循環硫化床鍋爐過熱屏管爆裂原因分析及對策

杜樂 黃曉雷 李艷慧

摘 要：循環硫化床鍋爐在正常運行的過程中，過熱屏管由于各種原因出現爆裂的現象比較頻繁，這種現象的發生不僅會給企業帶來一定的經濟損失，還會造成不必要的人員傷亡。因此，本文對過熱屏管出現爆裂的原因進行分析，并提出具體的控制和管理策略，像能夠實現控制過熱屏管發生爆裂的現象，加強焊接工藝質量的提升。

關鍵詞：循環硫化床；鍋爐；過熱屏管；爆裂原因

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.178

1 循環硫化床鍋爐過熱屏管爆裂的主要原因分析

1.1 過熱屏組成材料的化學成分

相關專業人士在對過熱屏爆裂后的過熱屏管材料中的化學成分展開了分析，主要的分析結果如下表所示：

從上表的檢測結果當中可以觀察出，過熱屏管子的化學材料與原始的設計材料內容相符合，無太大的差異，材料屬于低合金鋼，這種材料具備著良好的焊接性能[1]。

1.2 過熱屏出現泄漏部位的材料金相分析

過熱屏管子材料的金相組織，主要是鐵素體和珠光體組成，這兩種組成材料在受到熱力的影響下，材料的狀態逐漸發生了一定的轉變。在泄露處的邊緣當中可以看出，出現的這些裂紋主要是沿晶擴展為主，呈現的是常見的星狀裂紋特征，該裂紋的兩側，具備著非常明顯的氧化特征。由此可以說明，該裂紋是在對材料進行焊接的過程中產生的，那么這個裂紋就是屬于焊接熱裂紋[2]。

1.3 SEM的分析

裂紋性質需要進行SEM來分析，才能夠確認具體的原因。這種方式經過分析的結果，可以判定裂紋周邊氧化物的特征，從裂紋當中殘留的各種雜質也可以發現，裂紋是由于焊接加熱過程中產生的焊接熱裂紋而引起的。正是因為這些裂紋的出現，才使得過熱屏管爆裂的可能性增大[3]。

1.4 熱裂紋的形成原因分析

展開焊接的過程中，熱循環峰值的溫度較高，這種高溫的影響下，焊接接頭的熱影響區域當中含有的低熔點的物體就會被重新融化，當一些化學材料分量偏高的時候，在高溫液化狀態下，裂紋出現的傾向就會越來越多。熔池結晶的時候產生的拉應力，是促成熱裂紋產生的重要原因，這種拉應力的大小，與接頭的形式和剛性等都有著密切的關聯。熱裂紋的主要產生原因，是由于拉應力和低熔點共晶這兩者共同決定的。

2 防止循環硫化床鍋爐過熱屏管爆裂的相關策略研究

2.1 及時更換過熱屏管

過熱屏管子在使用的過程中，會經過高溫的影響出現一定的消耗，使其自身的功能和材料性能出現變化[4]。過熱屏管子中的鰭片也會發生改變，想要防止過熱屏管出現爆裂的現象，就要及時將鰭片或者過熱屏管進行更換。同時，焊接前的余熱要減慢焊接縫的冷卻速度，減少焊接的應力，可以有效地防止裂紋產生。而且，焊接縫當中的一些有害的雜質的含量成分大小也必須要控制在合理的范圍內。

2.2 合理控制過熱屏管的焊接工藝

對于過熱屏管的焊接，必須要采用合適的方式進行。主要采用的是GTAW的焊接方式，在焊接之前要對其進行預熱，預熱的溫度范圍必須要控制在一百五十度左右，焊接的時候，要兩個人共同作用，才能夠保證焊接質量的提升。同時，在焊接之后，要采取保溫的作用環節溫度的冷卻。經過以上對過熱屏管材料組成的分析，在焊接一些管徑小于一百零八毫米，管壁的厚度小于等于十毫米的15CrMo鋼管的時候，這種焊接接頭，可以經過焊接前的預熱處理，可以不經過焊接后的熱處理。對于過熱屏管內壁的要求必須要齊整，即便是存在不齊整的現象，這種誤差不能夠大于一毫米。在對過熱屏管展開焊接的時候，一定要保證焊接的質量，與此同時，還應當為焊接的外觀進行合理的控制，使其焊接的結果具備一定的美觀性。自后，要對焊接屏管的對接焊口展開檢測，主要使用射線檢測，還要對相關的一些熱影響較大的區域實行硬度檢測，只有這些符合要求之后，才能夠展開鰭片的焊接。

2.3 鰭片焊接工藝的控制管理

對于鰭片進行焊接的時候，要采用鎢級氬弧焊接的焊接工藝，這種焊接工藝的使用，可以減少對鰭片進行焊接時所產生的一些疤痕和碎沫飛濺的現象。鰭片的適配性要著重加強，這樣就可以提高對應力的控制力度。焊接線的能量必須要進行合理的控制，才能夠防止裂紋的產生。對鰭片的焊接區域要打磨出光滑的光澤，便于實現對另外一些化學雜質的控制。同時，在對鰭片展開焊接之前，要進行預熱處理。預熱的時候溫度控制在一百五十度左右，焊接后采取保溫處理。在對其進行焊接結束之后，要將焊接的底部進行仔細的打磨處理，使其能夠具備一定的光滑度。最后，使用專業的檢測方式對其進行硬度檢測，確保符合要求。

3 結束語

綜上所述，在本文當中經過對循環硫化床鍋爐過熱屏管爆裂的主要原因展開分析，可以發現，過熱屏管子中的化學組成成分，以及在展開焊接的過程中所帶來的溫度，都可能會造成過熱屏管子出現裂紋的現象，從而使其出現爆裂的現象。想要實現對這種現象的合理控制，就必須要合理地更換過熱屏管以及鰭片，同時，要對過熱屏管的焊接工藝進行嚴格的控制和管理，對于鰭片的焊接也必須要加以重視，選擇合適的焊接方式，注意焊接過程中的任何關鍵的環節，減少出現裂紋的可能，實現對過熱屏管爆裂現象的合理控制。

參考文獻：

[1]陳國華.循環硫化床鍋爐過熱屏管爆裂原因分析及對策[J].石油化工技術與經濟，2017，33（05）：55-57.

[2]馬碩，張莉.循環硫化床鍋爐控制系統的設計與實現[D].武漢科技大學，2018（1006）：203+204.

[3]杜麗華，吳建國.循環硫化床鍋爐控制系統的探討[J].山西電力，

2014（1001）：251-253.

[4]陳惠杰.淺談循環硫化床鍋爐風系統優化措施[J].山東工業技術，

2017（11）：38.