單會娜

（浙江省特種設(shè)備科學(xué)研究院，浙江杭州 310020）

0 引言

由于壓力管道和壓力容器承受的壓力值較大，長期在高溫和高壓的環(huán)境下運行，一旦它們內(nèi)部出現(xiàn)裂紋，將會嚴(yán)重威脅工廠的生產(chǎn)安全和工作人員的生命安全，所以在加工過程中，一定要重視壓力管道和壓力容器的裂紋檢測，確保壓力管道和壓力容器的質(zhì)量滿足要求。

其質(zhì)量受影響的因素較多，如果設(shè)備的質(zhì)量不能滿足要求，隨著時間的推移可能會出現(xiàn)裂紋。

對于壓力容器和管道而言，內(nèi)部出現(xiàn)裂紋是致命的質(zhì)量隱患和安全隱患，可能會導(dǎo)致設(shè)備爆炸等安全事故，所以一定要重視裂紋的檢測工作，合理應(yīng)用無損檢測技術(shù)及時發(fā)現(xiàn)壓力容器的安全隱患，并結(jié)合其裂紋類型深入分析壓力容器和壓力管道出現(xiàn)裂紋的原因，并采取有效的措施進行預(yù)防，提升壓力容器和壓力管道的質(zhì)量，進一步促進我國工業(yè)建設(shè)的發(fā)展。

1 壓力容器管道的常見裂紋

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，由于壓力容器和壓力管道的運行環(huán)境較為惡劣，再加上其長時間的使用，經(jīng)常會導(dǎo)致壓力容器與管道出現(xiàn)質(zhì)量問題。容器裂紋和管道裂紋很難被發(fā)現(xiàn)，但是這種質(zhì)量隱患危害較大，當(dāng)壓力容器和管道處在高壓、高溫環(huán)境下時，裂紋可能引發(fā)容器和管道滲漏最終導(dǎo)致設(shè)備爆炸，所以一定要重視容器和管道裂紋的隱患檢查工作。工業(yè)生產(chǎn)中，常見的容器和管道裂紋有以下3 個類型。

1.1 應(yīng)力腐蝕裂紋

在壓力容器和壓力管道的使用過程中，應(yīng)力腐蝕裂紋是比較常見的裂紋，產(chǎn)生原因主要是設(shè)備在長時間的應(yīng)力和腐蝕環(huán)境綜合作用下導(dǎo)致的。一般情況下壓力容器和壓力管道材料是金屬材料，應(yīng)力最大處金屬材料最為薄弱，如果周邊環(huán)境存在腐蝕性的物質(zhì)，就會對容器和管道產(chǎn)生腐蝕作用，最終導(dǎo)致容器和管道裂紋的產(chǎn)生。通常這種應(yīng)力腐蝕裂紋呈帶狀分布，在壓力容器和管道應(yīng)力最大處發(fā)生的概率較大，所以在壓力設(shè)備的日常巡視和檢修工作中要做好這方面的檢查，及時消除安全隱患，提高工業(yè)生產(chǎn)的安全性。

1.2 過燒與過熱裂紋

在工業(yè)生產(chǎn)中，某些產(chǎn)品的生產(chǎn)過程需要高溫條件，所以壓力容器經(jīng)常會在高溫下工作，在長時間的高溫工況下一些金屬容器會出現(xiàn)過熱裂紋。這種裂紋產(chǎn)生的主要原因是：高溫使得容器表面的金屬氧化物晶體分子更加活躍，在長時間的作用下它們會逐漸擴展，最終導(dǎo)致容器表面出現(xiàn)細(xì)小的裂紋。這種過熱裂紋的特點是：一些表面的裂紋，不會影響壓力容器的正常使用，而一些已經(jīng)深入容器內(nèi)部的裂紋，會危及壓力容器的使用。所以在工業(yè)生產(chǎn)安全檢查過程中，一定要做好高溫壓力容器的裂紋檢查工作。

1.3 焊接裂紋

當(dāng)前很多工業(yè)生產(chǎn)中安裝有壓力管道，這些管道多數(shù)情況下采用特定的金屬板卷制、焊接加工，在一些高溫環(huán)境下這種加工工藝很容易產(chǎn)生管道裂紋，同時也很難避免焊接裂紋的頻繁出現(xiàn)。金屬材料在受熱情況下，通過人員的操作可以使其自然冷卻。在焊接過程中，由冷卻組織的內(nèi)部快速溶解，可以保障不同元素在不同的環(huán)境下形成不同的溶解形勢。如果焊接過程出現(xiàn)了溫度降低的情況，那么金屬組織的一些結(jié)構(gòu)成分就有可能發(fā)生一定形式的轉(zhuǎn)變。在一些比較活躍的元素的影響下，隨著冷卻結(jié)果的不斷持續(xù)，裂紋有可能會轉(zhuǎn)變成一種焊接形式的裂紋。

2 壓力容器管道裂紋的有效處理措施

為提升工業(yè)生產(chǎn)效率，保障工業(yè)生產(chǎn)過程的安全性，企業(yè)一定要重視壓力容器和壓力管道的裂紋檢驗工作。結(jié)合壓力容器和管道惡劣的工作環(huán)境，深入分析導(dǎo)致容器和管道裂紋的不利因素。在日常的工業(yè)生產(chǎn)中，提升壓力設(shè)備質(zhì)量，加強設(shè)備運行管理，提升工作人員的專業(yè)素養(yǎng)，健全容器和管道裂紋的檢驗制度，利用當(dāng)前先進的無損檢測技術(shù)來及時發(fā)現(xiàn)容器裂紋和管道裂紋隱患，給工業(yè)生產(chǎn)提供良好的環(huán)境。下面具體介紹3 種壓力容器和壓力管道裂紋的處理措施。

2.1 提升壓力容器設(shè)備質(zhì)量

在工業(yè)化生產(chǎn)的過程中，壓力容器的質(zhì)量是影響安全生產(chǎn)條件的主要因素。如果壓力容器的質(zhì)量足夠好，即便其在惡劣的環(huán)境下使用，只要是在正常的操作下、在合理的使用年限內(nèi)，壓力容器出現(xiàn)裂紋的概率較低。所以要控制好工廠設(shè)備的安裝質(zhì)量，并按照要求定期對設(shè)備進行更換，以避免設(shè)備因為老化而導(dǎo)致的質(zhì)量問題，保證工業(yè)生產(chǎn)的安全性。

2.2 規(guī)范壓力容器的操作過程

（1）在減少裂紋產(chǎn)生的前提下，嚴(yán)格檢查生產(chǎn)工序，認(rèn)真控制壓力容器的質(zhì)量，防止裂紋因單個環(huán)節(jié)的錯誤而出現(xiàn)。

（2）在制作壓力容器過程中，需要仔細(xì)審核和檢查每一個細(xì)節(jié)：出廠前反復(fù)核對設(shè)備的質(zhì)量，最大限度減少裂紋的產(chǎn)生；加工過程中要嚴(yán)格執(zhí)行工藝流程，不斷提升技術(shù)水平，以防止出現(xiàn)意外、失誤等情況；在生產(chǎn)以前，技術(shù)人員需要認(rèn)真審核工藝圖紙，確保按照要求設(shè)計工藝圖紙。

（3）技術(shù)人員應(yīng)對制作材料嚴(yán)格把關(guān)，及時修改或更換不符合操作要求的材料，不斷提高壓力容器的質(zhì)量。

2.3 重視壓力容器和壓力管道的裂紋檢驗

為進一步保證壓力容器和壓力管道的使用安全，一定要重視壓力容器和管道的檢查工作。由于設(shè)備的工作環(huán)境較為惡劣，一旦出現(xiàn)裂紋就會留下安全隱患，不利于工業(yè)生產(chǎn)的進行，所以要落實壓力容器和管道的裂紋檢驗工作。為準(zhǔn)確地檢驗出壓力容器和管道是否有裂紋且不損害設(shè)備，就要合理應(yīng)用無損檢測技術(shù)來進行裂紋檢測。為了提升壓力容器和管道的裂紋檢驗準(zhǔn)確性，需要熟練掌握無損檢測技術(shù)的優(yōu)點，并根據(jù)設(shè)備的不同合理選用，充分發(fā)揮無損檢測技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中作用。

3 壓力容器管道裂紋檢驗常用的無損檢測技術(shù)

為提升工業(yè)生產(chǎn)的安全，需要做好壓力容器和管道的檢測工作，但是檢測方法又不能損害設(shè)備，所以對于檢測方法的選擇就比較考究。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)前有多種無損檢測技術(shù)被廣泛應(yīng)用到壓力容器和壓力管道裂紋檢測中，按照檢測技術(shù)原理的不同，可以分為超聲檢測技術(shù)、磁粉檢測技術(shù)和滲透檢測技術(shù)，它們各有特點。

3.1 超聲波檢測技術(shù)

超聲波檢測技術(shù)可以對容器和管道的各個角落進行檢測，無論設(shè)備形狀和內(nèi)部構(gòu)造多么復(fù)雜，它都可以準(zhǔn)確地對裂紋進行檢測。超聲波檢測技術(shù)的準(zhǔn)確度比較高，如果壓力容器和管道中有細(xì)小的裂紋，相應(yīng)地超聲成像的地方就會出現(xiàn)異常波動，這就表明檢測位置有異常。這種檢測技術(shù)被廣泛應(yīng)用到壓力容器和壓力管道的裂紋檢測。為提升其檢測效果，在應(yīng)用該技術(shù)時要掌握以下要點：檢測一個設(shè)備之后要及時清理探頭，再進行下一步的操作；條件允許時可以使用不同的檢測儀器對多個設(shè)備進行檢測。

3.2 磁粉檢測技術(shù)

磁粉檢測是以磁粉做顯示介質(zhì)對缺陷進行觀察的方法，操作簡單方便，檢測成本低，對鐵磁性材料表面及近表面缺陷檢測靈敏度高，是缺陷檢測壓力容器和管道的首選方法。不過它對被檢測件的表面光滑度和檢測人員的技術(shù)、經(jīng)驗要求較高，檢測范圍小、檢測速度慢。

3.3 滲透檢測技術(shù)

滲透檢測技術(shù)是利用一些特殊的化學(xué)物質(zhì)對壓力容器和管道的裂紋進行檢測，一般適用于化工廠的管道設(shè)備檢測。滲透檢測只能檢出裂紋的表面分布，難以確定裂紋的實際深度，也不能發(fā)現(xiàn)一些極其微小的裂紋，因而很難對壓力容器管道缺陷做出定量評價（圖1）。另外，在檢測過程中這些化學(xué)物質(zhì)可能具有一定的危害性，檢測人員和工作人員一定要做好防護。

圖1 壓力容器管道常見的裂紋和應(yīng)對措施

4 結(jié)束語

我國工業(yè)生產(chǎn)中涉及到越來越多的壓力容器和壓力管道，它們的運行條件較為惡劣，在高溫、高壓長時間的作用下會出現(xiàn)安全隱患，一旦出現(xiàn)裂紋則在后期使用中可能導(dǎo)致爆炸事故，所以需要重視容器和管道裂紋檢測工作，深入分析產(chǎn)生壓力容器和管道裂紋的原因，并采取有效的措施控制容器和管道裂紋。為提升設(shè)備質(zhì)量、規(guī)范人員操作，在應(yīng)用檢測技術(shù)時要采用先進的無損檢測技術(shù)，并掌握其檢測要點，合理選用檢測方法，確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度和工業(yè)生產(chǎn)的安全性，進一步促進我國工業(yè)化的發(fā)展。