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)備安全檢測研究院，云南 昆明 650228）

對一起臥式快裝鍋爐鍋筒鼓包事故進行了理論分析，找出了事故原因，提出了改進意見和預(yù)防措施，以避免此類事故的發(fā)生。

鍋筒；鼓包；自來水；樹脂

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

1 鍋爐概況

該爐出廠時間為2009-02，2010-07安裝投用，至發(fā)生事故時已使用近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，大量樹脂外泄，現(xiàn)離子交換器筒體視鏡中未見樹脂。

2 檢驗情況

鼓包事故發(fā)生在鍋筒底部中心線上，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)表面無氧化和脫碳現(xiàn)象。

圖1 鼓包事故圖

進入鍋筒內(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30 mm。對鍋筒鼓包周圍未變形部位取樣作材質(zhì)化驗及力學(xué)性能試驗，結(jié)果如表1所示。

各項實測值符合GB 713《鍋爐和壓力容器用鋼板》的規(guī)定。

鍋筒力學(xué)性能試驗結(jié)果如表2所示。

表1 鍋筒材質(zhì)取樣化驗結(jié)果表

元素名稱碳（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 實測值/（%）0.180.250.550.0230.005

表2 鍋筒力學(xué)性能試驗結(jié)果表

性能抗拉強度/MPa屈服點（不小于）/MPa斷后伸長率（不小于）/（%） GB 713《鍋爐和壓力容器用鋼板》允許值/（%）400～52024525 實測值44032029

各項實測值符合GB 713《鍋爐和壓力容器用鋼板》的規(guī)定。

此外還對鼓包向火側(cè)表面取5個點分別作磁粉、金相、硬度及壁厚檢查（測點分布如圖2所示），其中測點1為鼓包中心，測點2、3、4為鼓包邊緣，測點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、檢查和試驗結(jié)果，此次鼓包事故可排除設(shè)計、制造時材料本身的缺陷原因。

圖2 測點分布圖

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 測點1未見表面缺陷未檢測14711.9 測點2未見表面缺陷鐵素體＋珠光體（珠光體輕度球化）晶粒度6～7級15513.6 測點3未見表面缺陷鐵素體＋珠光體（珠光體輕度球化）晶粒度7級15413.8 測點4未見表面缺陷鐵素體＋珠光體（珠光體輕度球化）晶粒度7級15713.5 測點5未見表面缺陷鐵素體＋珠光體（珠光體輕度球化）晶粒度7級未檢測13.2

現(xiàn)對使用過程進行分析：該廠無持證水處理人員，水處理設(shè)備失效后，并未及時修復(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年的時間內(nèi)直接使用原水作為鍋爐給水。我院對該廠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)值實測值 硬度/（mmol/L）≤0.032.3 堿度/（mmol/L）—2.0 pH（25 ℃）≥77.0

可見，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允許使用溫度，金屬強度下降，在內(nèi)壓作用下鍋筒鼓包變形。

4 處理和建議

根據(jù)檢驗、檢查結(jié)果，用戶委托持證修理單位采用挖補方法修復(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)督檢驗合格。挖補前應(yīng)用機械除垢和化學(xué)清洗方法，清除了鍋內(nèi)所有的水垢、泥垢。

針對事故原因，建議用戶將已經(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］中國特種設(shè)備檢測研究院，中國鍋爐水處理協(xié)會，哈爾濱鍋爐廠有限責(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］中國特種設(shè)備檢測研究院，國家質(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鍋爐定期檢驗規(guī)則［S］.北京：新華出版社，2015.

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

［4］中國鍋爐水處理協(xié)會.GB/T 1576—2008工業(yè)鍋爐水質(zhì)［S］.北京：中國標(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，工程師，研究方向為鍋爐安全技術(shù)檢驗檢測。

〔編輯：張思楠〕