船舶輔鍋爐損壞
——脹接修理

經(jīng)驗集錦

船舶輔鍋爐損壞
——脹接修理

1 問題勘驗

對某船進(jìn)行鍋爐檢驗時，打開鍋爐導(dǎo)門，對內(nèi)部進(jìn)行勘驗，下管板處部分煙管根部有漏水現(xiàn)象，水側(cè)有大量附著物，于是進(jìn)一步對爐內(nèi)進(jìn)行查勘，并清除水側(cè)附著物，發(fā)現(xiàn)3根煙管根部已嚴(yán)重腐蝕并銹穿。該船僅運行不足3年，鍋爐煙管就遭如此嚴(yán)重的腐蝕，為以后能合理維護(hù)、使用鍋爐，有必要對鍋爐腐蝕原因進(jìn)行分析。

2 損壞原因分析

船用熱水鍋爐補(bǔ)給水和循環(huán)水中含有溶解氧，與金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕。

腐蝕機(jī)理：

Fe(OH)2生成后會在鍋爐底和水側(cè)沉淀可以減緩Fe的腐蝕，但是Fe(OH)2不穩(wěn)定，易與O2、CO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成易溶解的Fe3O4、Fe(HCO3)2。由于CO2溶解度極低，可見水中溶解氧是腐蝕的主要原因。爐內(nèi)運行溫度較高，各種物質(zhì)在水中的擴(kuò)散速度加快且電解質(zhì)水溶解電阻的降低，這些因素都加快了上述化學(xué)腐蝕的速度。因此爐水需進(jìn)行去氧處理，通常向爐水內(nèi)添加化學(xué)物質(zhì)亞硫酸鈉降低水中溶解氧的含量。

另外，爐水堿度過高也會引起爐內(nèi)局部腐蝕，由于沒有有效地采取水處理措施，鍋爐內(nèi)表面常附著一些水垢，使局部溫度過高，加快了爐內(nèi)結(jié)構(gòu)的熱疲勞，也會造成爐內(nèi)腐蝕過快。

后經(jīng)向船員了解對鍋爐的維護(hù)使用情況并查閱相關(guān)記錄，船員并未定期對爐水進(jìn)行足夠的處理，如：添加化學(xué)藥劑降低水溶解氧濃度、降低爐水堿性等，這也明確了該船鍋爐發(fā)生如此嚴(yán)重腐蝕的原因。

由于部分煙管已腐蝕銹穿，決定對鍋爐進(jìn)行換管修理，船東聯(lián)系該鍋爐生產(chǎn)廠家對腐蝕比較嚴(yán)重的煙管進(jìn)行換新。

3 脹接工藝修理過程

該船鍋爐煙管裝配采用脹接裝配工藝，因此廠方、船方和驗船師也一致認(rèn)為采用脹接修理工藝，以達(dá)到永久修復(fù)的目的。脹接裝配是指用專用脹管器均勻地擴(kuò)張管子端部，管板在管端膨脹力作用下，塑性變形，然后撤除脹管器，管板為恢復(fù)其塑性變形緊緊裹緊管端部，裝配過程不需進(jìn)行焊接輔助?，F(xiàn)將本次脹接修理工藝及過程介紹如下。

1)管孔表面處理。腐蝕較嚴(yán)重?zé)煿懿鸪?，拆除時應(yīng)注意對管孔表面進(jìn)行防護(hù)，防止管孔表面產(chǎn)生碰擦、撞擊等機(jī)械損傷。煙管拆除后對管孔表面進(jìn)行處理，打磨、削光，不允許孔表面有腐蝕、銹蝕、凹陷、不光滑等現(xiàn)象。對管孔圓度進(jìn)行測量，確保圓度差不超過表1規(guī)定。

表1 管孔圓度偏差 mm

該船鍋爐煙管外徑為89 mm,所換3根煙管管孔圓度差：上管板為0.10 mm、0.15 mm、0.10 mm，下管板為0.15 mm、0.10 mm、0.70 mm。其中3#煙管下管板管孔偏差超出表1所規(guī)定的數(shù)值。其超標(biāo)量不大，采用光削處理，但同時注意其橫向、縱向偏移量應(yīng)在允許范圍內(nèi)，見表2。因橫向光削量極小，在1 mm內(nèi)，可確定橫向偏移不超過表2規(guī)定值，沒必要進(jìn)行偏移量的測量。光削后進(jìn)行測量，圓度差為0.25 mm，在可接受范圍內(nèi)。

表2 爐管管群布置位置偏移量 mm

2)管材質(zhì)確定及處理。根據(jù)鍋爐說明書確定爐管材質(zhì)，并驗收無縫鋼管質(zhì)量證明書。

煙管脹接端進(jìn)行退火處理，由于退火溫度較高且需較長時間保持在600～650 ℃范圍內(nèi)，此次修理采用電加熱熱油裝置。對煙管脹接端進(jìn)行退火，控制溫度在620～630 ℃，持續(xù)15 min，退火后用隔熱材料包扎煙管脹接端，使其溫度緩慢下降。退火處理目的是使管子端部在受膨脹力時能永久變形，而不是塑性變形。

3)爐管的裝配和脹接。爐管裝配后確保管子在上下底板伸出端均勻，在3～5 mm范圍內(nèi)，伸出端過短或過長均影響管端與管板的結(jié)合力。爐管裝備后進(jìn)行脹接作業(yè)，注意防止污物污染脹接表面。在脹接過程中，要嚴(yán)格控制脹管率。脹管率過大導(dǎo)致管板永久變形，影響鍋爐使用壽命；脹管率過小，管與管板緊密程度較小，容易泄漏。查閱該鍋爐裝配指標(biāo)，本鍋爐脹接率在1%～2%范圍內(nèi)，本次脹接爐管是采用專用脹管器，控制其行程在10～15 mm范圍內(nèi)，通過控制脹管器行程也就控制了脹接率。

脹接后，對脹接管端進(jìn)行檢查，粘合處整齊，未見任何裂紋，并對結(jié)合部位進(jìn)行清潔打磨處理。

4)水壓試驗。對修理后的鍋爐進(jìn)行1.5倍的工作壓力試驗。該船鍋爐工作壓力0.7 MPa，水壓試驗壓力為1.05 MPa，持續(xù)15 min，壓力表數(shù)值沒有下降，泄壓后對鍋爐內(nèi)部再次進(jìn)行勘驗，未發(fā)現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。

通過實施嚴(yán)格的過程控制，特別是管孔表面處理、爐管退火處理、脹接率的把握等影響脹接裝配質(zhì)量等因素的控制，如期修復(fù)了該船鍋爐。

(中國船級社秦皇島分社劉加富供稿)

U673

10.13352/j.issn.1001-8328.2014.03.016