淺談DZG型號的鍋爐后管板裂紋形成的原因及防止措施

喬乾佳

（福建省鍋爐壓力容器檢驗(yàn)研究院南平分院，福建 南平353000）

1 引言

研究鍋爐后管板裂紋形成的原因及完善措施對鍋爐的正常工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，現(xiàn)實(shí)中鍋爐后管板裂紋現(xiàn)象比較多發(fā)，論文分析出故障產(chǎn)生的原因，最后提出具體的防止措施。

2 工業(yè)鍋爐后管板裂紋形成的原因

2.1 后管板的溫度差大，熱應(yīng)力不均勻

在所有影響鍋爐管板裂縫的原因之中，管板工作溫度差是最主要的因素之一。后管板入口處高溫?zé)煔獾臎_刷下，溫度高，熱力負(fù)荷大，而爐水溫度低，使得管板內(nèi)外側(cè)形成很大的溫差，導(dǎo)致管板內(nèi)外側(cè)、管與板焊接面的各個(gè)方向產(chǎn)生了很大的不均勻的熱應(yīng)力。由于鍋爐運(yùn)行時(shí)，后管板煙管入口處存在“進(jìn)口效驗(yàn)”。由于“進(jìn)口效驗(yàn)”導(dǎo)致了管板受熱的不均勻性，鍋內(nèi)水循環(huán)不良使得管板管段得不到及時(shí)、充分的冷卻，使得管板處的管與板及角焊縫的實(shí)際熱負(fù)荷遠(yuǎn)比整個(gè)管板其他部位的熱負(fù)荷要大得多，這樣就引起管板上不同部位受熱、受力的不均勻性，誘發(fā)了管孔周圍以及管板之間的疲勞損傷及裂紋缺陷的產(chǎn)生。

2.2 管板上的管孔與管子之間存在間隙

煙管與管板的連接，在制造、修理過程中，無論采用焊接或是用脹接，管壁與管孔間都存在一定的間隙。間隙中的水不可能有良好的水循環(huán)，因此，汽化產(chǎn)生的蒸汽起初會(huì)停留在間隙內(nèi)，當(dāng)繼續(xù)加熱升壓后，蒸汽沖出間隙，這時(shí)水又進(jìn)入間隙，這樣間隙兩壁就經(jīng)受了一次急劇的冷熱交變過程[1]。如此反復(fù)，在煙管與管板的焊接處常會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力變化的現(xiàn)象，煙管與管板處的強(qiáng)度最弱，長時(shí)間就易使管板產(chǎn)生疲勞損傷，最終導(dǎo)致管板產(chǎn)生裂紋。

2.3 鍋爐水處理不合格，結(jié)垢嚴(yán)重

鍋爐投入運(yùn)行以來，未裝設(shè)專職的水質(zhì)化驗(yàn)員，導(dǎo)致化驗(yàn)的水質(zhì)指標(biāo)不合格及水處理設(shè)備一直處于未正常使用的狀態(tài)，并且鍋爐使用期間未按規(guī)程進(jìn)行定期排污。經(jīng)取水質(zhì)化驗(yàn)，硬度超標(biāo)，用戶疏于水質(zhì)管理，水處理設(shè)備沒有發(fā)揮有效作用，導(dǎo)致結(jié)垢嚴(yán)重。管板內(nèi)側(cè)粘附較厚的水垢，使得管板得不到鍋水的冷卻，此處煙溫高，熱負(fù)荷大，長期會(huì)使得材料超過允許使用溫度，導(dǎo)致材質(zhì)容易劣化并產(chǎn)生裂紋。

3 工業(yè)鍋爐后管板裂紋防止措施

為了防止管板裂紋的發(fā)生，可以采取以下措施：

①在后管板煙氣側(cè)加隔熱層，可以基本解決管板上管孔處熱負(fù)荷過大的問題，即避免了管板高溫，又減少了鍋爐內(nèi)局部鍋水濃縮和結(jié)生水垢的危害。禁止鍋爐超負(fù)荷運(yùn)行，不得隨意改變鍋爐燃料。

②改善鍋筒后管板處的水循環(huán)，如控制下降管對垢管板處的水循環(huán)影響、降低煙氣入口處煙氣溫度。如防止鍋爐缺水，確保受熱面得到可靠的冷卻。

③對大口徑煙管應(yīng)采取管端部加裝防熱套管，高溫側(cè)煙管頭加裝防磨套后能同時(shí)預(yù)防煙管頭裂紋，以防止“進(jìn)口效應(yīng)”的產(chǎn)生。

④對煙管頭伸出過長或已產(chǎn)生裂紋進(jìn)行必要的處理，防止其裂紋延伸至管板。

⑤改善煙管與管板的連接結(jié)構(gòu)，焊前先進(jìn)行預(yù)脹，徹底消除管子與管孔的間隙后再進(jìn)行煙管與管板焊接，應(yīng)采取金焊透的連接形式，對高溫側(cè)煙管未進(jìn)行貼脹的進(jìn)行補(bǔ)脹，消除存在的間隙并加強(qiáng)鍋爐的制造監(jiān)督，提高制造、維修工藝水平。

⑥清除后管板水垢，加強(qiáng)對鍋爐的運(yùn)行管理和水質(zhì)監(jiān)控。按照司爐工規(guī)程里的規(guī)定正確操作，正確排污，確保鍋爐用水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，減少水垢的結(jié)生，防止鍋爐腐蝕產(chǎn)生裂紋[2]。

4 結(jié)語

鍋爐管板裂紋的形成是多方面促成的結(jié)果，為了保證鍋爐的安全性和高效性，必須研究和分析鍋爐裂紋形成的原因，特別是對一些老、舊鍋爐，必須進(jìn)行改造和革新，提高其運(yùn)行效率。此外，在日常生活中遇到鍋爐不安全事故時(shí)要及時(shí)檢修，加強(qiáng)日常維修與保養(yǎng)。