鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)裂紋問題

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摘要：在工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的過程中，鍋爐的作用至關(guān)重要，因此鍋爐壓力容器及壓力管道的裂縫檢驗(yàn)應(yīng)得到工作人員充分的重視。雖然鍋爐支撐著工業(yè)的生產(chǎn)與發(fā)展，但是在使用鍋爐的過程中存在較大的風(fēng)險(xiǎn)性。現(xiàn)階段，鍋爐屬于危險(xiǎn)物品的裝載容器，壓力鍋容器在正常運(yùn)作的過程中時(shí)刻處于高危狀態(tài)，極有可能產(chǎn)生毒氣泄漏或設(shè)備爆炸等安全事故。

關(guān)鍵詞：鍋爐；壓力容器；壓力管道；檢驗(yàn)；裂紋

工業(yè)生產(chǎn)過程中必須注意壓力鍋容器及其管道的裂縫產(chǎn)生，以此避免鍋爐處于危險(xiǎn)狀態(tài)，并確保相關(guān)工作人員的人身財(cái)產(chǎn)安全，且為工業(yè)企業(yè)的經(jīng)營帶來穩(wěn)定又長效的效益。在使用過程中，工作人員首先應(yīng)當(dāng)排除隱藏的安全風(fēng)險(xiǎn)及隱患，一旦鍋爐壓力容器及壓力管道本身出現(xiàn)裂縫，將時(shí)刻處于高危狀態(tài)，如果發(fā)生爆炸或有害物質(zhì)外泄等問題，將會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

1簡述壓力容器及壓力管道

隨著時(shí)代的不斷創(chuàng)新，工業(yè)發(fā)展體系逐漸呈現(xiàn)多元化趨勢，相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的種類與功能層出不窮，多樣性的生產(chǎn)設(shè)備推動著我國工業(yè)領(lǐng)域高速的創(chuàng)新發(fā)展，為社會經(jīng)濟(jì)的增長奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在眾多工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備當(dāng)中，壓力容器與壓力管道構(gòu)成的壓力鍋是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的前提條件，雖然是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，但是壓力鍋在使用時(shí)長時(shí)間處于高危狀態(tài)，因此需要相關(guān)工作人員針對安全事故做出系列的預(yù)防措施[1]。

1.1壓力容器

壓力容器的生產(chǎn)制造已經(jīng)獲得了國家產(chǎn)業(yè)政策支持，在政策的鼓勵(lì)下，金屬壓力容器行業(yè)獲得了相對良好的發(fā)展環(huán)境與創(chuàng)新空間，尤其是近些年來，我國的金屬壓力容器生產(chǎn)研發(fā)技術(shù)水平逐漸達(dá)到了世界級水準(zhǔn)。金屬壓力容器在國內(nèi)具備良好的發(fā)展前景，因此社會各界應(yīng)當(dāng)給予充分的重視與關(guān)注。其次，裝備制造也是國家生產(chǎn)研發(fā)水平的重要體現(xiàn)，因此更應(yīng)重視該行業(yè)的革新與升級，裝備制造業(yè)的技術(shù)水平與實(shí)力直接影響和決定其下游產(chǎn)業(yè)的競爭力[2]。壓力容器能夠承受一定壓力，且密閉性較好，因此除了工業(yè)之外，壓力容器還適用于民用、軍工等多個(gè)領(lǐng)域，甚至在科研工作中壓力容器均可充分發(fā)揮自身積極效用。雖然壓力容器的適用范圍相對廣泛，但是多數(shù)情況下還是以化學(xué)工業(yè)、石油化學(xué)工業(yè)等行業(yè)作為主要的應(yīng)用領(lǐng)域。壓力容器通常是大型罐狀，主要用以承裝氣體或者液體，在生產(chǎn)制造過程中為能源供給載體，其制造的主要材質(zhì)為反應(yīng)堆壓力容器母材和焊接材料與螺栓螺母[3]。

1.2壓力管道

同壓力容器性質(zhì)一樣，壓力管道也是壓力鍋的關(guān)鍵組成部分，在鍋爐日常運(yùn)行的過程中壓力管道的作用是負(fù)責(zé)有關(guān)氣體、液體的運(yùn)輸。壓力管道屬于運(yùn)輸管道的一部分，主要作用就是運(yùn)輸、分配、混合、分離、排放、劑量、控制以及制止流體的無定向流動。當(dāng)前壓力鍋爐中的壓力管道是由管體、管件、法蘭、螺栓連接、墊片、閥門及其他組成件或受壓件構(gòu)成，除了以上這些重要的零部件之外，合格的壓力管道還應(yīng)具備支承件。壓力管道生產(chǎn)研發(fā)至今，已經(jīng)逐漸具備了相對成熟的生產(chǎn)工藝以及裝配方式，以此保證壓力鍋爐的運(yùn)行效率及安全質(zhì)量。現(xiàn)階段，壓力管道具備5大特征：首先是系統(tǒng)化，各管道之間相互關(guān)聯(lián)相互影響，牽一發(fā)而動全身；其次是長徑大，壓力管道的長徑比較之其他管道相對較大，因此管內(nèi)受力情況比壓力容器更復(fù)雜；再次是組成件繁多，較之其他管道與壓力容器，壓力管道的組成件與支承件的種類較多，且各類材料均具有較高的質(zhì)量要求及技術(shù)要求；第四則是泄漏點(diǎn)多，較之壓力容器，壓力管道上的可能泄漏點(diǎn)數(shù)量多，通常每處閥門就會產(chǎn)生5個(gè)泄漏點(diǎn)；最后就是種類多，數(shù)量大，壓力管道的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、裝配、檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)非常復(fù)雜，與壓力容器存在較大差異。

2鍋爐壓力容器壓力管道檢驗(yàn)的內(nèi)容及方法

壓力容器和壓力管道作為壓力鍋爐的重要組成部分，其作用于壓力爐的安全運(yùn)行而言至關(guān)重要，維護(hù)人員應(yīng)當(dāng)在工作過程中給予充分的重視，以此確保生產(chǎn)操作人員的人身安全及其工作效率。整體檢查是對兩組器械的全面、深入檢查，以此保證壓力爐整體的正常運(yùn)行；質(zhì)量檢查是對兩組器械安全性能的檢查，是以避免壓力爐在正常運(yùn)行的過程中出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)事故。

2.1整體檢查

整體檢查的力度與深度相對而言比較大，是器械養(yǎng)護(hù)過程中最為常見的檢查手段之一，在開展整體檢查工作時(shí)，維護(hù)人員務(wù)必注意以下幾點(diǎn)。首先是容器內(nèi)部的檢查，要徹底清理壓力容器與管道內(nèi)部，確保物料殘?jiān)c氣體殘留等可以充分鏟除，避免影響接下來的生產(chǎn)制造，同時(shí)內(nèi)部的清潔可以促進(jìn)壓力管道和壓力容器的焊接、封頭等操作不出現(xiàn)問題。此外就是兩者的外部檢查，外部檢查主要是維護(hù)和保養(yǎng)容器與管道的外表面，然后更多的是裂紋情況查看，通過裂紋檢查維護(hù)人員可以得知壓力爐整體的運(yùn)行狀態(tài)以及對自身使用壽命的消耗情況，包括正常運(yùn)行過程中對容器及管道的磨損與腐蝕。其次就是在開展整體檢查的過程中，養(yǎng)護(hù)人員應(yīng)憑借輔助器械來認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)全面檢測，務(wù)必切忌僅靠肉眼的粗略檢查。必須使用相關(guān)檢查機(jī)器進(jìn)行深入勘探，對壓力鍋容器和管道的內(nèi)部實(shí)行透視式檢測，讓細(xì)小裂紋與生產(chǎn)殘留物無處遁形，對兩者的外部檢測要注意重點(diǎn)部分，外表面的磨損、腐蝕、裂紋等的具體情況必須細(xì)致的做好記錄，做好附以細(xì)節(jié)圖片說明，以便于通過磨損、腐蝕情況推算壓力鍋整體的可使用年限。除此之外，整體檢查的過程中養(yǎng)護(hù)人員一定要始終保持認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，最好提前做好相關(guān)計(jì)劃規(guī)劃書，對整體容器和管道的檢驗(yàn)按照計(jì)劃進(jìn)行檢測可以很大程度上避免漏查、誤差、或者缺項(xiàng)，從而保證每個(gè)細(xì)節(jié)的安全質(zhì)量，包括容器內(nèi)外部、管道連接處、管道內(nèi)外壁等等?，F(xiàn)階段，整體檢查中較為常見的問題包括連接過度、零部件遺漏、內(nèi)外壁磨損腐蝕過度等等。如果養(yǎng)護(hù)人員在檢查過程中忽略了任何一個(gè)細(xì)節(jié)，那么引發(fā)的安全事故將會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失與人員損失。

2.2質(zhì)量檢查

在石油化工業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備中，壓力爐一直屬于安全系數(shù)較低的類型，但是為了實(shí)現(xiàn)快速生產(chǎn)與現(xiàn)代化生產(chǎn)模式，必須沿用壓力鍋爐這類風(fēng)險(xiǎn)性較高的生產(chǎn)器械?；趬毫﹀仩t的危險(xiǎn)系數(shù)較高，安檢人員在對壓力容器及壓力管道進(jìn)行質(zhì)量檢查時(shí)務(wù)必時(shí)刻保持認(rèn)真負(fù)責(zé)、嚴(yán)謹(jǐn)嚴(yán)格的工作態(tài)度，以此保證壓力鍋爐在正常運(yùn)行過程中的安全質(zhì)量。關(guān)于鍋爐壓力容器與壓力管道的質(zhì)量方面檢驗(yàn)，首先可以通過檢測其內(nèi)部裝載物質(zhì)和運(yùn)輸物質(zhì)的輸出質(zhì)量情況，通過對比參照常規(guī)狀態(tài)下的物質(zhì)使用標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量來判定容器與管道的使用情況，也可以通過檢測生產(chǎn)制造物的質(zhì)檢報(bào)告來反向檢查容器與管道的運(yùn)載狀況，從而通過物質(zhì)的質(zhì)量情況促進(jìn)發(fā)現(xiàn)容器與管道的使用質(zhì)量問題。對于壓力鍋爐的安檢工作而言，整體與質(zhì)量檢查具有重要意義，而質(zhì)量檢查又是壓力爐安檢工作的重中之重，安檢人員務(wù)必肩負(fù)起自身的工作職能。此外，耐壓測試是檢查焊縫的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在檢查焊縫的過程中應(yīng)認(rèn)真挖掘問題并及時(shí)解決，只有壓力爐的焊縫沒有安全隱患，才能判定該容器的安全質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

3鍋爐壓力容器壓力管道出現(xiàn)裂紋的原因分析

3.1應(yīng)力腐蝕

考慮到壓力容器在運(yùn)行過程中所盛裝的物品性質(zhì)均具有強(qiáng)堿性，因此在化學(xué)作用下會發(fā)生一定的反應(yīng)，從而產(chǎn)生電位差，即為所謂的應(yīng)力腐蝕。應(yīng)力腐蝕在粒子作用的引導(dǎo)下對當(dāng)前腐蝕面進(jìn)行輻射性的擴(kuò)散，最終逐漸出現(xiàn)裂紋。另一方面，壓力容器及管道內(nèi)外應(yīng)力最大部位會因?yàn)榭列源嗷斐傻牡牧鸭y形成由內(nèi)向外的輻射，基于此，裂紋不斷向外部發(fā)展，久而久之便會造成較為嚴(yán)重的安全事故，同時(shí)也會影響企業(yè)本身的經(jīng)營效益，并且造成人員流失等問題，阻滯著企業(yè)整體的可持續(xù)發(fā)展。通常情況下，因?yàn)閼?yīng)力腐蝕而產(chǎn)生的裂紋均呈現(xiàn)出一種放射狀，這種放射狀的外形像蜘蛛網(wǎng)，并且具備由內(nèi)向外輻射的特性，所以安檢人員在開展安全檢查工作的過程中應(yīng)給予高度的重視，盡最大可能的避免企業(yè)受到人員流失及經(jīng)濟(jì)損失。一般支裂紋會沿著主裂紋的放射而向外擴(kuò)散，當(dāng)腐蝕到達(dá)一定程度時(shí)會導(dǎo)致發(fā)生質(zhì)變，主裂紋與支裂紋的性狀與路線清晰可見，周邊附著氧化鐵，但是應(yīng)力腐蝕產(chǎn)出的裂紋不會造成壓力鍋爐鋼板的變形等問題。

3.2溫度失控

在過濾的制作中，操作人員需要充分發(fā)揮自身專業(yè)水平，避免在制作過程中出現(xiàn)不規(guī)范的相關(guān)操作，確保整個(gè)過濾制作流程能夠達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及要求。機(jī)械操作的誤差會促使壓力爐產(chǎn)生少數(shù)細(xì)微的裂紋，并在日后的運(yùn)行當(dāng)中持續(xù)不斷的向外擴(kuò)散，最終導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。舉例來說，在焊接的過程中，溫度超過了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及需求，因此在高溫的持續(xù)作用下產(chǎn)出裂紋，焊接完成后，在容器預(yù)冷的過程中，時(shí)間與溫度等條件再次把控失敗，導(dǎo)致在冷卻中裂紋再次向外擴(kuò)散，更加明顯。實(shí)際的過濾制作過程中，熱裂紋與冷裂紋兩種裂紋較為常見，通常這兩種裂紋的產(chǎn)生是由于操作人員的操作不規(guī)范、對溫度控制不精準(zhǔn)而導(dǎo)致，因此操作人員的業(yè)務(wù)水平及專業(yè)知識儲備是產(chǎn)生冷熱裂紋的主要因素。雖然兩者之間產(chǎn)生的原因均是由于操作人員的業(yè)務(wù)水平及專業(yè)知識儲備不足，但是熱裂紋本身在產(chǎn)生的過程中會因?yàn)榭諝馀c瓶身的相互接觸而形成較為顯眼的顏色，安檢人員通過肉眼即可發(fā)現(xiàn)，但是冷裂紋的顏色則與熱裂紋大相徑庭，一般來說冷裂紋的顏色操作人員無法用肉眼觀察到，必須使用相關(guān)檢查機(jī)器輔助檢測。除此之外，冷裂紋的產(chǎn)生過程非常漫長，且具有較強(qiáng)的隱蔽性，因此冷裂紋對壓力鍋爐整體運(yùn)行造成負(fù)面影響較為嚴(yán)重。

4鍋爐壓力容器壓力管道出現(xiàn)裂紋的預(yù)防措施

4.1規(guī)范設(shè)備質(zhì)量篩選

現(xiàn)階段，國內(nèi)石油化工業(yè)的壓力鍋爐安檢工作中存在部分負(fù)面問題，從而影響了壓力鍋爐整體的后續(xù)運(yùn)行質(zhì)量。結(jié)合調(diào)研結(jié)果分析，鍋爐壓力容器壓力管道產(chǎn)生裂紋是影響整體運(yùn)行效率及安全質(zhì)量的主要因素，基于此，安檢人員應(yīng)當(dāng)規(guī)范當(dāng)前生產(chǎn)設(shè)備的質(zhì)量篩選。因此，鍋爐壓力容器和壓力管道的生產(chǎn)制造必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)或者超標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，質(zhì)檢環(huán)節(jié)與出廠規(guī)定務(wù)必嚴(yán)格執(zhí)行，同時(shí)加以相關(guān)監(jiān)督條例予以監(jiān)控約束，而生產(chǎn)制造商對于容器與管道的采購和使用也要提高標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過一定的使用檢測再投入常規(guī)運(yùn)行。生產(chǎn)設(shè)備的初始質(zhì)量取決于生產(chǎn)廠家、運(yùn)輸過程以及原材料提供方等多個(gè)方面，因此采購人員在購置壓力鍋爐的過程中務(wù)必重視對壓力容器及壓力管道的檢測。

4.2提高工人技術(shù)水準(zhǔn)

前文提到，冷熱裂紋的產(chǎn)生原因雖然存在一定程度的差異，但是究其原因均是由于操作人員的業(yè)務(wù)水平及專業(yè)知識儲備不足引起。因此，相關(guān)管理部門應(yīng)當(dāng)充分重視對操作人員專業(yè)能力與安全意識的培養(yǎng)，一方面可以定期對員工進(jìn)行理論知識強(qiáng)化和技能加強(qiáng)訓(xùn)練，亦或是將招聘提高應(yīng)招門檻，引進(jìn)大量優(yōu)質(zhì)的先進(jìn)專業(yè)人才。另一方面，凡是參與到設(shè)備生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)人員均須受到嚴(yán)格的技術(shù)培訓(xùn)與考核，針對考核不過關(guān)的生產(chǎn)人員，管理部門應(yīng)給予懲罰，以此提升石油化工業(yè)整體的工人質(zhì)量。

5結(jié)語

綜上所述，本文簡單介紹了何為壓力容器以及壓力管道，作為壓力鍋爐的重要組成，兩種設(shè)備充分發(fā)揮各自作用，以此保證壓力鍋爐的運(yùn)行效率及安全質(zhì)量，并為工作人員的人身安全提供堅(jiān)實(shí)保障?，F(xiàn)階段，國內(nèi)化工業(yè)在檢查鍋爐壓力管道與壓力容器時(shí)常用整體檢查與質(zhì)量檢查兩種方式，通過對裂縫的研究得知，產(chǎn)生裂縫的原因主要包括應(yīng)力腐蝕、溫度失控及疲勞裂縫三種，基于此，工作人員應(yīng)當(dāng)規(guī)范設(shè)備質(zhì)量篩選、加強(qiáng)安全管理力度，并提高工人自身的技術(shù)水平。

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作者：楊秋萍 黃亞男 單位：江西省鍋爐壓力容器檢驗(yàn)檢測研究院