大家都知道，在持續的高溫加熱狀態下，無論多堅固的材料，都難免會產生狀態變化，哪怕是“真金不怕火煉”的黃金，在高溫下也要被融化成一攤液體。而作為特種設備之一的壓力管道，在長時間的工作中，同樣會遇到這樣的問題。
在石油化工廠上過班的朋友應該清楚，石油化工廠的部分煙氣管需要長期在650°~700°左右的溫度運行，在如此高的溫度下，管道中的碳鋼部件、合金鋼部件、不鏽鋼部件等如果超過自身材料所承受的溫度極限時，壓力管道就會產生蠕變風險。
什麼是金屬蠕變？為什麼會產生蠕變？
（許多材料如金屬、塑料、岩石和冰，在一定條件下都表現出蠕變的性質，而本文主要針對金屬管道來講蠕變）
上面我們提到，高溫高壓會影響到金屬狀態變化，而在石油化工廠、火電廠中使用的主蒸汽管道、鍋爐聯箱、汽水管通、高溫緊固件等，就常常需要與高溫打交道，裡面的金屬材料由於長期在惡劣的狀態下工作運行，所以在管道應力的作用下，其中的金屬材料往往會產生緩慢的塑性變形現象，我們就將這種現象稱為蠕變。
蠕變現象主要由三個方面的因素構成：溫度、應力和時間。
通常蠕變可以發生在任何溫度，所謂的溫度“高”或“低”，是相對於金屬熔點而言的，對於一般的金屬而言，蠕變現象可能只有在高溫條件下才會明顯地表現出來，如：碳鋼在300-400℃時，在應力的作用下能明顯檢測出蠕變現象；當把溫度逐漸提高至超過400℃時，即使碳鋼材料的應力不大，也會出現較大速率的蠕變；又譬如說合金鋼的溫度，在超過400~450℃時，在一定的應力作用下，它就會發生蠕變，隨著溫度愈高，這種蠕變現象就愈明顯；
但如果是某些金屬，譬如鉛、錫及它們的合金，這些金屬材料就算是在常溫條件下也有可能表現出蠕變現象。
金屬材料在蠕變過程中可發生不同形式的斷裂現象，按照斷裂時塑性變形量大小的順序，可把蠕變斷裂分為如下類型：
（資料引用自國家《管道蠕變監督導則》）
綜合手段檢測特種設備的金屬蠕變
由於金屬蠕變存在一個累積階段，隨著整個蠕變過程的不斷髮展，會使金屬部件發生過量的塑性變形或者部件失效損壞等，甚至發生嚴重事故。
所以，對於長期運行的高溫部件，要進行嚴格的蠕變監測。一般來說，我們會採用金相組織檢驗、樣品厚度硬度檢測、超聲波無損檢測、蠕變試驗機檢測等技術，對需要檢測的特種設備進行風險評估。
2018年，廣州承壓院就曾受某電廠委託，對其電站鍋爐末級過熱器管爆管的原因進行失效分析。我們的技術分析人員在對該臺電站鍋爐末級過熱器管爆管進行了綜合原因分析後，認為失效的原因主要是其電廠的過熱器管內壁在高溫和蒸汽環境下發生了氧化，在表面形成一層氧化皮。
在高溫環境和蒸汽的吹刷下氧化皮出現脫落，在下彎管部位堆積，導致管子流通截面減少、介質流量降低而進一步過熱。過熱器局部出現過熱老化和蠕變損傷，力學性能出現了劣化，最終在蒸汽內壓的作用下出現脹粗並爆裂。
針對該鍋爐出現爆管的原因，分析人員提出了四個建議措施：
一是加強過熱器管的金屬監督，採用金相、測厚、硬度、無損檢測等技術對過熱器管進行監督檢查，發現管子出現異常及時處理；
二是對過熱器爆管附近增設壁溫測點，加強對末過管壁溫度的監控，並採取措施避免出現過熱；
三是改善過熱器運行溫度條件，如對鍋爐燃燒系統改造，對鍋爐進行燃燒調整等，使煙氣溫度場更加均勻，避免局部溫度過高；
四是加強鍋爐蒸汽系統除氧，減少蒸汽含氧量。
如果有其他的特種設備使用單位也發現自己的設備存在缺陷或異常，一定要加強重視，及時委託專業單位進行失效原因分析，以採取有效的措施，防止事故發生。
以上就是今天給大家分享的特種設備安全小知識，喜歡的話歡迎點贊關注收藏分享~
