,难以避免[1]。通常情况下,温度的剧烈变化会加剧裂纹的形成和发展。金属材料在长期的焊接和冷却之后就会产生焊接冷裂纹,其产生原因是金相组织中含有溶解的氢元素。氢元素的溶解度会根据环境条件的变化而变化,焊接点处的金属冷却后,金相组织会发生一定的性质变化,焊接的缝隙在氢元素的作用下会发生聚集,在持续的冷却过程中,就会形成焊接冷裂纹。
(三)疲劳裂纹
疲劳裂纹通常出现在压力管道表面,应变比较集中的位置。疲劳裂纹的外观呈直线状,刚出现的时候比较短,在运行的过程中,裂纹会呈隧道状发展,发展到中期会呈线性延伸;到后期阶段,延伸速度会加快,开裂更严重。在机械疲劳裂纹发展的同时,腐蚀疲劳裂纹也容易出现,常常在反射应力集中的部位出现。在形成初期,表现不明显,且发展速度比较慢。机械疲劳裂纹产生的原因相对比较复杂,且裂纹开口大,在开口位置常有粘结坑,开口深度不大,没有明显的弯曲。
二、检修内容与方法
(一)对压力容器进行全面的检查
在检查时,首先要清洁压力容器,然后才能进行检查工作。检查的内容包括:对管道的焊缝和接头部位进行检查,看是否有裂纹存在,如果发现裂纹就要采取一定的方法进行处理和维护。另外,还要检查锅炉压力容器表面的磨损和腐蚀程度等情况,在检查的过程中,可以用肉眼进行观察,对于不便于肉眼观察的情况可以使用放大镜、射线探伤或超声波等技术手段。检查内壁厚度较小的容器时,需要进行反复核对,避免检查过程的疏漏,导致问题不能得到及时的解决,影响设备的使用,从而造成损失。
(二)检查要点
要确保压力容器的正常工作,定期的对其进行全面检查,并测试其耐压性。耐压测试的方式就是对压力容器的压力管道进行焊缝检查,注意管道的应力承受情况,受腐蚀的程度等,利用无损探伤测试的方式进行检查与测试,保证设备的使用性能良好。经过全面的检查,如果压力容器压力管道不存在任何安全隐患,可以适当的延长检查的周期,调整检查频率,较少人力和时间的浪费。
三、预防裂纹的措施
(一)保证锅炉运行状态的稳定
压力容器管道裂纹都是在锅炉长期运行的过程中逐渐形成的,因此,要确保锅炉的运行状态正常,每个环节都符合标准的运行要求,压力容器管道承受的风险自然就会降低。要控制好锅炉启动——运行——停炉的过渡,保持锅炉的整体状态平稳,温度的变化不应过大,要保持平稳的升高或降低速度,避免金属材料因在单位时间内受到过大的温度变化刺激而产生裂纹。其次,要对锅炉的受压元件进行质量控制,采用先进科学的焊接工艺进行焊接,对于器件的热处理要進行严格的监督和控制,减少裂纹出现的几率。预防疲劳裂纹,要减少受压元件板边的扳边次数,保证板边处的强度低于金属的屈服点强度[2]。
(二)适当的操作和使用
任何机械经过长期的使用都可能会发生故障,过度的使用会造成机械的疲劳和部件的磨损等问题,因此,在生产活动中,要注意设备的使用寿命和运行状态,过度使用容易引发安全事故。要想保证锅炉的安全稳定运行,就要调整好运行时间,及时的检查,保证锅炉的安全性。锅炉长期在高温的环境下运行,部件容易受到磨损和腐蚀,检修人员要定期的对锅炉进行全面的检查,清理设备中的杂质,调整锅炉的使用性能,让锅炉有一定的间歇,从而提高生产的安全性。另外,要提高锅炉操作人员的操作水平。操作的规范性对锅炉压力容器压力管道的工作也会产生影响,操作不当会缩短器件的使用寿命,提高操作人员的专业水平和操作能力,保证操作程序的规范,能够在一定程度上减少压力容器管道裂纹的出现。企业可以采用技能考核和奖惩制度,提高工作人员的重视程度,并组织培训,提高其技术能力,从而确保生产工作能够安全的进行。
四、完善压力容器的质量检查体系
(一)把好材料质量关
要想保证锅炉的安全性,对于锅炉制造的每个环节都要严格的控制。其中,原材料的选择和使用是至关重要的。原材料的质量直接决定成品的质量,因此,在锅炉制造和组装中,要严格的对原材料进行质量把关,保证材料的质量符合标准要求,有较好的承受能力,能夠承受长期高温以及温度的变化,有较高的抗腐蚀性,然后再进行生产工作,避免劣质材料进入生产程序中,造成锅炉器件的质量问题,引起安全事故。
(二)控制容器生产质量
锅炉压力容器有固定的生产流程,在生产的过程中,技术的使用和生产程序必须按照规范进行,不能有丝毫的失误,否则产品的质量难以得到保证[3]。在生产之前,要对图纸进行严格的审查,确定其中不存在任何问题才能进一步施工,同时,要明确图纸设计的要求,根据具体要求确定生产程序和需要的工艺技术。在生产过程中,相关管理人员要进行严格的监督,避免操作失误和随意操作等现象,保证产品的质量合格,将生产误差控制在规定的范围内,不影响使用。
(三)控制锅炉质量
锅炉的整体是由多个部分共同组成的,部分对整体会产生重要的影响,整体也会影响部分的功能。在运行的过程中,工作人员要重视锅炉的检修工作,不仅是压力容器,其他方面的检查也是不可缺少的,保证锅炉的整体运行状态正常,压力容器出现问题的几率也会相应的降低。因此,要全面的检查锅炉的各个部分。人工的压力容器出现质量缺陷的可能性比较大,这就要求检查工作必须细致到位,保证生产程序的正常合理,减少对压力容器的损伤,从而降低管道裂纹出现的几率。
结语
综上所述,锅炉压力容器压力管道在工业生产中应用比较广泛,其安全性是非常重要的。在生产的过程中,企业要对其进行严格的检修与控制,及时的发现并解决管道裂纹问题,从而保证锅炉正常运行,避免影响生产工作的正常进行,给企业造成损失。
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].黑龙江科技信息,2013,14:14.
[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,2015,04:32.
[3] 孟繁熙.锅炉检测中所存在的裂缝问题及处理措施[J].中国新技术新产品,2016,18:57-58.