壓力容器及管道常見裂紋類型

應力腐蝕裂紋

應力腐蝕裂紋是一種常見的裂紋類型，它與內外應力和腐蝕介質的共同作用有關。常見于鍋爐汽水管道和容器座，主要綁扎在管道外。根據研究，由于熱水介質對管道本身的影響，鍋爐系統長期運行后，管道容易受到內部熱水的定向腐蝕，流動的水介質具有一定的壓力。當管道外表面的壓力值超過該區域的應力極限時，必然會引起壓力管道的外部變形和開裂。

機械疲勞裂紋

機械疲勞裂紋常見于鍋爐輔助系統中的葉輪、葉片、軸等旋轉機械零件。這種裂紋形成主要包括兩個階段，具體分為長裂紋擴展初期和切向裂紋形成后期。因此，機械疲勞裂紋的形成與鍋爐的運行時間有關。在初始階段，主要表現為應變響應的積累，導致長的機械疲勞裂紋，具有明顯的外部特征。

蠕變裂紋

由于高溫和應力粘結的長期影響，壓力管道容易發生蠕變開裂，導致管道金屬結構的破壞和管道部分區域的變形，降低了壓力管道的安全性。通常蠕變開裂多發生在集箱熱影響區、高溫蒸汽管、加熱膨脹管等區域 。蠕變特性非常明顯，裂紋方向多垂直于拉應力，裂紋的走向通常比較曲折，出現裂紋的面積較大，且大部分裂紋平行排列，大部分主裂紋位于裂紋中間。蠕變問題也有一些細微的特征，比如蠕變孔洞，一些不規則的孔洞會分布在裂紋區域，而裂紋孔洞的形狀一般為橢圓形。此外，焊縫破損區域裂紋的排列相當特殊，大部分與焊縫方向平行分布。裂紋會沿焊縫表面向焊縫內容物擴展，主裂紋兩側平行的微裂紋會沿晶粒分布并向主裂紋邊界擴展，形成裂紋區。

焊接裂紋

目前我國使用的壓力容器及管道大多采用金屬板焊接，因此鍋爐承壓設備的焊接部位在承受壓力后容易產生裂紋，而裂紋產生的影響因素多集中在高溫環境下管道結構強度的降低，以及承受壓力后的熱裂紋現象。通常，鍋爐制造完成后，需要靜置冷卻后才能投入使用，而在制造鍋爐時，也會帶來冷裂紋，影響鍋爐運行的安全性。由于焊接時氫元素會與基體組織接觸，在焊接冷卻時，奧氏體會慢慢轉變為鐵元素，此時管道結構中的氫元素會逐漸向中間靠近，在焊接冷卻時形成氫裂紋。