一種常見鍋爐裂紋事故的分析

摘要：LHG型號(hào)的鍋爐被廣泛使用在企業(yè)事業(yè)單位，這種鍋爐屬于立式火管固定爐排式鍋爐，采用明火反燒。由于結(jié)構(gòu)、制造、使用的使用中經(jīng)常產(chǎn)生煙管管端開裂，甚至產(chǎn)生泄漏，在鍋爐的定期檢驗(yàn)中屢見不鮮，小型鍋爐雖然使用壓力不高，往往管理水平、使用水平較差，而且使用的數(shù)量多，據(jù)統(tǒng)計(jì)鍋爐發(fā)生事故的70%左右都是小型蒸汽鍋爐，特別是這種小型立式蒸汽鍋爐，因此提高小型蒸汽鍋爐的使用管理水平勢(shì)在必行。

關(guān)鍵詞：煙管；立式蒸汽鍋爐；裂紋

LHG型號(hào)的鍋爐被廣泛使用在企業(yè)事業(yè)單位，這種鍋爐屬于立式火管固定爐排式鍋爐，采用明火反燒。這種形式的鍋爐的使用范圍比較廣泛，然而由于結(jié)構(gòu)、制造、使用的不當(dāng)往往會(huì)產(chǎn)生許多缺陷，特別是煙管入口端的裂紋，這些裂紋往往會(huì)擴(kuò)散到爐膽上，導(dǎo)致鍋爐的裂紋事故，直至鍋爐損壞泄漏，在檢驗(yàn)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了多起這樣的鍋爐產(chǎn)生這樣的缺陷（見照片）。小型鍋爐雖然使用壓力不高，往往管理水平、使用水平較差，而且使用的數(shù)量多，據(jù)統(tǒng)計(jì)鍋爐發(fā)生事故的70%左右都是蒸發(fā)量小于1噸的小型鍋爐，特別是這種小型立式蒸汽鍋爐，因此提高小型蒸汽鍋爐的使用管理水平勢(shì)在必行?，F(xiàn)將這種裂紋產(chǎn)生的原因及預(yù)防的措施總結(jié)如下，以供檢驗(yàn)、使用單位參考。

1.結(jié)構(gòu)形式的原因

這種型號(hào)的鍋爐屬于立式火管固定爐排式鍋爐，采用明火反燒，爐膛的溫度較高，高溫的煙氣直接由爐膛進(jìn)入煙管，使得煙管的入口溫度過(guò)高，特別是入口管段部分。這種結(jié)構(gòu)形式的鍋爐的煙管入口端就容易過(guò)熱而產(chǎn)生缺陷。

預(yù)防措施：盡量選用LSG形式的鍋爐，LSG屬于立式水管固定爐排式鍋爐，也是采用明火反燒，而沒有采用煙管的結(jié)構(gòu)形式，使用水管為主要受熱面，即使?fàn)t膛的溫度比較高也是作用于水管上，就不會(huì)產(chǎn)生煙管管端的裂紋了。

2.制造的原因

雖然采用LSG形式的鍋爐可以防止產(chǎn)生煙管管端的裂紋，但是現(xiàn)在在用的鍋爐中有著大量的LHG型號(hào)的鍋爐，有許多鍋爐在制造的過(guò)程中由于制造單位的疏忽大意，在制造的過(guò)程中就埋下了產(chǎn)生缺陷的隱患，如照片和圖所示煙管在加工的過(guò)程中伸出長(zhǎng)度較長(zhǎng)，特別是煙管的上部較長(zhǎng)，是由于煙管加工時(shí)先切割后彎曲，然后就直接與爐膽進(jìn)行焊接，導(dǎo)致煙管的上部的伸出長(zhǎng)度較長(zhǎng)，這樣就會(huì)由于伸出長(zhǎng)度較長(zhǎng)，而導(dǎo)致管端在高溫的環(huán)境中過(guò)熱而產(chǎn)生裂紋。

鍋爐制造單位在制作煙管是采用手工火焰切割，切割不整齊，人工造成許多尖角缺口，造成應(yīng)力集中，煙管于爐膽焊接后也不進(jìn)行修磨，使用時(shí)間不長(zhǎng)后導(dǎo)致開裂。

預(yù)防措施：在用的鍋爐中將伸出長(zhǎng)度較長(zhǎng)的部分，特別是煙管上部的部分去除至與爐膽內(nèi)側(cè)平行，最好再將管端修磨圓滑，這樣不僅可以防止管端過(guò)熱，還可以減小管端的應(yīng)力。按鍋殼鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)GB/T16508的要求，當(dāng)煙溫大于600℃的部位，管端超出焊縫的長(zhǎng)度不應(yīng)大于1.5mm。按照歐盟鍋殼鍋爐標(biāo)準(zhǔn)（EN12953）的要求，煙管管端與入口煙溫≥600℃的煙氣接觸，或與出口煙溫≥700℃的煙氣接觸，焊接煙管的管端應(yīng)與焊縫平齊。若與管端接觸的煙氣溫度低于上述值，但高于500℃，管端可超出管板18mm。如與管端接觸的煙氣溫度低于500℃，管端可超出管板25mm。對(duì)于使用中的有煙管伸出長(zhǎng)度較長(zhǎng)和煙管管端有較多缺口的鍋爐，應(yīng)采用手動(dòng)角向砂輪進(jìn)行修磨，將煙管伸出長(zhǎng)度較長(zhǎng)的部分切除；將煙管管端有較多缺口進(jìn)行修磨，圓滑過(guò)渡，減小應(yīng)力。另外，在使用過(guò)程中要經(jīng)常進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)修磨處理。新制造的鍋爐中煙管應(yīng)彎制成90°，煙管與內(nèi)膽的連接應(yīng)采用全焊透型式，煙管伸出長(zhǎng)度應(yīng)符合規(guī)范要求，

3.使用的原因

3.1結(jié)垢

這些小型鍋爐的事用單位許多管理水平不高，水處理效果差，水處理不好也是導(dǎo)致鍋爐使用中產(chǎn)生缺陷的重要原因，這種鍋爐產(chǎn)生水垢后會(huì)大量沉積在煙管的彎管處，如圖所示，爐膽、煙管及彎管處都存在大量水垢，會(huì)直接導(dǎo)致煙管過(guò)熱，從而產(chǎn)生裂紋。

預(yù)防措施：加強(qiáng)水處理。做好水處理不僅可以提高熱效率還可以防止使用中產(chǎn)生缺陷。

3.2擅自改變?nèi)剂戏N類

現(xiàn)在許多單位因環(huán)保的要求改變?nèi)剂系姆N類，將煙煤改成無(wú)煙煤，甚至改成焦炭，無(wú)煙煤和焦炭的熱值遠(yuǎn)大于煙煤，這樣雖然滿足了環(huán)保的要求，煙塵小了，但是爐膛的溫度會(huì)急劇上升，從而導(dǎo)致煙管過(guò)熱、開裂。

3.3改自然拔風(fēng)燃燒為強(qiáng)制引風(fēng)燃燒

現(xiàn)在許多單位同樣因環(huán)保的要求為了增加除煙效果，在鍋爐煙氣出口處加裝了引風(fēng)機(jī)，這樣就將自然拔風(fēng)燃燒為強(qiáng)制引風(fēng)燃燒，提高了燃燒強(qiáng)度，爐膛的溫度大為提高，從而導(dǎo)致煙管過(guò)熱。

預(yù)防措施：使用單位不要擅自改變?nèi)剂戏N類、不要擅自提高燃燒強(qiáng)度。其實(shí)LHG形式的鍋爐只要操作人員操作得當(dāng)，完全可以防止鍋爐使用過(guò)程中產(chǎn)生煙塵。這種大都是明火反燒的形式，可以厚度較厚上層的煤層的燃燒方式，這樣讓煙氣穿過(guò)較厚的燃燒著煤層，以讓煙氣充分的分解燃燒以達(dá)到環(huán)保的要求。另外操作人員在加煤的時(shí)，宜采用少加、勤加，加煤后暫時(shí)不要擾動(dòng)煤層，讓其先分解燃燒，待煙塵燃盡后再擾動(dòng)煤層，可以有效的防止黑煙的產(chǎn)生，時(shí)間證明采用厚煤層、少加、勤加等適當(dāng)?shù)牟僮鞣绞?，明火反燒的LHG形式的鍋爐完全可以達(dá)到環(huán)保的要求，不用擅自改變?nèi)剂戏N類、不用擅自加裝引風(fēng)機(jī)。

定期檢驗(yàn)中，應(yīng)將煙管入口處清理打磨干凈，進(jìn)行檢查，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行磁粉探傷，發(fā)現(xiàn)管端過(guò)熱、開裂等缺陷應(yīng)及時(shí)處理，以免小缺陷發(fā)展擴(kuò)大，甚至發(fā)生裂紋延伸至爐膽的情況，最終鍋爐導(dǎo)致?lián)p壞。

作者簡(jiǎn)介：沈志康（1967.12-），男，漢，江蘇揚(yáng)州人，大專，工程師，主要從事特種設(shè)備檢驗(yàn)。