文档介绍：烟火管式锅炉管板裂纹成因分析及防治
【摘要】烟火管式锅炉在使用过程中出现烟管管口开裂和管板裂纹,是锅炉运行工作的一个危险信号,如果继续运行,轻则会使锅炉报废,重则可能引起安全事故。因此,当发现这种现象时,必须立即停炉,对锅炉及运行状况综合分析,采取有效的处理措施。
【关键词】管板;裂纹;成因分析;处理措施
前言
烟火管式锅炉在采暖领域广泛应用,在实际运行过程中,该型锅炉多次出现后管板高温区烟管管口开裂和管板裂纹现象,轻者造成锅炉损坏,重则酿成安全事故。为彻底消除该安全隐患,现以具有代表性的一台wns型燃气锅炉进行分析。
wns型燃气锅炉结构
,二回程烟管结构,2009—2010年采暖期结束后,在进行常规检查时,发现管板受热面结垢严重。后管板高温区发现数根烟管管口开裂并泄露。同时烟管裂纹由焊缝向管板延伸,管板经钢刷打磨后出现肉眼可见裂纹,但管板孔桥无贯通。锅炉管板为16mn材料,厚度为16 mm,锅炉烟管为全焊接结构。
1、原因分析
。在使用过程中极易将管网、散热器内部形成的锈蚀带入锅炉,并在锅炉内沉淀积累。2008年,该地对采暖管网进行过全部更新改造,更新后因管网冲洗不到位而将管网施工过程中的残余泥沙和铁锈带入锅炉。这些锈蚀和泥沙会和锅炉水垢一同附着在锅筒壁上,影响锅炉传热,导致烟管中烟温过高。
。在内部检验时发现锅炉大量结垢,后管板水垢明显。水垢的导热系数较钢板低数十倍,使高温烟气冲刷后管板不能迅速将热量传递给炉水,该部位金属温度升高,金属抗拉强度下降。在正常压力下,该部位金属经受接近于它的屈服点的拉伸力产生裂纹。
。高温区烟管在焊接前,要求进行预胀以消除间隙。根据制造厂资料,该锅炉烟管有相关的预胀工艺记录。但根据现场割下情况看,部份烟管预胀没有达到预期目的,烟管壁与管板间存在间隙。由于入口烟温、烟速都很高,该处的换热强度高,锅水高度浓缩,特别是管子与管孔间隙内更为严重,管孔的间隙处出现高浓度的碱性浓缩物,加上交变的温差应力,因而在管端及管孔的局部地方产生苛性脆化和金属疲劳现象,随着时间的推移,苛性脆化和疲劳引起裂纹扩张,造成端口开裂,出现泄漏。
。根据《蒸汽锅炉安全技术监察规程》、gb/t16508
—1996《锅壳锅炉受压元件强度计算》及有关锅炉制造技术标准的要求,当管板与600℃以上的烟气接触时,,焊缝的外观成形良好及焊脚高度尺寸要求达到一定的标准,且应采取措施消除烟管外壁与管孔的间隙。经实际测量发现,该锅炉部分烟管端伸出焊缝长度最长达3~4mm,已远远超出标准要求。后管板高温区的热负荷最高,由于管端伸出管板较长导致管端冷却不良,会使管端过热产生裂纹并延伸至管板。
,后管板近管区域水循环不良,会导致近管区产生
“过热沸腾”,产生热裂纹。
。供热系统的缺陷、锅炉水质处理不当,都导致该区域烟管及管板换热不理想,在实际运行中造成金属过热。再加上烟管超长,管端在高烟气流速情况下,从烟气得到的热量不能有效地传给锅内介质