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

摘 要 采用無損檢測、化學分析及金相檢驗等方法，對爐膽泄漏原因進行了分析，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文獻標識碼：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)垢嚴重，于2008年鍋爐進行了化學清洗。運行至2009年3月停爐進行定期檢驗，檢驗員進入回燃室檢驗時，發(fā)現(xiàn)爐膽與回燃室連接的第一個和二個波紋谷底有積水，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，我們對該鍋爐進行了宏觀檢查、金相檢驗、 材質(zhì)分析等。

2 檢查與試驗分析

2.1 宏觀檢查

問題發(fā)現(xiàn)后，我們對該鍋爐進行了宏觀檢查，進入爐膽內(nèi)明顯地看到第一個波峰有一條長約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）進行檢查。當割下鋼板時，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，遠低于設(shè)計值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行化學成分分析，其結(jié)果是：C：0.16%；Mn：0.54%； Si：0.24%；P：0.013%，表明化學成分符合GB713標準中20g的材質(zhì)要求。

2.3 金相檢驗

經(jīng)金相檢驗，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度最高，爐膽局部溫度升高，又因為該處水循環(huán)不良，爐水不能及時對該部位進行冷卻，引起爐膽溫度升高強度下降。同時由于金屬熱脹冷縮，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，使該處有時被水冷卻，有時被蒸汽占據(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)計圖看，爐膽與鍋筒之間的間隙是150mm，而實際測量，該部位只有50mm，遠遠低于設(shè)計值。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（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行挖補。為此，首先要檢查清楚缺陷情況。通過對第 4節(jié)波膽進行PT檢測并且用內(nèi)窺鏡檢查，發(fā)現(xiàn)第4節(jié)波膽有幾條細微裂紋，對裂紋進行打磨，發(fā)現(xiàn)裂紋深度僅約0.5mm。于是我們決定挖補4節(jié)波紋爐膽，補板面積為：縱向690mm環(huán)向420mm。為了方便對挖補的焊接質(zhì)量進行RT檢測，又在補板四角的鍋殼上開了4個檢查孔，加裝四個鍋爐手孔裝置，以便于檢查用。該手孔同時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)化驗員定期進行鍋爐水質(zhì)分析。管理人員每天2次對鍋爐水質(zhì)分析情況進行檢查。

兩年來，我們加強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個月、半年、一年后對鍋爐修理部位進行了檢驗，今年又在鍋爐內(nèi)部檢驗時對修理部位進行了檢查，沒有發(fā)現(xiàn)任何異常情況。事實證明對爐膽進行挖補的方法是正確可行的。