安全 節(jié)約 優(yōu)質(zhì)地為企業(yè)服務(wù)

李長林 楊建 劉志強(qiáng)

摘 要 采用無損檢測、化學(xué)分析及金相檢驗(yàn)等方法，對爐膽泄漏原因進(jìn)行了分析，并提出了解決辦法及預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞 爐膽 裂紋 修理

中圖分類號：TK22文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Serve the Enterprise with Safety, Save and Quality

——WNS4-1.25Q Boiler Cracking Furnace Repair

LI Changlin, YANG Jian, LIU Zhiqiang

(Chongqing Special Equipment Quality Safe Inspection Center, Chongqing 400020)

Abstract Using non-destructive testing, chemical analysis and metallurgical testing and other methods of leak furnace analysis of the causes and proposed solutions and preventive measures.

Key words furnace; cracking; repair

1 情況介紹

重慶市某單位所用的一臺WNS4-1.25-Q型鍋爐，于2001年7月制造，同年12月安裝投產(chǎn)使用，由于該地區(qū)原水硬度高（YD=6-9m mol/L）,近幾年水處理管理比較差，鍋爐結(jié)垢嚴(yán)重，于2008年鍋爐進(jìn)行了化學(xué)清洗。運(yùn)行至2009年3月停爐進(jìn)行定期檢驗(yàn)，檢驗(yàn)員進(jìn)入回燃室檢驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)爐膽與回燃室連接的第一個(gè)和二個(gè)波紋谷底有積水，經(jīng)擦干積水后發(fā)現(xiàn)爐膽與回燃室連接側(cè)的波紋爐膽第一個(gè)波峰有一條裂紋。為了查明爐膽裂紋的原因，我們對該鍋爐進(jìn)行了宏觀檢查、金相檢驗(yàn)、 材質(zhì)分析等。

2 檢查與試驗(yàn)分析

2.1 宏觀檢查

問題發(fā)現(xiàn)后，我們對該鍋爐進(jìn)行了宏觀檢查，進(jìn)入爐膽內(nèi)明顯地看到第一個(gè)波峰有一條長約40mm的裂紋，沒有變形。其它部位也沒有異常現(xiàn)象。我們又采用PT方法對第2、3、4、5節(jié)波紋火側(cè)進(jìn)行檢測，也沒有發(fā)現(xiàn)裂紋。由于鍋爐底部沒有檢查孔，只有在鍋爐下腰部有一個(gè)檢查孔，用內(nèi)窺鏡檢測發(fā)現(xiàn)鍋爐底部有大量垢渣堆積，內(nèi)窺鏡無法伸入到裂紋部位。經(jīng)過與用戶商議，從波紋爐膽與錐型爐膽連接焊縫開始，在波紋爐膽底部割下了3節(jié)波紋鋼板（縱向500mm環(huán)向400mm）進(jìn)行檢查。當(dāng)割下鋼板時(shí)，發(fā)現(xiàn)水垢已經(jīng)將爐膽底部填滿。將水垢清除后，發(fā)現(xiàn)爐膽與鍋筒距離很近，用鋼直尺測量，距離僅50mm，遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值150mm。在割下的鋼板上發(fā)現(xiàn)，第一節(jié)波谷水側(cè)有一條環(huán)向裂縫和十幾條環(huán)向裂紋，最長裂紋長度約為60mm，裂縫處爐膽無變形，水側(cè)裂縫較寬，火側(cè)裂縫較窄，上下呈楔形，裂縫最寬處約為2mm。第二節(jié)波谷水側(cè)有8條環(huán)向裂紋，裂紋深度約4mm，第三節(jié)波谷水側(cè)有4條環(huán)向裂紋，裂紋深度約2mm。

2.2 爐膽材質(zhì)分析

將缺陷處金屬取樣進(jìn)行化學(xué)成分分析，其結(jié)果是：C：0.16%；Mn：0.54%； Si：0.24%；P：0.013%，表明化學(xué)成分符合GB713標(biāo)準(zhǔn)中20g的材質(zhì)要求。

2.3 金相檢驗(yàn)

經(jīng)金相檢驗(yàn)，其組織為鐵素體加珠光體。珠光體中的滲碳體沒有球化。

3 爐膽裂縫原因的綜合分析

3.1 水垢堵塞使該部位水循環(huán)不良

由于鍋爐清洗后脫落的垢渣沒有（也無法）清除，垢渣積堵在鍋爐底部，塞滿了鍋筒和爐膽之間的間隙。該區(qū)域是爐膛的主燃區(qū)，此處受火焰輻射熱強(qiáng)度最高，爐膽局部溫度升高，又因?yàn)樵撎幩h(huán)不良，爐水不能及時(shí)對該部位進(jìn)行冷卻，引起爐膽溫度升高強(qiáng)度下降。同時(shí)由于金屬熱脹冷縮，在波紋爐膽上存在巨大的交變應(yīng)力，由于水循環(huán)受到影響，使該處有時(shí)被水冷卻，有時(shí)被蒸汽占據(jù)，使壁溫呈周期脈動變化，從而導(dǎo)致波紋爐膽鋼板疲勞。再加上該廠兩班生產(chǎn)，間斷用汽，在鍋爐每次升壓、降壓的過程中，爐膽隨之產(chǎn)生應(yīng)力變化，尤其在過熱處，局部應(yīng)力超過了材料的屈服強(qiáng)度，為疲勞損壞創(chuàng)造了條件，加速了裂紋發(fā)展，直到穿透。

3.2 鍋爐制造質(zhì)量差埋下了事故隱患

從設(shè)計(jì)圖看，爐膽與鍋筒之間的間隙是150mm，而實(shí)際測量，該部位只有50mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值。造成該部位的“呼吸空間”非常狹小。并且在鍋爐底部沒有任何檢查孔，對鍋爐底部的結(jié)垢情況無法看見，鍋爐清洗以后脫落在底部的垢渣也無法清除。鍋爐制造質(zhì)量造成的天生缺陷就埋下了事故隱患。

4 解決方法及措施

（1）按照傳統(tǒng)的處理方法，對于此問題的處理就是更換爐膽。但是該鍋爐的結(jié)構(gòu)是一種新型的節(jié)能設(shè)計(jì)（如圖1），如果更換爐膽就必須割下前管板并且更換全部煙管，其修理費(fèi)用太高與更換一臺新鍋爐相差無幾。我們與修理單位、使用單位經(jīng)過反復(fù)研究，決定對該鍋爐爐膽進(jìn)行挖補(bǔ)。為此，首先要檢查清楚缺陷情況。通過對第 4節(jié)波膽進(jìn)行PT檢測并且用內(nèi)窺鏡檢查，發(fā)現(xiàn)第4節(jié)波膽有幾條細(xì)微裂紋，對裂紋進(jìn)行打磨，發(fā)現(xiàn)裂紋深度僅約0.5mm。于是我們決定挖補(bǔ)4節(jié)波紋爐膽，補(bǔ)板面積為：縱向690mm環(huán)向420mm。為了方便對挖補(bǔ)的焊接質(zhì)量進(jìn)行RT檢測，又在補(bǔ)板四角的鍋殼上開了4個(gè)檢查孔，加裝四個(gè)鍋爐手孔裝置，以便于檢查用。該手孔同時(shí)可用于以后的檢查和鍋爐清洗后清除鍋爐底部的垢渣和異物。

（2）對使用單位提出加強(qiáng)水質(zhì)日常監(jiān)督，增設(shè)鍋外軟化裝置要求，要求水質(zhì)化驗(yàn)員定期進(jìn)行鍋爐水質(zhì)分析。管理人員每天2次對鍋爐水質(zhì)分析情況進(jìn)行檢查。

兩年來，我們加強(qiáng)了對該鍋爐修理部位的檢查。為了檢查修理質(zhì)量及方法的合理性，修理后分別在3個(gè)月、半年、一年后對鍋爐修理部位進(jìn)行了檢驗(yàn)，今年又在鍋爐內(nèi)部檢驗(yàn)時(shí)對修理部位進(jìn)行了檢查，沒有發(fā)現(xiàn)任何異常情況。事實(shí)證明對爐膽進(jìn)行挖補(bǔ)的方法是正確可行的。