一起锅炉鼓包开裂事故分析处理及预防措施

陈九龙

[摘 要]本文用一台锅炉锅筒鼓包开裂事故阐述了卧式锅炉鼓包的检验、维修、原因分析以及预防措施。

[关键词]锅炉、鼓包、开裂、检验、维修、原因、预防

中图分类号：TK228 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0025-01

0 引言

近年来，我省房地产经济快速发展，灰砂砖的需求增多。因此DZL（单锅筒纵置式链条炉排）卧式锅炉得到广泛应用。随着此类蒸汽锅炉数目增加较多，但是各种事故常有发生，尤其是锅筒鼓包开裂事故，危害极大。如何正确检查分析鼓包开裂情况，对查明事故发生原因、防止事故扩大、采取正确的处理方法，制定合理的维修工艺以及预防措施具有很大的现实意义。

1 事故概况

1.1 设备概况

我省某环保砖厂一台DZL4-1.6-AⅡ型蒸汽锅炉，生产于2011年1月，于同年4月投入使用。该炉锅筒材质16MnG，直径φ1800mm，水处理形式为锅外，实际使用压力为1.3MPa。

1.2 设备事故概况

2014年5月某日该炉在运行时，司炉工发现锅筒底部鼓包，且有泄漏现象，随即停炉，并第一时间将事故情况报告了相关部门。

2 检验情况

接到当地质监局以及使用单位的委托，我所于次日进厂。待锅炉安全冷却后，进行内部检验，并重点检查了鼓包泄漏位置。

2.1 宏观检验及测厚

经检验发现锅筒底部距前管板1000mm处，有700mm×400mm×40mm（长×宽×高）的鼓包，且鼓包最高点已开裂，裂缝长50mm，宽5mm（图1、图2）。受压部件水垢厚度为2-3mm，尤其是鼓包区域，水垢堆积最高为2000mm。经测量鼓包中心金属区域剩余壁厚及附近正常位置壁厚，未发现异常。

2.2 硬度测试

经里氏硬度计测试，正常部位硬度为135HB，鼓包开裂处的硬度为109HB，低于正常位置的硬度值。

2.3 材质分析

该锅筒材质为16MnG，经型号为Arc-8000全定量光谱仪进行测量，鼓包泄漏处的主要元素C的含量仅为0.09%，与正常位置测试的C含量0.16%相距较大，造成强度的明显下降。

2.4 磁粉探伤检验

鼓包处（不包括开裂处）经过磁粉探伤检验，未发现裂纹。

2.5 金相分析

在正常位置处的金相组织为铁素体+珠光体（图3），珠光体区域完整，层片状碳化物开始分散，已倾向性球化，球化级别2级。而鼓包开裂处进行现场金相分析，组织为铁素体+极少量珠光体（图4），珠光体形态特征基本已消失，球状碳化物沿晶界聚集，已完全球化，球化级别5级，可见该位置的材质已劣化。

2.6 水质检验

根据该炉近期的锅炉水质报告（图5）结论可知，水质不合格，对该炉存在较大的隐患。

3 事故产生的原因分析

通过上述检验结果和现场调查情况，事故产生的主要原因：

3.1锅炉使用单位管理人员对安全认识不足，企业对安全生产重视不够。

3.2该炉水处理设施已失效，锅炉给水不合格。且没有按时排污，排污量不够，锅筒底部的垢渣不能充分排出，加带了水垢的生成。由于大量的水垢不仅影响正常的水循环，更会使金属传热严重恶化。

3.3锅筒鼓包开裂位置位于炉膛燃烧室温度最高处，直接受火焰辐射，烟气冲刷，在锅筒底部严重结垢情况下，很容易造成金属过热，且水垢导热性极差，这时锅筒金属壁温不能及时有效的传导给锅水，便得不到有效的冷却。当壁温超过允许温度，金属强度下降，随着长时间的传热恶化，温度上升，强度急剧下降，工作压力超过金属屈服极限发生塑性变形，即宏观检查表现为鼓包现象。一旦超过其强度极限时，即金属出现开裂现象。

4 缺陷的维修

综上检验结果汇总，根据国家96版《锅炉定期检验规则》承压部位的变形高度不超过原直径的1.5%且不大于20mm，该锅筒变形高度为40mm，且该鼓包位置金相组织已劣化。故该锅炉应由具备相关资质的单位进行挖补修理。其主要修理工艺措施如下：

4.1清除锅炉内的水垢和垢渣。

4.2确定挖补区域后，选择一块质量符合要求，其材质、规格与原锅筒圆弧度相同的补板（由于本次采用方形补板进行挖补，且挖补位置远离锅筒原焊缝，因此补板四个角应为半径不小于100mm的圆角）经过打磨、开破口后，按照修补焊接工艺进行焊接。

4.3焊接结束后，对挖补处的焊缝表面用砂轮打磨至圆滑过渡，经外观检查合格后，进行100%射线检测，其结果应符合相关要求。

4.4锅筒底部挖补、焊接、外观检查、无损检测合格后，按标准对锅炉本体进行水压试验，试验压力为2.0MPa。

5 事故后的管理及预防措施

根据事故分析的结果，要求使用单位认真吸取教训，采取事故防范措施。

5.1建立健全设备运行及管理各项规章制度以及水质化验记录，并认真贯彻执行。

5.2加强各级责任人员的培训，特别是司炉工的技术培训和工作责任心。

5.3水处理措施应重新使用，对锅炉给水进行处理，必须达到锅炉给水符合《工业锅炉水质》GB1576-2008的要求。并设置专职的水质化验员，加强水质管理，做好水质化验工作。

6结束语

该锅炉在按照上述修补工艺维修后，安全运行至今。可见采取有效的处理对策和改进措施后很好的保证了设备安全、经济运行。

参考文献

[1] 《锅炉安全技术监察规程》.

[2] 《锅炉定期检验规则》.

[3] 《工业锅炉水质》.

[4] 朱元《锅炉鼓包事故的原因及预防》《科教导刊》电子版，2013.5.

[5] 黄宝音《锅炉鼓包事故分析及处理》《内蒙古科学与经济》第4期，2007.2.