金属压力容器压力管道裂纹无损检测技术分析

金属压力容器压力管道裂纹无损检测技术分析

杨绪智

中油抚顺石化设备技术开发有限公司

摘要：为了确保锅炉压力容器正常运转，理应做好压力管道检验工作，务必将其作为一项重要内容加以对待。锅炉压力容器在运转过程中，受内外环境和压力的作用下，很容易出现裂纹问题。裂纹问题比较容易被忽视，但此问题严重影响着锅炉压力容器的正常运转，使其存在很大的运行隐患。只有科学、规范处理管道裂纹问题，才能确保锅炉压力容器的质量和使用年限。本文将尝试针对压力管道存在的裂纹问题展开探讨，以期为压力管道检验工作提供些许可借鉴的经验。

关键词：特种设备；锅炉压力容器；压力管道；裂纹检验；预防策略

引言

压力管道和压力容器同属于一个集成系统，在运行过程中相互作用、相互影响，而由于压力管道较长，受力较为复杂，且压力管道常处于高温影响下，非常容易产生裂纹，一旦产生裂纹极有可能会影响设备的使用寿命，带来严重的经济损失，还有可能会产生安全事故带来不良的社会影响，因此必须要加强对压力容器压力管道裂纹的了解，因地制宜进行解决。

1锅炉压力容器压力管道出现的基本裂纹

1.1冷热过度出现的裂纹

受压力管道制作材料限制，金属在过冷或者过热的环境中很容易出现裂纹。在制作压力管道时，金属板需要经过很多道工艺的处理，而且不同的工艺处理环节都会涉及温度的改变。例如，在加热过程中当温度过高时，晶体在发生变化的过程中会出现烧裂纹，当温度高于金属临界温度值时会出现热裂纹，而在冷却环节会因为温度降低而出现冷裂纹。相比热裂纹，冷裂纹具有一定的隐藏性，不易被发觉。可见，温度过高或过低都容易导致压力管道出现裂纹。

1.2腐蚀疲劳裂纹

腐蚀疲劳裂纹大多发生在集装箱管座等处，这类部件大多需要长期经受外界荷载压力，而且在管道内大多数储存的是腐蚀物，这些腐蚀物的存在会在一定程度对管道金属产生破坏和损伤，随着使用时间的不断延长，腐蚀疲劳裂纹现象会越来越严重，不只会严重影响管道的正常使用，减少其使用寿命，还有可能会导致管道内部环境受到严重污染。腐蚀疲劳裂纹大多比较细小且相对较为尖锐，当出现主要裂纹后，还有可能会衍生出次要裂纹。

1.3应力腐蚀裂纹

应力腐蚀裂纹是压力管道在受力作用下和腐蚀介质的影响下出现的一种裂纹，该裂纹比较常见于汽水管道以及管座上。将裂纹的结构加以剖析，选择了裂纹存在的固定位置，分别展示了弯管裂纹受内压之前和之后在形态上发生的变化。除了应力作用影响外，压力管道还容易因腐蚀介质的存在而出现裂纹。腐蚀介质具有很强的碱性，当腐蚀介质和金属发生化学变化时，压力管道在电流作用下会产生不同程度的裂纹。

1.4蠕变裂纹

当压力管道材料发生损伤时，若在应力和温度的共同影响下，极有可能会产生蠕变裂纹，逐渐裂纹大多沿弯道轴进行分布，且容易出现在管道应力较大或集装箱应力较大的部位

2金属压力容器压力管道裂纹无损检测技术

2.1渗透检测法

渗透检测法顾名思义就是通过渗透液作为检测媒介对压力容器内部进行检测，既在压力容器表面涂抹适当的渗透液，从而有针对性地对压力容器表面开口进行检测。其检测原理主要是由于渗透液自身具有较强的渗透性，所以，当压力容器存在缺陷时，渗透液可以沿着开口缺陷的缝隙渗透到容器内部，检测人员则可以通过显像剂来对容器开口缺陷情况进行判断。渗透检测方法由于其可以有效地节约成本，而且性价比高以及傻瓜式操作等优势，所以可以广泛地应用在对压力容器表面开口缺陷的检测方面。但即使如此，此方法仍会受到检测范围的影响而影响其使用，那是因为，此方法主要是通过涂抹渗透液进行检测，所以对于那些表面没有开口的缺陷或者内部存在的缺陷则无法准确地进行检测。

2.2超声波探伤 

超声波探伤是检测锅炉压力容器内部缺陷的重要方法，因为超声波具有很强的穿透力，能够穿透锅炉压力容器壁进行测量，对容器内部存在缺陷的部位进行定位。此方法依据容器受损情况给出测量数据，但还需要检测人员依据实际运行情况对其做出综合评估，不仅要明确缺陷的具体位置，而且要判定缺陷的具体类型，由此才能制定有针对性的措施。

2.3x射线检测法

通过X射线来对压力容器的零件内部结构进行检测方法就是X射线检测法。此方法主要是借助于X射线的超强穿透力，所以，相关人员X射线在穿透过程中所受到的工件物质阻碍情况来判断压力容器零件内部是否存在缺陷以及位置大小。那是因为，如果压力容器内部发生故障时，X射线穿过该容器时其自身的穿透强度将会呈现出差异化的变化，而相关人员就可以根据这个差异变化来对故障进行分析判断。与传统的X射线检测方法不同，X射线衍射法可以直观的为相关人员提供压力容器内部缺陷图像并且其检测结果更为准确，而且X射线衍射法的检测结果可以直接以电子形式进行保存，极大的为后期相关人员分析压力容器使用情况提供便利。但由于各方面因素的影响，例如压力容器检测角度没有选择准确等势必会导致一些缺陷不能及时的发现，而且，X射线衍射法的使用成本较高，所以此方法并没有被广泛地应用在压力容器检验中。

3预防锅炉压力容器压力管道裂纹出现的有效策略 

首先，必须要健全质量检验体系，只有质量体系保持

完整，才能够更好指导质量检验工作，确保相关工作人员能够做到有章可依、有章必依。因此，必须要根据压力管道使用状况等对质量检验体系的内容、相关要求和标准进行详细规定。其次，必须要加强检验，做好预防工作。一方面，在检验过程中，要根据压力管道产生裂纹的类型、易发生部位等内容进行严格检验，还需要做好管道内部的清理工作，减少腐蚀物的存在和对管道的损伤。另一方面，要重点检验管道焊接位置，管道焊接位置对于压力管道正常运转有至关重要的作用，因此必须要加强检验的针对性，同时还需要对焊接处进行定期维护，如果发现焊接处存在松动现象必须要进行补焊。再次，必须要成立质量检验团队，负责监督控制工作。有些企业缺乏质量检验团队，导致质量检验工作空白，有些企业虽然成立了质量检验团队，但是质量检验团队人员能力参差不齐，工作效果低下，因此必须要加强对质量检验团队的组织构建，明确每一个工作岗位所负责的工作内容。最后，需要加强质量检验工作人员的能力培训，要选择公正客观、理论知识扎实、实践经验丰富的工作人员进入团队，同时需要加强技能培训，讲解压力管道可能出现的裂纹情况、产生原因、监督控制手段等，从而更好提高质量检验工作的效果。

结束语

压力容器是特种设备中常用的设备，它的应用环境具有一定的特殊性，一旦出现失效事故，其后果非常严重。因此，为了保证压力容器能够在规定条件下安全稳定使用，对其常见的缺陷问题进行有效的解决非常必要，尤其是焊接方面的。只有从源头上认识压力容器焊接中存在的缺陷，才能找出缺陷产生的原因，也就有目的的选择解决问题的方法，进而保证压力容器的焊接质量，确保压力容器的安全性。

参考文献

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