臥式鍋殼鍋爐管板高溫段裂紋分析、預(yù)防及改進(jìn)措施(一)

1、臥式鍋殼鍋爐管板高溫段裂紋分析、預(yù)防及改進(jìn)措施 (一)【摘要】本文分析和論述了臥式鍋殼鍋爐管板高溫段裂紋形成、產(chǎn)生原因、預(yù)防措施和鍋爐改造的幾種方案，對(duì)鍋爐維修改造和改型設(shè)計(jì)有指導(dǎo)作用?！娟P(guān)鍵詞】臥式鍋殼鍋爐管板高溫段裂紋臥式鍋殼鍋爐占地面積小，易運(yùn)輸安裝，為低壓鍋爐，廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)、生活采暖，占我國(guó)工業(yè)鍋爐產(chǎn)品首位。隨著技術(shù)的不斷更新，爐型在設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)上顯現(xiàn)缺陷，表現(xiàn)為鍋內(nèi)氧腐蝕、鍋筒底部鼓包和鍋爐管板高溫段裂紋問(wèn)題。裂紋處于高溫?zé)煔馊肟谔幑芸讌^(qū)，并向兩邊孔橋延伸，產(chǎn)生管板開(kāi)裂事故隱患。 對(duì)此提出預(yù)防對(duì)策和改進(jìn)措施。一、以例分析產(chǎn)生裂紋的原因某單位一臺(tái) DZW4-1.25 改熱水爐運(yùn)行三年

2、，主要參數(shù)是鍋爐管板材質(zhì)20g，煙管 20 63.5 × 3，.5循環(huán)方式為強(qiáng)制循環(huán)，采用下進(jìn)上出式的循環(huán)方式，用途為生活采暖，鍋爐啟停頻繁，無(wú)爐外水處理設(shè)備，熱力系統(tǒng)較多，鍋爐補(bǔ)水量較大，運(yùn)行采用爐內(nèi)加藥方法。通過(guò)鍋爐內(nèi)部檢驗(yàn)：（l）鍋筒內(nèi)部結(jié)垢嚴(yán)重，水垢厚度3mm5mm，為碳酸鹽水垢。（2）鍋爐氧腐蝕較重，鍋筒內(nèi)壁、煙管、前后管板氧腐蝕 2.5mm-3.0mm。（3）煙管伸出管板端部長(zhǎng)20mm。（4）檢查發(fā)現(xiàn)管板高溫入口處管孔區(qū)有2 條穿透裂紋，一條裂紋向兩邊孔橋區(qū)延伸穿過(guò)兩管孔孔橋， 裂紋長(zhǎng) 70mm，寬 lmm，另一條已貫通管孔孔橋區(qū)，有向內(nèi)延伸趨勢(shì)。為確定裂紋性質(zhì)，將管孔區(qū)

3、打磨平整進(jìn)行顯微金相分析，己斜穿第2、3 排管孔有較多輻射狀裂紋、 孔橋上有龜裂， 金相檢查發(fā)現(xiàn)裂紋有分叉現(xiàn)象為晶間裂紋，裂紋尾端圓鈍，裂紋內(nèi)部有腐蝕產(chǎn)物，球化嚴(yán)重。原因分析一：1.根據(jù)裂紋形貌和顯微金相分析結(jié)果，判斷裂紋有待性脆化引起。（1）鍋水一定含有某些物質(zhì)，特別是氫氧化物，當(dāng)其被濃縮的同時(shí)，又與有應(yīng)力的鋼材接觸，會(huì)產(chǎn)生晶間裂紋。 （2）一定有鍋水流入或穿過(guò)的接頭、接縫或裂紋。（3）在這些接頭、接縫或裂紋中，鍋水被濃縮。（ 4）鋼材上接觸化學(xué)物質(zhì)的地方，必須有局部總應(yīng)力。2.從運(yùn)行情況和制造工藝分析，該爐具備待性脆化條件：（1）煮爐除垢加藥量嚴(yán)重超標(biāo)，爐水堿度極高，在高堿度下運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)

4、，形成待性脆化環(huán)境，使?fàn)t水中氫氧化濃度在10%以上。（2）管板與煙管間采用角焊縫連接，該爐制造焊接前后未進(jìn)行脹接，管板與煙管間存在縫隙，鍋水進(jìn)入縫隙，特別是高溫?zé)煔馊肟?，爐水在此高度濃縮。（3）受熱面結(jié)垢嚴(yán)重，水垢?jìng)鳠嵯禂?shù)較鋼板低數(shù)十倍，使高溫?zé)煔鉀_刷后管板不能迅速將熱量傳遞給鍋水，該部位金屬溫度升高，金屬抗拉強(qiáng)度下降。在正常壓力下，該部位金屬經(jīng)受接近于它的屈服點(diǎn)的拉伸力，形成待性脆化的第四個(gè)條件。原因分析二：后管板高溫區(qū)熱負(fù)荷較高，易在管板與水接觸面產(chǎn)生一層氣膜，該處由于水流速低，不能將氣膜及時(shí)帶走，使氣膜下的金屬得不到冷卻，導(dǎo)致金相組織球化，金屬產(chǎn)生熱疲勞，加速了裂紋擴(kuò)展。（1）后管板近管區(qū)域水循環(huán)不良，導(dǎo)致近管外產(chǎn)生 “過(guò)冷沸騰 ”，易產(chǎn)生熱裂紋。（2）管板上的管孔與管子間存在間隙，處于高溫區(qū)的部分管子，焊前焊后不進(jìn)行脹管，在鍋爐運(yùn)行后，間隙中的爐水受熱蒸發(fā)形成兩個(gè)近圓環(huán)，使管板產(chǎn)生疲勞裂紋。（3）管板與管子連接處采用焊接， 2、3 回程在后管板溫差 500 700，受拉應(yīng)力、彎應(yīng)力、溫差應(yīng)力疊加，熱水鍋爐頻繁起停，使管板與管子角焊縫局部產(chǎn)生裂紋。（4）后管板高溫區(qū)的熱負(fù)荷最高，由于 “進(jìn)口效益 ”和管端冷卻不良，使管端過(guò)