劉清方鍋爐壓力容器

第五講

鍋爐有哪些規(guī)格與種類

一、鍋爐的規(guī)格

鍋爐規(guī)格表示鍋爐生產(chǎn)蒸汽或加熱水的能力及水平。蒸汽鍋爐的規(guī)格以單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生

蒸汽的數(shù)量及蒸汽參數(shù)表示，熱水鍋爐的規(guī)格以單位時(shí)間內(nèi)水的吸熱量及熱水參數(shù)表示。

蒸汽鍋爐每小時(shí)所產(chǎn)生蒸汽的數(shù)量稱為鍋爐的蒸發(fā)量，也稱鍋爐的容量或出力，通常以

符號“D”表示，單位為t/h（噸/時(shí)）。鍋爐銘牌上的蒸發(fā)量通常為額定蒸發(fā)量，即鍋爐在規(guī)

定的蒸汽參數(shù)和給水溫度下，連續(xù)運(yùn)行時(shí)所必須保證的最大蒸發(fā)量。

熱水鍋爐的容量是單位時(shí)間內(nèi)水在鍋爐里的吸熱量，單位為MW（兆瓦），其額定值稱

額定熱功率或額定供熱量。

鍋爐產(chǎn)汽及介質(zhì)吸熱的多少與鍋爐受熱面的多少直接相關(guān)。受熱面是鍋爐中隔開煙氣與

水汽、并把熱量由前者傳給后者的金屬壁面，通常為管子或圓筒壁面。

蒸汽鍋爐的蒸汽參數(shù)以鍋爐主汽閥出口處蒸汽的壓力（表壓）和溫度表示。熱水鍋爐的

介質(zhì)參數(shù)以額定出水壓力（表壓）及額定出水/進(jìn)水溫度表示。壓力和溫度分別以符號“p”、

“t”表示。

二、鍋爐分類

可以從不同角度出發(fā)對鍋爐進(jìn)行分類：、

1.按結(jié)構(gòu)形式可分為鍋殼鍋爐（火管鍋爐）、水管鍋爐和水火管鍋爐。

2.按用途不同可分為電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、生活鍋爐等。

3.按容量大小可分為大型鍋爐、中型鍋爐和小型鍋爐。習(xí)慣上，蒸發(fā)量大于100t/h的鍋爐

為大型鍋爐，蒸發(fā)量20?100t/h的鍋爐為中型鍋爐，蒸發(fā)量小于20t/h的鍋爐為小型鍋爐。

4.按蒸汽壓力大小可分為低壓鍋爐（p<2.5MPa）、中壓鍋爐（2.5MP<pW5.9MPa）高壓鍋

爐（p=9.8MPa）、超高壓鍋爐（p=13.7MPa）等。

5.按燃料和能源種類不同可分為燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃?xì)忮仩t、廢熱（余熱）鍋爐等。

6.按燃料在鍋爐中的燃燒方式可分為層燃爐、沸騰爐、室燃爐。

7.按工質(zhì)在蒸發(fā)系統(tǒng)的流動方式可分為自然循環(huán)鍋爐、強(qiáng)制循環(huán)鍋爐、直流鍋爐等。

三、鍋殼鍋爐結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

的基本結(jié)構(gòu)是雙層夾套結(jié)構(gòu)。其外筒叫鍋殼，內(nèi)筒叫爐膽（火筒），內(nèi)、外筒

之間的環(huán)行空間裝水，而內(nèi)筒是燃燒室?當(dāng)水汽介質(zhì)有壓力時(shí)，鍋殼受內(nèi)壓，爐膽承受外壓。

鍋殼鍋爐又分立式和臥式兩種。目前常用的燃油、燃?xì)忮仩t是WNS型臥式內(nèi)燃鍋殼鍋爐。

1.盛水的“鍋”和燒火的“爐”都被包含在一個(gè)殼體——鍋殼中；

2.金屬爐膛（爐膽）容積小，被水包圍，水冷程度大，燃燒條件差，必須燒優(yōu)質(zhì)燃料；

3.受熱面少，蒸發(fā)量或熱功率小，常裝水管或煙火管以增加受熱面和鍋爐容量；

4.鍋殼殼體直徑較大，開孔較多，形狀不規(guī)則，內(nèi)部受熱部分與不受熱部分連接在一起，

溫度和熱膨脹程度不同，因而殼體安全性較差；

5.鍋爐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)比較簡單，便于運(yùn)輸安裝、運(yùn)行管理及檢查維護(hù)。

四、水管鍋爐結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

水管鍋爐在現(xiàn)代鍋爐中占據(jù)著主要位置。和鍋殼鍋爐比較，其結(jié)構(gòu)有完全不同的特點(diǎn)：

1.爐膛置于金屬筒殼之外，一般為砌磚結(jié)構(gòu)?！盃t”不受“鍋”的限制，體積可大可小，可

以滿足燃燒及增加蒸發(fā)量的要求：

2.以容納水汽的管子置于爐膛、煙道中作主要受熱面，儲水及連接管子的大型核心容器一

一鍋筒?般不直接受火焰加熱，鍋爐的傳熱性能及安全性能都顯著改善；

3.水的預(yù)熱、汽化及蒸汽過熱在不同的受熱面中完成，這些受熱面分別叫作省煤器（預(yù)熱）、

水冷壁及對流管束（汽化）、過熱器（蒸汽過熱）；

4.鍋內(nèi)系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)比較復(fù)雜，而單個(gè)受壓元件和部件的結(jié)構(gòu)卻比較簡單；

5.對水質(zhì)及運(yùn)行操作水平均要求較高。

水管鍋爐的總體結(jié)構(gòu)型式有“D”型、“A”型、“0”型、倒“U”型等種。

五、臥式水火管鍋爐

臥式水火管鍋爐也叫臥式快裝鍋爐。是我國目前使用最普遍、數(shù)量最多的一種工業(yè)鍋爐。

它是在臥式外燃煙火管鍋爐的基礎(chǔ)上，在鍋殼兩側(cè)及后部裝設(shè)水冷壁，組成外部爐膛，形成

水火管組合的結(jié)構(gòu)形式。

臥式水火管鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊，制造及運(yùn)輸、安裝方便，使用時(shí)生火啟動快，熱效率較高。

但其鍋殼直接受火焰加熱，易于產(chǎn)生鼓包等缺陷；后管板兩側(cè)溫差大，冷卻條件差，易于開

裂。目前這種鍋爐已有了一些改進(jìn)型結(jié)構(gòu)。

第六講

壓力容器安監(jiān)范圍及分類

一、一般壓力容器的限定

在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，承壓密閉的容器實(shí)在太多，其壓力高低、容積大小、介質(zhì)危

害程度及爆炸危險(xiǎn)性有很大差異，目前我國《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》僅將其中的主要

部分，即同時(shí)符合以下三條者，納入了安全監(jiān)察范圍：

1.最高工作壓力Pw》0.1MPa(表壓，不含液柱靜壓力)；

2.內(nèi)直徑(非圓形截面指斷面最大尺寸)Dn>0.15m,且容積V20.025m3

3.介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度》標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓對應(yīng)的飽和溫度)的液

體。

此外，對氣瓶及超高壓容器也分別單獨(dú)限定了安全監(jiān)察范圍。

二、壓力容器的種類

從安全管理和技術(shù)監(jiān)督的角度，通常把壓力容器分為兩大類，即固定式容器和移動式容器。

(-)固定式容器

可以按其工作壓力和用途再行分類。

1.按壓力分類我國《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》將壓力容器分為四個(gè)壓力級別：低壓容

器(0.1MPaWp<1.6MPa)、中壓容器(1.6MPaWp<lOMPa)、高壓容器(10MPaWp<

lOOMPa)、超高壓容器(p^lOOMPa),其中p為壓力容器的設(shè)計(jì)壓力。

2.按用途分類根據(jù)容器在生產(chǎn)工藝過程中所起的主要作用，可歸納為四類，即反應(yīng)容器、

儲存容器、換熱容器、分離容器。

(二)移動式容器

它是一種儲運(yùn)容器，沒有固定的使用地點(diǎn)，一般也沒有專職的操作人員，使用環(huán)境經(jīng)常

變遷，管理比較困難，比較容易發(fā)生事故。

移動式容器按其容積大小和結(jié)構(gòu)形狀分為氣瓶、氣桶和槽車三類。

1.氣瓶為小型儲運(yùn)容器，數(shù)量巨大，使用廣泛，又分永久氣體氣瓶、高壓液化氣體氣瓶、

低壓液化氣體氣瓶、溶解氣體氣瓶等。

2.氣桶形狀似桶，容積較氣瓶稍大，主要用于儲運(yùn)液氯等低壓液化氣體。

3.槽車也叫罐車，為大型儲運(yùn)容器，用于儲運(yùn)低壓液化氣體，又有汽車槽車與火車槽車之

除上述分類方法外，為了有區(qū)別地進(jìn)行技術(shù)管理和監(jiān)督檢查，我國《壓力宣傳品安全技

術(shù)監(jiān)察規(guī)程》根據(jù)容器壓力的高低、介質(zhì)的危害程度及在使用中的重要性，將壓力容器分為

三類，即一類容器、二類容器、三類容器。其中三類容器最為重要，要求也最為嚴(yán)格。具體

分法是：

1.三類容器符合下列情況之一者為三類容器：

（1）高壓容器；

（2）中壓容器（毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）；

（3）中壓儲存容器（易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且設(shè)計(jì)壓力與容積之積pV2

lOMPa?m3）；

（4）中壓反應(yīng)容器（易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且pV2O.5MPa?m3）；

（5）低壓容器（毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)，且pV>0.2MPa?m3）；

（6）高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；

（7）中壓搪玻璃壓力容器；

（8）使用強(qiáng)度級別較高（抗拉強(qiáng)度規(guī)定值下限》540MPa）的材料制造的壓力容器；

（9）移動式壓力容器，包括鐵路罐車（介質(zhì)為液化氣體、低溫液體）、罐式汽車（液化氣體、

低溫液體或永久氣體半掛式運(yùn)輸車）和罐式集裝箱（介質(zhì)為液化氣體、低溫液體等）；

（10）球形儲罐（容積V250m3）；

（11）低溫液體儲存容器（容積V>5m3）。

2.二類容器符合下列情況之?且不在第1款之內(nèi)者為二類容器：

（1）中壓容器；

（2）低壓容器（毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）；

（3）低壓反應(yīng)容器和低壓儲存容器（易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì)）；

（4）低壓管殼式余熱鍋爐；

（5）低壓搪玻璃壓力容器。

3.一類容器低壓容器且不在第1、2款之內(nèi)者。

第七講

鍋爐壓力容器中按幾何形狀劃分的基本承壓單元稱為受壓元件。常見受壓元件多是軸對

稱殼體結(jié)構(gòu)，主要是球殼、圓筒殼及與其相配的各種形式的封頭。

一、球殼

球形容器的本體是球殼即中空薄壁球。球形容器的直徑一般都比較大，難以整體或半整

體壓制成形，大多是由許多塊預(yù)先壓制成形的球面板組焊而成。

球殼適宜于承壓，在內(nèi)壓力和壁厚相同的情況下，球形殼體的應(yīng)力是圓筒形殼體的1/2。

如果容器的直徑、制造材料和工作壓力相同，球形容器所需要的壁厚也為圓筒的1/2。從表

面積來看，球形殼體的表面積比容積相同的圓筒形殼體小10%?30%。表面積小，壁厚較薄,

因而制造同容積的容器，球形容器要比圓筒形容器節(jié)省板材約30%?40%。所以球形容器最

適宜作儲存容器，目前大型液化氣體儲罐多采用球形。此外，有些用蒸氣直接加熱的容器,

為了減少熱損失，有時(shí)也采用球體，如造紙工業(yè)中用于蒸煮紙漿的蒸球。

球形容器制造比較困難，工時(shí)成本較高，而且作為反應(yīng)或傳熱、傳質(zhì)用容器，不便于在內(nèi)部

安裝工藝附件裝置和內(nèi)部介質(zhì)的流動。

半球殼或球缺可用作圓筒殼的封頭。

—-[u?l

一、圓筒冗

圓筒是使用得最普遍的一種承壓結(jié)構(gòu)。圓筒形容器比球形容器易于制造，便于在內(nèi)部裝

設(shè)工藝附件及內(nèi)部介質(zhì)的流動，因此廣泛用作鍋爐部件及反應(yīng)、換熱和分離容器。圓筒形容

器由一個(gè)圓筒殼體和兩端的封頭（端蓋）組成。

1.薄壁圓筒殼薄壁圓筒殼外徑與內(nèi)徑之比一般不大于1.2,多應(yīng)用于中、低壓鍋爐及容器。

薄壁圓筒除了直徑較小者可以采用無縫鋼管外，一般用鋼板卷成圓筒后焊接而成。圓筒殼承

壓后應(yīng)力分布比較均勻。由于圓筒殼的周向（環(huán)向）應(yīng)力是軸向應(yīng)力的兩倍，所以制造圓筒

殼體時(shí)一般將縱焊縫減至最少。

2.厚壁圓筒殼其外徑與內(nèi)徑之比一般大于1.2。按結(jié)構(gòu)可分為單層筒體、多層板筒體和繞帶

式筒體等種。

三、與圓筒殼相配的封頭

鍋爐壓力容器的封頭或端蓋按形式可分為凸形封頭、錐形封頭和平板封頭幾種。

1.凸形封頭包括半球形封頭、碟形封頭、橢球形封頭和無折邊球形封頭等種。

半球形封頭是一空心半球體，加工制造比較困難，只有壓力較高、直徑較大或有其他特

殊需要的圓筒容器才采用半球形封頭。

碟形封頭又稱帶折邊的球形封頭，形狀如碟，中央是部分球面，與筒體連接部分是一定

高度的圓筒殼體（直邊），球面體與圓筒殼體間山過渡弧（折邊）連接。山于結(jié)構(gòu)不連續(xù)，

碟形封頭現(xiàn)大都被橢球形封頭所取代。

橢球形封頭由以短軸為回轉(zhuǎn)軸的半橢球殼和圓筒殼體組成。標(biāo)準(zhǔn)橢球封頭的長短軸之比

為2,在中、低壓鍋爐及容器中應(yīng)用最為普遍。

無折邊球形封頭是深度很小的球冠。它與圓筒體連接處結(jié)構(gòu)不連續(xù)，存在很高的局部應(yīng)

力，只應(yīng)用于直徑較小、壓力很低的容器。

2.錐形封頭錐形封頭分無折邊錐形封頭和帶折邊錐形封頭兩種。無折邊錐形封頭與筒體直

接連接，結(jié)構(gòu)形狀不連續(xù)，在連接處附近產(chǎn)生較大的局部應(yīng)力，該結(jié)構(gòu)形式只應(yīng)用于直徑小、

壓力較低的容器，且要求半頂角aW30°,多采用局部加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。帶折邊錐形封頭由圓錐殼

體、過渡圓弧和圓筒殼體組成，半頂角a有30°和45°兩種。

3.平封頭圓形平板結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，便承壓后受力狀況很差。除用作小直徑的鍋爐集

箱端蓋外，常在低壓鍋爐、容器中用作人孔和手孔蓋板。

第八講

蒸汽鍋爐的水循環(huán)

一、介質(zhì)在蒸汽鍋爐中的流動特點(diǎn)

對應(yīng)蒸汽鍋爐中水的預(yù)熱、汽化及蒸汽過熱三個(gè)階段，水汽介質(zhì)的流動體現(xiàn)出不同的特

點(diǎn):

預(yù)熱階段主要是在預(yù)熱受熱面（省煤器）中完成的，介質(zhì)的流動是單相一次性強(qiáng)制流動，即

介質(zhì)全部是液態(tài)的水，介質(zhì)流經(jīng)省煤器僅一次而不回返重復(fù)。流動的動力則是鍋爐給水泵的

壓頭。

過熱階段是在過熱受熱面（過熱器）中完成的，介質(zhì)的流動也是單相?次性強(qiáng)制流動，

即介質(zhì)全部是蒸汽，一次性地在受熱中流經(jīng)過熱器，流動的動力則是鍋筒蒸汽壓力。

汽化階段是在蒸發(fā)受熱面（水冷壁、對流管束）中完成的，介質(zhì)的流動是雙相循環(huán)流動，所

謂雙相指介質(zhì)是汽水混合物，水在循環(huán)流動中不斷汽化。循環(huán)流動因動力不同分為自然循環(huán)

和強(qiáng)制循環(huán)兩種，大多數(shù)蒸汽鍋爐蒸發(fā)系統(tǒng)的水循環(huán)是自然循環(huán)。

二、自然循環(huán)及其形成

鍋爐水循環(huán)中，依靠水和汽水混合物的密度差維持的循環(huán)叫自然循環(huán)；依靠回路中循環(huán)

水泵的壓頭維持的循環(huán)叫強(qiáng)制循環(huán)。正常的水循環(huán)可保證鍋爐蒸發(fā)受熱面的可靠冷卻，是鍋

爐安全運(yùn)行的基本條件之一。

自然循環(huán)是最常見的鍋爐水循環(huán)方式。水管鍋爐的水循環(huán)在循環(huán)回路中進(jìn)行；鍋殼鍋爐

的水循環(huán)沒有確定的循環(huán)回路，在鍋殼水空間內(nèi)進(jìn)行。

自然循環(huán)是這樣形成的：在鍋筒和集箱之間，連接有很多受熱的管子和少數(shù)不受熱的管

子，組成封閉的循環(huán)回路。受熱管通常是水冷壁，在研究水循環(huán)時(shí)稱為上升管；不受熱的管

子稱下降管。上升管中一部分水因受熱而汽化，管內(nèi)汽水混合物的密度要比下降管中水的密

度小。由于上升管與下降管在鍋筒與集箱間連通，上端有共同的自由水面，從水面沿上升管

及下降管至集箱有共同的高度，這就在上升管和下降管中因密度差而產(chǎn)生一個(gè)壓力差，推動

上升管中的汽水混合物向上運(yùn)動，下降管中的水向下運(yùn)動，MTWo

壓力差叫運(yùn)動壓頭。

三、常見水循環(huán)故障

1.停滯循環(huán)回路中個(gè)別上升管內(nèi)水及汽水混合物流速極低，入口只有少量水進(jìn)入，管內(nèi)只

有汽泡緩慢上升，進(jìn)入上升管的水量等于上升管產(chǎn)生的蒸汽量，這種現(xiàn)象叫停滯。

在同一回路并聯(lián)上升管受熱不均的情況下，停滯通常發(fā)生在受熱弱的管子中。出現(xiàn)停止

現(xiàn)象時(shí)，上升管內(nèi)進(jìn)水量很少，水基本停滯不動，冷卻條件差，往往導(dǎo)致管壁超溫爆破。

2.倒流倒流也產(chǎn)生在并聯(lián)上升管系統(tǒng)內(nèi)受熱弱的上升管中，工質(zhì)由上升流動變成了下降流

動。

由于受熱，水在倒流中汽化，因而倒流管中也是工質(zhì)的以雙相流動。在倒流管中有可能

形成“汽塞”，即蒸汽滯留在管內(nèi)某一位置，造成該部位沉鹽結(jié)垢或過熱爆管。

3.汽水分層當(dāng)上升管水平布置或與水平面夾角過小時(shí)，如果管中工質(zhì)流速過低，就會出現(xiàn)

汽水分層現(xiàn)象，即蒸汽在管子上部流動，水在管子下部流動，汽水兩相間有時(shí)會出現(xiàn)明顯的

分界面。

汽水分層流動時(shí).，管子上部沒有水膜冷卻，可能導(dǎo)致爆管；在汽水兩相界面處，壁溫經(jīng)

常波動，會導(dǎo)致金屬疲勞破壞。

鍋爐水循環(huán)發(fā)生故障會危及鍋爐安全運(yùn)行，且常會重復(fù)發(fā)生同類故障。保證正?？煽康?/p>

水循環(huán)是鍋爐安全的基本要求。

四、在運(yùn)行管理上防止水循環(huán)故障的措施

為防范水循環(huán)故障，除須在鍋爐設(shè)計(jì)中采用嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施，比如回路分組，減小

各上升管間的受熱差異，減小流動阻力，保證一定的回路高度等，在運(yùn)行管理方面的主要措

施是：

i.注意保持爐膛內(nèi)的燃燒和火焰分布均勻，以減小各上升管間的吸熱不均。

2.防止在水冷壁管上積灰或結(jié)渣。

3.防止?fàn)t墻開裂、保溫層脫落造成爐膛熱量的散失及水冷壁管的吸熱不均。

4.防止下降管的保溫層或絕熱層脫落，避免下降管受熱汽化或散熱降溫。

5.防止對流管束的擋火墻或隔煙墻損壞造成煙氣短路，從而減少吸熱和影響水循環(huán)。

6.防止上升管及下降管結(jié)垢，造成流阻增大及上升管吸熱減少。

7.防止鍋筒水位過低使筒內(nèi)蒸汽進(jìn)入下降管。

8.正確進(jìn)行排污操作，盡量減少排污對水循環(huán)的干擾。

第九講

使用合格產(chǎn)品杜絕“土鍋爐”

由于承壓和具有爆炸危險(xiǎn)，國家對鍋爐壓力容器的設(shè)計(jì)制造和產(chǎn)品質(zhì)量有嚴(yán)格要求，實(shí)

行制造許可證和定點(diǎn)生產(chǎn)制度。因此選用、購置鍋爐壓力容器必須認(rèn)準(zhǔn)定點(diǎn)廠家的合格產(chǎn)品，

一、鍋爐壓力容器的制造管理

1.鍋爐和壓力容器的制造單位，必須具備保證產(chǎn)品質(zhì)量所必要的設(shè)備、技術(shù)力量、檢驗(yàn)手段

和管理制度，主動申報(bào)，經(jīng)上級主管部門和安全監(jiān)察部門審批，取得制造許可證，方能生產(chǎn)

相應(yīng)等級的鍋爐壓力容器。

2.制造單位必須依照有關(guān)規(guī)定，嚴(yán)格執(zhí)行原材料驗(yàn)收制度、工藝管理制度和產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)制

度，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，不合格的產(chǎn)品不準(zhǔn)出廠。

3.鍋爐壓力容器的新產(chǎn)品，必須經(jīng)過試制和鑒定，才準(zhǔn)批量生產(chǎn)。新產(chǎn)品的鑒定，必須有當(dāng)

地鍋爐壓力容器安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)的代表參加。

4.鍋爐壓力容器承壓部件的焊接必須由經(jīng)過考試合格的焊工施焊。焊接工藝規(guī)范應(yīng)經(jīng)過焊接

工藝評定即焊接試驗(yàn)的驗(yàn)證。

5.鍋爐壓力容器出廠時(shí)，必須附有與安全有關(guān)的各種技術(shù)資料，包括圖紙、受壓元件及部件

強(qiáng)度計(jì)算書、產(chǎn)品質(zhì)量合格證明書和安裝使用說明書等。

6.新制造的鍋爐壓力容器，必須在明顯的部位附有銘牌，注明產(chǎn)品型號、制造廠名、產(chǎn)品主

要性能參數(shù)、制造日期等。

二、鍋爐壓力容器制造質(zhì)量檢驗(yàn)和監(jiān)控

(-)制造廠家的質(zhì)量檢驗(yàn)

1.外觀檢查用目測和量具對設(shè)備兒何形狀、尺寸及表面狀況進(jìn)行檢查，使其符合規(guī)定要求。

2.無損探傷檢查用射線探傷、超聲波探傷等不損壞設(shè)備的探測方式檢查焊縫部位有無缺陷，

是否完好。

3.焊接試板檢查----破壞性檢查為了截取機(jī)械性能試驗(yàn)和金相檢驗(yàn)的試件而又不破壞設(shè)

備，在鍋爐壓力容器的主要焊縫進(jìn)行焊接時(shí)，必須加焊專供檢查試驗(yàn)截取試件使用的試板，

試板的材料、焊接工藝、施焊人員、熱處理工藝等必須與要代表的焊縫完全?致，試板上截

取試件所測得的機(jī)械性能及金相組織應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

4.水壓試驗(yàn)在鍋爐壓力容器部件或整臺設(shè)備制造完成并經(jīng)無損探傷檢查合格后，以常溫水為

加壓介質(zhì)，以（1.25?1.5）倍工作壓力作試驗(yàn)壓力，對部件或設(shè)備進(jìn)行超壓水壓試驗(yàn)，以檢

查部件或設(shè)備的承壓能力和完好程度。水壓試驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

5.氣密性試驗(yàn)是壓力容器的一個(gè)質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目，用以檢查設(shè)備的嚴(yán)密程度。必須在水壓試驗(yàn)

合格后進(jìn)行，試驗(yàn)介質(zhì)為空氣、氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w，試驗(yàn)壓力通常為容器設(shè)計(jì)壓力，試驗(yàn)

結(jié)果應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

（二）產(chǎn)品制造質(zhì)量的監(jiān)督

國家對鍋爐壓力容器產(chǎn)品實(shí)行出廠監(jiān)督、定期監(jiān)督或批量抽查監(jiān)督檢驗(yàn)制度，監(jiān)督檢驗(yàn)

由當(dāng)?shù)劐仩t壓力容器安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)或其授權(quán)的鍋爐壓力容器檢驗(yàn)所進(jìn)行。監(jiān)督檢驗(yàn)的內(nèi)容包

括制造廠生產(chǎn)產(chǎn)品的過程及質(zhì)量控制措施，制造廠質(zhì)量檢驗(yàn)情況及檢驗(yàn)結(jié)果等。監(jiān)督檢驗(yàn)的

依據(jù)是國家的鍋爐壓力容器安全法規(guī)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。不難看出，制造一臺合格的鍋爐或壓力容

器不是一件容易的事，更不是隨便一個(gè)單位或一個(gè)人就可以完成的事。

三、杜絕“土鍋爐”

“土鍋爐”是指無制造許可證的單位或個(gè)人擅自制造的承壓鍋爐?！巴铃仩t”的制造者

不具備承壓鍋爐制造所必須的技術(shù)力量、工裝設(shè)備、檢測手段、安全質(zhì)量保證體系等條件。

所造產(chǎn)品有的結(jié)構(gòu)不合理；有的制造質(zhì)量低劣；有的材料不符合標(biāo)準(zhǔn)要求；有的未進(jìn)行必要

的無損探傷檢查；更有甚者是以上各種問題都存在?！巴铃仩t”有時(shí)還不配置安全附件或安

全附件不齊不靈?！巴铃仩t”是不具備或不確保具備承壓能力的，“土鍋爐”用于承壓，發(fā)生

事故是難免的。近年在我國的鍋爐爆炸事故中，“土鍋爐”爆炸占有相當(dāng)?shù)谋壤?。?001

年我國總共發(fā)生鍋爐爆炸88起，其中“土鍋爐”爆炸70起，占79.5%。國家早就明令查處、

禁止非法制造和使用“土鍋爐”，最近加大了查禁力度。但查禁工作需要全社會的支持，特

別是基層行政機(jī)構(gòu)和小型、個(gè)體企業(yè)家的理解和支持?！巴铃仩t”是不定時(shí)的炸彈，絕不能

圖省錢、省事而使用“土鍋爐”，

第十講

鍋爐壓力容器安全裝置（一）

一、分類

鍋爐壓力容器安全裝置是指為保證安全運(yùn)行而裝設(shè)在鍋爐壓力容器上的附屬裝置，又常

稱為安全附件。它包括以下四類：

1.顯示裝置在設(shè)備運(yùn)行中能自動顯示和計(jì)量運(yùn)行參數(shù)的裝置，如壓力表、水位表（液位計(jì)）、

溫度計(jì)等。

2.警報(bào)裝置在設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)不安全因素致使其處于危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)，能自動發(fā)出聲、光或其

他信號報(bào)警的裝置，如高低水位報(bào)警器、信號孔等。

3.聯(lián)鎖裝置為防止操作失誤或異常工況導(dǎo)致事故而裝設(shè)的控制機(jī)構(gòu)。常用的有滅火聯(lián)鎖保

護(hù)裝置、缺水聯(lián)鎖保護(hù)裝置、超壓聯(lián)鎖保護(hù)裝置等。

4.泄壓裝置設(shè)備超壓時(shí)能自動排放器內(nèi)介質(zhì)降低壓力的裝置，又分為：

（1）安全閥。在設(shè)備超壓時(shí)，安裝于設(shè)備上的閥門自動開啟排放介質(zhì)而使設(shè)備降壓，可自

動啟閉，反復(fù)使用，不中斷設(shè)備運(yùn)行。

（2）爆破片。在設(shè)備超壓時(shí)，安裝于設(shè)備上的膜片爆破而使設(shè)備泄壓，一次性使用，爆破

泄壓后中斷設(shè)備運(yùn)行。

（3）易熔塞。在設(shè)備超壓且超溫時(shí)，安裝于設(shè)備接管上的易熔堵塞物熔化而使設(shè)備排出介

質(zhì)泄壓，一次性使用，熔化泄壓后中斷設(shè)備運(yùn)行。

（4）組合泄壓裝置。以上泄壓裝置中兩種組合為一體，常見的是安全閥與爆破片組合泄壓

裝置。

二、安全閥

（-）分類與結(jié)構(gòu)

根據(jù)加壓機(jī)構(gòu)的不同，安全閥可分為杠桿式、彈簧式、脈沖式等種；根據(jù)安全閥開啟時(shí)

閥瓣（閥芯）提升高度的不同，安全閥可分為微啟式和全啟式等種。當(dāng)提升高度h<（1/4）

d（d為閥座喉部直徑）時(shí)，為微啟式；當(dāng)提升高度h2（1/4）d時(shí)，為全啟式。

安全閥同其他閥門一樣，也有閥瓣、閥座、閥桿、閥殼等基本部分，與其他閥門的主要

區(qū)別在加壓機(jī)構(gòu)上。

杠桿式安全閥是利用杠桿和重錘機(jī)構(gòu)，將閥瓣壓緊在閥座上。當(dāng)容器內(nèi)介質(zhì)作用在閥瓣

上的總壓力超過杠桿重錘機(jī)構(gòu)作用于閥桿的壓力時(shí)，閥瓣被頂起，介質(zhì)通過安全閥排出，器

內(nèi)壓力隨之降低；反之，安全閥不開啟，介質(zhì)不被排出。杠桿式安全閥屬于全啟式安全閥，

其結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便，動作靈活，比較準(zhǔn)確可靠。但重錘比較笨重，單個(gè)安全閥的排氣（汽）

能力有限，對安裝的要求也比較嚴(yán)格，用于低壓的鍋爐壓力容器。

彈簧式安全閥是利用彈簧壓力與介質(zhì)壓力之間的壓差變化來控制閥門啟閉的。當(dāng)容器內(nèi)

介質(zhì)作用在閥瓣上的總壓力大于彈簧壓緊力時(shí)，彈簧被壓縮，閥瓣上升，安全閥開啟排放介

質(zhì)。當(dāng)介質(zhì)降壓至稍低于正常工作壓力時(shí).，安全閥自動回座關(guān)閉。彈簧式安全閥結(jié)構(gòu)緊湊、

輕便，能承受振動而不漏氣（汽），是目前鍋爐壓力容器中應(yīng)用最為普遍的安全閥。但由于

彈簧的彈性會隨溫度、時(shí)間等因素而發(fā)生退化，因而可靠性較差，主要用于中低壓鍋爐和壓

力容器。

脈沖式安全閥以輔閥帶動主閥開啟，可靠性較高，用于高壓大型鍋爐和壓力容器。

（二）安全閥的開啟（整定）壓力

在設(shè)備正常工作壓力下，安全閥處于閉合狀態(tài)，只有介質(zhì)壓力超過正常工作壓力時(shí)安全

閥才應(yīng)開啟。我國《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定的鍋爐鍋筒、過熱器安全閥開啟壓力

如下表所示。

蒸汽鍋爐鍋筒、過熱品安全閥開啟壓力

見表

額定工作壓力P/MPa

安全閥開啟壓力

W0.8

工作壓力+0.03MPa

工作壓力+0.05MPa

0.8VPW5.9

1.04倍工作壓力

1.06倍工作壓力

>5.9

1.05倍工作壓力

1.08倍工作壓力

表中的額定工作壓力是指安全閥裝置地點(diǎn)的工作壓力。通常一臺鍋爐裝設(shè)兩個(gè)安全閥，其中

一個(gè)安全閥按表中較低的開啟壓力開啟。對有過熱器的鍋爐，按較低壓力開啟的安全閥必須

是過熱器出口處的安全閥。壓力容器安全閥的開啟壓力一般是工作壓力的1.05倍?1.10倍,

并且應(yīng)高于工作壓力0.03MPa?

為保證安全閥能在規(guī)定開啟壓力之下開啟，應(yīng)調(diào)整、確定安全閥重錘位置、重量或彈簧

松緊，這一工作叫安全閥調(diào)整或校驗(yàn)，因此開啟壓力也叫整定壓力。新安裝或檢修過的鍋爐

壓力容器，都應(yīng)進(jìn)行安全閥調(diào)整。調(diào)整中不僅要確定安全閥的開啟壓力，還要檢驗(yàn)安全閥的

回座壓力，蒸汽鍋爐安全閥的啟閉壓差（開啟壓力與回座壓力之差）一般應(yīng)為開啟壓力的

4%?7%,最大不超過10%。壓力容器安全閥的啟閉壓差應(yīng)不超過開啟壓力的15%。

（三）安全閥的排量

安全閥開啟排放時(shí)，必須在單位時(shí)間內(nèi)排出足夠質(zhì)量的介質(zhì)，才能有效降低器內(nèi)壓力，

因而安全閥必須有與設(shè)備相適應(yīng)的口徑與排放能力，對鍋爐壓力容器安全閥必須進(jìn)行排放量

的計(jì)算，并使其滿足規(guī)定要求。蒸汽鍋爐所有安全閥的總排汽量，必須大于鍋爐額定蒸發(fā)量。

壓力容器所有安全閥的總排量，應(yīng)不小于容器的安全泄放量。

第十一講

鍋爐壓力容器安全裝置（二）

（四）有關(guān)安全閥的主要安全技術(shù)要求

1.安全閥應(yīng)裝在設(shè)備的最高位置，垂直安裝，接管專用，即接管上除連接安全閥外，不得連

接用作其他目的的閥門和管道。

2.安全閥應(yīng)裝設(shè)排放管，排放管應(yīng)有足夠的排放面枳，妥善固定，并接至安全地點(diǎn)。

3.安全閥應(yīng)定期校驗(yàn)，一般每年校驗(yàn)一次。

4.杠桿式安全閥應(yīng)有防止重錘自由移動的裝置和限制杠桿越出的導(dǎo)架；彈簧式安全閥應(yīng)有防

止隨便擰動調(diào)節(jié)螺絲的鉛封裝置；靜重式安全閥應(yīng)有防止重片飛脫的裝置。

5.為防止安全閥的閥瓣和閥座粘住，應(yīng)定期對鍋爐安全閥做手動的排放試驗(yàn)。

三.壓力表和水位表（液位計(jì)）這是最常見的兩種顯示裝置，前者用于顯示鍋爐壓力容器中

介質(zhì)的壓力，后者用于顯示蒸汽鍋爐水位或者壓力容器液位。

（一）對壓力表的主要安全技術(shù)要求

鍋爐壓力容器中使用最多的壓力表是對其主要的安全技術(shù)要求是：

1.鍋爐鍋筒蒸汽空間、給水管的調(diào)節(jié)閥前、可分式省煤器出U、過熱器出口和主汽閥間、再

熱器進(jìn)出口、壓力容器氣相空間，都應(yīng)裝設(shè)壓力表。

2.工作壓力小于2.45MPa的鍋爐及低壓容器，壓力表精度不得低于2.5級；工作壓力等于或

大于2.45MPa的鍋爐和中高壓容器，壓力表精度不得低于1.5級。壓力表表盤直徑應(yīng)保證操

作人員看清壓力示值。

3.壓力表的量程應(yīng)與設(shè)備工作壓力相適應(yīng)，通常為工作壓力的1.5倍?3.0倍。壓力表刻度盤

上應(yīng)劃紅線，指出最高允許工作壓力。

4.壓力表必須定期校驗(yàn)，校驗(yàn)后加鉛封并注明下次校驗(yàn)日期。

5.壓力表應(yīng)裝設(shè)在便于觀察和吹洗的地方，并防止受到熱輻射、冰凍和震動的影響。壓力表

的連接管不應(yīng)有漏氣漏液現(xiàn)象。

6.蒸汽鍋爐壓力表下部應(yīng)裝設(shè)存水彎管。壓力容器用壓力表應(yīng)與器內(nèi)介質(zhì)相適應(yīng)。用于具有

腐蝕性或高粘度介質(zhì)的壓力表，在壓力表和容器之間應(yīng)裝設(shè)隔離介質(zhì)的緩沖裝置。

7.壓力表有下列情況之一者，應(yīng)停止使用：

(1)無壓力時(shí)，有限位釘?shù)膲毫Ρ碇羔槻荒芑謴?fù)到限位釘處，無限位釘?shù)膲毫Ρ碇羔樒x

零位的數(shù)值超過壓力表允許誤差；

(2)表面玻璃破碎或表盤刻度模糊不清；

(3)沒有鉛封、鉛封損壞或超過校驗(yàn)H期；

(4)表內(nèi)泄漏或指針跳動；

(5)其他影響壓力表準(zhǔn)確示值的缺陷。

(-)對水位表(液位計(jì))的主要安全技術(shù)要求

在設(shè)備上直接顯示水位的直讀式水位表依據(jù)連通器內(nèi)液位高度相等的原理裝設(shè),分玻璃

管式及玻璃板式兩種。玻璃管式水位表用于壓力小于L3MPa的低壓鍋爐，玻璃板式水位表

用于壓力在1.3MPa?3.9MPa的中低壓鍋爐。壓力更高時(shí)則采用玻璃板下襯云母片的水位表。

電接點(diǎn)式及電極式等種。當(dāng)應(yīng)測水位高于操作平臺6米及以上時(shí)，即應(yīng)裝設(shè)遠(yuǎn)程水位顯

示裝置。

對水位表(液位計(jì))的主要安全技術(shù)要求是：

1.蒸發(fā)量大于0.5噸/小時(shí)的蒸汽鍋爐，通常應(yīng)裝設(shè)兩個(gè)彼此獨(dú)立的水位表。水位表應(yīng)裝在

便于觀察之處。用遠(yuǎn)程水位顯示裝置監(jiān)視水位時(shí)，應(yīng)有兩個(gè)遠(yuǎn)程水位顯示裝置及一個(gè)直讀式

水位表同時(shí)工作。

2.水位表應(yīng)有指示最高、最低安全水位和正常水位的明顯標(biāo)志。水位表下部可見邊緣應(yīng)比最

高火界至少高50毫米，且應(yīng)比最低安全水位至少低25毫米；水位表上部可見邊緣應(yīng)比最高

安全水位至少高25毫米。

3.玻璃管式水位表應(yīng)有防護(hù)裝置。水位表下部應(yīng)有放水閥及放水管，放水管應(yīng)接至安全地點(diǎn)。

4.水位表和鍋筒（鍋殼）之間的汽水連接管上，應(yīng)裝有閥門，以便鍋爐運(yùn)行中吹洗和更換玻

璃管、玻璃板及云母片。但正常運(yùn)行時(shí)閥門應(yīng)處于全開位置。

5.汽水連接管應(yīng)盡可能地短，內(nèi)徑不得小于18毫米；當(dāng)連接管長度大于500毫米或有彎曲

時(shí)，內(nèi)徑應(yīng)適當(dāng)放大。連接管應(yīng)盡量保持水平。水位表玻璃管內(nèi)徑及連接管閥門流道直徑均

不得小于8毫米。

第十二講

鍋爐事故綜述

一、鍋爐事故分類

鍋爐運(yùn)行中可能發(fā)生各種事故。根據(jù)事故嚴(yán)重程度的不同，通常將鍋爐事故分為以下三類：

1.爆炸事故鍋爐主要受壓元件----鍋筒（鍋殼）、爐膽、管板、下腳圈及集箱等發(fā)生較大

尺寸的破裂，瞬時(shí)釋放大量介質(zhì)和能量，造成爆炸。

2.重大事故鍋爐部件或元件嚴(yán)重?fù)p壞，被迫停止運(yùn)行進(jìn)行修理的事故，即強(qiáng)制停爐事故。

這類事故有多種，不僅影響生產(chǎn)和生活，也會造成人員傷亡。

3.?般事故鍋爐運(yùn)行中發(fā)生了故障或損壞，但情況不嚴(yán)重，不需要立即停止運(yùn)行。

二、鍋爐爆炸事故的常見情況

鍋爐爆炸通常有以下三種情況：

1.超壓引起的爆炸鍋爐主要受壓元件的介質(zhì)壓力超過了其允許計(jì)算壓力［P］并達(dá)到爆破壓力

Pb,造成爆炸。

引起超壓爆炸的原因有：安全閥、壓力表等安全裝置失靈；操作人員脫崗睡崗，放棄對設(shè)備

的監(jiān)控；關(guān)閉或關(guān)小出汽閥門造成鍋爐“憋燒”：無承壓能力的生活鍋爐改作承壓蒸汽鍋爐。

防范這類爆炸的主要措施是加強(qiáng)教育和管理。

2.缺陷引起的爆炸在未超壓超載情況下，鍋爐主要受壓元件因產(chǎn)生裂紋、嚴(yán)重變形、腐蝕、

組織變化等缺陷而導(dǎo)致爆炸。

這類爆炸涉及鍋爐的設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行等各個(gè)環(huán)節(jié)，要防范這類爆炸，除確保上

述環(huán)節(jié)無損于鍋爐的性能與質(zhì)量外，還應(yīng)加強(qiáng)檢驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并妥善處理各種缺陷。

3.嚴(yán)重缺水導(dǎo)致的爆炸直接受火的鍋爐筒體、封頭、管板、爐膽等如嚴(yán)重缺水并突然加水,

常會導(dǎo)致鍋爐爆炸。

防范這類爆炸的主要措施是加強(qiáng)運(yùn)行管理，避免缺水事故。萬一發(fā)現(xiàn)鍋爐嚴(yán)重缺水，必須立

即停爐，不得加水。

三、鍋爐重大事故簡介常見的鍋爐重大事故如下表所示。其中缺水事故、滿水事故、汽水

共騰、過熱器管損壞等系蒸汽鍋爐事故。其余事故在蒸汽鍋爐、熱水鍋爐中均可能發(fā)生。由

于缺水事故、爐膛爆炸事故發(fā)生率高，后果嚴(yán)重，還要另外專門介紹。

事故名稱現(xiàn)象產(chǎn)生原因預(yù)防措施

水位表中水位低于水位表管路及閥門

最低安全水位、虛假堵塞；給水設(shè)備及管完善供水設(shè)備及相關(guān)

缺水事故水位或看不到水位，路故障；排污閥及放管路附件加強(qiáng)運(yùn)行管

過熱蒸汽溫度及排煙水閥泄露；爐管爆破；理

溫度異常升高運(yùn)行人員放棄監(jiān)視

水位表中水位高于

最高安全水位、虛水位表失靈；給水自

滿水事故假水位或看不到水動調(diào)節(jié)器失靈；運(yùn)行加強(qiáng)運(yùn)行管理

位，過熱蒸汽溫度降人員放棄監(jiān)視

低，過熱器內(nèi)水擊

水位表內(nèi)水位劇烈波鍋水水質(zhì)惡化，含鹽嚴(yán)格進(jìn)行水質(zhì)化驗(yàn)、

汽水共騰動上升，過熱汽溫下量及堿度過高；用汽水質(zhì)處理及鍋爐排污

降，過熱器內(nèi)水擊負(fù)荷增加過快操作

管壁結(jié)垢；嚴(yán)重缺水；

有爆破聲及噴汽聲，

水循環(huán)故障；熱膨脹從設(shè)計(jì)、制造、安裝、

爐管（水冷壁、對流水位、汽壓顯著下降，

受阻；腐蝕減?。还苓\(yùn)行、維護(hù)、檢驗(yàn)各

管束、煙管）爆破爐膛負(fù)壓變?yōu)檎龎海?/p>

材或焊接缺陷；吹灰環(huán)節(jié)嚴(yán)格控制

排煙溫度降低

不當(dāng)；管內(nèi)異物堵塞

過熱器部位噴汽，給過熱器內(nèi)結(jié)垢；蒸汽從設(shè)計(jì)、制造、安裝、

過熱器管損壞

水流量明顯大于蒸汽超溫；熱偏差過大；運(yùn)行、維護(hù)、檢驗(yàn)各

流量，煙氣負(fù)壓變?yōu)楣軆?nèi)積水腐蝕；管材環(huán)節(jié)嚴(yán)格控制

正壓，排煙溫度降低或焊接缺陷；管內(nèi)異

物：吹灰不當(dāng)

水位下降，給水流量啟動保護(hù)不當(dāng)；外部

作好對省煤器的啟動

大于蒸汽流量，省煤低溫硫腐蝕；內(nèi)部氧

省煤器管損壞保護(hù)，防止內(nèi)外部腐

器部位有噴泄聲，煙腐蝕；煙氣及飛灰磨

蝕及磨損

溫降低損；管材及焊接缺陷

點(diǎn)火前爐膛內(nèi)有可燃

防止燃燒器泄漏；點(diǎn)

油爐、氣爐、煤粉爐物；突然滅火后爐膛

火前通風(fēng)5至10分

爐膛爆炸等的爐膛內(nèi)爆燃而發(fā)內(nèi)殘存或送入可燃

鐘；點(diǎn)火時(shí)先送明火

出巨大聲響、振動物：再次點(diǎn)火前未充

后投料；完善燃燒

分通風(fēng)

第十三講

鍋爐缺水事故及其防范

在鍋爐重大事故中，缺水事故是最常見的?種。我國多年的鍋爐事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，缺

水事故約占鍋爐重大事故的50%左右。缺水事故常造成嚴(yán)重后果。對鍋爐缺水事故必須給

予足夠的關(guān)注。

一、鍋爐中容水的特點(diǎn)

在蒸汽鍋爐運(yùn)行中，鍋筒（鍋殼）內(nèi)容納和維持一定的水量，可使蒸汽壓力和鍋爐水位

相對穩(wěn)定，也有利于鍋爐自然循環(huán)和汽水分離，是鍋爐安全運(yùn)行的基本條件。鍋爐中容水有

以下特點(diǎn)：

1.鍋爐中容水多少是相對于鍋爐蒸發(fā)量而言的。比如鍋爐中容納有1噸水而中斷供水，若鍋

爐蒸發(fā)量為1噸，則鍋爐中的水1小時(shí)可蒸干；若鍋爐蒸發(fā)量為10噸/小時(shí)，則鍋爐中的

水1/10小時(shí)即可蒸干。鍋爐蒸發(fā)量越大對供水可靠性的要求越高。

2.鍋爐是在密閉承壓條件下容水的。鍋爐水位不便顯示，用水位表顯示時(shí)有時(shí)不十分可靠；

容水系統(tǒng)的任何破裂或泄漏都會影響水位的維持。

二、鍋爐缺水現(xiàn)象及危害

鍋爐運(yùn)行中，水位表顯示的水位低于最低安全水位線時(shí)，叫鍋爐缺水。嚴(yán)重缺水時(shí)水位

表內(nèi)看不到水位；低水位警報(bào)裝置發(fā)出低水位報(bào)警聲響；有過熱器的鍋爐，過熱蒸汽溫度升

高；給水流量不正常地小于蒸汽流量。

嚴(yán)重缺水會使鍋爐蒸發(fā)受熱面管子過熱變形甚至被燒塌；管子脹口滲漏以致脹管脫落；

受熱面鋼材過熱或過燒，降低或喪失承載能力，管子爆破；爐墻損壞。處理不當(dāng)時(shí)可能導(dǎo)致

鍋爐爆炸。

三、鍋爐缺水的原因

1.運(yùn)行人員疏忽大意，對水位監(jiān)視不嚴(yán)；或運(yùn)行人員脫崗睡崗，放棄對水位的監(jiān)視；

2.水位警報(bào)裝置和給水自動調(diào)節(jié)器失靈；

3.水位表汽、水連管堵塞，旋塞滲漏或其他原因形成虛假水位；

4.給水設(shè)備或給水管路發(fā)生故障，使供水減少或中斷；

5.鍋爐排污后，未關(guān)閉及未關(guān)嚴(yán)排污閥，或排污閥泄漏；

6.鍋爐水冷壁、對流管束、省煤器管子或煙管爆破泄放水汽。

四、鍋爐缺水的判斷和處理

對容水量較大的小型鍋爐，發(fā)現(xiàn)缺水時(shí)，可通過沖洗水位表“叫水”，判斷是輕微缺水還是

嚴(yán)重缺水。

“叫水”操作的步驟如下：

1.開啟水位表放水旋塞；

2.關(guān)閉水位表汽旋塞；

3.關(guān)閉水位表放水旋塞。此時(shí)水位表內(nèi)如有水位出現(xiàn)，則鍋爐為輕微缺水，否則即為嚴(yán)重缺

水。

鍋爐輕微缺水時(shí)，可首先開啟水位表汽旋塞，恢復(fù)水位表的正常運(yùn)行，并減少燃料和送

風(fēng)，減弱燃燒，緩慢向鍋爐上水，同時(shí)迅速查明鍋爐缺水的原因。待鍋爐水位逐漸恢復(fù)到最

低安全水位線以上時(shí)，再增加

燃料和送風(fēng)，恢復(fù)鍋爐正常燃燒。

鍋爐嚴(yán)重缺水時(shí)，不得給鍋爐上水，因?yàn)榇藭r(shí)鍋爐有可能已干鍋，鍋爐金屬可能處于過

熱或燒紅狀態(tài)，一旦加水就有爆炸危險(xiǎn)。鍋爐嚴(yán)重缺水時(shí)應(yīng)按規(guī)定程序立即緊急停爐。

五、鍋爐缺水事故的防范

1.鍋爐運(yùn)行人員持證上崗，并嚴(yán)格執(zhí)行“鍋爐運(yùn)行操作規(guī)程”和“崗位責(zé)任制”；

2.新裝、改造或檢修后的鍋爐，應(yīng)檢查水位表安裝的位置是否正確，防止鍋爐出現(xiàn)虛假水位；

3.為保證水位表指示正確，水位表的清洗檢查工作每班至少應(yīng)進(jìn)行兩次；

4.水位表的汽、水旋塞發(fā)現(xiàn)泄漏時(shí)，應(yīng)及時(shí)修理，防止因水位表旋塞堵塞、泄漏等原因形成

虛假水位；

5.妥善維護(hù)鍋爐給水設(shè)備和管路閥門，保證鍋爐可靠供水；

6.鍋爐排污時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)視水位下降的情況，排污后應(yīng)關(guān)好排污閥。

第十四講

鍋爐爐膛爆炸及其防范

鍋爐爐膛爆炸是發(fā)生在鍋爐爐膛及煙道中的爆燃現(xiàn)象，屬化學(xué)性爆炸。常發(fā)生在燃?xì)狻?/p>

燃油及燃煤粉的鍋爐爐膛中。在發(fā)達(dá)國家，爐膛爆炸是最常見的鍋爐重大事故。在我國，隨

著環(huán)保要求的提高和燃?xì)?、燃油鍋爐的增多，爐膛爆炸事故在鍋爐事故中的比例也在增加。

爐膛爆炸常造成人員傷亡和重大經(jīng)濟(jì)損失，因而值得充分關(guān)注。

-、爐膛爆炸的產(chǎn)生

鍋爐爐膛是鍋爐燃料燃燒的場所，在鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，爐膛內(nèi)充滿火焰，燃料在連續(xù)、

穩(wěn)定地燃燒，此時(shí)?般不會發(fā)生“爆燃”即爐膛爆炸。實(shí)踐表明，爐膛爆炸通常發(fā)生在鍋爐

點(diǎn)火期間及運(yùn)行中爐膛滅火期間。

（一）產(chǎn)生條件

1.無火爐膛內(nèi)積存了可燃物（燃?xì)?、燃油或煤粉）與空氣的混合物。

2.混合物中可燃物的濃度在爆炸范圍之內(nèi)：

輕柴油，爆炸范圍為0.6%?6.5%（油蒸氣在空氣中的體積百分比）。

重油，爆炸范圍為1.2%?6%（油蒸氣在空氣中的體積百分比）。

煙煤煤粉，爆炸下限為35克/立方米（煤粉在空氣中的質(zhì)量/體積濃度）。

3.有足夠的點(diǎn)火能量。

（二）產(chǎn)生原因

1.在鍋爐點(diǎn)火前，因閥門關(guān)閉不嚴(yán)或泄漏、操作失誤、一次點(diǎn)火失敗等情況，使燃?xì)?、燃?/p>

或煤粉

進(jìn)入爐膛,而又未對爐膛進(jìn)行吹掃或吹掃時(shí)間不夠,在爐膛內(nèi)留存有可燃物與空氣的混合物,

且濃度達(dá)到爆炸范圍，點(diǎn)火即發(fā)生爐膛爆炸。

2.在鍋爐運(yùn)行中，因燃?xì)?、燃油壓力或風(fēng)壓波動太大，引起脫火或者回火，造成爐膛局部或

整個(gè)爐膛火焰熄滅，繼續(xù)送入燃料時(shí)，空氣與燃料形成的燃爆性混合物被加熱或引燃，造成

爆炸。

3.由于燃燒設(shè)備、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造缺陷或性能不佳，導(dǎo)致鍋爐燃燒不良，在爐膛中未燃盡

的可燃物聚積在爐膛、煙道的某些死角部位，與空氣形成燃爆性混合物，被加熱或引燃，造

成爆炸。

二、爐膛爆炸的危害

發(fā)生爐膛爆炸時(shí)，爆炸壓力因燃料種類、可燃性混合物體積等的不同而不同，一般不超

過IMPa。對鍋殼鍋爐的金屬爐膛爐膽，這樣的爆炸壓力不會造成嚴(yán)重?fù)p害，但與爐

膽相連的爐門、煙氣轉(zhuǎn)向室、煙箱等會被沖開和損壞，并傷害近旁人員。對水管鍋爐的砌筑

爐膛，爐膛爆炸可使?fàn)t墻塌垮或開裂，鍋爐水冷壁等受壓部件變形移位甚至破裂，圍繞爐膛

設(shè)置的構(gòu)架、樓梯、平臺變形或損壞，并常造成人員傷亡。

爐膛爆炸對鍋爐（特別是水管鍋爐）的損害是大范圍的，有時(shí)是很嚴(yán)重的。不僅需要強(qiáng)

迫停爐，而且需要對鍋爐進(jìn)行較大投入、較長時(shí)間的修理維護(hù)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

三、爐膛爆炸的預(yù)防

1.在鍋爐點(diǎn)火前對鍋爐的燃燒系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)真全面的檢查，特別要檢查燃燒器有無漏氣、漏油

現(xiàn)象。

2.在鍋爐點(diǎn)火前對爐膛進(jìn)行充分吹掃，開動引風(fēng)機(jī)給鍋爐通風(fēng)5分鐘?10分鐘，沒有風(fēng)機(jī)的

小型鍋爐可自然通風(fēng)5分鐘?10分鐘，以清除爐膛及煙道中的可燃物質(zhì)。

3.點(diǎn)火時(shí)，應(yīng)先送風(fēng)，之后投入點(diǎn)燃火炬，最后送入燃料，即以火焰等待燃料，而不能先輸

入燃料再點(diǎn)火。

4.一次點(diǎn)火失敗，需要重新點(diǎn)燃時(shí)，應(yīng)重新通風(fēng)吹掃，再按點(diǎn)火步驟進(jìn)行點(diǎn)燃。

5.在鍋爐運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)爐膛熄火，應(yīng)立即切斷對爐膛的燃料供應(yīng)。待對爐膛進(jìn)行通風(fēng)吹掃后，

再行點(diǎn)火。

6.鍋爐正常停爐及緊急停爐，均必須先停止燃料供應(yīng)，再停鼓風(fēng)，最后停引風(fēng)。

7.在鍋爐運(yùn)行中若發(fā)現(xiàn)燃燒不良，應(yīng)充分重視，分析原因，改進(jìn)燃燒設(shè)備或運(yùn)行措施，完善

燃燒，以防在爐膛及煙道內(nèi)積存可燃物。

8.為降低爐膛爆炸的危害，在燃?xì)?、燃油及燃煤粉小型水管鍋爐爐膛和煙道的容易爆燃部位,

應(yīng)設(shè)置防爆門。

四、控制和聯(lián)鎖保護(hù)裝置

由于手工點(diǎn)火和人工監(jiān)控難于保證準(zhǔn)確無誤，為防止?fàn)t膛爆炸，鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程

規(guī)定：“燃?xì)?、燃油鍋爐及燃煤粉鍋爐，應(yīng)裝設(shè)控制和聯(lián)鎖保護(hù)裝置：點(diǎn)火程序控制裝置；

熄火保護(hù)裝置；全部引風(fēng)機(jī)斷電時(shí)，自動切斷全部送風(fēng)和燃料供應(yīng)的聯(lián)鎖裝置；全部送風(fēng)機(jī)

斷電時(shí)，自動切斷全部燃料供應(yīng)的聯(lián)鎖裝置；燃?xì)?、燃油壓力低于?guī)定值時(shí)，自動切斷燃?xì)?/p>

燃油供應(yīng)的聯(lián)鎖裝置?！?/p>

鍋爐運(yùn)行時(shí)，控制和聯(lián)鎖保護(hù)裝置不得任意停用。聯(lián)鎖保護(hù)裝置的電源應(yīng)可靠保證。裝設(shè)了

聯(lián)鎖保護(hù)裝置的鍋爐，運(yùn)行人員仍須對燃燒狀況和儀表附件嚴(yán)加監(jiān)控。

第十五講

鍋爐壓力容器的延性破裂

一、鍋爐壓力容器的常見破裂型式

在特定的內(nèi)外部條件下，鍋爐壓力容器破裂有其特定的規(guī)律。了解和掌握這些規(guī)律，可

以正確有效地找到避免鍋爐壓力容器破裂的措施和辦法，從而減少和避免破裂爆炸事故的發(fā)

生。

o延性破裂，又稱韌性破裂或塑性破裂，是低壓小型鍋爐和壓力容器

常見的破裂型式。

二、延性破裂的基本特征

1.破裂容器發(fā)生明顯變形。金屬的延性破裂是在大量的塑性變形后發(fā)生的破裂，塑性變形使

金屬破裂后留存下較大的殘余伸長，表現(xiàn)在容器上則是直徑增大和壁厚減薄。具有明顯的形

變是延性破裂的主要特征。實(shí)測表明，延性破裂的容器，最大圓周伸長率常達(dá)10%以匕

容積增大率也往往高于10%。

2.斷口呈暗灰色纖維狀。延性破裂的斷口沒有金屬光澤而呈暗灰色，斷面凹凸不平，呈纖維

狀。宏觀斷面與最大主應(yīng)力成45°。

3.容器?般不發(fā)生碎裂。延性破裂的容器，一一般不破碎成塊（片），而只是裂開一個(gè)裂口。

壁厚均勻的圓筒形容器，一般是在中部沿軸向裂開，裂口的大小與容器破裂時(shí)釋放的能量有

關(guān)。盛裝常溫受壓水的容器，破裂時(shí)因釋放膨脹功很少，所以破U也?。皇⒀b受壓飽和水及

液化氣體的容器，破裂時(shí)產(chǎn)生大量氣體并釋放大量能量，器壁的裂口也較大。

4.屬于高應(yīng)力、高載荷破裂。延性破裂時(shí)容器器壁上的平均應(yīng)力一般都達(dá)到或接近材料的抗

拉強(qiáng)度，即容器是在較高的應(yīng)力水平下破裂的，其實(shí)際爆破壓力往往與計(jì)算爆破壓力相接近,

遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了容器的許用壓力及正常工作壓力。

三、延性破裂的原因和常見情況

鍋爐壓力容器承壓部件的大量塑性變形和延性破裂，是在承載并超載后，經(jīng)歷個(gè)彈性

一塑性變形過程，在部件整個(gè)截面上的材料都處于屈服狀態(tài)并充分變形后發(fā)生的。這種情況

在正確設(shè)計(jì)制造及合理使用的設(shè)備中一般不會出現(xiàn)，但實(shí)際使用中鍋爐壓力容器的延性破裂

事故并不少見，它常發(fā)生于以下幾種情況：

1.液化氣體容器充裝過量。盛裝低壓液化氣體的氣瓶、氣罐、氣桶，由于操作疏忽、計(jì)量錯

誤或其他原因造成過量充裝，在運(yùn)輸、儲存或使用過程中，器內(nèi)介質(zhì)溫度因環(huán)境溫度影響或

太陽曝曬而升高，介質(zhì)體積膨脹滿液（滿瓶）后，器內(nèi)壓力急劇上升，最終導(dǎo)致容器延性破

裂。

2.鍋爐壓力容器在使用中超壓。山于違反操作規(guī)程、操作失誤或其他原因，造成設(shè)備內(nèi)壓力

升高并超過其許用壓力，而設(shè)備又沒有裝設(shè)安全泄壓裝置或安全泄壓裝置失靈，最終造成延

性破裂。

3.鍋爐受熱部件短時(shí)間溫度過高。山于缺水，鍋爐受熱部件在短時(shí)間內(nèi)超溫，材料強(qiáng)度大幅

度下降而塑性增大，在工作壓力下造成延性破裂。

4.設(shè)備維護(hù)不良引起壁厚減薄。由于介質(zhì)對器壁腐蝕或磨損，或設(shè)備長期閑置不用而又未進(jìn)

行可靠防護(hù)，造成器壁嚴(yán)重減薄，使設(shè)備在正常工作壓力下發(fā)生延性破裂。對腐蝕減薄部位

來說，這也屬于高應(yīng)力超載破裂。

四、延性破裂的預(yù)防

1.鍋爐壓力容器必須按規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)，承壓部件必須進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，未經(jīng)正規(guī)設(shè)計(jì)計(jì)算的鍋

爐壓力容器禁止使用。

2.禁止將一般生活鍋爐改作承壓鍋爐；防止不承壓的容器因結(jié)構(gòu)或操作原因在器內(nèi)產(chǎn)生壓

力。

3.鍋爐壓力容器應(yīng)按規(guī)定裝設(shè)性能和規(guī)格都符合要求的安全泄壓裝置，并使其始終處于靈敏

可靠的狀態(tài)。

4.操作人員應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行安全操作規(guī)程，堅(jiān)守工作崗位，嚴(yán)格監(jiān)督檢查，防止鍋爐壓力容器超

壓超溫。

5.嚴(yán)格氣瓶充裝管理，對充裝介質(zhì)準(zhǔn)確計(jì)量，防止過量充裝。嚴(yán)禁用火焰或熱水加熱低壓液

化氣體鋼瓶。

6.作好鍋爐壓力容器的維護(hù)保養(yǎng)工作，采取有效措施防止腐蝕性介質(zhì)和大氣對設(shè)備的腐蝕。

對長期停用的鍋爐壓力容器，應(yīng)妥善保養(yǎng)防護(hù)。

7.嚴(yán)格按規(guī)定對鍋爐壓力容器進(jìn)行定期檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)器壁嚴(yán)重腐蝕減薄或顯著塑性變形時(shí)，應(yīng)

及時(shí)慎重地處理。必要時(shí)降壓使用或報(bào)廢。

第十六講

鍋爐壓力容器的脆性破裂

一、鋼材的脆性和脆化

鍋爐壓力容器常用的制造材料是低碳鋼和低合金鋼,這些材料一般都具有較好的綜合性

能，不但有一定的強(qiáng)度，也有一定的塑性和韌性。鍋爐壓力容器的脆性破裂事故，在國內(nèi)外

均屢見不鮮。特別是高壓大型鍋爐壓力容器，脆性破裂更為常見。

產(chǎn)生脆性破裂的一個(gè)基本原因是，鋼材在特定條件下會產(chǎn)生脆性或脆化。

一旦外部條件消失，鋼材的韌性-般可以恢復(fù)；

鋼材常見的脆性和脆化有：

冷脆性指在0℃左右的低溫下鋼材韌性的明顯降低。相應(yīng)的低溫界限叫鋼材的“韌脆

轉(zhuǎn)變溫度”。低碳鋼及低合金鋼均有冷脆性，并常導(dǎo)致冷脆破裂。

藍(lán)脆性指在200℃?300℃時(shí)鋼材的韌性降低，并常體現(xiàn)為應(yīng)變時(shí)效。后者是指鋼材經(jīng)

冷加工塑性變形后，在室溫下長期放置或在中溫（對碳鋼為200℃?300℃）下短期放置，

其韌性明顯下降的現(xiàn)象，常見于低碳鋼。

堿脆也叫苛性脆化，指在高濃度堿性介質(zhì)和應(yīng)力的共同作用下，鋼材明顯變脆并導(dǎo)致破

裂的現(xiàn)象，常發(fā)生在鍋爐鍋筒及接觸堿性介質(zhì)的容器上。

氫脆指鋼材接觸氫或含氫介質(zhì)而導(dǎo)致韌性明顯降低的現(xiàn)象。

黑脆即石墨化，指鋼材長期承受高溫，其滲碳體分解析出石墨，使鋼材韌性明顯下降的

現(xiàn)象。多發(fā)生在長期承受高溫的低碳鋼、銅鋼部件上。

二、脆性破裂的基本特征

1.容器沒有明顯的殘余變形，有些脆裂成塊的容器，將碎塊拼組起來基本上還是原容器的形

狀，其周長與原周長相差無幾，壁厚也沒有減薄。

2.脆性破裂的斷口平齊且與主應(yīng)力方向垂直，呈閃爍金屬光澤的結(jié)晶狀，斷口上常有人字形

放射花紋，其尖端指向裂源-----缺陷部位或形狀突變部位。

3.由于容器脆性破裂時(shí)材料韌性較差，破裂的過程是裂紋迅速擴(kuò)展的過程，破裂速度極快，

容器常裂成碎塊，且常有碎片飛出。脆性破裂的后果常比延性破裂嚴(yán)重。

4.名義應(yīng)力是指承壓后容器器壁中大面枳上的平均應(yīng)力，脆性破裂時(shí)名義應(yīng)力往往低于鋼材

的屈服點(diǎn)，因而這類破裂常在正常操作壓力或水壓試驗(yàn)壓力下發(fā)生，更難于防范。

5.由于常用的鍋爐壓力容器鋼材多有冷脆傾向，所以脆性破裂常在較低的溫度下發(fā)生，包括

較低的水壓試驗(yàn)溫度和較低的使用溫度。

6.破裂常發(fā)生于高強(qiáng)度鋼制造的容器及厚壁容器，這些容器材料的韌性較低，且承壓后器壁

中的應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜。

三、脆性破裂的預(yù)防

由于脆性破裂常在未超壓的情況下突然發(fā)生，所以防范的難度要大于防范延性破裂。通

常需要對容器的設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用、修理、改造等環(huán)節(jié)進(jìn)行全過程安全監(jiān)控。

裂紋是造成脆性破裂的主要因素，而應(yīng)力集中是產(chǎn)生裂紋的重要原因。許多鋼結(jié)構(gòu)破壞

事故都是在應(yīng)力集中處先產(chǎn)生裂紋，然后裂紋逐步擴(kuò)展，到定程度后快速擴(kuò)展而破裂的。

承壓部件結(jié)構(gòu)形狀不連續(xù)，焊縫及開孔布置不當(dāng)，焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工藝不合理等，均可能造

成應(yīng)力集中，必須用切實(shí)可靠的設(shè)計(jì)、工藝措施避免或減小應(yīng)力集中。

合理選材，確保材料在使用條件下具有較好的韌性。在低溫下使用的容器，其材料應(yīng)按

規(guī)定進(jìn)行低溫沖擊試驗(yàn)并合格。既要防止焊接、熱處理不當(dāng)造成材料韌性降低，也要防止惡

劣的使用條件造成材料韌性降低。

有的容器雖然工作載荷造成的名義應(yīng)力不大，但結(jié)構(gòu)中存在較大的殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力

與載荷應(yīng)力疊加，使得結(jié)構(gòu)中的實(shí)際應(yīng)力水平達(dá)到裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展需要的應(yīng)力值，造成結(jié)構(gòu)破

裂。焊接殘余應(yīng)力是焊制容器最主要的殘余應(yīng)力，必須通過熱處理等方式消除焊接殘余應(yīng)力。

此外也應(yīng)注意因冷加工變形、強(qiáng)制對口產(chǎn)生的殘余應(yīng)力或附加應(yīng)力。

對在用鍋爐壓力容器定期檢驗(yàn)，及早發(fā)現(xiàn)缺陷，及時(shí)消除或嚴(yán)格監(jiān)控，也是防止發(fā)生脆

性破裂的有效措施。

第十七講

鍋爐壓力容器的疲勞破裂

一、金屬構(gòu)件的疲勞

承受交變載荷的金屬構(gòu)件，在載荷長期反復(fù)作用下，即使載荷引起的最大應(yīng)力不很高，

也會導(dǎo)致構(gòu)件突然破裂，且無明顯的塑性變形。人們把這類破裂歸之于金屬的“疲勞”。疲

勞破裂時(shí)載荷交變的累計(jì)周次N,稱為疲勞破裂經(jīng)常發(fā)生在高速轉(zhuǎn)動的輪、軸等

結(jié)構(gòu)上。

所謂交變載荷是指載荷的大小、方向分別或同時(shí)隨時(shí)間發(fā)生周期性變化的一類載荷，常

見的有對稱交變和脈動交變兩種。對稱交變的最大載荷與最小載荷大小相等，方向相反；脈

動交變時(shí)最大載荷為一定量，最小載荷為零。

引起疲勞破裂的交變載荷和應(yīng)力，可以是機(jī)械載荷和機(jī)械應(yīng)力，也可以是熱（溫度）載荷和

熱應(yīng)力。

二、鍋爐壓力容器的疲勞問題

鍋爐壓力容器承受的壓力載荷，通常是穩(wěn)定的，即使波動，一般也頻率較低，周期較長,

似乎不致于引起疲勞破裂。但實(shí)際情況遠(yuǎn)非如此。據(jù)英國在20世紀(jì)70年代統(tǒng)計(jì)，運(yùn)行期間

容器發(fā)生的破裂事故，因疲勞引起的占35.6%；英、美調(diào)查的原子能壓力容器破裂事故中，

疲勞破裂事故占41.7%。

鍋爐壓力容器的疲勞是在結(jié)構(gòu)局部高應(yīng)力、低交變周次下發(fā)生的疲勞，叫其

交變載荷引起的最大應(yīng)力超過材料的屈服點(diǎn)，而疲勞壽命N=102?104；高速轉(zhuǎn)動的輪、軸

發(fā)生的疲勞叫高周疲勞，是在

低應(yīng)力、高交變周次下發(fā)生的疲勞。其交變載荷引起的最大應(yīng)力在材料屈服點(diǎn)以下，疲

勞壽命N21X105。

鍋爐壓力容器的低周疲勞，是基于以下條件產(chǎn)生的：

L存在交變載荷和反復(fù)應(yīng)力。鍋爐壓力容器承壓部件承受的交變載荷及器壁中的反復(fù)應(yīng)力可

產(chǎn)生于：

（1）間歇操作的設(shè)備經(jīng)常進(jìn)行反復(fù)的加壓和卸壓；

（2）在運(yùn)行過程中設(shè)備壓力在較大范圍內(nèi)變動；

（3）設(shè)備介質(zhì)溫度及器壁溫度反復(fù)變化，而溫度及其變化也是載荷，溫度的反復(fù)變化會在

結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生交變的熱應(yīng)力；

（4）部件強(qiáng)迫振動并引起較大的附加交變應(yīng)力：

（5）氣瓶多次充裝使用，造成瓶內(nèi)壓力及瓶壁應(yīng)力的反復(fù)變化。

鍋爐壓力容器載荷的交變般是脈動交變。

2.存在較高的局部應(yīng)力。承壓部件的接管、開孔、轉(zhuǎn)角及其他幾何形狀不連續(xù)的部位、焊縫

及其他隱含有缺陷的部位，都有程度不同的應(yīng)力集中。應(yīng)力集中處的局部應(yīng)力往往比設(shè)計(jì)應(yīng)

力大好幾倍，可能達(dá)到并

超過材料的屈服點(diǎn)。反復(fù)的加載和卸鼓，將會在應(yīng)力最大處產(chǎn)生伸縮塑性變形并產(chǎn)生裂

紋，裂紋逐步擴(kuò)展最終導(dǎo)致破裂。

三、疲勞破裂的基本特征

1.部件沒有明顯的塑性變形。承壓部件的疲勞破裂，首先是在局部應(yīng)力較高的部位產(chǎn)生微細(xì)

裂紋，然后逐步擴(kuò)展，最后剩余截面上的應(yīng)力達(dá)到材料的抗拉強(qiáng)度而發(fā)生開裂。它和脆性破

裂相似，一般沒有明顯的塑性變形。破裂部件的直徑?jīng)]有明顯的增大，壁厚也沒有明顯的減

薄。

2.斷口存在兩個(gè)區(qū)域。一個(gè)是疲勞裂紋產(chǎn)生與擴(kuò)展區(qū)，另一個(gè)是最后破裂區(qū)。前者光滑，后

者粗糙，光滑區(qū)一般有規(guī)則的貝殼花樣或海灘狀條紋，是載荷交變時(shí)斷口受到反復(fù)擠壓研磨

的結(jié)果。

3.設(shè)備常因開裂泄漏而失效。疲勞破裂的承壓設(shè)備或部件一般不像脆性破裂那樣整體破碎，

而只是開裂一個(gè)破口，使設(shè)備或部件因泄漏而失效。開裂部位常是開孔接管或其他應(yīng)力集中

部位、缺陷部位及溫度交變部位。開裂泄放的介質(zhì)如是可燃性的或劇毒性的，造成的后果會

十分嚴(yán)重。當(dāng)