張哲

摘 要：對(duì)鍋爐壓力容器壓力管道進(jìn)行合理的檢驗(yàn)，可以使工作人員能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)鍋爐壓力容器中壓力管道的裂紋，并制定出相應(yīng)的解決措施。基于此，本文通過(guò)對(duì)鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中的裂紋問(wèn)題進(jìn)行分析，論述了應(yīng)力腐蝕裂紋問(wèn)題、疲勞裂紋問(wèn)題、焊接裂紋問(wèn)題的解決措施。

關(guān)鍵詞：鍋爐壓力容器 壓力管道檢驗(yàn) 裂紋問(wèn)題及對(duì)策

前 言

壓力管道的工作環(huán)境使高溫高壓環(huán)境，由于長(zhǎng)期處于這樣的環(huán)境中，設(shè)備會(huì)出現(xiàn)很多裂紋問(wèn)題。這些裂紋的出現(xiàn)在很大程度上會(huì)提高鍋爐容器的爆炸幾率，嚴(yán)重威脅著相關(guān)從業(yè)人員的生命安全，同時(shí)也大大降低了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，必須對(duì)鍋爐壓力容器壓力管道進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控和管理，消除壓力管道的安全隱患。

1 鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中的裂紋問(wèn)題

1.1應(yīng)力腐蝕裂紋問(wèn)題

應(yīng)力腐蝕裂紋壓力管道的金屬在腐蝕介質(zhì)和一定應(yīng)力的作用下產(chǎn)生的。在特定介質(zhì)中，會(huì)在管道表面產(chǎn)生一層不穩(wěn)定的保護(hù)膜從而發(fā)生腐蝕反應(yīng)。液氨或者含硫化氫都會(huì)使其受到一定的腐蝕性。液氨介質(zhì)中主要會(huì)發(fā)生的反應(yīng)有：2NH3+CO2→NH4CO2NH2；NH4CO2NH2→NH4++CO2NH2-；O2+2NH4+2Fe→2Fe2++2OH-+2NH3。含硫化氫中主要發(fā)生的反應(yīng)有：H2S+Fe→FeS+H2↑；陽(yáng)極反應(yīng)：Fe+S2-→FeS+2e；陰極反應(yīng)：2H++2e→H2↑。這些反應(yīng)在應(yīng)力的作用下會(huì)導(dǎo)致容器壓力管道出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕裂紋。

1.2疲勞裂紋問(wèn)題

在壓力管道中，主要的裂紋就是疲勞裂紋，鍋爐壓力容器壓力管道中的疲勞裂紋主要分為兩種，其一是機(jī)械疲勞裂紋；其二是腐蝕疲勞裂紋。機(jī)械疲勞裂紋主要產(chǎn)生的位置是在受力比較集中的區(qū)域內(nèi)，形狀大致為直線狀。機(jī)械疲勞裂紋剛剛產(chǎn)生時(shí)，會(huì)以隧道式向管道的內(nèi)部延伸，裂紋比較短、小。產(chǎn)生中期，機(jī)械疲勞裂紋會(huì)逐漸增長(zhǎng)，各個(gè)小裂紋會(huì)逐漸相連。產(chǎn)生后期，逐漸形成一個(gè)切向裂紋。腐蝕疲勞裂紋是指機(jī)械疲勞裂紋在受到應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的作用下，逐漸變成腐蝕裂紋，隨著時(shí)間的推進(jìn)，逐漸擴(kuò)展。

1.3焊接裂紋問(wèn)題

一個(gè)整體鍋爐是由很多部件經(jīng)過(guò)焊接組合成的。在這過(guò)程中，由于焊接操作不當(dāng)或者其他影響因素使鍋爐壓力管道出現(xiàn)裂紋是最為常見(jiàn)的現(xiàn)象。焊接裂紋也分為兩種裂紋，其一是過(guò)冷裂紋；其二是過(guò)熱裂紋。過(guò)冷裂紋產(chǎn)生的原因主要是由于溫度突然降低，鍋爐壓力管道長(zhǎng)時(shí)間處于冷卻狀態(tài)，使焊接處出現(xiàn)氫裂痕，從而產(chǎn)生過(guò)冷裂紋。過(guò)熱裂紋主要是由于鍋爐工作的環(huán)境高溫高壓區(qū)，溫度一直居高不下，使得溫度超過(guò)了鍋爐壓力容器壓力管道焊接處的受熱臨界點(diǎn)，從而使管道出現(xiàn)裂紋。

2 解決鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中的裂紋問(wèn)題的對(duì)策

2.1應(yīng)力腐蝕裂紋問(wèn)題的解決對(duì)策

對(duì)于應(yīng)力腐蝕裂紋問(wèn)題進(jìn)行解決，主要有以下幾點(diǎn)：1）使用先進(jìn)的管道內(nèi)壁檢測(cè)技術(shù)。目前所采用的預(yù)防應(yīng)力腐蝕裂紋的檢測(cè)技術(shù)都是針對(duì)管道外壁進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)內(nèi)壁檢測(cè)并沒(méi)有相應(yīng)的技術(shù)支持，所以應(yīng)該利用先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)來(lái)預(yù)防內(nèi)壁應(yīng)力腐蝕裂紋的產(chǎn)生。如超聲波檢測(cè)技術(shù)和漏磁腐蝕檢測(cè)技術(shù)等，同時(shí)利用SCADA技術(shù)實(shí)施監(jiān)測(cè)鍋爐壓力管道的實(shí)際運(yùn)行情況。2）除氧處理。對(duì)鍋爐給水作除氧處理工作，向其中加入亞硫酸鈉，以此來(lái)除去水中的溶解氧。主要操作為在水預(yù)熱之后，每噸水中加入3～4kg的亞硫酸鈉，溫度越高，除氧的速率越快。這樣可以有效的解決應(yīng)力腐蝕裂紋問(wèn)題[1]。

2.2疲勞裂紋問(wèn)題的解決對(duì)策

在對(duì)疲勞裂紋問(wèn)題進(jìn)行解決時(shí)，要做到以下幾點(diǎn)：1）改善鍋爐零件結(jié)構(gòu)，分散應(yīng)力。在改造過(guò)程中，可以采用圓角過(guò)度的方法，使應(yīng)力集中區(qū)域的應(yīng)力峰值降下來(lái)，分散應(yīng)力，提高鍋爐壓力容器壓力管道的疲勞強(qiáng)度。2）提高管道材料的質(zhì)量。對(duì)鍋爐壓力管道的各個(gè)機(jī)械零件進(jìn)行改造，防治腐蝕疲勞裂紋的出現(xiàn)，如加入合金元素，這樣可以防止晶間腐蝕現(xiàn)象的出現(xiàn)。除此之外，對(duì)管道上的零件的表面進(jìn)行淬火、噴丸處理，以此來(lái)提高表層力學(xué)性能，從而提高管道的抗疲勞強(qiáng)度。3）定期檢測(cè)壓力管道的構(gòu)件。利用X光檢測(cè)技術(shù)和超聲波技術(shù)對(duì)壓力管道進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)裂紋，及時(shí)處理[2]。

2.3焊接裂紋問(wèn)題的解決對(duì)策

對(duì)于焊接裂紋問(wèn)題進(jìn)行解決，應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：

1）控制焊縫中雜質(zhì)的含量。在焊接過(guò)程中，工作人員應(yīng)當(dāng)控制焊絲和金屬中S、P的含量不得超過(guò)0.03%～0.04%，C的含量不得超過(guò)0.12%。

2）注意焊接順序。要主要焊接汽水聯(lián)絡(luò)管、降水管、給水管以及分散降水管的先后順序。同時(shí)對(duì)焊縫結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量減小焊接頭的拘束度和剛度。3）控制氫元素的來(lái)源。在選擇焊接材料過(guò)程中，盡量選擇超低氫焊材如大橋牌超低氫、高韌性焊接材料。同時(shí)注意在使用焊材時(shí)要將其烘干，將油污、水等雜質(zhì)去除，保證焊接質(zhì)量。這樣可以有效解決焊接裂紋問(wèn)題。

結(jié) 論

綜上所述，鍋爐壓力容器壓力管道的裂紋類型很多，對(duì)其進(jìn)行有效預(yù)防和控制是非常重要的。經(jīng)過(guò)上文分析可得，解決應(yīng)力腐蝕裂紋的對(duì)策，需要從技術(shù)和除氧處理兩方面進(jìn)行考慮；解決疲勞裂紋的對(duì)策，需要從管道的結(jié)構(gòu)和調(diào)高管道材料質(zhì)量方面入手；解決焊接裂紋的對(duì)策，需要對(duì)焊縫中的雜質(zhì)進(jìn)行處理以及控制焊接氫元素的含量。因此，深入探討鍋爐壓力容器管道裂紋的解決對(duì)策意義重大。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 蔡政國(guó).鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)中裂紋問(wèn)題及預(yù)防處理方法分析[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2017（06）：155+157.