鍋筒鼓包原因分析處理及預(yù)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(cè)提出了合理的修復(fù)處理意見，以修復(fù)鍋爐中存在的問題，加強(qiáng)對(duì)鍋爐的管理，使其能夠安全投入使用。

關(guān)鍵詞：鍋爐；鼓包；河水過濾池；除垢

中圖分類號(hào)：TK228 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.15.098

2015-09，我院在對(duì)湛江市廉江某磚廠的1臺(tái)4 T/H的臥室快裝鍋爐進(jìn)行內(nèi)部檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，鍋筒后筒節(jié)底部有2處鼓包。該爐型號(hào)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(zhì)為Q245R，壁厚為18 mm，鍋筒公稱直徑1 800 mm。

1 檢驗(yàn)和分析

1.1 宏觀檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鍋爐主要存在的問題

在宏觀檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，鍋爐中存在的主要問題有以下3點(diǎn)：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(jīng)過超聲波厚度測(cè)定發(fā)現(xiàn)，鼓包處壁厚均有不同程度的減薄，2個(gè)鼓包的頂部厚度分別為15.4 mm和16.3 mm。②鍋爐內(nèi)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(nèi)，鼓包區(qū)水垢更厚，且有大量沙泥渣垢堆積。③沒有鍋爐運(yùn)行記錄和水質(zhì)化驗(yàn)記錄，水處理設(shè)備為全自動(dòng)軟化水裝置，未定期加鹽。

1.2 根據(jù)缺陷情況進(jìn)一步分析、檢驗(yàn)

1.2.1 金相分析

筆者分別對(duì)2個(gè)鼓包的中心點(diǎn)、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(yán)重，晶界模糊，部分組織顏色發(fā)藍(lán)、發(fā)紅，珠光體基本全部球化，導(dǎo)致力學(xué)性能惡化，強(qiáng)度下降。

1.2.2 硬度檢測(cè)

筆者分別檢測(cè)了2個(gè)鼓包的中心點(diǎn)、鼓包邊緣和沒鼓包的鍋筒，結(jié)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(huì)導(dǎo)致材料的抗拉強(qiáng)度降低。

1.2.3 表面探傷檢查

對(duì)2個(gè)鼓包外面表進(jìn)行磁粉探傷檢查發(fā)現(xiàn)，鼓包頂部有微細(xì)的裂紋。

2 鼓包原因分析

從相關(guān)檢驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況來看，發(fā)生鼓包的主要原因有以下3點(diǎn)。

2.1 鍋爐水處理不好，水質(zhì)不符合要求

出現(xiàn)這種情況的主要原因有2點(diǎn)：①司爐工沒有接受過水處理操作培訓(xùn)，不熟悉全自動(dòng)軟化水裝置水處理設(shè)備，沒有定期加鹽，甚至全自動(dòng)軟化水裝置水處理設(shè)備連電都沒接上，設(shè)備如同擺設(shè)。②鍋爐使用的是河水，只有一級(jí)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(jié)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?zé)煔獾臎_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(gè)鍋筒幾乎直接接受火焰輻射和高溫?zé)煔獾臎_刷，在嚴(yán)重結(jié)垢的地方很容易出現(xiàn)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(dǎo)給鍋水，致使鋼板金屬壁溫不斷升高。當(dāng)長時(shí)間經(jīng)歷超過鋼板金屬的許用溫度時(shí)，金屬會(huì)出現(xiàn)過熱甚至過燒的情況，在鍋筒的內(nèi)壓作用下出現(xiàn)鼓包的情況。

2.3 司爐工責(zé)任心不強(qiáng)，鍋爐定期排污量不夠

現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)鍋筒的排污閥時(shí)發(fā)現(xiàn)，其已經(jīng)銹死，基本上沒有排污。在溶解固形含量超標(biāo)的情況下，如果不能及時(shí)排除鍋內(nèi)形成的水渣，就會(huì)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(shí)，在安裝鍋爐時(shí)，為了便于日后排污，鍋爐要向后傾斜，因?yàn)樗敢追e聚在鍋筒后部。但是，由于沒有及時(shí)排污，鍋筒后部的垢渣比前部嚴(yán)重，導(dǎo)致鍋筒后部鼓包。

3 處理意見

根據(jù)檢驗(yàn)情況，對(duì)照TSG G7002—2015《鍋爐定期檢驗(yàn)規(guī)則》2.6缺陷處理規(guī)定作相應(yīng)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(shí)可以予以保留監(jiān)控，否則應(yīng)修理（復(fù)位、挖補(bǔ)、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(jīng)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(zhì)出現(xiàn)過燒組織，應(yīng)判定其范圍，并且進(jìn)行挖補(bǔ)或更換?！备鶕?jù)2個(gè)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(zhì)過燒，所以，鍋筒鼓包部位需做挖補(bǔ)修理。

鍋爐的挖補(bǔ)修理必須由有資質(zhì)的單位負(fù)責(zé)維修，在鍋筒挖補(bǔ)前，維修單位要制訂維修方案，并辦理相關(guān)告知手續(xù)，要有相應(yīng)的焊接工藝評(píng)定，補(bǔ)塊材質(zhì)厚度要與原材質(zhì)厚度一致。焊接時(shí)，需嚴(yán)格按照焊接工藝規(guī)程施焊，要注意補(bǔ)板與原板的固定。通常的固定方法有點(diǎn)焊固定定位和補(bǔ)板自留裕量法。為了保證焊縫收縮的合理性，減小應(yīng)力，焊接時(shí)，要分段分區(qū)焊接。焊接完畢后要進(jìn)行100%射線探傷和表面探傷，合格后還要進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，檢測(cè)合格后方可投入使用。

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

4 預(yù)防措施

由于給水處理設(shè)備損壞，沒有按要求定期排污，又未能定期清渣除垢，導(dǎo)致鍋筒底部沉積了大量水垢渣，使傳熱惡化，導(dǎo)致鼓包事故的發(fā)生。根據(jù)檢驗(yàn)情況，從設(shè)備狀況、運(yùn)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(yù)防措施：①加大鍋爐的使用投入，修理或更換已經(jīng)損壞的排污閥，修復(fù)好水處理設(shè)備，使水處理設(shè)備能夠正常使用。另外，建議多增加一級(jí)河水過濾池，進(jìn)一步凈化河水，減少流入鍋爐的雜物量。②健全鍋爐運(yùn)行管理制度，加強(qiáng)對(duì)各級(jí)責(zé)任人員，特別是司爐工、水質(zhì)化驗(yàn)人員的技術(shù)培訓(xùn)，提高他們的技術(shù)水平和工作責(zé)任心。③加強(qiáng)水質(zhì)管理，做好水質(zhì)的化驗(yàn)工作，而且水質(zhì)應(yīng)符合GB 1576—2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)的要求。④嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)操作規(guī)程，做好定期排污工作，嚴(yán)格控制好排污量，防止垢渣沉積在鍋筒底部。⑤應(yīng)定期清理鍋內(nèi)垢渣，必要時(shí)可請(qǐng)有資質(zhì)單位化學(xué)除垢。

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〔編輯：白潔〕