鍋筒鼓包原因分析處理及預防

崔菁

摘 要：從使用和管理兩方面入手分析鍋筒鼓包的原因，通過一系列的檢測提出了合理的修復處理意見，以修復鍋爐中存在的問題，加強對鍋爐的管理，使其能夠安全投入使用。

關鍵詞：鍋爐；鼓包；河水過濾池；除垢

中圖分類號：TK228 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.15.098

2015-09，我院在對湛江市廉江某磚廠的1臺4 T/H的臥室快裝鍋爐進行內部檢驗時發(fā)現，鍋筒后筒節(jié)底部有2處鼓包。該爐型號為DZG4-1.25-T，2012-05制造，2012-11投入使用，主要燃料為木柴，使用壓力為1.0 MPa，鍋筒材質為Q245R，壁厚為18 mm，鍋筒公稱直徑1 800 mm。

1 檢驗和分析

1.1 宏觀檢驗發(fā)現鍋爐主要存在的問題

在宏觀檢測時發(fā)現，鍋爐中存在的主要問題有以下3點：①鍋筒后筒節(jié)底部有2處鼓包，鼓包尺寸分別為240 mm×200 mm×30（高）mm和200 mm×110 mm×18（高） mm，具體如圖1所示。鼓包外表面有明顯的暗紅色氧化皮，經過超聲波厚度測定發(fā)現，鼓包處壁厚均有不同程度的減薄，2個鼓包的頂部厚度分別為15.4 mm和16.3 mm。②鍋爐內壁水位線以下均有水垢，大部分水垢厚度在1～1.5 mm的范圍內，鼓包區(qū)水垢更厚，且有大量沙泥渣垢堆積。③沒有鍋爐運行記錄和水質化驗記錄，水處理設備為全自動軟化水裝置，未定期加鹽。

1.2 根據缺陷情況進一步分析、檢驗

1.2.1 金相分析

筆者分別對2個鼓包的中心點、鼓包邊緣作了金相分析，具體如圖2所示。

顯微組織分析表明，1#、2#鼓包邊緣區(qū)域組織較為正常，為均勻分布的珠光體和碳素體；1#、2#鼓包中心區(qū)域的金相組織大部分是鐵素體，鍋筒外部過燒情況比較嚴重，晶界模糊，部分組織顏色發(fā)藍、發(fā)紅，珠光體基本全部球化，導致力學性能惡化，強度下降。

1.2.2 硬度檢測

筆者分別檢測了2個鼓包的中心點、鼓包邊緣和沒鼓包的鍋筒，結果如表1所示。

由表1可知，沒有鼓包的地方布氏硬度為140 HB，鍋筒鼓包處硬度最小值為110 HB，下降了20%.由此可知，如果鍋筒鼓包會導致材料的抗拉強度降低。

1.2.3 表面探傷檢查

對2個鼓包外面表進行磁粉探傷檢查發(fā)現，鼓包頂部有微細的裂紋。

2 鼓包原因分析

從相關檢驗結果和現場調查情況來看，發(fā)生鼓包的主要原因有以下3點。

2.1 鍋爐水處理不好，水質不符合要求

出現這種情況的主要原因有2點：①司爐工沒有接受過水處理操作培訓，不熟悉全自動軟化水裝置水處理設備，沒有定期加鹽，甚至全自動軟化水裝置水處理設備連電都沒接上，設備如同擺設。②鍋爐使用的是河水，只有一級水池，沉淀過濾不夠，如果是下雨天，河水更混濁。另外，筆者所處地區(qū)雨天比較多，渾濁的水容易使得鍋爐結垢，特別是在鍋筒底部沉積了大量的沙泥、垢渣，致使鍋筒過熱鼓包。

2.2 鍋筒直接接受火焰輻射和高溫煙氣的沖刷

鍋筒為縱向布置，鍋爐為固定式爐排，以燃燒木柴為主，所以，爐膛比較寬，整個鍋筒幾乎直接接受火焰輻射和高溫煙氣的沖刷，在嚴重結垢的地方很容易出現金屬過熱的情況，使得鍋筒鼓包處鋼板吸收的爐膛高輻射熱量難以傳導給鍋水，致使鋼板金屬壁溫不斷升高。當長時間經歷超過鋼板金屬的許用溫度時，金屬會出現過熱甚至過燒的情況，在鍋筒的內壓作用下出現鼓包的情況。

2.3 司爐工責任心不強，鍋爐定期排污量不夠

現場檢驗鍋筒的排污閥時發(fā)現，其已經銹死，基本上沒有排污。在溶解固形含量超標的情況下，如果不能及時排除鍋內形成的水渣，就會加速鍋爐水垢的形成，部分水渣又在受熱部位聚集成二次水垢。同時，在安裝鍋爐時，為了便于日后排污，鍋爐要向后傾斜，因為水垢易積聚在鍋筒后部。但是，由于沒有及時排污，鍋筒后部的垢渣比前部嚴重，導致鍋筒后部鼓包。

3 處理意見

根據檢驗情況，對照TSG G7002—2015《鍋爐定期檢驗規(guī)則》2.6缺陷處理規(guī)定作相應的處理：①條款2.6.3.2變形規(guī)定，“受壓部件的變形滿足以下規(guī)定時可以予以保留監(jiān)控，否則應修理（復位、挖補、更換）。筒體變形高度不超過原直徑的1.5%，且不大于20 mm?！卑凑赵摋l款規(guī)定，1#鼓包高度30 mm，已經超出了允許值，要修理；2#鼓包形高度20 mm，沒有超過原直徑的1.5%，且不大于20 mm，可以保留監(jiān)控。②條款2.6.3.3過燒組織規(guī)定，“受壓部件的材質出現過燒組織，應判定其范圍，并且進行挖補或更換?！备鶕?個鼓包中心部位金相組織分析，珠光體形狀消失，基本完全球化。這說明，該部位材質過燒，所以，鍋筒鼓包部位需做挖補修理。

鍋爐的挖補修理必須由有資質的單位負責維修，在鍋筒挖補前，維修單位要制訂維修方案，并辦理相關告知手續(xù)，要有相應的焊接工藝評定，補塊材質厚度要與原材質厚度一致。焊接時，需嚴格按照焊接工藝規(guī)程施焊，要注意補板與原板的固定。通常的固定方法有點焊固定定位和補板自留裕量法。為了保證焊縫收縮的合理性，減小應力，焊接時，要分段分區(qū)焊接。焊接完畢后要進行100%射線探傷和表面探傷，合格后還要進行耐壓試驗，檢測合格后方可投入使用。

另外，維修完畢、鍋爐投運前，還要清理水垢，必要時還要按照《鍋爐化學清洗規(guī)則》的規(guī)定采用化學方法清洗鍋爐。

4 預防措施

由于給水處理設備損壞，沒有按要求定期排污，又未能定期清渣除垢，導致鍋筒底部沉積了大量水垢渣，使傳熱惡化，導致鼓包事故的發(fā)生。根據檢驗情況，從設備狀況、運行使用、鍋爐管理等方面綜合考慮、建議使用單位采取以下預防措施：①加大鍋爐的使用投入，修理或更換已經損壞的排污閥，修復好水處理設備，使水處理設備能夠正常使用。另外，建議多增加一級河水過濾池，進一步凈化河水，減少流入鍋爐的雜物量。②健全鍋爐運行管理制度，加強對各級責任人員，特別是司爐工、水質化驗人員的技術培訓，提高他們的技術水平和工作責任心。③加強水質管理，做好水質的化驗工作，而且水質應符合GB 1576—2008《工業(yè)鍋爐水質》標準的要求。④嚴格執(zhí)行相關操作規(guī)程，做好定期排污工作，嚴格控制好排污量，防止垢渣沉積在鍋筒底部。⑤應定期清理鍋內垢渣，必要時可請有資質單位化學除垢。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕