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摘要 ：锅炉压力容器在工业制造和民用生产中广泛 应用。由于锅炉设备容易受到内外环境的影响，裂纹问题 难以避免。这不仅会影响设备正常运行，还可能引发安全 事故，对企业发展和人民健康构成严重威胁。因此，需要 加强对锅炉压力容器的检测， 并采取相应措施避免裂纹问 题的发生。本文从锅炉压力容器裂缝产生的原因入手，探 讨了其检测方法、内容和技术分析，并提出了相应的应对 措施。
关键词 ：锅炉压力容器,形成原因,应对策略
为了确保锅炉压力容器的安全运行，我国在设计、制 造、安装和使用等环节都制定了严格的标准。然而，在实 际应用中发现，由于长期处于高温高压的恶劣环境，锅炉 压力容器在某些情况下会产生裂缝，增加了爆炸风险，可 能造成人身和财产损害。因此，我们应该更加关注产品 质量，并采用适当的检测方法和技术，预防和处理这些问 题， 以实现锅炉压力容器的安全管理目标。
1 常见的几种锅炉压力容器成因
1.1 疲劳裂纹
疲劳裂纹是在锅炉压力容器运行过程中常见的一种 损伤，尤其在应力集中设备中，出现疲劳裂纹的概率更 高。裂纹初期呈细小的形态，随后逐渐扩展。机械引起的 疲劳裂纹主要由叶片、叶轮等副动力部件引起。其初期表 现为细小的裂纹，然后向内发展，逐渐形成狭长的裂纹。 与其他类型的裂纹相比，疲劳裂纹的开口较大，末端尖 锐，并且可能会出现黏着点和黏接坑。由于机械疲劳裂纹 的初期特征不明显，因此很难被发现。当锅炉压力容器运 行一段时间后，工作人员应及时检查裂纹问题，并采取有 效措施进行处理。另外，还有热疲劳裂纹和以疲劳开裂为 主的腐蚀裂纹。热疲劳裂纹的产生原因是在低拉伸强度的 情况下， 锅炉内的金属构件在应力的重复作用下产生局部 开裂。腐蚀裂纹主要是由于锅炉压力容器产生裂缝，并随着时间的流逝产生微小凹陷，并与腐蚀物质长时间接触， 最终形成一种腐蚀的疲劳裂缝。
1.2 蠕变裂纹
在锅炉压力容器中，长期运行在高温高压环境下，受 到长时间过热超温和降温拉应力的影响，导致金属结构 非弹性应变难以恢复，从而引起金属结构受损、材料分离 等问题。在长期反复作用下，设备部件内部区域会出现大 面积变形，并逐渐形成蠕变裂纹，这在一定程度上降低了 锅炉压力容器管道的安全性和稳定性。通常情况下，蠕变 裂纹会出现在锅炉压力容器中的箱孔桥、集管热影响区等 位置，具有明显的裂缝特征，并且随着设备使用寿命的延 长，裂纹的形态会逐步扩展。由于管内压力裂纹的形貌一 般与最大受力方向垂直，并且多为并行分布，而蠕变裂纹 主要集中在裂缝的中部，其形状呈椭圆形或晶体状，沿着 晶粒边缘逐步向内扩大。
1.3 应力裂纹
锅炉压力容器根据设计和使用需求的不断发展，越 来越大型、精密和复杂。在生产制造过程中，会采用大量 的“工”字型和“人”字型的工艺结构。为了确保锅炉压力 容器整体结构的稳定性， 内部构件之间会产生相互作用的 应力。长时间的使用会导致内部构件老化，但应力仍然存 在。这种现象与设计方法、材料选择和焊接工艺有关。如 果长时间不处理这种应力裂纹， 它们将逐渐演变为应力腐 蚀裂纹。顾名思义，应力腐蚀裂纹是在应力和腐蚀性物质 的影响下形成的，通常出现在锅炉的汽水管道和管座上。 研究表明，在锅炉压力容器运行过程中，压力管线中的热 水在压力下会发生连续的反向运动， 长时间的使用会腐蚀 管线，使压力管线的强度降低。如果压力管线的整体强度 低于材料的极限， 就会发生腐蚀裂缝。
1.4 热裂纹与冷裂纹
锅炉压力容器是由钢板制作而成。制造流程复杂，包 括焊接、轧制、冷却等多个工序。由于不同的生产过程需 要不同的温度，无论是温度过高还是过低，都有很大可能导致金属断裂。当温度超过晶体的熔点时，会导致熔融或 氧化，从而在高温下产生裂纹。当温度超过金属材料的临 界值时，会引起热裂纹的出现。这种裂纹形态对于锅炉压 力容器设备影响较大， 严重时甚至会对生产车间带来安全 事故隐患。冷裂纹是金属材料在焊接后冷却一段时间后产 生，裂纹产生原因是焊接接头存在淬硬组织，接头处扩散 氢含量较高，集在焊接缺陷处形成大量氢分子，在较大的 焊接拉应力下产生。所以在焊接时需选用合适的焊接热处 理工艺可防止其产生。
2 锅炉压力容器裂纹检测内容、方法和技术分析
2.1 检验内容
锅炉压力容器裂纹的检验项目较多，应在完善的检测 系统基础上，综合考虑多方面影响因素，以确保检测项目 满足企业使用需求。目前，锅炉压力容器裂纹检验经过长 期发展和经验积累已趋于完善，具体内容如下 ：首先，需 要综合对比分析锅炉压力容器的基本状态，包括管道形 状、安装年份、维修时间等，以及其所处的运行环境，以 判断是否需要进行替换 ;其次，需要密切关注压力容器 在使用过程中的温度、压力等变化，如果设备表面出现裂 纹，往往是由于压力起伏变化大、受热不均衡等因素导致 的，需要定期进行检查 ;最后，在锅炉压力容器运行时， 应由专门的人员进行全面检修， 以防止出现安全隐患。
2.2 检验方法
首先，是外部检验。利用现代信息技术和先进设备， 对锅炉压力容器的外观结构进行数据信息采集，并统一 记录在事先指定的平台上， 方便工作人员进行后续资料处 理。例如，检查仪器的安全监控是否正常运行以及锅炉压 力容器的日常维修养护情况等。其次，是内部检查。在实 际应用该方法之前，应确保锅炉压力容器处于停运状态， 根据锅炉工业的检测规范，按照相关规程进行操作，对每 个部件进行全面检查。在此过程中，首先要检查锅炉压力 容器在运行过程中的承压范围， 并将其与锅炉压力管道内 部刚度进行对比，判断锅炉压力数值是否超出规定指标， 并根据此制定完善的锅炉压力容器裂纹检查方案，尽可 能排除潜在的安全风险隐患。最后，是水压检查。该方法 主要用于锅炉压力容器管道的试验检测， 利用水的基本属 性，在管道内施加规定范围内的压力，以判断压力管道自 身的气密性， 并检测锅炉压力容器是否能够承受正常的压 力。此外，通过水压测试，可以发现压力容器的裂缝或使 用中出现的问题， 并对其进行有效处理。
2.3 检测技术
第一种是超声探测技术。该技术已广泛应用于金属装 置中。当对锅炉的压力容器进行探测时，专门的仪器会向 其发出超声波，并由探测器接收回波，将锅炉压力容器内 部情况以图像形式展现出来。这种技术能够满足长距离、 实时监测的需求，显著提高试验检测的灵敏度，使检测人 员更直观地判断裂纹状态和位置， 特别是在空间较小的锅 炉压力容器和管道中，该技术取得了良好的成效。第二种 是利用红外图像进行探测。为此，需要采用红外线影像装 置，通过电磁信号获取其辐射能量，从而了解压力容器的 裂纹发展方向和相关信息，以达到更好地检验效果。与此 同时，温度和时间等因素对该技术的应用影响较小，表明 该技术具有很强的适应能力。在应用过程中，需要确保管 道形状和导热系数等参数的稳定性。第三种是渗透检测技 术。这种技术在解决锅炉压力容器实际裂纹问题方面操作 便利，并具有良好的检测效果。但是，该技术可能会对压 力管道造成一定的污染。
3 锅炉压力容器裂纹问题的预防和应对措施
3.1 制定锅炉裂级检验程序
为了有效避免锅炉压力容器裂纹问题，应从设备材料 的选择角度进行考虑。通过选择质量合格、经济成本较低 的材料，在确保安全性的基础上提升锅炉企业的经济效 益。根据现场实际情况分析，目前用于锅炉压力容器的材 料类型较多，各公司应组织相关技术人员进行比较分析， 列出各种材料的优缺点，以选择合适的材料类型。同时， 需要与信誉良好的材料供应商建立长期的合作关系， 并签 署合同以确保其责任和质量。针对锅炉压力容器的安装施 工，管理人员应按照预先制定的施工设计方案明确具体的 安装流程， 并严格控制设备组装过程中各部分结构的水密 性和气密性等指标，以避免对使用品质造成不良影响。此 外，企业在正式安装锅炉压力容器时，还需要做好日常设 备巡检记录， 以有效延长相关设备的使用寿命。
3.2 建立健全设备管理体系
针对锅炉压力容器裂缝问题，需要做好预防工作，并 根据具体情况采取相应的处理方法。为了从根本上防止裂 缝的发生，必须充分利用现代科技的力量，对各类与此问 题相关的数据进行仔细分析，并从源头上进行相应的设计 改进，以提高裂缝防治效果。同时，通过与其他厂商的合 作，建立了在线信息传播渠道，加强了双方的交流与合作， 共同探讨防止裂缝的策略，确保了锅炉压力容器和管线开裂防治工作的顺利进行。此外，还应对各个单位进行职责 划分，建立规范化的管理制度，采用人本主义的思想激发 员工的工作热情，以防止人为原因导致的裂缝问题，从而 达到预防锅炉压力容器裂纹的目的。
3.3 强化产品生产质量管理
在制造锅炉压力容器产品之前，设计部门要认真审查 设计图纸， 确保整个生产制造过程都符合锅炉行业的生产 规范要求。在此期间，工作人员应仔细检查锅炉压力容器 的生产产量，及时更换未达到生产标准的材料，以提高钢 制压力容器的质量。在锅炉压力容器的生产制造过程中， 需要积极采用信息技术手段监测材料供给全流程， 以提高 锅炉压力容器的成型质量。同时，要安排专业监督人员对 设计生产流程中的每一道工序进行全面、细致地检查，以 确保每个阶段的质量都符合相关的设计规范， 将由加工和 制造工艺导致的裂纹问题限制在最小范围内。另外，在产 品研发过程中， 技术人员要严格遵循相关的设计生产规范 和管理要求，确保工作任务的高质量完成，防止由人为原 因引起的安全问题。
3.4 增强锅炉设备检验力度
在锅炉压力容器制造完成后，应按照标准的产品验收 流程进行检验，在投入使用之前对锅炉进行二次质量检 验，并在使用期间进行监督工作。对锅炉压力容器的操作 进行详细记录，以从根本上避免裂纹问题的发生。同时， 还需建立设备检验制度，约束工作人员的操作行为，使其 能规范使用，延长设备的使用寿命。由于锅炉压力容器存 在较大的安全隐患，在使用过程中必须加强对裂缝问题 的认识，加强维护保养，并定期组织相关人员进行巡视和 维护，及时发现并处理裂缝问题，有效地预防各种安全事 故的发生。在对特定机械产品进行检查时，应根据裂缝的 形状判断其类型、性质等，并根据其特点采取针对性的措 施，消除裂缝， 改善设备的使用性能。
3.5 优化锅炉产品结构工艺
通过对生产实践中各种缺陷的总结和分析，在以后的 设计、制造、安装和使用过程中，尽量避免使用连续的设 计，并对其进行合理地焊接、制造和安装。根据锅炉的使 用要求设计合理的焊接、制造和安装方案，以减少材料应 力的产生。其次，在选择焊接过程时，应选择材料和介质相容性较好的部位进行焊接， 以改善焊接过程的实际应用 效果。此外，在锅炉压力容器的装配过程中，必须采取适 当的接头和加强措施，确保关键部件的稳定性，防止锅炉 外形结构出现裂缝。
3.6 提升工作人员操作能力
为了确保锅炉压力容器的安全稳定运行，我们在选择 合格的管理人员时，必须设立严格的用人条件，以防止生 产管理人员自身职业能力不足。在聘用专业技术人才后， 还应进行锅炉运行管理人员的资格认证， 并对其证件进行 认真核对，同时进行岗前培训和教育，以确保他们全面掌 握相关知识。在日常的锅炉运行和维修中，员工需要积极 主动地采取措施来改善热能转化效率， 确保使用和运行的 安全性，并利用先进技术手段提高运行的稳定性，使锅炉 压力容器始终处于良好的运行状态。
3.7 注重检查机构安全管理
为了提高锅炉压力容器生产制造的质量安全，检验 机构需要全面落实产品质量定期检验工作机制，以确保 企业财产和人员的安全。一方面，要加强检验人员的责任 意识，使他们深刻认识到工作的重要性，高度重视锅炉产 品质量检测的安全性，实现质量强化管理的目标。另一方 面，要建立完善的检验机构监管机制，及时采取相应措施 处理检查过程中出现的裂纹问题， 以改善锅炉压力容器运 行的安全性和稳定性。一旦发现锅炉压力容器存在裂缝， 检验人员应详实记录问题情况， 并在检验部门的公共平台 上进行交流， 以促进全面检查人员的参与和更准确地定性 问题，并为今后的检查工作提供经验借鉴，为更好地检查 锅炉压力容器奠定坚实基础。
4 结论
综上所述，锅炉压力容器裂纹是其运行过程中常见的 问题，严重影响锅炉的安全稳定运行。为了避免这类问题 频繁发生，需要加强对锅炉压力容器裂纹的检查力度，利 用先进的检测技术有效地进行裂纹检查， 并积极采取一系 列预防和应对措施来解决设备裂纹问题， 以避免因锅炉压 力容器裂纹导致的安全事故， 推动我国锅炉企业的可持续发展。
(作者单位 ：广东省特种设备检测研究院肇庆检测院)
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