船舶辅锅炉损坏——胀接修理

经验集锦

船舶辅锅炉损坏
——胀接修理

1 问题勘验

对某船进行锅炉检验时，打开锅炉导门，对内部进行勘验，下管板处部分烟管根部有漏水现象，水侧有大量附着物，于是进一步对炉内进行查勘，并清除水侧附着物，发现3根烟管根部已严重腐蚀并锈穿。该船仅运行不足3年，锅炉烟管就遭如此严重的腐蚀，为以后能合理维护、使用锅炉，有必要对锅炉腐蚀原因进行分析。

2 损坏原因分析

船用热水锅炉补给水和循环水中含有溶解氧，与金属发生电化学腐蚀。

腐蚀机理：

Fe(OH)2生成后会在锅炉底和水侧沉淀可以减缓Fe的腐蚀，但是Fe(OH)2不稳定，易与O2、CO2发生化学反应，生成易溶解的Fe3O4、Fe(HCO3)2。由于CO2溶解度极低，可见水中溶解氧是腐蚀的主要原因。炉内运行温度较高，各种物质在水中的扩散速度加快且电解质水溶解电阻的降低，这些因素都加快了上述化学腐蚀的速度。因此炉水需进行去氧处理，通常向炉水内添加化学物质亚硫酸钠降低水中溶解氧的含量。

另外，炉水碱度过高也会引起炉内局部腐蚀，由于没有有效地采取水处理措施，锅炉内表面常附着一些水垢，使局部温度过高，加快了炉内结构的热疲劳，也会造成炉内腐蚀过快。

后经向船员了解对锅炉的维护使用情况并查阅相关记录，船员并未定期对炉水进行足够的处理，如：添加化学药剂降低水溶解氧浓度、降低炉水碱性等，这也明确了该船锅炉发生如此严重腐蚀的原因。

由于部分烟管已腐蚀锈穿，决定对锅炉进行换管修理，船东联系该锅炉生产厂家对腐蚀比较严重的烟管进行换新。

3 胀接工艺修理过程

该船锅炉烟管装配采用胀接装配工艺，因此厂方、船方和验船师也一致认为采用胀接修理工艺，以达到永久修复的目的。胀接装配是指用专用胀管器均匀地扩张管子端部，管板在管端膨胀力作用下，塑性变形，然后撤除胀管器，管板为恢复其塑性变形紧紧裹紧管端部，装配过程不需进行焊接辅助。现将本次胀接修理工艺及过程介绍如下。

1)管孔表面处理。腐蚀较严重烟管拆除，拆除时应注意对管孔表面进行防护，防止管孔表面产生碰擦、撞击等机械损伤。烟管拆除后对管孔表面进行处理，打磨、削光，不允许孔表面有腐蚀、锈蚀、凹陷、不光滑等现象。对管孔圆度进行测量，确保圆度差不超过表1规定。

表1 管孔圆度偏差 mm

该船锅炉烟管外径为89 mm,所换3根烟管管孔圆度差：上管板为0.10 mm、0.15 mm、0.10 mm，下管板为0.15 mm、0.10 mm、0.70 mm。其中3#烟管下管板管孔偏差超出表1所规定的数值。其超标量不大，采用光削处理，但同时注意其横向、纵向偏移量应在允许范围内，见表2。因横向光削量极小，在1 mm内，可确定横向偏移不超过表2规定值，没必要进行偏移量的测量。光削后进行测量，圆度差为0.25 mm，在可接受范围内。

表2 炉管管群布置位置偏移量 mm

2)管材质确定及处理。根据锅炉说明书确定炉管材质，并验收无缝钢管质量证明书。

烟管胀接端进行退火处理，由于退火温度较高且需较长时间保持在600～650 ℃范围内，此次修理采用电加热热油装置。对烟管胀接端进行退火，控制温度在620～630 ℃，持续15 min，退火后用隔热材料包扎烟管胀接端，使其温度缓慢下降。退火处理目的是使管子端部在受膨胀力时能永久变形，而不是塑性变形。

3)炉管的装配和胀接。炉管装配后确保管子在上下底板伸出端均匀，在3～5 mm范围内，伸出端过短或过长均影响管端与管板的结合力。炉管装备后进行胀接作业，注意防止污物污染胀接表面。在胀接过程中，要严格控制胀管率。胀管率过大导致管板永久变形，影响锅炉使用寿命；胀管率过小，管与管板紧密程度较小，容易泄漏。查阅该锅炉装配指标，本锅炉胀接率在1%～2%范围内，本次胀接炉管是采用专用胀管器，控制其行程在10～15 mm范围内，通过控制胀管器行程也就控制了胀接率。

胀接后，对胀接管端进行检查，粘合处整齐，未见任何裂纹，并对结合部位进行清洁打磨处理。

4)水压试验。对修理后的锅炉进行1.5倍的工作压力试验。该船锅炉工作压力0.7 MPa，水压试验压力为1.05 MPa，持续15 min，压力表数值没有下降，泄压后对锅炉内部再次进行勘验，未发现泄漏现象。

通过实施严格的过程控制，特别是管孔表面处理、炉管退火处理、胀接率的把握等影响胀接装配质量等因素的控制，如期修复了该船锅炉。

(中国船级社秦皇岛分社刘加富供稿)

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10.13352/j.issn.1001-8328.2014.03.016