一起臥式快裝鍋爐鍋筒鼓包事故的分析

徐紹瑋

一起臥式快裝鍋爐鍋筒鼓包事故的分析

徐紹瑋

（云南省特種設(shè)備安全檢測(cè)研究院，云南 昆明 650228）

對(duì)一起臥式快裝鍋爐鍋筒鼓包事故進(jìn)行了理論分析，找出了事故原因，提出了改進(jìn)意見(jiàn)和預(yù)防措施，以避免此類(lèi)事故的發(fā)生。

鍋筒；鼓包；自來(lái)水；樹(shù)脂

某廠(chǎng)1臺(tái)DZL1-1.0-AⅡ型臥式快裝鍋爐發(fā)生了一起鍋筒鼓包事故，我院受用戶(hù)委托，委派筆者對(duì)鼓包事故進(jìn)行檢驗(yàn)和分析。

1 鍋爐概況

該爐出廠(chǎng)時(shí)間為2009-02，2010-07安裝投用，至發(fā)生事故時(shí)已使用近7年。鍋筒內(nèi)徑1 200 mm，壁厚14 mm，材質(zhì)為Q245R。水處理設(shè)備為NN500型逆流再生鈉離子交換器，原水為城市自來(lái)水，該水處理設(shè)備已于發(fā)生事故前約1年損壞失效，大量樹(shù)脂外泄，現(xiàn)離子交換器筒體視鏡中未見(jiàn)樹(shù)脂。

2 檢驗(yàn)情況

鼓包事故發(fā)生在鍋筒底部中心線(xiàn)上，如圖1所示，鼓包中心距筒體環(huán)縫向前950 m，鼓包為橢圓形，尺寸為640 mm×530 mm，鼓起高度60 mm，鼓包向火側(cè)表面無(wú)氧化和脫碳現(xiàn)象。

圖1 鼓包事故圖

進(jìn)入鍋筒內(nèi)檢查，發(fā)現(xiàn)鍋內(nèi)被大量垢渣及泥垢覆蓋，其中鍋筒底部覆蓋物最厚達(dá)30 mm。對(duì)鍋筒鼓包周?chē)醋冃尾课蝗幼鞑馁|(zhì)化驗(yàn)及力學(xué)性能試驗(yàn)，結(jié)果如表1所示。

各項(xiàng)實(shí)測(cè)值符合GB 713《鍋爐和壓力容器用鋼板》的規(guī)定。

鍋筒力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表1 鍋筒材質(zhì)取樣化驗(yàn)結(jié)果表

元素名稱(chēng)碳（C）硅（Si）錳（Mn）磷（P）硫（S） GB 713《鍋爐和壓力容器用鋼板》允許值/（%）≤0.20≤0.350.50～1.10≤0.025≤0.010 實(shí)測(cè)值/（%）0.180.250.550.0230.005

表2 鍋筒力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果表

性能抗拉強(qiáng)度/MPa屈服點(diǎn)（不小于）/MPa斷后伸長(zhǎng)率（不小于）/（%） GB 713《鍋爐和壓力容器用鋼板》允許值/（%）400～52024525 實(shí)測(cè)值44032029

各項(xiàng)實(shí)測(cè)值符合GB 713《鍋爐和壓力容器用鋼板》的規(guī)定。

此外還對(duì)鼓包向火側(cè)表面取5個(gè)點(diǎn)分別作磁粉、金相、硬度及壁厚檢查（測(cè)點(diǎn)分布如圖2所示），其中測(cè)點(diǎn)1為鼓包中心，測(cè)點(diǎn)2、3、4為鼓包邊緣，測(cè)點(diǎn)5為鍋筒環(huán)焊縫熱影響區(qū)。

磁粉、金相、硬度及壁厚檢查結(jié)果如表3所示。

3 原因分析和結(jié)論

基于上述檢測(cè)、檢查和試驗(yàn)結(jié)果，此次鼓包事故可排除設(shè)計(jì)、制造時(shí)材料本身的缺陷原因。

圖2 測(cè)點(diǎn)分布圖

表3 磁粉、金相、硬度及壁厚檢查結(jié)果表

磁粉金相硬度/HB壁厚/mm 測(cè)點(diǎn)1未見(jiàn)表面缺陷未檢測(cè)14711.9 測(cè)點(diǎn)2未見(jiàn)表面缺陷鐵素體＋珠光體（珠光體輕度球化）晶粒度6～7級(jí)15513.6 測(cè)點(diǎn)3未見(jiàn)表面缺陷鐵素體＋珠光體（珠光體輕度球化）晶粒度7級(jí)15413.8 測(cè)點(diǎn)4未見(jiàn)表面缺陷鐵素體＋珠光體（珠光體輕度球化）晶粒度7級(jí)15713.5 測(cè)點(diǎn)5未見(jiàn)表面缺陷鐵素體＋珠光體（珠光體輕度球化）晶粒度7級(jí)未檢測(cè)13.2

現(xiàn)對(duì)使用過(guò)程進(jìn)行分析：該廠(chǎng)無(wú)持證水處理人員，水處理設(shè)備失效后，并未及時(shí)修復(fù)，也未采取其他有效的水處理手段（比如鍋內(nèi)加藥），在約1年的時(shí)間內(nèi)直接使用原水作為鍋爐給水。我院對(duì)該廠(chǎng)所使用的原水取樣分析，結(jié)果如表4所示。

表4 原水取樣分析表

GB/T 1576《工業(yè)鍋爐 水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)值實(shí)測(cè)值 硬度/（mmol/L）≤0.032.3 堿度/（mmol/L）—2.0 pH（25 ℃）≥77.0

可見(jiàn)，給水硬度嚴(yán)重超標(biāo)。且此原水硬度大于堿度，為非堿性水。此類(lèi)原水不經(jīng)處理直接作為鍋爐給水，鍋內(nèi)將極易結(jié)垢，大量垢渣覆蓋鍋筒底部，使金屬不能被水及時(shí)冷卻，而該部位直接受爐膛高溫火焰輻射，壁溫不斷升高并超過(guò)允許使用溫度，金屬?gòu)?qiáng)度下降，在內(nèi)壓作用下鍋筒鼓包變形。

4 處理和建議

根據(jù)檢驗(yàn)、檢查結(jié)果，用戶(hù)委托持證修理單位采用挖補(bǔ)方法修復(fù)了鍋筒鼓包，修復(fù)后的鍋筒如圖3所示，修理質(zhì)量經(jīng)我院監(jiān)督檢驗(yàn)合格。挖補(bǔ)前應(yīng)用機(jī)械除垢和化學(xué)清洗方法，清除了鍋內(nèi)所有的水垢、泥垢。

針對(duì)事故原因，建議用戶(hù)將已經(jīng)失效的NN500逆流再生鈉離子交換器更換為比較容易管理和使用的流量控制型全自動(dòng)鈉離子交換器，并且配備了持證水處理人員，做好水質(zhì)監(jiān)督工作，確保水質(zhì)符合GB/T 1576《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》，堅(jiān)持定期排污、定期檢查，消除事故隱患。

圖3 修復(fù)后的鍋筒

［1］中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院，中國(guó)鍋爐水處理協(xié)會(huì)，哈爾濱鍋爐廠(chǎng)有限責(zé)任公司，等.TSG G0001—2012鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程［S］.北京：新華出版社，2012.

［2］中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院，國(guó)家質(zhì)檢總局特種設(shè)備安全監(jiān)察局，河南省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，等.TSGG 7002—2015鍋爐定期檢驗(yàn)規(guī)則［S］.北京：新華出版社，2015.

［3］武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司，冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院，江蘇沙鋼集團(tuán)有限公司，等.GB 713—2014鍋爐和壓力容器用鋼板［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2014.

［4］中國(guó)鍋爐水處理協(xié)會(huì).GB/T 1576—2008工業(yè)鍋爐水質(zhì)［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

2095－6835（2020）06－0116－02

TK228

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.06.045

徐紹瑋（1975—），男，云南昆明人，大專(zhuān)，工程師，研究方向?yàn)殄仩t安全技術(shù)檢驗(yàn)檢測(cè)。

〔編輯：張思楠〕