臥式鍋殼式鍋爐煙管泄漏成因分析

錢建新 夏臨明

(湖州市特種設(shè)備檢測研究院 湖州 313000)

臥式鍋殼式鍋爐煙管泄漏是檢驗(yàn)中較為常見的問題，本文通過對4臺臥式鍋爐內(nèi)部檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)煙管泄漏，分別闡述它們發(fā)生泄漏的原因及預(yù)防泄漏的措施和相應(yīng)的處理辦法。四臺鍋爐的基本情況見表1。

1 四個廠家鍋爐的檢驗(yàn)情況

1)對某竹制品廠的鍋爐內(nèi)部檢驗(yàn)時，發(fā)現(xiàn)鍋爐水側(cè)結(jié)水垢平均厚約3.0mm，鍋筒、集箱內(nèi)堆積大量水垢，鍋筒前后管板水側(cè)結(jié)水垢厚約3.3mm，鍋筒內(nèi)煙管之間的空隙也已積滿水垢，后經(jīng)業(yè)主告知，鍋爐自投用至今都未曾清理保養(yǎng)過，檢查至后管板高溫區(qū)時，發(fā)現(xiàn)后部煙管有大面積泄漏現(xiàn)象，將泄漏處管孔區(qū)打磨干凈，直至打磨出金屬光澤，打磨完成后經(jīng)肉眼檢查發(fā)現(xiàn)有3個管孔有向外呈輻射狀的裂紋，根據(jù)99版《鍋爐定期檢驗(yàn)規(guī)則》第19條第2款第4小款規(guī)定，對此種形式的裂紋只能采取挖補(bǔ)或更換的修理方法，鑒于修理工藝的繁瑣、修理費(fèi)用的高昂及修復(fù)之后維護(hù)成本的加大，業(yè)主們經(jīng)綜合權(quán)衡后，最終決定將此臺鍋爐予以報廢，重新購買一臺新的鍋爐。

表1 4臺鍋爐基本參數(shù)

2)對某炸藥廠的鍋爐內(nèi)部檢驗(yàn)時，發(fā)現(xiàn)鍋爐水側(cè)結(jié)水垢平均厚約1.5mm，鍋筒、集箱內(nèi)堆積部分水垢，鍋筒前后管板水側(cè)結(jié)水垢厚約1.8mm，該單位屬國有企業(yè)，對鍋爐的清理保養(yǎng)工作都是定期進(jìn)行的，平常對鍋爐的運(yùn)行管理都是比較規(guī)范的，檢查至后管板低溫區(qū)時，發(fā)現(xiàn)后部煙管有大面積泄漏現(xiàn)象，遂叫業(yè)主請工人用磨光機(jī)將泄漏處管孔區(qū)打磨干凈，直至打磨出金屬光澤，打磨完成后經(jīng)肉眼檢查，在管孔上未發(fā)現(xiàn)裂紋存在，后經(jīng)磁粉探傷和滲透探傷檢查仍未發(fā)現(xiàn)裂紋?？梢娫撔孤c(diǎn)是在管板與煙管的連接處。

3)對某飼料廠的鍋爐內(nèi)部檢驗(yàn)時，發(fā)現(xiàn)鍋爐水側(cè)結(jié)水垢平均厚約2.5mm，鍋筒、集箱內(nèi)堆積大量水垢，鍋筒前后管板水側(cè)結(jié)水垢厚約2.7mm，由于該單位生產(chǎn)比較緊張，平常也沒機(jī)會停下來對鍋爐進(jìn)行全面的維護(hù)保養(yǎng)，只有當(dāng)兩年一次的內(nèi)部檢驗(yàn)期到時才不得不停下來進(jìn)行清理檢查，當(dāng)筆者檢查至后管板高溫區(qū)時，發(fā)現(xiàn)后部煙管有大面積泄漏現(xiàn)象，將泄漏處管孔區(qū)打磨干凈，直至打磨出金屬光澤，打磨完成后經(jīng)肉眼檢查，在管孔上未發(fā)現(xiàn)裂紋存在，后經(jīng)磁粉探傷和滲透探傷檢查仍未發(fā)現(xiàn)裂紋。后經(jīng)業(yè)主告知，該臺鍋爐高溫區(qū)煙管脹口，在之前就已泄漏過多次，且都經(jīng)補(bǔ)脹后得以繼續(xù)使用，直至2009年1月的一次大面積泄漏，經(jīng)補(bǔ)脹后又馬上泄漏，后發(fā)現(xiàn)煙管管端壁過薄，且管孔經(jīng)測量也由原來的φ63.5mm變?yōu)樽畲蟮挠笑?5.8mm，已不能再進(jìn)行補(bǔ)脹的修理方法，遂使用單位請專業(yè)修理單位制定合理的修理方案將脹接改為焊接。

4)對某紡織廠的鍋爐內(nèi)部檢驗(yàn)時，發(fā)現(xiàn)鍋爐水側(cè)結(jié)水垢平均厚約1.0mm，鍋筒、集箱內(nèi)堆積部分水垢，鍋筒前后管板水側(cè)結(jié)水垢厚約1.2mm檢查至后管板高溫區(qū)時，發(fā)現(xiàn)后部煙管有大面積泄漏現(xiàn)象，遂叫業(yè)主請工人用磨光機(jī)將泄漏處管孔區(qū)打磨干凈，直至打磨出金屬光澤，打磨完成后經(jīng)肉眼檢查，在管孔上未發(fā)現(xiàn)裂紋存在，后經(jīng)磁粉探傷和滲透探傷檢查仍未發(fā)現(xiàn)裂紋。可見該泄漏點(diǎn)是在管板與煙管的連接處。

2 分別對這四個廠家鍋爐的泄漏成因加以分析

1)某竹制品廠鍋爐煙管泄漏的原因初步分析，是由于管板上結(jié)水垢過厚，水垢的傳熱系數(shù)為0.58～3.0，碳素鋼的傳熱系數(shù)為46.4～69.6，碳素鋼的傳熱系數(shù)基本上是水垢傳熱系數(shù)的80倍，以致鍋筒內(nèi)的水無法很好的帶走管板上和煙管管端的高溫?zé)崃?，使管板和煙管管端長期處于過熱高溫狀態(tài)，時間一久，煙管管端在過熱狀態(tài)下就開始開裂，由于煙管與管板是采用焊接的連接形式，開裂處的裂紋會沿著焊縫延伸至管板上，長期下去管孔上就會有向外呈輻射狀的裂紋。

2)某炸藥廠鍋爐煙管泄漏的原因初步分析，內(nèi)部檢驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)鍋爐后部隔煙墻已坍塌，使煙氣直接穿過隔煙墻到達(dá)尾部煙道去了，而不走煙管回程了，后管板高溫段煙管是采用90°扳邊脹接而成的，是可以承受高溫?zé)煔獾?，而后管板低溫段煙管是采?5°扳邊脹接而成的，是絕對不可以承受高溫?zé)煔獾?，由于隔煙墻的坍塌使低溫段煙管承受高溫?zé)煔猓瑫r間一久，那就自然泄漏了。

3)對某飼料廠鍋爐煙管泄漏的原因初步分析，內(nèi)部檢驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)泄露處煙管的管端都伸出過長，煙管管端與焊縫趾部的距離有5mm左右，按照規(guī)范要求煙管管端與焊縫趾部應(yīng)平齊，且煙管管端與管板的距離不應(yīng)大于4mm，這樣做的目的就是讓管端更好的被鍋筒內(nèi)的水給冷卻，而不致使管端開裂，現(xiàn)煙管管端與焊縫趾部的距離有5mm，伸出的部分管端就在高溫?zé)煔庵胁粩嗟募訜?，沒有任何的冷卻措施，時間一久，煙管管端在過熱狀態(tài)下就開始開裂，由于煙管與管板也是采用焊接的連接形式，開裂處的裂紋可能會沿著焊縫延伸至管板上，幸虧這次用戶發(fā)現(xiàn)的比較及時，開裂處的裂紋還未延伸至管板上，可以再做一次換管處理。

4)對某紡織廠鍋爐煙管泄漏的原因初步分析，內(nèi)部檢驗(yàn)時在爐膛內(nèi)部發(fā)現(xiàn)鍋筒兩側(cè)均有一明顯白色分界線，管板下部有過熱現(xiàn)象，根據(jù)以往的檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，該鍋爐可能發(fā)生了缺水事故，后詳細(xì)詢問當(dāng)班司爐工人，司爐工人誤將缺水認(rèn)為是滿水，再往鍋爐內(nèi)注水，導(dǎo)致煙管與管板的脹口在過熱狀態(tài)下受激而發(fā)生泄漏。

3 針對上述成因提出幾點(diǎn)建議

1)加強(qiáng)對鍋爐水質(zhì)的管理，在正常情況下，鍋爐受熱面不結(jié)水垢，但是在水質(zhì)不好的條件下，鍋爐受熱面水側(cè)結(jié)水垢后，傳熱量會顯著地下降，如需保持同樣的傳熱量，即負(fù)荷保持不變，就必須增加燃料量，就要浪費(fèi)能源。且此時熱阻增加，使受熱面管壁溫度升高。如若水垢厚度增加，該溫度還將升高(結(jié)1mm水垢，將使管壁溫度升高50℃)有時就會使受熱面金屬燒壞。因此，為了節(jié)約能源和保證鍋爐的安全運(yùn)行，必須保證鍋爐不結(jié)水垢。

2)加強(qiáng)對鍋爐的日常維護(hù)和保養(yǎng)工作，特別是對鍋爐的重大修理和改造方面，一定要請有資質(zhì)的專業(yè)修理單位進(jìn)行修理，修理前要制訂合理的修理方案，確保修理質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)存在的明顯問題。

3)加強(qiáng)對司爐工人的管理和考核，提高司爐工人的操作技能和安全意識。

綜上所述，鍋爐煙管的泄漏成因是多種多樣的，這里只列舉了4個比較典型的例子，還有更多的事故原因等待發(fā)現(xiàn)和解決，但終歸起來，這些原因基本上都是人為造成的，這樣對使用單位如何更加合理、有效的使用好鍋爐提出了更高的要求。

[1]吳粵森，劉清方．鍋爐壓力容器安全工程學(xué)[M]．北京：經(jīng)濟(jì)學(xué)院出版社，1991.

[2]張康達(dá)．鍋爐壓力容器的疲勞失效[M]．北京：勞動人事出版社，1988.

[3]胡新芳．低溫過熱器入口聯(lián)箱管座角焊縫裂紋原因分析 [J]．熱力發(fā)電，2008，53(3)：72-75.

[4]黃瑩．廢熱鍋爐產(chǎn)生裂紋的事故分析與安全管理[J]．四川化工，2008，11(6)：39-42．

[5]李維特．熱應(yīng)力理論分析及應(yīng)用[M]．北京：中國電力出版社，2004：69-73，90-93．