压力管道裂纹成因和预防措施

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1、压力管道裂纹成因和预防措施　　【摘要】管道是用来输送流体物料的一种设备，压力管道的裂纹缺陷是其最为危险的缺陷之一，也是压力管道出现各种事故的主要原因。本文通过对于压力管道产生裂纹的各种原因以及状况等进行分析，并根据其产生原因提出相应的改进措施。以减少和避免压力管道的裂纹产生而出现的各种爆炸和破裂事故。【关键词】压力管道；裂纹；产生原因；预防措施中图分类号：TE832文献标识码：A文章编号：压力管道指的是运用压力来输送流体物料的管状设备，压力管道其规定范围为最高压力要等于或者大于0.1表压的蒸汽介质、液化气体、气体或者是有腐蚀性、有毒、易爆、可

2、燃、工作最高温度等于或高于其标准沸点的相关液体介质，并且公称直径大于25mm的一些管道。化工生产过程中，由于生产要连续进行，经常有介质在装置中的输送，而介质有很多都有腐蚀性，从而会使得压力管道局部或者整体壁厚减薄，造成其承载力降低，产生泄露开裂现象，严重的会产生爆炸或者突然破裂等事故。为了保证压力管道的安全运行，最重要的是防止它在使用过程中发生破坏。7因此，应该了解、掌握各种破坏形式的机理、产生原因、主要特征，以便有效防止压力管道爆炸事故的发生。发生管道破裂的主要原因及预防措施如下：一、管道设计不合理1）管道柔性不足。由于管道尺寸及支架结构、

3、管件与阀门的连接形式不合理或螺纹制式不一致等原因，会使管道柔性不够。此外，如管道设计欠佳，管道的固定方法不当，很容易因设备与机器的振动、气流脉动而引起振动，焊缝出现疲劳裂纹和支架变形，最后导致管道破裂。2）管道工艺设计有缺点。如氮气与氧气的管道连接在一起，操作中误关闭充氮阀门，致使氧气进入合成水洗系统，形成爆炸性混合物导致整个系统（包括管网）爆炸。1.2预防措施。1）管道设计时，应考虑其在受气候、自然条件的影响时的变形补偿方法。2）置换或工艺用惰性气体与可然性气体管道应装设两只阀门，中间应加装放空阀，将漏入的氧气放空，防止氧气窜入氮气管道。喷

4、嘴氧气进口管道的氮气置换，可采用中压蒸汽置换吹扫，以免氧气与氮气管道相连通。二、材料缺陷、误用代材71）、在进行压力管道制作加工过程中，由于其金属材料自身夹渣、缩孔、疏松等缺陷，经过机加工、卷制、冲压、轧制会产生一些线型裂纹。产生的裂纹有的在表面，有的在内部，由于在使用之前只能够对于管道材料抽样检查，所以这样的裂纹在采购的时候要根据国家的工况条件和行业标准，认真检查其材质证明、合格证、生产许可证等是否符合设计要求，对于强腐蚀性、有毒介质进行输送的时候，应该对其进行强腐蚀性、机械性能、化学分析等进行检验。2）选用代材不符合要求或误用。如误用碳钢

5、钢管代替原设计的合金钢管，将使整个管道或局部管材的机械强度和冲击韧性大为降低，从而导致管道运行中发生断裂爆炸事故。3）焊接质量低劣，管道的焊接缺陷主要指焊缝裂纹、错位、烧穿、未焊透、焊瘤和咬边等。三、压力管道的焊接裂纹焊接裂纹是在其补焊或阻焊的时候产生的，经常出现在焊缝热的影响区以及具有较强的残余应力的角焊缝缺陷部位、十字焊缝以及焊缝附近，按照其机理产生氛围冷裂纹和热裂纹两种。1、热裂纹7热裂纹的产生是在高温状况下，而且均是沿着其自身的奥氏体晶界产生开裂。其热裂纹有多边化裂纹、高温液化裂纹以及结晶裂纹三种。在日常的实际生产中，最为普遍的就是结

6、晶裂纹，其产生的必要因素就是在进行结晶焊缝时承受其拉伸应力，在进行焊接时在热源作用下，焊缝区不断升温，金属由此受热膨胀，而焊缝四周冷金属又对于膨胀进行阻碍，使得焊缝的受热区不断承受压缩应力而向前移动，焊缝某点温度开始降低，其金属体积产生收缩，其四周金属一定会进行阻止，焊缝区便产生拉伸应力，会使得焊缝有可能产生结晶裂纹。结晶裂纹进行预防的措施：1）对于焊缝有害杂质进行合理控制。加强对于不锈钢、低合金钢、焊接低碳钢，P,S是最有害的两种杂质，其形成的相关低熔点共晶，使得其焊缝出现裂纹。2）改变其接头形式。不同的接头形式其产生的刚度、结晶特点、散热

7、条件等也不一样，在进行接头的时候要尽可能的避免其应力集中，减少其焊缝周围的刚度。例如图a,b所示这样形式的接头其抗裂性相对较好，图c的接头形式其产生的抗裂性比较差。图1焊缝接头方式示意图2、冷裂纹当管道焊接的接头渐渐冷却至比较低的温度时，由于其在氢、淬硬组织、拘束应力的影响而产生裂纹，在冷裂纹中延迟裂纹是最为普遍的形态。其主要特点是在焊后会在一段时间之后才会产生裂纹。其扩展和生成要取决于材料焊缝金属内的氢含量、接头的应力状态以及材料内的淬硬倾向的互相作用。延迟裂纹形态具有根部裂纹，焊道下裂纹、焊趾裂纹三种。延迟裂纹的产生的预防措施有：7（1)

8、、选择低氢焊接工艺或者低氢焊接材料。（2)、进行焊接的焊剂、焊条要放在通风、干燥的环境内。在进行焊接之前普通的那些低氢焊条要放在3500C环境内，超低氢焊条需要在4