承压特种设备常见裂纹检验方法.pdf

中国质量监管2 0 2 4 年第3 期|理论探索承压特种设备常见裂纹检验方法张东升摘要：承压类设备属于特种设备的重要类别之一，此类设备的稳定运行对于生产安全具有十分重要的价值与意义，但是，在承压特种设备检验过程中，裂纹问题是比较常见的，会导致该设备质量严重受损。本文结合相关理论知识，对承压特种设备常见裂纹及其检验方法进行简要分析，并提出预防控制策略。希望能够为承压特种设备检验工作的顺利进行提供一定理论支持。关键词：承压特种设备；质量检验；裂纹问题在特种设备领域，包括压力管道、锅炉在内的承压类设备属于其中相当重要的组成部分，其在使用过程中具有一定的特殊性，即一旦处理不当或者设备质量存在问题，则会给周边工作人员的人身财产安全造成严重威胁。因此，在对承压类特种设备进行质量检验时，相关技术人员必须严格遵照国家规定的相关标准对各种问题进行全面检验承压特种设备常见裂纹承压特种设备常见裂纹主要包括：第一，机械疲劳裂纹。即由于机械疲劳导致应变集中，最终诱发裂纹现象出现，此类裂纹在实践中主要表现为直线状裂纹，所在区域通常没有明显塑性变形。第二，应力腐蚀裂纹。是在应力、腐蚀性介质的共同作用下形成的，在奥氏体不锈钢材料上比较常见，其中，腐蚀性应力一般来自残余应力、冷加工变形等，其裂缝形式一般呈现落叶树枝状，具有非连续性、穿晶扩散等特征。第三，热疲劳裂纹。即小于拉伸强度极限的热交变应力长期作用下，所诱发的裂纹，通常起源于表面应变最强的部位，例如管件孔、缺口，其扩展的主要表现为穿晶裂纹等。第四，腐蚀疲劳裂纹。在腐蚀介质作用下产生腐蚀坑，在交变应力作用下产生应力集中，进而产生裂纹，此类裂纹的集中点一般在内壁，其扩展的主要表现为穿晶裂纹。第五，热裂纹。即在设备制造过程中，特定焊接条件下会产生热裂纹，其外在表现为蓝色、黑色。第六，冷裂纹。即在设备焊接结束冷却过程中由于某种因素影响所产生的，其在产生初期普遍较细。承压特种设备常见裂纹检验方法（一）宏观检验宏观检测是承压特种设备常见裂纹检验的首要策略，其基本原理为，在照明设备的辅助下，采用肉眼，对承压设备内外表面进行初步排查，对其中存在的可疑部位，需要采用放大镜进行辅助观测通过此种方法可以对设备中比较明显的裂缝进行初步检验与排查 2（二）表面裂纹检测即对承压特种设备表面的裂纹进行检测，其基本思路为，采用PT、MT 两种表面检测方法进行检测其中，对于奥氏体不锈钢，应当采用PT表面检测方法进行检测。其中，表面无损检测评级应当参照NB/T47013这一文件内容进行确定，在检测过程中，如果出现裂纹情况，则应当及时进行打磨，并对打磨形成的凹坑深度进行分析，如果深度小于壁厚余90本版责编/苟明量，则无需考虑，如果深度大于壁厚余量，则技术人员必须按照凹坑外接矩形规则将其转化为长轴长度、短轴长度、深度分别为特定数值的椭球形凹坑，并计算无量纲参数 3（三）埋藏裂纹检测即对承压特种设备内部埋藏的裂纹进行检测，其基本思路为，采用RT、U T 两种检测方法进行检测。具体而言，在检测过程中，检测比例需要根据容器类别、设计方法、耐压试验方法进行综合确定，在实践中一般存在全面检测、局部检测两种检测比例，局部检测至少应当大于2 0%。其中，进行全部RT检测的级别应当大于II级，进行局部RT检测的级别应当大于III级，进行全部UT检测的级别应当大于I级，进行局部UT检测的级别应当大于II级。在实际工作情境中，如果评级超出上述级别，则需要按照TSG21-2016文件的内容对裂纹进行进一步评级。（四）声发射检测对承压特种设备的活动性进行检测也是非常重要的，其主要策略即为声发射检测。其核心原理为，首先确定源的活度等级、强度等级，再综合确定源的具体等级，其中，源的活度等级主要分为强活性、活性、弱活性、非活性，源的强度等级主要分为高强度、中强度、弱强度。在上述分级标准的基础上，通过特定指标即可确定综合等级，具体内容如表1所示。表1 承压特种设备的活动性等级Table1Activity Levels of Special PressureEquipment强度等级强活性高强度F中强度E弱强度D三、承压特种设备裂纹控制预防策略高质量的检测固然比较重要，但预防与控制是解决承压特种设备裂纹问题的核心手段，在实践中，应当以流程为基础，采取不同的裂纹预防策略。具体内容如下：第一，原料准备。应当根据相关法律标准合理选择原料，严禁使用劣质材料，同时，如果规格存在缺陷，也应当禁止使用。第二，生产阶段。严格控制各个制造流程的操作要点，强化对相关生产指标的有效控制。第三，检验验收阶段。在制造完成之后，必须严格检测特种设备的质量，在安装前，也需要接受监督检验。第四，使用阶段。制定相关制度，对设备展开定期的巡视巡查，并对设备运行过程中存在的异常声音、异常形变等情况进行全面分析，并采取针对性的应对措施。第五，定期检验。承压特种设备具有较高的危险系数，因此，在实际使用过程中，必须定期对其进行检验，检验内容包括用户管理情况、安装情况、运行状态等方面，具体策略包括资料审查、材质复验、压力实验等。第六，其他。对于超过设计期限的特种设备，应当及时评价其综合质量，如果无法正常使用，则必须及时对其进行报废处理四、结语纵观全文，裂缝问题属于承压特种设备的一种常见危害性缺陷，技术人员应当对其有一种理性认知，充分分析裂纹产生的根本原因，并及时采取针对性措施进行处理，只有这样才能真正降低裂纹对设备运行造成的消极影响，提升设备运行质量作者单位：烟台市特种设备检验研究院活性弱活性非活性EDDCCBBAA参考文献：1彭武强，李昌盛，木贵军等.无损检测技术在承压类特种设备检验检测中的应用.科技创新与应用,2 0 2 3,1 3(6):1 7 4-1 7 8.2 张蒲根，红外成像检测技术在特种设备检验中的应用研究 1.化工装备技术,2 0 2 3.4 4(1):1 3-1 6.3吴祖利对于承压特种设备检验检测中裂纹问题的思考 1.化学工程与装备,2 0 2 2(1 1):2 6 6-2 6 7.4胡杰.解析特种设备检验中无损检测技术应用 1.现代工业经济和信息化，2 0 2 2 1 2(9）：1 2 7-1 2 9.91