压力管道检验中裂纹问题讨论

曾其海 唐师琴 唐继铭 丁翔

摘要：压力管道的安全问题一直是各方关注的焦点。目前，压力管道管理制度不规范，管理人员缺乏专业知识，企业对压力管道管理重视不够，检测人员缺乏相关经验。压力管道裂纹是引起安全事故的主要因素，解决压力管道裂纹问题已成为人们关注的焦点。在此基础上，简述了压力管道裂纹产生的原因及检测方法，并详细论述了压力管道裂纹的预防措施，为今后压力管道的检测提供了有效的参考。

关键词：压力管道；裂纹问题；预防措施

引言

压力管道是日常生产和生活中不可缺少的设备，但它是一种具有一定风险的特殊设施。在长期运作中，不可避免会出现裂纹。如果不及时处理这些裂纹，很容易造成严重的安全事故。随着压力管道进入特种设备的专用管理，对压力管道的研究越来越受到重视，但对压力管道的研究还不够完善。因此，作为一名特种设备检验员，有必要明确裂纹产生的原因和后果。只有认识到这些问题，才能更好地实施压力管道检测工作，指导现场管理人员和相关技术人员改进压力管道存在的问题。

一、压力管道的常见裂纹问题

（一）应力腐蚀裂纹

应力腐蚀裂纹通常是外部或内部应力和腐蚀介质共同作用的结果。这种裂纹类型的常见部位是汽水管道和集装箱管道底座。根据以往的研究资料，应力腐蚀裂纹部位通常呈竖向分布，因此应力通常受外载荷作用。在较大的负荷压力环境下，由于不锈钢管件本身需要承受热循环介质，在一定程度上会影响管件的抗拉强度和弯曲强度。在一定的环境中，负载接触点较大，很容易引起管道变形。当管材的变形超过极限时，通常会逐步形成应力腐蚀裂纹。另外，在使用压力管道时，由于内部流体压力的影响，如果管道变形，就会受到内部热介质的定向腐蚀。这样的裂纹通常表现出带状特征。

（二）焊接裂纹

焊接裂纹一般发生在生产过程中。目前，大多数工业压力管道的加工都是通过轧制和焊接特定的金属板来完成的，此外现场还需进行组焊。在高温作用下，容易形成热裂纹，因此很难避免焊接裂纹的发生。当金属材料被加热进行焊接时，它会在室温下自然冷却。在这个过程中，在冷却的金属结构中有溶解的氢元素，氢元素在不同的环境中会表现出不同的溶解度。当焊接冷却时，金属组织中的奥氏体转变为铁素体。在氢元素的影响下，焊缝会产生聚集效应。连续冷却后，金属组织中的奥氏体转变为铁素体，氢裂纹演变为冷焊裂纹。

（三）疲劳裂纹

疲劳裂纹是压力管道中最常见的裂纹之一，它是由管道及其零部件的交变应力引起的。常见的疲劳裂纹有机械疲劳裂纹、低周疲劳裂纹、热疲劳裂纹和腐蚀疲劳裂纹。疲劳损伤引起的裂纹往往是从高应力区形成和发展起来的，由于结构的不连续性和变形的不协调性，容易形成裂纹。疲劳裂纹在断裂前没有明显的塑性变形，断裂是突然的。通常发生在焊缝、热影响区、弯头弧和管接头附近。

二、压力管道裂纹检验技术

（一）无损检验技术

目前，在压力管道检测中，比较常用的无损检测技术有:①渗透检测技术。在压力管道的运行中，采用贯入测试技术可以解决运行中的问题。在具体操作中，将渗透剂注入压力管道，使其渗入管道裂纹，清除过量渗透剂，使用显像剂找出管道裂纹。如果压力管材相对松动，检查效果会很好。②超声波探伤技术。超声波检测技术在无损检测中得到广泛应用。在实际应用中，不仅成本低，而且操作简单。③磁记忆检测技术。对于压力管道的内部裂纹，利用磁记忆检测技术可以准确地检测并获得裂纹的位置和具体方向。在具体应用中，该技术需要与其他技术相结合，单独使用时难以保证测试结果。④射线检测技术。利用 γ或X 射线检测压力管道的焊缝，可以准确判断出缺陷的位置。

（二）焊接及热处理施工检验

焊接是压力管道工程施工的关键环节。首先，根据焊工名单，按照国家要求检查项目的焊工是否取得相应的证书，必要时现场检查焊工。焊接压力管道的焊接设备和热处理装置应完整、稳定、可靠。施工单位应具备施工项目所包含的管道焊接全过程评定，并制作焊接工艺卡。检查焊接材料仓库，并做好焊接材料的验收、储存、烘烤、配送、使用和回收记录。现场使用的焊接材料必须有产品质量证明书。在确认坡口加工和清洗质量后，对焊接接头、坡口开口工艺及质量进行点检，并对管接头组进行点检。槽型、组间隙和钝边尺寸应满足要求。检查焊缝的外观质量，焊缝表面应无裂纹、气孔、凹坑和夹渣缺陷，不应有夹渣和飞溅。咬边和焊缝残余高度应符合有关要求。

（三）安装后的检验环节

焊接接头质量综合评价是防止焊接缺陷出现影响整个焊接工作质量的重要检验环节。在检测环节的实施过程中，通常会选择外观检测、压力试验和无损检测等方法。其中，无损检测是检测焊接接头内部缺陷的主要方法之一，能够对焊接接头内部状况进行检测，全面检测焊接接头缺陷的类型、性质和分布。根据试验结果，焊接工程师可以做出最快的反应，消除这些缺陷，提高施工质量。但在实际检验中，无损检测比例要求不同，所以还是存在一定的安全隐患。

三、压力管道裂纹的预防措施

（一）指导操作人员正确操作

生产操作人员的技能也是保证压力管道正常运行的关键。因此，企业应定期组织这些员工参加技能培训和相关的学习活动，并由相关技术人员进行说明，以确保生产经营者在培训中学到相关的安全理念，并在今后的工作中应用这些理念。应该注意的是，不仅要进行培训，而且要以评估的形式来验证培训的效果。只有通过评估的人才能继续工作。同时，应积极奖励表现优异的员工，以提高他们的积极性，从而避免因怠工作业产生裂纹的可能性。

（二）建立质量维护体系和检查体系

企业应该明确的是，压力管道的正确使用关系到员工的人身安全和整体利益。因此，为了保证设备的质量，企业应该注意总结日常生产过程中的经验，并在此基础上建立和完善质量维护体系和检验体系。确保检查人员及时发现、判断和解决相应的问题。该系统的建立主要包括以下三个方面: (1)压力管道材料性能参数的要求；(2)施工工艺和技术的标准化要求；(3)企业需要明确员工的职责，一旦出现问题，能够准确追查到责任人，防止相互推卸责任的发生，从而提高员工的责任感和工作效率。

（三）运用新技术提高检验效率

单一的检测方法对于压力管道裂纹的检测是不够的，而且往往存在遗漏。因此，检验人员应注意多种检验方法的共同使用，同时采取多种措施，根据实际情况选择最合适的检验方法，以提高检验效率和质量。在确保安全生产的基础上，积极引进衍射时差法、涡流检测、漏磁检测等检测技术，提高检测水平，更准确地确定裂纹的位置。

（四）创建专业的技术团队

锅炉、压力容器和压力管道的安全不仅取决于原材料，而且在很大程度上需要看生产人员的技术水平。企业应定期组织有关人员开展与设备操作和生产能力有关的培训学习活动，加强专业素质，确保在培训过程中逐步认识到质量和安全的重要性，确保在生产产品时严格按照标准生产合格的产品。培训结束后，对参加培训的员工进行评估，通过培训的员工可以进入生产活动。企业应完善自身的奖惩制度，对生产环节完善、产品质量好的员工给予丰厚奖励，调动员工积极性，从源头上有效控制因操作不当而引发裂纹产生问题。

四、总结

压力管道裂纹的检测是压力管道检测的重点。人们正在努力探索和研究各种检测方法，从源头上避免和减少裂纹的产生。对于裂纹，无论是由于设计原因，还是由于后天安装、维修和操作不当造成，检验人员都应充分关注、总结和防止，提高压力管道的检验能力和水平，确保压力管道的安全使用。

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