压力容器及管道常见裂纹类型

应力腐蚀裂纹

应力腐蚀裂纹是一种常见的裂纹类型，它与内外应力和腐蚀介质的共同作用有关。常见于锅炉汽水管道和容器座，主要绑扎在管道外。根据研究，由于热水介质对管道本身的影响，锅炉系统长期运行后，管道容易受到内部热水的定向腐蚀，流动的水介质具有一定的压力。当管道外表面的压力值超过该区域的应力极限时，必然会引起压力管道的外部变形和开裂。

机械疲劳裂纹

机械疲劳裂纹常见于锅炉辅助系统中的叶轮、叶片、轴等旋转机械零件。这种裂纹形成主要包括两个阶段，具体分为长裂纹扩展初期和切向裂纹形成后期。因此，机械疲劳裂纹的形成与锅炉的运行时间有关。在初始阶段，主要表现为应变响应的积累，导致长的机械疲劳裂纹，具有明显的外部特征。

蠕变裂纹

由于高温和应力粘结的长期影响，压力管道容易发生蠕变开裂，导致管道金属结构的破坏和管道部分区域的变形，降低了压力管道的安全性。通常蠕变开裂多发生在集箱热影响区、高温蒸汽管、加热膨胀管等区域 。蠕变特性非常明显，裂纹方向多垂直于拉应力，裂纹的走向通常比较曲折，出现裂纹的面积较大，且大部分裂纹平行排列，大部分主裂纹位于裂纹中间。蠕变问题也有一些细微的特征，比如蠕变孔洞，一些不规则的孔洞会分布在裂纹区域，而裂纹孔洞的形状一般为椭圆形。此外，焊缝破损区域裂纹的排列相当特殊，大部分与焊缝方向平行分布。裂纹会沿焊缝表面向焊缝内容物扩展，主裂纹两侧平行的微裂纹会沿晶粒分布并向主裂纹边界扩展，形成裂纹区。

焊接裂纹

目前我国使用的压力容器及管道大多采用金属板焊接，因此锅炉承压设备的焊接部位在承受压力后容易产生裂纹，而裂纹产生的影响因素多集中在高温环境下管道结构强度的降低，以及承受压力后的热裂纹现象。通常，锅炉制造完成后，需要静置冷却后才能投入使用，而在制造锅炉时，也会带来冷裂纹，影响锅炉运行的安全性。由于焊接时氢元素会与基体组织接触，在焊接冷却时，奥氏体会慢慢转变为铁元素，此时管道结构中的氢元素会逐渐向中间靠近，在焊接冷却时形成氢裂纹。