压力管道检验中的裂纹问题

压力管道检验中的裂纹问题
摘要：压力管道在使用过程中由于多种问题的存在会产生裂缝问题，为了满足
我国工业的不断发展对压力管道的更高要求，要求及时发现压力管道检验中的裂
纹问题并对其采取有效的处理措施。

关键词：压力管道检验；裂纹问题；处理方式
1 引言
压力管道是我国现代工业生产中极为常见的设备，借由燃料燃烧释放的蒸汽，能够为我国各行各业所利用。

但也正因为如此，在使用方面存在较大的安全隐患，若不能及时有效的提供维护措施，避免压力管道受损，则势必会引发工业事故，
使工业蒙受极大的经济损失，同时也会对操作人员生命财产安全带来损害。

2 压力管道的常见裂纹问题
2.1 应力腐蚀裂纹
应力腐蚀裂纹通常是管道外部或内部应力与腐蚀介质共同影响的结果。

此类
裂纹类型常见区域在汽水管道与集装箱管座内。

根据以往调查资料可知，应力腐
蚀裂纹部位通常会呈现出垂直性，因此主要遭受应力通常为外界荷载，在较大的
荷载压力环境中，因为不锈钢管道元件本身需承受较热的循环水，因此管道拉伸
与弯折强度会受到一定影响，在某一点大荷载接触的环境下，便极易造成管道变形，当超出管道材料变形极限，便会出现应力裂纹。

另外，在压力管道使用期间，因为管道内部流体压力等因素影响，若管道出现形变，则势必会受到内部热水的
定向腐蚀。

此类裂纹通常会呈现出带状特点。

2.2 焊接裂纹
焊接裂纹一般产生于生产过程中。

现阶段工业用压力管道大多数是通过将特
定的金属板进行卷制后焊接加工的，在高温作用下容易形成热裂纹，因此很难避
免焊接裂纹的出现。

当金属材料受热进行焊接后在常温下会自然冷却，这个过程
中冷却的金属组织内部存在溶解的氢元素，而氢元素在不同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会转变为铁向体，在氢元素的影
响下焊缝会发生聚集效果，随着冷却的持续，氢裂痕演变成焊接冷裂纹。

2.3 疲劳裂纹
疲劳裂纹一般可以细分为机械疲劳与热疲劳2种。

机械疲劳裂纹主要出现在
管道表面应变集中地区域，表现为直线形，刚开始出现时长度和范围均比较小，
随着时间的变化以隧道式向内部逐渐发展，进入中间阶段后裂纹扩展呈现稳定状态，后期裂纹变化速度明显加快。

发生机械疲劳的区域很容易演变成腐蚀疲劳裂纹。

机械疲劳裂纹在刚开始时有隐蔽、缓慢的特点，不会出现明显的脆性开裂，
并且裂纹的弯曲度都较高。

当金属材料长时间受到比自身拉伸强度极限要低的热
交变应力时，很容易在瞬间发生断裂现象，这就是热疲劳裂纹。

由于部分设备应
变过于集中且自身热应变连续性差，热疲劳裂纹常常发生在表面热应变大的部件。

最开始时热疲劳裂纹是以一条主裂纹伴生多条细裂纹的形态出现：从宏观层面来
看宽度较大，并且裂纹上分布有细小的缺口，存在有线状痕迹；从微观层面来看，热疲劳裂纹大多具有强烈的跳跃性，裂纹的宽窄存在变动，有时还会出现分支现
象或者二次开裂，但裂纹的变化没有规律性。

热疲劳裂纹随着具体情况表现出不
同的特点：温度低于蠕变温度时，会呈现出穿晶扩展；温度高于蠕变温度时，会
呈现出混合扩展。

通常情况下，在高温蒸汽管道内壁出现的热疲劳裂纹大多以网
状形态分布，沿着以主裂纹为轴线的方向发展，但是如果出现的应力过大，也可
能会出现朝四周发展的情况。

3压力管道裂纹检验技术
3.1 无损检验技术
目前，在压力管道检验中，较为常用的无损检测技术如下：①渗透检测技术。

在压力管道运行时，利用渗透检测技术，能够明确运行问题。

具体操作中，将渗
透液，输入到压力管道内，使其渗透到管道裂缝内，清理多余的渗透液，使用显
像剂，查找管道裂缝。

若压力管道材质相对疏松，则检验效果会不错。

②超声波检验技术。

无损检测技术，应用较为广泛的是超声波检验技术。

在实际应用中，
不仅成本低，而且操作较为简便。

③磁记忆检测技术。

对于压力管道内部裂缝，利用磁记忆检测技术，能够准确检测，并且能够获得裂缝位置以及具体走向。

在
具体应用中，该技术需要结合其他技术，单独使用难以保证检测结果。

④射线检测技术。

使用r射线，检验压力管道内的焊接缝，通过r射线照相，能够精准判
断缺陷位置。

3.2 焊接及热处理施工检验
焊接是压力管道工程施工的关键点。

首先要对照焊工名册，核查本项目焊工
是否按照国家要求取得相应的证书，必要时现场抽查。

压力管道焊接所需的焊机、焊缝热处理装置应齐全、完好、性能稳定可靠。

施工单位应具有所施工项目所包
含的管道焊接所有工艺评定，并编制焊接工艺卡。

巡查焊材库，焊材的验收、保管、烘烤、发放、使用和回收记录齐全。

现场使用的焊材应具有质量证明书。

现
场抽查焊接的对口、开坡口工艺及质量，管接头组对应在确认坡口加工、清理质
量后进行。

坡口形式、组对间隙、钝边大小应符合要求。

检查焊缝的外观质量，
焊缝表面不得有裂纹、气孔、弧坑和夹渣等缺陷，并不得有熔渣与飞溅物，咬边
和焊缝余高应符合相关的要求。

3.3 定期检验
检验方法为宏观检查、壁厚测定、安全附件检验为主，必要时应增加表面缺
陷检测、埋藏缺陷检测、材质分析、耐压强度校核、应力分析、耐压试验和泄漏
性试验等项目。

首次检验的管道应当进行埋藏缺陷检测，而再次检验时一般不再
进行埋藏缺陷检测，当发现存在内部损伤现象或者上次检验发现超标缺陷时再进
行埋藏缺陷检测。

压力管道设计之初，在选材过程中已经考虑介质对管道本身的
损伤机理，而GC1管道在安装验收中一般要求100%射线检测，GC2管道部分也
要求10%~20%射线检测，所以非首次定期检验时这些管道没有必要再次进行埋藏
缺陷检测。

随着工业的进步，工业水平不断提高，焊接质量也有所保证，要想保
证压力管道安全要从设计、制造、安装环节确保施工质量，所以在当今形势下，
要不断完善和改进检验技术。

3.4 安装后的检验环节
焊接接头质量的全面评定是重要地检验环节，防止焊缝缺陷的出现而导致整
体焊接工作的质量受到影响。

通常在检验环节实施的期间，会选择外观检查、压
力试验以及无损探伤等几种办法。

在这几种办法中，无损探伤检查是及其主要的
一种检查办法，能够将焊接缝内部的情况进行检查，对出现缺陷的种类以及性质，分布的情况全面性的检验，根据其检测的而结果，焊接工程师能够做出最快的反应，清除这些缺陷，完善施工质量。

4 结束语
目前在生产过程中在压力管道检验出现多种裂纹问题，包括焊接裂缝、腐蚀
裂纹、机械疲劳裂纹、蠕变裂纹与过热与过烧裂纹等，对压力管道的正常使用造
成了极为不良的影响作用，造成了不同程度的安全隐患，为此应当对压力管道采用正确的操作方式，加强对原材料生产的质量控制，加强对压力管道有效的质量控制，为压力管道的正常安全使用创造有力条件。

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