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压力容器检验中的裂纹问题与应对策略研究

董鉴辉

宁夏特种设备检验检测院,宁夏银川,750000

摘要: 在工业生产领域,压力容器已经被广泛的应用至各个行业中。在长期高压高温环境下,许多压力容器易出现裂纹等现象,在检验时就需要对裂纹的形态、性质、成因等进行分析,在详细了解、掌握压力容器裂纹的原因后,制定科学有效的应对策略,对压力容器裂纹问题进行处置,进而保障其运行安全。基于此,本文主要就压力容器检验中的裂纹问题与应对策略进行了分析,以供参考。
关键词: 压力容器;检验;裂纹
DOI:10.12721/ccn.2023.157216
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引言

工业生产过程中,压力容器的介质大多是腐蚀性液体,压力容器很容易会受到外界环境和操作方法的影响,出现各种缺陷,其中最为常见的就是裂纹。压力容器长期承受压力后,表面会出现横向、纵向的裂纹,而考虑到裂纹产生位置差异,将所有裂纹划分为内腐蚀、外腐蚀两类。裂纹出现后,压力容器的强度、韧性等力学性能均得到改变,若压力容器裂纹长期未能被发现,极有可能造成容器内部压力扩大,甚至引发爆炸问题。想要保证压力容器的安全稳定运行,需要设计一种无损检测技术,准确检验出压力容器的裂纹问题,作为后续裂纹治理的基础。

1压力容器检验中的裂纹问题

1.1压力容器长期工作中因腐蚀导致的裂纹

在日常检验工作中发现压力容器出现裂纹形态较多,导致的因素也千差万别。例如压力容器中经常储存水,如果水中含碱浓度过高时就会导致压力容器内壁受到腐蚀,长期如此就会出现裂纹问题。又如许多远距离输送化工原料、石油等产品的压力管道,在长期工作中也会出现各种腐蚀现象,在应力作用下产生裂纹,且这种裂纹会呈树枝状展开,影响了压力容器的运行安全。

1.2压力容器在长期运行下产生的疲劳裂纹

压力容器一般是由钢材等制成,在长期运行状态下容易因疲劳产生裂纹。这种疲劳裂纹在初期影响较小,如果不能及时发现或者给予针对性的治理,那么很容易出现裂纹扩大的情况。例如压力容器在热、腐蚀等作用下就会出现疲劳裂纹,如果继续处于震动、腐蚀环境中就会迅速发展,进而产生穿晶裂纹,严重危害压力容器的使用安全。

1.3压力容器在冷热交替中出现的裂纹

众所周知,热胀冷缩会导致许多压力容器出现裂纹。例如许多压力容器在生产时需要经过热加工、冷却,安装时也需要采用焊接技术进行连接。每个生产活动都会带来冷热交替,如果活动中冷热温差较大,那么压力容器的金属材料即会出现裂纹。一般因冷热环境导致的裂纹不明显,具有一定隐蔽性,但其带来的危害仍然不容小觑。

1.4蠕变裂纹

蠕变裂纹主要存在于高温压力容器中。例如高温运行的设备应力较为集中,在工作中局部经常出现因加热膨胀的问题,在长期工作下即会导致金属材料表面受损伤,最终导致金属组织分裂,压力容器变形等。蠕变裂纹一般以中间较宽的主裂纹为主,细小裂纹分部两侧的现象。

2压力容器检验中的裂纹问题的应对策略

2.1注重控制压力管道裂纹问题,优化管理体系

对于压力容器中存在的裂纹问题,要结合实际制定防范措施。检验机构要采用多样化技术手段,收集各种裂纹问题现象进行综合分析,做好预案,改善裂纹预防效果。检验机构要积极收集企业遇到的典型案例,通过网络沟通渠道加强企业间的沟通,相互分享经验,制定预防压力容器出现裂纹的措施,避免出现容器裂纹问题。实际工作中,企业也要明确各部门的工作任务,规范员工行为,制定健全的管理机制,避免因人为因素导致管道裂纹。另外,企业在完善管理制度时,要把人性化管理放在首位,制定有奖竞答制度,合理奖励表现优秀的员工,激发员工的工作积极性,保证各环节工作顺利进行,达到预防管道出现裂纹的目的。

2.2提前预防压力容器裂纹问题,控制压力容器生产制造水平

要提前做好防范工作,针对压力容器出现的裂纹问题妥善采取措施,提高压力容器安全系数,以免发生安全事故。在长时间运行过程中,压力容器不可避免会出现各种各样的问题,其中裂纹问题不仅会影响设备的正常运行,甚至严重威胁人员安全。一方面,要采用先进技术进行生产作业,明确生产标准,优化生产流程,控制每个生产环节和生产工序,防止因材料因素产生严重的裂纹问题,确保压力容器和附属设备原料质量,加强压力容器材料优化。另一方面,要注重压力容器的生产制造,严格把关每一个生产环节,按相应标准进行生产,避免操作上的失误。同时,在生产过程中要进行抽样检查,确保质量检查过关和焊接过程标准化,消除压力容器应力。

2.3健全检验制度,提高检验力度

一是在制造压力容器后,要严格遵循行业标准进行验收。投入使用前,要进行二次质量检测,详细记录压力容器的变化过程,从源头预防裂纹,切实做好使用过程中的监督管理工作。设备使用过程中应提高操作人员的操作水平,约束工作人员行为,建立检验制度,确保规范使用,延长设备使用寿命。二是在设备运行过程中要提高对裂纹问题的重视程度,加大设备和管道维护力度,巡视检修经常出现问题的环节,尽量避免裂纹问题。压力设备检查流程,如图2 所示。在实际检测过程中,根据裂纹形态分析其性质、类型、影响等,然后由技术人员根据分析结果采取相应的处理措施,全面提升设备运行质量。

2.4做好压力容器的维护保养

做好压力容器的定期维护与保养工作,是提升压力容器使用寿命,减少裂纹问题的关键所在。在日常工作中,一是要做好定期保养。例如对压力容器及其附件的外部、内部进行养护,对于使用频率较低的部件要进行活动,查验是否存在破损等现象。二是对压力容器的安全阀、压力表以及其他计量部件进行检验,确保这些计量部件都处于安全、灵敏状态。三是在检验完成后必须做好工作记录,对于发现的异常问题要及时上报,并采取有效措施进行应对。四是对于发现的裂纹现象要及时上报进行处理。

2.5完善压力容器裂纹预防机制

及时发现有效预防是避免压力容器生产出现事故的重要机制,因此在压力容器裂纹问题处理中必须建立预防机制。首先是预防机制。预防裂纹的产生需要加强压力容器的日常检查与管理,严格按照国家相关规定对压力容器进行全面检查,及时更换老旧或寿命已过的零件,确保压力容器以及连接管道装置的成套配合、性能稳定正常,安全运行。其次是应急处理机制。例如在检查发现某压力容器出现裂纹后要立即停止运行,关闭通往压力容器的阀门。对于已经出现的元件裂纹、变形等问题,如果存在泄露、爆炸等风险时要及时避让,避免出现人身伤害事故。

结束语

综上所述,压力容器工作中由于各种不稳定因素很容易导致裂纹问题的产生。在高压工作中即出现爆炸、火灾等事故,会严重影响生产安全。在裂纹检测中,要进一步加强生产质量管理,加大压力容器检验力度,采取各种先进技术处理裂纹问题,防止发生安全事故。本文对压力容器常见的裂纹进行分析,并提出应对策略,希望能够促进我国压力容器生产质量与工作成效的提升。

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