劉勇

本溪市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗所 遼寧本溪 117000

相對于壓力容器而言，最常見的故障問題則是裂紋問題，裂紋問題若得不到及時有效地解決，勢必會埋下安全隱患，隨著時間的推移變化，則會直接導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)爆炸，甚至?xí){到從業(yè)人員的生命財產(chǎn)安全，給企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。由此來看，重視到對壓力容器檢驗的工作，提高檢測技術(shù)，及時發(fā)展壓力容器內(nèi)部出現(xiàn)的故障問題，降低安全風(fēng)險，并針對裂紋問題制定相對應(yīng)的解決措施，確保壓力容器的質(zhì)量有所提升，這對于企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有一定的促進(jìn)作用，

1 壓力容器檢驗內(nèi)容和方法

對壓力容器進(jìn)行檢驗時，首先需要進(jìn)行資料審查，其中包括設(shè)計資料、制造（含現(xiàn)場組焊）資料、壓力容器安裝竣工圖、改造或者重大修理資料、使用管理資料等。然后根據(jù)壓力容器的資料及可能發(fā)生的損傷模式及失效模式編制檢驗方案。壓力容器的常規(guī)檢驗內(nèi)容包括宏觀檢驗、隔熱層檢驗、襯里檢驗、堆焊層檢驗、壁厚測定、表面缺陷檢測、埋藏缺陷檢測、材料分析、螺柱檢驗、強度校核、安全附件檢驗、耐壓試驗、泄露試驗等。在進(jìn)行檢驗時需要嚴(yán)格檢查保護(hù)裝置、設(shè)備支座、質(zhì)量外觀等，在對質(zhì)量外觀進(jìn)行檢驗時，主要采用目視方法（必要時利用內(nèi)窺鏡、放大鏡等輔助工具）應(yīng)當(dāng)重點關(guān)注銘牌和標(biāo)志，壓力容器外表面的腐蝕等。在檢驗過程中需要重點關(guān)注壓力容器排污及疏水情況等。除此外，還需要對相關(guān)工作人員進(jìn)行檢查，主要檢查工作人員的執(zhí)照、資質(zhì)證書、工作效果等，只有通過以上檢查才能更好確保壓力容器處在正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，也能夠最大程度降低壓力容器發(fā)生故障的概率[1]。

2 常見裂紋概述

2.1 機械疲勞裂紋

當(dāng)壓力容器長時間再循環(huán)機械載荷狀態(tài)下運行表面發(fā)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象，從而產(chǎn)生的裂紋便是機械疲勞裂紋，機械疲勞裂紋也包含在直線裂紋的范疇中，在裂紋產(chǎn)生初期，裂紋范圍較小，同時裂紋的長度較短，如果此時沒有對其進(jìn)行及時發(fā)現(xiàn)并解決裂紋將開始延伸。在裂紋產(chǎn)生中期，裂紋的長度快速增長，并且變化方式快速增多。在機械疲勞裂紋長度快速增長的過程中，極易出現(xiàn)腐蝕疲勞裂紋。腐蝕疲勞裂紋與機械疲勞裂紋相比，其特點與規(guī)律極其相似，主要形成于應(yīng)力較為集中的位置。并且裂紋發(fā)現(xiàn)時間越慢，其形式變化種類越多，對于裂紋產(chǎn)生初期而言，其發(fā)展特點為較為隱秘并且發(fā)展緩慢。而因此裂紋產(chǎn)生的原因十分多樣化，因此導(dǎo)致裂紋的形式種類數(shù)量也較多。同時裂紋具有較大的開口，容易出現(xiàn)粘結(jié)坑，并且裂紋的尾端十分銳利，但是裂紋的兩端不會發(fā)生明顯可見的彎曲變化[2]。

2.2 熱疲勞裂紋

針對熱疲勞裂紋而言，是金屬材料比拉伸強度極限要低時所產(chǎn)生的裂紋，主要引發(fā)的原因是熱交換現(xiàn)象，瞬時性較高，一般在火電廠蒸汽管道以及排氣管管座等部位發(fā)生熱疲勞損失現(xiàn)象，一般是由于部件表面熱應(yīng)力變比較大所引起的。在熱疲勞裂紋產(chǎn)生初期，部件的應(yīng)力變化連續(xù)性不足，同時應(yīng)力變化區(qū)域較為集中，裂紋主要表現(xiàn)形式為一條主裂紋以及多條小裂紋。而高溫蒸汽管道內(nèi)壁所產(chǎn)生的熱疲勞裂紋也存在一些不同，主要為網(wǎng)狀，在裂紋產(chǎn)生初期，裂紋主要朝著一個方向進(jìn)行擴(kuò)散，但如果應(yīng)力較大，裂紋擴(kuò)散向周圍的區(qū)域。并且寬度較大，并存在較為細(xì)小的缺口，同時伴隨著線狀痕跡，同時其擴(kuò)散的跳躍性較強，十分容易發(fā)生二次開裂的現(xiàn)象，導(dǎo)致其變化規(guī)律性較低。此外隨著時間的推進(jìn)，熱疲勞裂紋的擴(kuò)散也發(fā)生一定變化，在比蠕變溫度低時，將發(fā)生穿晶擴(kuò)展，當(dāng)比蠕變溫度高時，將出現(xiàn)混合擴(kuò)展的現(xiàn)象。

2.3 腐蝕裂紋

針對腐蝕裂紋而言，對于鍋爐壓力容器來說出現(xiàn)頻率較高，其主要產(chǎn)生原因是壓力容器在腐蝕介質(zhì)與應(yīng)力的作用下所出現(xiàn)的開裂現(xiàn)象，開裂所產(chǎn)生的裂紋就是應(yīng)力腐蝕裂紋。通常主要在壓力容器的管道位置產(chǎn)生腐蝕裂紋。奧氏體不銹鋼產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的頻率最大，在水汽較為充足的環(huán)境中，再小的應(yīng)力也可導(dǎo)致腐蝕開裂情況的發(fā)生。裂紋的主要產(chǎn)生原因是殘余應(yīng)力的作用以及變形振動的作用導(dǎo)致的。對于奧氏不銹鋼裂紋來說，所產(chǎn)生的裂紋形狀通常為樹枝狀，并且末尾部分較細(xì)，擁有較多分支。對于火電廠汽水管道來說，主要在彎管內(nèi)壁中性層區(qū)出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕開裂現(xiàn)象。其產(chǎn)生原因是由于在長時間的腐蝕作用下，許多部位受到了一定的腐蝕影響。針對彎管中性層區(qū)而言，主要以帶狀為主，具有開口較短，長度較短以及寬度較大的特點[3]。

2.4 焊接裂紋

在制造或修理壓力容器的過程中，焊接裂紋的發(fā)生頻率也較高。這是由于在制造壓力容器以及鍋爐的過程中主要使用了特定的金屬板，因此在進(jìn)行生產(chǎn)制造的過程中會對壓力容器的質(zhì)量產(chǎn)生一定影響，因此焊接裂紋的出現(xiàn)無法避免。這是由于壓力容器需要在高溫環(huán)境下進(jìn)行焊接操作，導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生概率較高，并且在焊接完成后金屬材料需要進(jìn)行冷卻處理，也十分容易導(dǎo)致焊接冷裂紋的產(chǎn)生。同時金相組織內(nèi)部含有溶解的氫元素，并且溶解度也在不斷變化，而金屬組織在向鐵相體進(jìn)行變化的過程中將不斷聚集氫元素，從而產(chǎn)生焊接冷裂紋[4]。

3 壓力容器檢驗中常見裂紋的解決方式

3.1 強化原材料檢驗

為了有效解決壓力容器的裂紋產(chǎn)生問題，應(yīng)對原料零件的安全管理工作進(jìn)行重視。要想提高壓力容器的穩(wěn)定性以及安全度，應(yīng)嚴(yán)格要求壓力容器的制造質(zhì)量，做好壓力容器的檢驗工作，從而提高其運行穩(wěn)定性與安全性，對裂紋發(fā)生的概率進(jìn)行降低。在對壓力容器原料進(jìn)行選擇與管理的過程中，應(yīng)針對以下幾方面進(jìn)行綜合考慮：首先應(yīng)嚴(yán)格按照生產(chǎn)要求來對原料零件進(jìn)行采購，隨后針對相應(yīng)的原料采購計劃對市場情況進(jìn)行調(diào)查，主要對零件的價格、規(guī)格以及性能等因素進(jìn)行分析與研究。因此在對原料零件制造商進(jìn)行選擇時，應(yīng)對信譽良好的供貨商進(jìn)行選擇，并預(yù)期構(gòu)建長期的戰(zhàn)略合作關(guān)系，保證原料零件質(zhì)量的安全性與穩(wěn)定性。其次應(yīng)重視原料加工工作，在加工原料零件的過程中，應(yīng)充分控制所使用的技術(shù)工藝，并針對當(dāng)前技術(shù)的發(fā)展情況積極使用全新的技術(shù)工藝，提升現(xiàn)有的原料零件加工水平。此外進(jìn)行加工的過程中，應(yīng)對原料零件加工流程進(jìn)行嚴(yán)格遵守，確保加工尺寸誤差處于合理范圍中[5]。

3.2 控制容器壓力限值

在對壓力容器裂紋的產(chǎn)生現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)防的過程中，應(yīng)合理開展安全管理工作，提高壓力限值控制工作的重視程度，確保壓力容器在使用過程中不受到損害。在控制壓力容器限制的過程中，可充分利用可編輯邏輯器，動態(tài)監(jiān)測壓力容器的實際運行狀況，從而對壓力容器的參數(shù)變化進(jìn)行了解與掌握，并全面分析壓力容器的壓力、溫度以及濕度等因素。此外針對實際的運行參數(shù)變化程度還可進(jìn)行及時調(diào)整，確保壓力容器在運行時不發(fā)生故障，提升其穩(wěn)定性與安全性，對壓力容器的運行效率以及運行質(zhì)量進(jìn)行提升[6]。

3.3 加強質(zhì)量檢驗

提高對壓力容器質(zhì)量檢驗制度的完善和落實，質(zhì)量體系的完整性，才能夠使相關(guān)人員的嚴(yán)格按照制度標(biāo)準(zhǔn)有條不紊的進(jìn)行，才能夠保障設(shè)備質(zhì)量的穩(wěn)定。所以，在對質(zhì)量檢驗體系的完善中，也要結(jié)合壓力容器的運行現(xiàn)狀問題進(jìn)行體系細(xì)節(jié)內(nèi)容的優(yōu)化；其次是提高檢驗預(yù)防工作，進(jìn)行檢驗作業(yè)時，相關(guān)技術(shù)人員需要結(jié)合壓力容器的裂紋類型的不同、容易發(fā)生裂紋的位置等問題進(jìn)行嚴(yán)格檢驗，其次也要對壓力容器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)致化的清理工作，避免出現(xiàn)其他腐蝕物的出現(xiàn)，導(dǎo)致壓力容器被破壞，與此同時，也要對容器的焊接部位進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗分析，焊接位置的好壞對壓力容器穩(wěn)定運行影響較大，所以，提高對焊接部位的檢驗，做好日常的維修管理，才能夠避免發(fā)生松動現(xiàn)象。另外也要建立相應(yīng)的質(zhì)量檢驗團(tuán)隊，提高監(jiān)督管理的工作質(zhì)量，當(dāng)前，部分企業(yè)依然對質(zhì)量檢驗團(tuán)隊的重視程度不高，沒有專業(yè)的質(zhì)量檢驗隊伍，實際運行工作中的問題頻繁出現(xiàn)，不利于企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，因此，重視質(zhì)量檢驗隊伍的建立，對企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展有著一定的促進(jìn)作用[7]。

3.4 打造專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊

現(xiàn)階段，在企業(yè)的運行管理作業(yè)中，部分企業(yè)管理者的思想還有一定的問題，在發(fā)展中，過于重視經(jīng)濟(jì)利益的獲取，卻忽視了人才培養(yǎng)的重視程度，整體的企業(yè)發(fā)展的水平較為落后，相對于設(shè)備的維護(hù)及管理工作較差。所以，企業(yè)只有重視到人才的培養(yǎng)是極其重要的。首先，需要提高對技術(shù)人才的引進(jìn)工作，可在線上相應(yīng)的招聘網(wǎng)站進(jìn)行招聘或線下開展相應(yīng)的企業(yè)招聘活動，在線上線下的活動渠道中，也要將招聘的標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格規(guī)范，同時也更要注重到人才的個人素質(zhì)及專業(yè)技能，擴(kuò)大企業(yè)的人才隊伍。其次是，對當(dāng)下企業(yè)的從業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行專業(yè)技能的培訓(xùn)，在進(jìn)行此項培訓(xùn)工作時，可借鑒其他優(yōu)秀企業(yè)的培訓(xùn)方法，學(xué)習(xí)相應(yīng)的培訓(xùn)經(jīng)驗，在開展培訓(xùn)工作時，重點講述關(guān)于壓力容器的運行中存在的問題及如何預(yù)防的措施，在培訓(xùn)中也要對日常工作中，技術(shù)人員出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析和總結(jié)，保障壓力容器的有效運行。

3.5 重視保養(yǎng)技術(shù)

為了有效避免壓力容器裂紋的形成，應(yīng)對壓力容器的運行環(huán)境進(jìn)行重視，避免其處于長時間的運行狀態(tài)中出現(xiàn)損耗，對壓力容器的使用壽命進(jìn)行延長。因此對于壓力容器的維護(hù)與保養(yǎng)工作來說，應(yīng)針對以下幾方面進(jìn)行充分考慮。首先應(yīng)構(gòu)建合理有效的壓力容器使用方案，在設(shè)計壓力容器的運行計劃時，應(yīng)將壓力容器的參數(shù)作為基礎(chǔ)，從而合理安排壓力容器的使用時間，對壓力容器的日常管理維護(hù)工作進(jìn)行強化。其次，應(yīng)進(jìn)行壓力容器運行環(huán)境的管理，在壓力容器運行時，應(yīng)實時控制濕度以及溫度，確保壓力容器在合適的環(huán)境下運行，避免由于超負(fù)荷使用而導(dǎo)致的損傷現(xiàn)象[8]。

3.6 確保運行穩(wěn)定性

首先，需要嚴(yán)格確保壓力容器運行穩(wěn)定性，要想穩(wěn)定設(shè)備運行的有效性和平穩(wěn)性，那么就要對鍋爐的開啟、運轉(zhuǎn)及停止進(jìn)行一定的控制，保證這三個步驟順序的穩(wěn)定，才能夠讓壓力管道的運行始終在穩(wěn)定的狀態(tài)進(jìn)行，減少故障問題的發(fā)生，使壓力容器的質(zhì)量得以保證，對于溫度的變化也需要進(jìn)行嚴(yán)格地掌控，如果溫度的變化較大，容器會在較短的時間內(nèi)受到一定的損害。因此對于溫度的升高或降低控制及操作需要對遵循操作的原則進(jìn)行。預(yù)熱操作工作中，相關(guān)技術(shù)人員在操作過程中，要時刻關(guān)注細(xì)節(jié)問題，減少預(yù)熱問題出現(xiàn)，防止裂紋現(xiàn)象的發(fā)生。其次，對壓力容器也要做好相應(yīng)的維修保養(yǎng)作業(yè)，壓力容器長時間的使用，磨損問題比較常見，所以預(yù)防這種問題就需要制定相應(yīng)的維修管理制度，減少磨損問題出現(xiàn)，使設(shè)備的使用壽命延長，設(shè)備運行的狀態(tài)在平穩(wěn)的狀態(tài)下進(jìn)行。

4 結(jié)語

綜上所述，對于鍋爐的壓力容器來說，其運行工作的條件在于，長時間地在高壓、高溫的條件下進(jìn)行工作，倘若運行期間設(shè)備容器出現(xiàn)裂紋問題，勢必會發(fā)生爆炸事故的出現(xiàn)，從而對企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益以及工作人員的生命財產(chǎn)安全造成十分嚴(yán)重的影響。所以企業(yè)及用慣部門只有重視到壓力容器的檢驗工作，預(yù)防容器的裂紋問題出現(xiàn)，建立健全相關(guān)維修養(yǎng)護(hù)工作，才能夠促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展。