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李长林 杨建 刘志强

摘 要 采用无损检测、化学分析及金相检验等方法，对炉胆泄漏原因进行了分析，并提出了解决办法及预防措施。

关键词 炉胆 裂纹 修理

中图分类号：TK22文献标识码：A

Serve the Enterprise with Safety, Save and Quality

——WNS4-1.25Q Boiler Cracking Furnace Repair

LI Changlin, YANG Jian, LIU Zhiqiang

(Chongqing Special Equipment Quality Safe Inspection Center, Chongqing 400020)

Abstract Using non-destructive testing, chemical analysis and metallurgical testing and other methods of leak furnace analysis of the causes and proposed solutions and preventive measures.

Key words furnace; cracking; repair

1 情况介绍

重庆市某单位所用的一台WNS4-1.25-Q型锅炉，于2001年7月制造，同年12月安装投产使用，由于该地区原水硬度高（YD=6-9m mol/L）,近几年水处理管理比较差，锅炉结垢严重，于2008年锅炉进行了化学清洗。运行至2009年3月停炉进行定期检验，检验员进入回燃室检验时，发现炉胆与回燃室连接的第一个和二个波纹谷底有积水，经擦干积水后发现炉胆与回燃室连接侧的波纹炉胆第一个波峰有一条裂纹。为了查明炉胆裂纹的原因，我们对该锅炉进行了宏观检查、金相检验、 材质分析等。

2 检查与试验分析

2.1 宏观检查

问题发现后，我们对该锅炉进行了宏观检查，进入炉胆内明显地看到第一个波峰有一条长约40mm的裂纹，没有变形。其它部位也没有异常现象。我们又采用PT方法对第2、3、4、5节波纹火侧进行检测，也没有发现裂纹。由于锅炉底部没有检查孔，只有在锅炉下腰部有一个检查孔，用内窥镜检测发现锅炉底部有大量垢渣堆积，内窥镜无法伸入到裂纹部位。经过与用户商议，从波纹炉胆与锥型炉胆连接焊缝开始，在波纹炉胆底部割下了3节波纹钢板（纵向500mm环向400mm）进行检查。当割下钢板时，发现水垢已经将炉胆底部填满。将水垢清除后，发现炉胆与锅筒距离很近，用钢直尺测量，距离仅50mm，远低于设计值150mm。在割下的钢板上发现，第一节波谷水侧有一条环向裂缝和十几条环向裂纹，最长裂纹长度约为60mm，裂缝处炉胆无变形，水侧裂缝较宽，火侧裂缝较窄，上下呈楔形，裂缝最宽处约为2mm。第二节波谷水侧有8条环向裂纹，裂纹深度约4mm，第三节波谷水侧有4条环向裂纹，裂纹深度约2mm。

2.2 炉胆材质分析

将缺陷处金属取样进行化学成分分析，其结果是：C：0.16%；Mn：0.54%； Si：0.24%；P：0.013%，表明化学成分符合GB713标准中20g的材质要求。

2.3 金相检验

经金相检验，其组织为铁素体加珠光体。珠光体中的渗碳体没有球化。

3 炉胆裂缝原因的综合分析

3.1 水垢堵塞使该部位水循环不良

由于锅炉清洗后脱落的垢渣没有（也无法）清除，垢渣积堵在锅炉底部，塞满了锅筒和炉胆之间的间隙。该区域是炉膛的主燃区，此处受火焰辐射热强度最高，炉胆局部温度升高，又因为该处水循环不良，炉水不能及时对该部位进行冷却，引起炉胆温度升高强度下降。同时由于金属热胀冷缩，在波纹炉胆上存在巨大的交变应力，由于水循环受到影响，使该处有时被水冷却，有时被蒸汽占据，使壁温呈周期脉动变化，从而导致波纹炉胆钢板疲劳。再加上该厂两班生产，间断用汽，在锅炉每次升压、降压的过程中，炉胆随之产生应力变化，尤其在过热处，局部应力超过了材料的屈服强度，为疲劳损坏创造了条件，加速了裂纹发展，直到穿透。

3.2 锅炉制造质量差埋下了事故隐患

从设计图看，炉胆与锅筒之间的间隙是150mm，而实际测量，该部位只有50mm，远远低于设计值。造成该部位的“呼吸空间”非常狭小。并且在锅炉底部没有任何检查孔，对锅炉底部的结垢情况无法看见，锅炉清洗以后脱落在底部的垢渣也无法清除。锅炉制造质量造成的天生缺陷就埋下了事故隐患。

4 解决方法及措施

（1）按照传统的处理方法，对于此问题的处理就是更换炉胆。但是该锅炉的结构是一种新型的节能设计（如图1），如果更换炉胆就必须割下前管板并且更换全部烟管，其修理费用太高与更换一台新锅炉相差无几。我们与修理单位、使用单位经过反复研究，决定对该锅炉炉胆进行挖补。为此，首先要检查清楚缺陷情况。通过对第 4节波胆进行PT检测并且用内窥镜检查，发现第4节波胆有几条细微裂纹，对裂纹进行打磨，发现裂纹深度仅约0.5mm。于是我们决定挖补4节波纹炉胆，补板面积为：纵向690mm环向420mm。为了方便对挖补的焊接质量进行RT检测，又在补板四角的锅壳上开了4个检查孔，加装四个锅炉手孔装置，以便于检查用。该手孔同时可用于以后的检查和锅炉清洗后清除锅炉底部的垢渣和异物。

（2）对使用单位提出加强水质日常监督，增设锅外软化装置要求，要求水质化验员定期进行锅炉水质分析。管理人员每天2次对锅炉水质分析情况进行检查。

两年来，我们加强了对该锅炉修理部位的检查。为了检查修理质量及方法的合理性，修理后分别在3个月、半年、一年后对锅炉修理部位进行了检验，今年又在锅炉内部检验时对修理部位进行了检查，没有发现任何异常情况。事实证明对炉胆进行挖补的方法是正确可行的。