在實(shí)際生活中,鍋爐壓力容器壓力管道運(yùn)行面臨復(fù)雜的內(nèi)外部環(huán)境,這些裂紋是混合存在的。通常情況下,按照裂紋產(chǎn)生與發(fā)展的原因進(jìn)行分類(lèi),并且裂紋的形成與鍋爐的用途、結(jié)構(gòu)、材料、部位等有關(guān),不同部位、不同材料、不同用途的鍋爐壓力容器壓力管道形成的裂紋不同。
一、鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中常見(jiàn)的裂紋問(wèn)題有以下幾種
(一)應(yīng)力腐蝕裂紋
應(yīng)力腐蝕裂紋的出現(xiàn)是應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用的結(jié)果,腐蝕介質(zhì)是濃度較大的堿水。這種裂紋主要產(chǎn)生于鍋爐的汽水管道和集裝箱管座上。這些構(gòu)件接觸堿水后,堿水的腐蝕性使得金屬的微觀世界發(fā)生化學(xué)變化,即金屬晶體與邊界間形成電位差,促使二者之間出現(xiàn)微弱的電流,這些電流導(dǎo)致金屬內(nèi)部產(chǎn)生裂紋。通過(guò)顯微鏡觀察裂紋,我們發(fā)現(xiàn)這種裂紋有主裂紋、二次裂紋,而且主裂紋的發(fā)展趨勢(shì)是穿過(guò)晶體內(nèi)部,次裂紋的發(fā)展趨勢(shì)是沿著晶體邊界,呈放射狀。易出現(xiàn)這種裂紋的材料是奧氏體不銹鋼,在水汽情況下受到應(yīng)力作用即可形成,裂紋呈樹(shù)枝狀。
(二)疲勞裂紋
疲勞裂紋是鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中經(jīng)常遇到的裂紋問(wèn)題之一,經(jīng)常出現(xiàn)在應(yīng)力較為集中的設(shè)備上,這種裂紋剛開(kāi)始比較細(xì)小,中后期會(huì)不斷擴(kuò)展延伸。疲勞裂紋一般有三種類(lèi)型:機(jī)械疲勞裂紋、熱疲勞裂紋、腐蝕疲勞裂紋。
出現(xiàn)機(jī)械疲勞裂紋的常見(jiàn)區(qū)域是葉輪、葉片、輔助轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備等零件上,而且裂紋多是源于設(shè)備表面,呈直線狀,剛開(kāi)始比較短,逐漸向內(nèi)擴(kuò)展,直至連成一條長(zhǎng)的裂紋,穩(wěn)定擴(kuò)展。這種裂紋的源頭一般是材料缺陷區(qū)域、加工產(chǎn)生的刀痕處、接頭處、尖角處、有小孔的位置。
熱疲勞裂紋的產(chǎn)生是因?yàn)樵诘陀诶鞆?qiáng)度的情況下應(yīng)力反復(fù)作用于金屬材料而慢慢形成的裂紋。腐蝕疲勞裂紋是在已形成的疲勞裂紋的基礎(chǔ)上形成的,與應(yīng)力腐蝕裂紋的性質(zhì)相同,也是應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用的結(jié)果。這種裂紋一般是穿晶裂紋,隨著時(shí)間的推移,裂紋逐漸變寬,壓力容器壓力管道內(nèi)壁會(huì)出現(xiàn)腐蝕坑。而且大多形成在汽包管座、集箱管座上,這些設(shè)備能接觸到腐蝕介質(zhì),長(zhǎng)期受到振動(dòng)產(chǎn)生的應(yīng)力作用,滿足腐蝕疲勞裂紋形成的條件。
(三)過(guò)熱過(guò)冷裂紋
鍋爐壓力容器壓力管道的制作材料是金屬板,金屬板在制作過(guò)程中會(huì)經(jīng)過(guò)焊接、軋制、冷卻等工藝程序,每道程序的溫度會(huì)發(fā)生變化,溫度過(guò)冷過(guò)熱都會(huì)使金屬材料產(chǎn)生裂紋。加熱溫度較高使得晶體氧化或融化產(chǎn)生過(guò)燒裂紋,加熱溫度超過(guò)金屬的臨界溫度會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱裂紋,焊接后長(zhǎng)時(shí)間冷卻會(huì)產(chǎn)生冷裂紋。形成時(shí)間較長(zhǎng)的冷裂紋具有隱蔽性,不易被檢驗(yàn)出來(lái),而熱裂紋會(huì)氧化或融化晶體邊界,過(guò)燒的金屬不能承受變形,這些裂紋給鍋爐承壓設(shè)備造成巨大隱患。
(四)蠕變裂紋
蠕變裂紋的形成是由于溫度的變化和應(yīng)力的作用,隨著使用時(shí)間的增加,鍋爐壓力容器壓力管道會(huì)由于損傷出現(xiàn)蠕變裂紋。這種裂紋主要形成區(qū)域是管道和集箱應(yīng)力集中的位置以及過(guò)熱發(fā)脹的管道表面等,同時(shí)設(shè)備會(huì)出現(xiàn)變形、材料組織受損、互相分離。蠕變裂紋會(huì)發(fā)展成為一個(gè)裂紋帶,其中主裂紋居中,兩側(cè)平行分布著大量裂紋。具有蠕動(dòng)裂紋的設(shè)備受損區(qū)內(nèi)會(huì)有數(shù)量不等的孔洞,這些孔洞沒(méi)有規(guī)則的連接著,而且形狀多為米粒狀或橢圓狀。蠕動(dòng)裂紋的擴(kuò)展方向是沿著晶體邊界的。
二、解決方法
對(duì)鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中出現(xiàn)的裂紋問(wèn)題要提前預(yù)防、及時(shí)處理,提高鍋爐使用的安全系數(shù),降低安全事故發(fā)生的可能性,及時(shí)排除隱患裂紋問(wèn)題,減少公民生命和財(cái)產(chǎn)損失。相關(guān)部門(mén)可以從以下幾方面著手:
(一)對(duì)鍋爐壓力容器壓力管道制作的各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)加管理
首先,要對(duì)生成鍋爐及其附屬設(shè)備的原材料質(zhì)量進(jìn)行控制。應(yīng)該對(duì)生成鍋爐的材料不斷進(jìn)行改進(jìn),提升制造技術(shù),制定生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn),明確生產(chǎn)要求,保障生產(chǎn)流程規(guī)范運(yùn)行,有效控制各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié),嚴(yán)格檢驗(yàn)每道工藝程序,將材料造成裂紋的機(jī)率減至。其次,仔細(xì)審查鍋爐壓力容器壓力管道生產(chǎn)制造的每個(gè)環(huán)節(jié),確保工作人員按照生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作,防止在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)失誤。,要對(duì)鍋爐的安裝和使用過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督管理,此過(guò)程重要的是提高人為操作水平。
(二)加強(qiáng)對(duì)鍋爐壓力容器壓力管道的檢驗(yàn)力度
鍋爐設(shè)備建成后要按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收,在投入使用之前要再次檢查設(shè)備,日常生活和工作中要做詳細(xì)記錄,了解鍋爐壓力容器壓力管道的變化,從源頭避免裂紋問(wèn)題造成的安全隱患。而且,決不放松對(duì)老化鍋爐設(shè)備的檢驗(yàn)工作,增加檢驗(yàn)頻率,擴(kuò)大檢驗(yàn)范圍。此外,要建立健全相關(guān)檢驗(yàn)制度,對(duì)檢驗(yàn)工作者的行為進(jìn)行約束。
鍋爐壓力容器壓力管道作為一種高溫設(shè)備,在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中如果出現(xiàn)意外故障,將會(huì)可能引發(fā)爆炸事件,由此對(duì)人們的生命和財(cái)產(chǎn)都會(huì)造成一定程度的傷害,甚至引發(fā)不可挽救的經(jīng)濟(jì)損害。因此,在鍋爐壓力容器壓力管理檢驗(yàn)工作中必須做好對(duì)設(shè)備中出現(xiàn)的裂紋問(wèn)題加以重視和管理,在鍋爐壓力容器壓力管道的裂紋問(wèn)題的檢驗(yàn)中,應(yīng)從裂紋的形態(tài)分析中判斷出裂紋的性質(zhì)、類(lèi)別和影響因素,污水處理設(shè)備相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)裂紋特征,及時(shí)采取科學(xué)而合理的有效應(yīng)對(duì)措施,解決好裂紋問(wèn)題,為設(shè)備的安全運(yùn)行提供保障。
綜上所述,鍋爐壓力容器壓力管道產(chǎn)生裂紋受外部和內(nèi)部因素共同影響,裂紋問(wèn)題影響了鍋爐設(shè)備的正常運(yùn)行,我們要分析裂紋產(chǎn)生原因,進(jìn)行針對(duì)性的改進(jìn)措施,提高鍋爐運(yùn)行的安全水平。