关于压力容器压力管道形成裂纹的问题分析

摘 要：在企业运营中，压力容器与压力管道的安全问题至关重要，一旦压力容器与压力管道出现裂纹，并且没有被及时发现，会对企业与相关工作人员带来极其严重的损害，因此，应对压力容器与管道裂纹产生的问题予以重视。

关键词：压力容器;压力管道;裂纹问题

压力容器与压力管道的使用具有非常严苛的标准，因为设备在运行中需要承受各种大小的压力载荷，并且经常处于高温状态与低温状态，其介质通常具备可燃性、腐蚀性以及毒性等的特质。一旦压力容器与压力管道出现裂纹，会导致设备出现事故的几率大大提高，不仅会给企业带来巨大的经济损失，还会严重威胁到工作人员的生命安全，甚至导致严重的恶性事件。因此，围绕“压力容器压力管道检验的裂纹问题”展开研究具有重要的现实意义。

1 常见裂纹类型

裂纹属于面积缺损型的缺陷，会使承载面积明显减少，并且裂纹的端部会形成尖锐的缺口，使应力高度集中，容易发生裂纹扩展而造成损害。正因如此，裂纹也被认为是具有最高危害性的缺陷类型。

1.1 应力腐蚀型裂纹

该类型的裂纹的发生原因主要是在应力与腐蚀介质的共同作用下，导致压力容器与压力管道出现裂纹。在特定介质与敏感金属的环境中以及处于应力状态时，会大大增加应力腐蚀裂纹的发生几率。通过环境温度、应力以及介质的共同作用，即使金属的应力远低于抗拉强度、介质的腐蚀性也比较轻微的时候仍会发生材料破裂的现象。在这种情况下，金属材质的压力管道与压力容器在破裂发生之前，不会表现出明显的变形与其他可观察的征兆，因此这类裂纹不易发现，导致未能及时采取预防措施而发生严重事故。

1.2 腐蚀疲劳型裂纹

这种裂纹是由于腐蚀性物质与应力持续综合作用的结果，并且腐蚀疲劳型裂纹大部分都会成群出现，并伴随穿晶开裂。除此之外，腐蚀疲劳型裂纹通常会随时间延长而不断加宽，裂纹内部存在大量腐蚀性的物质，容器或管道內壁也因腐蚀而出现大量沟槽和坑洼。若腐蚀疲劳型裂纹没有得到及时发现并且继续发展，其末端就会变得迟钝，会使压力容器与管道的安全性大大降低。腐蚀疲劳型裂纹的产生位置具有显著的规律性和特定性，而不是随机分布的。

1.3 机械疲劳型裂纹

机械疲劳型裂纹通常出现于应力较为集中的区域内，多数由压力容器与管道的表面开始扩散。这种裂纹的出现和扩展与材料结构、受力情况、所处环境以及时间都有密切的关联。一般来说，起始开裂的位置不会出现明显变形，且大多是穿晶开裂，其发展方向与主应力的方向垂直，通常是直线型的;最开始裂纹的体积一般很小，随着时间的延长逐渐向深层发展。这种裂纹的开口一般比较宽，并且存在大量粘结斑块，其末端非常锋利。裂纹的边缘一般比较整齐，其厚度也比较浅。机械疲劳型裂纹在刚出现时不会表现出明显的形状，随着时间的延长才逐渐显露出来，同样具有较强的隐蔽性，不易被发现。

1.4 过热过冷型裂纹

在进行压力容器与压力管道制造时，常常会因焊接技术的影响，而使焊接接头产生裂纹，这种裂纹一般被称作过热过冷型裂纹。金属材料在进行焊接时，焊接完毕立即产生的是热裂纹。热裂纹通常沿晶界蔓延，裂纹面上会出现有氧化的色彩而失去金属本身的光泽，经过在空气中长时间的暴露后，通常呈现出黑蓝色或蓝色。焊接完成一段时间后才出现的是冷裂纹（迟裂纹）。由于冷裂纹的形成时间通常是几个小时至几天或者更长，较热裂纹而言，形成时间长，具有更强的隐蔽性，不易被察觉，容易造成巨大的潜在危害。

1.5 蠕变型裂纹

蠕变型裂纹是因温度变化与应力的相互作用而形成的，随着对压力容器与压力管道的使用时间不断增加，材料本身会因损伤而出现蠕变型的裂纹。蠕变型裂纹主要在应力集中或温度过高的压力容器与压力管道的表面形成，该种裂纹的出现通常伴随着容器变形以及材料受损、分离的情况，并且蠕变型裂纹会逐渐发展为裂纹带，以主裂纹为中心，双侧分布有大量较小的裂纹。出现蠕变型裂纹的受损区域会出现一些米粒状以及椭圆状的孔洞，并且他们之间相互连接。该种裂纹通常情况下会沿晶体的边界进行蔓延。

2 避免裂纹危害的有效措施

通过研究我们发现，压力容器与压力管道设备的常见裂纹形式主要有以上几种，为了避免恶劣事故的发生，我们首先要充分重视预防工作，对压力容器与压力管道可能存在的缺陷隐患进行排查，对于裂纹做到尽早发现，并采取有效措施进行解决。实践证明，严格保证压力容器与压力管道的制造质量，能够从根本上减少裂纹的出现几率，避免事故的发生。其次，应严格按照工艺规范对压力容器与压力管道进行操作，也是避免裂纹出现的重要措施。除此之外，还应该制定相应措施，定期对设备进行检验与维修，为了做到对裂纹的有效检测，，可以综合运用不同的技术方法，以确保压力容器与压力管道的安全性。

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