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        一起鍋爐鼓包開裂事故分析處理及預(yù)防措施

        2016-04-14 14:20:32陳九龍
        中國科技博覽 2015年26期
        關(guān)鍵詞:開裂鼓包維修

        陳九龍

        [摘 要]本文用一臺(tái)鍋爐鍋筒鼓包開裂事故闡述了臥式鍋爐鼓包的檢驗(yàn)、維修、原因分析以及預(yù)防措施。

        [關(guān)鍵詞]鍋爐、鼓包、開裂、檢驗(yàn)、維修、原因、預(yù)防

        中圖分類號(hào):TK228 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2015)26-0025-01

        0 引言

        近年來,我省房地產(chǎn)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,灰砂磚的需求增多。因此DZL(單鍋筒縱置式鏈條爐排)臥式鍋爐得到廣泛應(yīng)用。隨著此類蒸汽鍋爐數(shù)目增加較多,但是各種事故常有發(fā)生,尤其是鍋筒鼓包開裂事故,危害極大。如何正確檢查分析鼓包開裂情況,對查明事故發(fā)生原因、防止事故擴(kuò)大、采取正確的處理方法,制定合理的維修工藝以及預(yù)防措施具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

        1 事故概況

        1.1 設(shè)備概況

        我省某環(huán)保磚廠一臺(tái)DZL4-1.6-AⅡ型蒸汽鍋爐,生產(chǎn)于2011年1月,于同年4月投入使用。該爐鍋筒材質(zhì)16MnG,直徑φ1800mm,水處理形式為鍋外,實(shí)際使用壓力為1.3MPa。

        1.2 設(shè)備事故概況

        2014年5月某日該爐在運(yùn)行時(shí),司爐工發(fā)現(xiàn)鍋筒底部鼓包,且有泄漏現(xiàn)象,隨即停爐,并第一時(shí)間將事故情況報(bào)告了相關(guān)部門。

        2 檢驗(yàn)情況

        接到當(dāng)?shù)刭|(zhì)監(jiān)局以及使用單位的委托,我所于次日進(jìn)廠。待鍋爐安全冷卻后,進(jìn)行內(nèi)部檢驗(yàn),并重點(diǎn)檢查了鼓包泄漏位置。

        2.1 宏觀檢驗(yàn)及測厚

        經(jīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鍋筒底部距前管板1000mm處,有700mm×400mm×40mm(長×寬×高)的鼓包,且鼓包最高點(diǎn)已開裂,裂縫長50mm,寬5mm(圖1、圖2)。受壓部件水垢厚度為2-3mm,尤其是鼓包區(qū)域,水垢堆積最高為2000mm。經(jīng)測量鼓包中心金屬區(qū)域剩余壁厚及附近正常位置壁厚,未發(fā)現(xiàn)異常。

        2.2 硬度測試

        經(jīng)里氏硬度計(jì)測試,正常部位硬度為135HB,鼓包開裂處的硬度為109HB,低于正常位置的硬度值。

        2.3 材質(zhì)分析

        該鍋筒材質(zhì)為16MnG,經(jīng)型號(hào)為Arc-8000全定量光譜儀進(jìn)行測量,鼓包泄漏處的主要元素C的含量僅為0.09%,與正常位置測試的C含量0.16%相距較大,造成強(qiáng)度的明顯下降。

        2.4 磁粉探傷檢驗(yàn)

        鼓包處(不包括開裂處)經(jīng)過磁粉探傷檢驗(yàn),未發(fā)現(xiàn)裂紋。

        2.5 金相分析

        在正常位置處的金相組織為鐵素體+珠光體(圖3),珠光體區(qū)域完整,層片狀碳化物開始分散,已傾向性球化,球化級(jí)別2級(jí)。而鼓包開裂處進(jìn)行現(xiàn)場金相分析,組織為鐵素體+極少量珠光體(圖4),珠光體形態(tài)特征基本已消失,球狀碳化物沿晶界聚集,已完全球化,球化級(jí)別5級(jí),可見該位置的材質(zhì)已劣化。

        2.6 水質(zhì)檢驗(yàn)

        根據(jù)該爐近期的鍋爐水質(zhì)報(bào)告(圖5)結(jié)論可知,水質(zhì)不合格,對該爐存在較大的隱患。

        3 事故產(chǎn)生的原因分析

        通過上述檢驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)場調(diào)查情況,事故產(chǎn)生的主要原因:

        3.1鍋爐使用單位管理人員對安全認(rèn)識(shí)不足,企業(yè)對安全生產(chǎn)重視不夠。

        3.2該爐水處理設(shè)施已失效,鍋爐給水不合格。且沒有按時(shí)排污,排污量不夠,鍋筒底部的垢渣不能充分排出,加帶了水垢的生成。由于大量的水垢不僅影響正常的水循環(huán),更會(huì)使金屬傳熱嚴(yán)重惡化。

        3.3鍋筒鼓包開裂位置位于爐膛燃燒室溫度最高處,直接受火焰輻射,煙氣沖刷,在鍋筒底部嚴(yán)重結(jié)垢情況下,很容易造成金屬過熱,且水垢導(dǎo)熱性極差,這時(shí)鍋筒金屬壁溫不能及時(shí)有效的傳導(dǎo)給鍋水,便得不到有效的冷卻。當(dāng)壁溫超過允許溫度,金屬強(qiáng)度下降,隨著長時(shí)間的傳熱惡化,溫度上升,強(qiáng)度急劇下降,工作壓力超過金屬屈服極限發(fā)生塑性變形,即宏觀檢查表現(xiàn)為鼓包現(xiàn)象。一旦超過其強(qiáng)度極限時(shí),即金屬出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。

        4 缺陷的維修

        綜上檢驗(yàn)結(jié)果匯總,根據(jù)國家96版《鍋爐定期檢驗(yàn)規(guī)則》承壓部位的變形高度不超過原直徑的1.5%且不大于20mm,該鍋筒變形高度為40mm,且該鼓包位置金相組織已劣化。故該鍋爐應(yīng)由具備相關(guān)資質(zhì)的單位進(jìn)行挖補(bǔ)修理。其主要修理工藝措施如下:

        4.1清除鍋爐內(nèi)的水垢和垢渣。

        4.2確定挖補(bǔ)區(qū)域后,選擇一塊質(zhì)量符合要求,其材質(zhì)、規(guī)格與原鍋筒圓弧度相同的補(bǔ)板(由于本次采用方形補(bǔ)板進(jìn)行挖補(bǔ),且挖補(bǔ)位置遠(yuǎn)離鍋筒原焊縫,因此補(bǔ)板四個(gè)角應(yīng)為半徑不小于100mm的圓角)經(jīng)過打磨、開破口后,按照修補(bǔ)焊接工藝進(jìn)行焊接。

        4.3焊接結(jié)束后,對挖補(bǔ)處的焊縫表面用砂輪打磨至圓滑過渡,經(jīng)外觀檢查合格后,進(jìn)行100%射線檢測,其結(jié)果應(yīng)符合相關(guān)要求。

        4.4鍋筒底部挖補(bǔ)、焊接、外觀檢查、無損檢測合格后,按標(biāo)準(zhǔn)對鍋爐本體進(jìn)行水壓試驗(yàn),試驗(yàn)壓力為2.0MPa。

        5 事故后的管理及預(yù)防措施

        根據(jù)事故分析的結(jié)果,要求使用單位認(rèn)真吸取教訓(xùn),采取事故防范措施。

        5.1建立健全設(shè)備運(yùn)行及管理各項(xiàng)規(guī)章制度以及水質(zhì)化驗(yàn)記錄,并認(rèn)真貫徹執(zhí)行。

        5.2加強(qiáng)各級(jí)責(zé)任人員的培訓(xùn),特別是司爐工的技術(shù)培訓(xùn)和工作責(zé)任心。

        5.3水處理措施應(yīng)重新使用,對鍋爐給水進(jìn)行處理,必須達(dá)到鍋爐給水符合《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》GB1576-2008的要求。并設(shè)置專職的水質(zhì)化驗(yàn)員,加強(qiáng)水質(zhì)管理,做好水質(zhì)化驗(yàn)工作。

        6結(jié)束語

        該鍋爐在按照上述修補(bǔ)工藝維修后,安全運(yùn)行至今??梢姴扇∮行У奶幚韺Σ吆透倪M(jìn)措施后很好的保證了設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》.

        [2] 《鍋爐定期檢驗(yàn)規(guī)則》.

        [3] 《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》.

        [4] 朱元《鍋爐鼓包事故的原因及預(yù)防》《科教導(dǎo)刊》電子版,2013.5.

        [5] 黃寶音《鍋爐鼓包事故分析及處理》《內(nèi)蒙古科學(xué)與經(jīng)濟(jì)》第4期,2007.2.

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