中小型鍋爐內(nèi)部檢驗重點與方法

陳涯 邱征宇 盛水平

【摘要】本文論述了中小型鍋爐定期檢驗的必要性，鍋爐內(nèi)部檢驗目的與主要內(nèi)容；結(jié)合近三十年中小型鍋爐檢驗實踐，詳細敘述了立式鍋爐、臥式內(nèi)燃鍋殼鍋爐、臥式外燃水火管鍋爐及水管鍋爐內(nèi)部檢驗重點，以及中小型鍋爐內(nèi)部檢驗方法與其它注意事項。

【關(guān)鍵詞】鍋爐 檢驗

1前言

鍋爐是以水或有機熱載體為介質(zhì)的承壓容器，是用火焰加熱或用電加熱的容器，并以蒸汽、熱水或有機熱載體的形式輸出熱量。鍋爐在運行過程中，受壓元件在高溫高壓水汽介質(zhì)作，在外部高溫火焰輻射或煙氣沖刷，可能發(fā)生腐蝕、變形、磨損、結(jié)垢、過燒、泄漏等缺陷，還會出現(xiàn)堵灰、結(jié)渣等現(xiàn)象，更嚴重的發(fā)生爆管甚至爆炸事故，所以即使鍋爐的設(shè)計非常合理，制造安裝質(zhì)量很好，運行操作正常、隨著使用時間的推移，也不可避免地會在運行中出現(xiàn)各種問題。而實際情況往往這更為復雜，結(jié)構(gòu)、設(shè)計上考慮不周，材料本身的缺陷，制造安裝中的誤差與缺陷。使經(jīng)過嚴格的質(zhì)量檢驗，也只能把缺陷控制在一定的可接受的范圍內(nèi)，還有個別缺陷沒有被檢驗發(fā)現(xiàn)而隱藏，這些缺陷將會在運行中發(fā)展；再加上儀表、自動裝置失靈、運行人員失誤造成設(shè)備超過設(shè)計限度運行，或檢修質(zhì)不良，都將會產(chǎn)生缺陷或加劇缺陷的發(fā)展?？傊?，由于諸多復雜因素的影響，設(shè)備隨時會出現(xiàn)這樣那樣的缺陷，如果不及時發(fā)現(xiàn)并加以消除，最終將會導致設(shè)備破壞。如何才能確定鍋爐是否能安全運行到下一個檢驗周期，鍋爐的設(shè)計、制造、安裝、使用、檢驗、修理和改造等七個環(huán)節(jié)己被國家納入強制管理的范疇，鍋爐檢驗工作就是將鍋爐的危險降低到最低限度的一項重要的工作，以延長鍋爐設(shè)備使用壽命，降低風險水平，確保鍋爐的安全經(jīng)濟運行。

2鍋爐內(nèi)部檢驗的內(nèi)容

根據(jù)《鍋爐定期檢驗規(guī)則》，將鍋爐檢驗分為內(nèi)部檢驗、外部檢驗和水壓試驗3種形式。內(nèi)部檢驗是指鍋爐在停爐狀態(tài)下對鍋爐安全狀況進行的檢驗，主要是檢驗鍋爐承壓部件是否在運行中出現(xiàn)裂紋、起槽、過熱、變形、泄漏、腐蝕、磨損、水垢等影響安全的缺陷，其檢驗的主要部件為：鍋筒（殼）、封頭、管板、爐膽、回燃室、水冷壁、煙管、對流管束、集箱、過熱器、省煤器、外置式汽水分離器、導汽管、下降管、下腳圈、沖天管和鍋爐范圍內(nèi)的管道等部件，分汽（水）缸原則上應跟隨一臺鍋爐進行同周期的檢驗。

裂紋：主要發(fā)生在焊縫及其熱影響區(qū)、扳邊、開孔、角焊縫等容易產(chǎn)生應力集中以及運行中熱應力較大的部位；

起槽：主要發(fā)生在元件扳邊的部位，如：封頭、管板、下腳圈及爐膽的膨脹環(huán)處等；

過熱：主要發(fā)生在承受高溫的部件，如：水冷壁、過熱器、受熱的鍋筒、爐膽等，因水循環(huán)不良或結(jié)垢造成壁溫升高引起的；缺水也往往引起過熱；

變形：主要發(fā)生在承受高溫的部件，如：水冷壁管、對流管束、過熱器管以及受熱的鍋筒、爐膽等，主要原因也是因水循環(huán)不良或結(jié)垢造成壁溫升高引起的；缺水也往往引起變形；

泄漏：主要發(fā)生在脹口及焊口處，管子也因腐蝕經(jīng)常滲漏，另外法蘭及螺栓連接處、人孔、手孔、閥門等也經(jīng)常發(fā)生泄漏；

腐蝕：主要發(fā)生在水循環(huán)不暢、容易集氣、積垢渣、受熱以及應力較大的部位；鍋爐尾部受熱面也經(jīng)常出現(xiàn)腐蝕；

磨損：主要發(fā)生在火側(cè)煙氣流速較高的部位；

水垢：主要發(fā)生在受熱面上。

鍋爐內(nèi)部檢驗的目的，就是找出鍋爐存在的缺陷及其產(chǎn)生的原因并加以消除，確保鍋爐安全運行，防止事故發(fā)生。鍋爐運行中，外部受高溫火焰燃燒及煙氣沖刷，內(nèi)部受壓及腐蝕性介質(zhì)的侵蝕，受壓部件容易發(fā)生諸如局部腐蝕、磨損、變形、裂紋、滲漏以及蠕變、石墨化等缺陷。內(nèi)部檢驗可以發(fā)現(xiàn)鍋爐運行管理中的問題以便改進管理和操作，如在內(nèi)部檢驗時發(fā)現(xiàn)鍋內(nèi)結(jié)垢較嚴重或有大量垢渣存在，說明水質(zhì)管理上有問題，可能是水質(zhì)處理方法不當或者是排污不當，也可能是水質(zhì)化驗制度不齊全或不正確；內(nèi)部檢驗發(fā)現(xiàn)一些部件腐蝕，分析其原因，可以找到諸如停爐保養(yǎng)不好、水質(zhì)不好等問題。

3中小型鍋爐內(nèi)部檢驗重點

3.1立式鍋爐

爐膽及爐膽頂有無凹陷、變形；

喉管、爐門圈、煙管管端等有無疲勞裂紋，（如圖1所示，爐門圈裂紋）；

鍋殼、爐膽、封頭、下腳圈內(nèi)外表面、焊縫、開孔、扳邊及拉撐處有無裂紋；

爐膽、封頭及下腳圈扳邊處有無起槽；

管板管孔區(qū)有無裂紋；

鍋殼、爐膽內(nèi)外表面，尤其是鍋殼、沖天管水位線處有無腐蝕；

人孔、檢查孔、手孔及法蘭連接處有無因滲漏而造成腐蝕；

下腳圈內(nèi)外部有無腐蝕；

煙管、水管有無腐蝕；

爐門圈、喉管、煙管管端有無磨損；

管子有無過熱、變形、鼓包、脹粗；

鍋內(nèi)有無水垢、下腳圈有無垢渣堆積、管子有無堵塞；

火側(cè)有無滲漏痕跡等。

3.2臥式內(nèi)燃鍋殼鍋爐

煙管脹口（尤其是高溫區(qū)）有無滲漏跡象；

管板管孔區(qū)、煙管管端、管板與鍋殼、管板與爐膽、回燃室等角焊部位有無裂紋、滲漏及其它異常現(xiàn)象；

鍋殼、爐膽內(nèi)外表面、焊縫、拉撐件及開孔處有無裂紋；

管板及爐膽扳邊處、爐膽膨脹環(huán)等有無裂紋、起槽；

鍋殼底部及水位線附近、爐膽及進水管附近有無腐蝕；

煙管及管板有無腐蝕；

人孔、檢查孔、手孔等及法蘭連接處有無因滲漏而造成腐蝕；

鍋殼與磚墻接觸處有無腐蝕；

爐膽、回燃室殼體（濕背式）有無凹陷、變形；

鍋內(nèi)結(jié)垢情況，特別是給水管附近、爐膽、管板高溫區(qū)等部位；

水位表、壓力表通水孔及排污管有無堵塞。

3.3臥式外燃水火管鍋爐

管板及煙管管端有無裂紋（尤其是管板高溫區(qū)，如圖2所示，管板管孔橋裂紋）；

鍋筒及焊縫表面、焊縫、拉撐及開孔處等有無裂紋；

管板扳邊圓弧處有無裂紋、起槽；

鍋筒內(nèi)部（尤其是底部高溫區(qū)）及水位線附近有無腐蝕；

煙管、水冷壁、集箱有無腐蝕；

人孔、手孔等及法蘭連接處有無因滲漏而造成腐蝕，必要時拆開爐墻檢查鍋筒及集箱的外壁腐蝕情況；

鍋筒底部有無鼓包變形；

水冷壁管有無過熱、變形、鼓包、脹粗；

脹口、水冷壁與鍋筒、水冷壁與集箱連接處有無滲漏；

鍋內(nèi)水垢，尤其是鍋筒底部、高溫區(qū)管板、水冷壁管、集箱等內(nèi)部結(jié)垢及垢渣堆積情況；

水位表、壓力表通水孔及排污管有無堵塞；

排污管、下降管的絕熱層有無脫落；

爐拱、爐墻有無裂紋、松動、倒塌及煙氣短路現(xiàn)象。

3.4水管鍋爐

進水管等處的角焊縫是否有裂紋等缺陷；

鍋筒及焊縫表面、開孔處有無裂紋；

封頭扳邊處有無裂紋和起槽；

鍋筒、集箱、管子的膨脹情況及支座的焊縫上有無裂紋；

鍋筒管孔區(qū)有無苛性脆化，脹接管端有無環(huán)形裂紋、拔管及滲漏癥狀；

鍋筒內(nèi)壁有無腐蝕，尤其是水位線附近、給水管孔附近、管孔區(qū)、下鍋筒底部水渣堆積處，管子內(nèi)壁有無腐蝕；必要時拆開爐墻檢查鍋爐外壁有無腐蝕；

人孔、手孔等及法蘭連接處有無因滲漏而造成腐蝕；

鍋筒、管子內(nèi)部有無水垢，配水管上小孔、水位表、壓力表通水孔有無堵塞；

水冷壁管、對流管有無過熱、變形、鼓包、脹粗，尤其是水循環(huán)較差的部位；

上鍋筒受熱部位有無過熱、鼓包、變形等；

防焦箱、集箱有無過熱、裂紋、變形、鼓包；

爐門附近、煙氣流速較高及吹灰器吹掃區(qū)域的受熱面管子有無局部磨損；

省煤器、空氣預熱器有無腐蝕及磨損；

過熱器有無磨損、過熱、變形、鼓包、脹粗，管子內(nèi)部有無結(jié)垢，支吊架有無燒損；

鍋內(nèi)裝置是否齊全、有無脫落；

鍋爐構(gòu)架有無變形，爐膛內(nèi)有無結(jié)焦；

爐拱、爐墻、擋火墻有無裂紋、松動、倒塌及煙氣短路。

4鍋爐內(nèi)部檢驗的方法

主要通過看、聽、摸等宏觀檢查方法及使用簡單工具（如測厚儀、滲透劑）的檢測。

（1）外觀目測法：這種方法只需要簡單工具，基本上是依靠檢驗人員的感官來發(fā)現(xiàn)問題，它可以發(fā)現(xiàn)鋼板表面上產(chǎn)生的缺陷。例如：腐蝕，磨損，明顯裂紋，變形，焊縫表面氣孔、咬邊等。對于板壁有懷疑或有微小裂紋時，可用砂紙把鋼板打磨干凈，用1O％～l4％的硝酸溶液侵蝕后擦凈，再用放大鏡觀察，以判斷是否發(fā)生裂紋。對扳邊有懷疑時，可用小錘將鐵銹，水垢敲掉并擦凈，然后用5～10倍的放大鏡仔細觀察。

（2）錘擊檢查法：用小錘頭敲擊各部位是檢查鍋爐的基本方法之一。根據(jù)小垂彈力，發(fā)出聲音及振動情況，可對鍋爐金屬缺陷，裂紋，松動及嚴重腐蝕程度、焊縫質(zhì)量做出正確判斷。

在應用錘擊法時首先要檢查小錘子手柄有無裂縫、松動等現(xiàn)象，以保證錘擊聲音得到客觀的反應。小錘重約0.5kg，一頭圓頭，另一頭為尖頭；用堅實的木料做手柄。為了錘擊時富有彈性，在木柄靠近錘頭部分應車出細徑。

當用小錘敲擊鍋筒、爐膽等部位時，如果被敲擊物發(fā)出清脆和單純的聲音，說明是良好的象征；如果被擊物發(fā)出遲鈍混濁的聲音，則是腐蝕的象征；如果被擊物發(fā)出悶聲（發(fā)木的聲音），則是水垢積存或鋼板內(nèi)可能有夾灰和夾層的象征；如果被擊物發(fā)出“沙拉沙拉”的聲音，則是裂紋的象征。

（3）燈光檢查法：用此法可檢查鍋筒、集箱、管子等不均勻腐蝕、變形（彎曲或鼓包）和粗裂紋等缺陷：檢查時，燈光沿著金屬表面照射，被腐蝕金屬表面，在燈光下呈黑色斑點：如果發(fā)生鼓包，則鼓出部分被照得發(fā)亮，而凹下部位則發(fā)暗；如果金屬表面有粗裂紋，在燈光下顯示出一條黑線。

（4）拉線、直尺、樣板檢查法：它可以檢查鍋筒、集箱，管子的彎曲度；檢查直管子、鍋筒內(nèi)壁板上的腐蝕深度和平板上的鼓包高度。樣板是按元件某部分設(shè)計尺寸和形狀，用薄鐵皮或硬紙預先做好，用它與元件檢測部分的實際形狀和尺寸進行校核，以檢查元件的實際形狀，尺寸是否符合要求；另外，當元件在使用過程中發(fā)生了變形，為了觀察變形的發(fā)展情況，而按其形狀做出的樣板，隔一定時期后以此樣板與變形的形狀尺寸進行比較，以證實其發(fā)展與否。

（5）超聲波測厚儀檢查法：它可以測定鋼板的壁厚，檢查腐蝕、沖蝕、磨損情況，也可檢查變形減薄情況。

（6）無損檢測方法：常用的有射線檢測、超聲波檢測、磁粉探傷、滲透檢測和渦流檢測。如當外觀目測法或用錘擊法發(fā)現(xiàn)金屬有裂紋象征時，為了進一步檢查裂紋去向、長度，常采用滲透檢測。

5其它注意事項

除了上述鍋爐本體檢查，還應對鍋爐安全附件的檢查。檢查安全閥、壓力表是否經(jīng)過校驗，是否有校驗報告并在檢驗的有效期內(nèi)；檢查壓力表表面是否完好，鉛封是否合格，選擇的壓力表是否滿足工作壓力要求等；檢驗安全閥的整定壓力、密封壓力，檢查鉛封等是否完好，安全閥是否能夠正常起跳等。對水位計的檢驗的內(nèi)容主要有：檢查水位計的外觀是否正常；是否在正確的位置劃紅線；水位計旋塞是否靈活，是否泄漏等。成型件和閥體（如水位示控裝置、安全閥、排污閥、主蒸汽閥等）的外部是否有裂紋、泄漏等缺陷。

注意檢驗本身的安全工作，采取可靠措施隔斷受檢鍋爐與熱力系統(tǒng)相連的蒸汽、給水、排污等管道及煙、風道并切斷電源，對于需要登高（離地面或固定平面3m以上）檢驗作業(yè)的部位，應搭設(shè)腳手架。照明電壓一般不超過36V，在潮濕的地方不應超過24V。

參考文獻：

[1]勞部發(fā)[1996]276號，《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》.

[2]鍋爐事故防范與安全運行，地震出版社，2000.06.

[3]張興容，馬永慧.我國工業(yè)鍋爐的爆炸事故與預防對策[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2003，29（5）.

[4]盛水平，馮維君，許林滔等.中小型鍋爐爆炸事故規(guī)律分析與研究[J].中國安全科學學報，2009，12.