周 波，謝屹鵬，陳 靜

（河南省鍋爐壓力容器檢驗(yàn)技術(shù)科學(xué)研究院，河南 鄭州 450016）

1 前言

工業(yè)鍋爐是指向工業(yè)生產(chǎn)或生活用途提供蒸汽、熱水的鍋爐，一般是指額定工作壓力不大于2.5 MPa 的鍋爐［1］。鍋爐定期檢驗(yàn)是指根據(jù)特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范對(duì)在用鍋爐的安全與節(jié)能狀況進(jìn)行的符合性驗(yàn)證活動(dòng)，包括運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行的外部檢驗(yàn)、停爐狀態(tài)下進(jìn)行的內(nèi)部檢驗(yàn)和水（耐）壓試驗(yàn)，內(nèi)部檢驗(yàn)是指鍋爐在停爐狀態(tài)下，對(duì)鍋爐各個(gè)部位、各個(gè)部件的當(dāng)前狀態(tài)是否符合安全技術(shù)規(guī)范進(jìn)行的符合性驗(yàn)證活動(dòng)［2］。

為了提高檢驗(yàn)工作質(zhì)量，規(guī)范檢驗(yàn)人員報(bào)告出具，全面提升檢驗(yàn)人員總體素質(zhì)，進(jìn)一步加深檢驗(yàn)人員對(duì)工業(yè)鍋爐內(nèi)部檢驗(yàn)缺陷的理解，總結(jié)缺陷分布規(guī)律，提高缺陷檢出速度和檢出效率，服務(wù)企業(yè)。對(duì)照相關(guān)法律法規(guī)、安全技術(shù)規(guī)范的要求，文章采集了某年全省工業(yè)鍋爐內(nèi)部檢驗(yàn)報(bào)告6 963 份，對(duì)其中124臺(tái)停止運(yùn)行工業(yè)鍋爐內(nèi)部檢驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、匯總、分析，對(duì)重點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，以此找出工業(yè)鍋爐內(nèi)部檢驗(yàn)過程中易產(chǎn)生缺陷的部位、易產(chǎn)生缺陷的類型，總結(jié)規(guī)律，為今后的工業(yè)鍋爐內(nèi)部檢驗(yàn)提供重點(diǎn)。

2 停止運(yùn)行工業(yè)鍋爐統(tǒng)計(jì)分析

2.1 停止運(yùn)行鍋爐比率

工業(yè)鍋爐內(nèi)部檢驗(yàn)總臺(tái)數(shù)共計(jì)6 963 臺(tái)，停止運(yùn)行鍋爐共有124 臺(tái)，停止運(yùn)行鍋爐比率為1.78%，詳見圖1。其中因八大缺陷（裂紋、起槽、過熱、變形、泄漏、腐蝕、磨損、水垢）停止運(yùn)行的工業(yè)鍋爐101臺(tái)，占總停止運(yùn)行鍋爐的81.45%。

圖1 停止運(yùn)行鍋爐數(shù)比率Fig.1 Ratio of boilers out of operation

因非八大缺陷（如工業(yè)鍋爐因鍋爐房不獨(dú)立、違法修理、違法移裝無任何資料、手續(xù)等原因）停止運(yùn)行的工業(yè)鍋爐23 臺(tái)，占總停止運(yùn)行鍋爐的18.55%。因非八大缺陷停止運(yùn)行的23 臺(tái)工業(yè)鍋爐涉及以下問題。

（1）因企業(yè)私自維修未提供修理手續(xù)而出具停止運(yùn)行報(bào)告涉及11臺(tái)。

（2）因安全附件不合格而出具停止運(yùn)行報(bào)告涉及8臺(tái)。

（3）因鍋爐房不獨(dú)立而出具停止運(yùn)行報(bào)告涉及3臺(tái)。

（4）除此之外，有1臺(tái)所出具的停止運(yùn)行報(bào)告結(jié)論是鍋爐爐膛內(nèi)后部排污管保溫脫落和爐墻開裂造成漏水嚴(yán)重。

2.2 停止運(yùn)行鍋爐類型數(shù)對(duì)比

停止運(yùn)行鍋爐共有124 臺(tái)，其中，蒸汽鍋爐107臺(tái)，熱水鍋爐17臺(tái)，詳見圖2。由此可以看出蒸汽鍋爐的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出熱水鍋爐的數(shù)量，這也與蒸汽鍋爐在使用中的數(shù)量占據(jù)絕大多數(shù)相符合。

圖2 停止運(yùn)行鍋爐類型數(shù)對(duì)比Fig.2 Comparison of types of boilers out of operation

2.3 停止運(yùn)行鍋爐缺陷類型分析

工業(yè)鍋爐缺陷分布規(guī)律主要按裂紋、起槽、過熱、變形、泄漏、腐蝕、磨損、水垢共八大缺陷類型進(jìn)行分析。124 臺(tái)停止運(yùn)行的工業(yè)鍋爐中因鍋爐本體缺陷停止運(yùn)行的為101 臺(tái)，總?cè)毕輸?shù)為166 臺(tái)，其中存在裂紋缺陷13 臺(tái)，占總?cè)毕輸?shù)的7.83%，占停止運(yùn)行臺(tái)數(shù)的10.48%；存在過熱缺陷15 臺(tái)，占總?cè)毕輸?shù)的9.04%，占停止運(yùn)行臺(tái)數(shù)的12.10%；存在變形缺陷33 臺(tái)，占總?cè)毕莸?1.02%，占停止運(yùn)行臺(tái)數(shù)的26.61%；存在泄漏缺陷46 臺(tái)，占總?cè)毕輸?shù)的27.71%，占停止運(yùn)行臺(tái)數(shù)的37.10%；存在腐蝕缺陷15 臺(tái)，占總?cè)毕輸?shù)9.04%，占停止運(yùn)行臺(tái)數(shù)的12.10%；存在磨損缺陷數(shù)3 臺(tái)，占總?cè)毕輸?shù)1.81%，占停止運(yùn)行臺(tái)數(shù)的2.42%；存在水垢缺陷數(shù)41 臺(tái)，占總?cè)毕輸?shù)24.70%，占停止運(yùn)行臺(tái)數(shù)的33.06%。詳見圖3，其中總?cè)毕輸?shù)為鍋爐八大缺陷統(tǒng)計(jì)之和。

圖3 停止運(yùn)行鍋爐缺陷類型比例Fig.3 Proportion of defect types of boilers out of operation

2.4 停止運(yùn)行鍋爐缺陷所在部位分析

鍋爐本體缺陷在受壓元件上分布情況，分布在鍋筒40 臺(tái)，占總?cè)毕輸?shù)166 臺(tái)的24.10%，占內(nèi)檢總數(shù)的0.57%；分布在封頭、埋管、頂棚管、后棚管、人手孔圈、沖天管、下腳圈各1 臺(tái)，占總?cè)毕輸?shù)166臺(tái)的0.60%，占內(nèi)檢總數(shù)的0.01%；分布在管板16臺(tái)，占總?cè)毕輸?shù)166 臺(tái)的9.64%，占內(nèi)檢總數(shù)的0.23%；分布在爐膽5 臺(tái)，占總?cè)毕輸?shù)166 臺(tái)的3.01%，占內(nèi)檢總數(shù)的0.07%；分布在水冷壁41 臺(tái)，占總?cè)毕輸?shù)166 臺(tái)的24.70%，占內(nèi)檢總數(shù)的0.59%；分布在對(duì)流管束6 臺(tái)，占總?cè)毕輸?shù)166 臺(tái)的3.61%，占內(nèi)檢總數(shù)的0.09%；分布在集箱15 臺(tái)，占總?cè)毕輸?shù)166 臺(tái)的9.04%，占內(nèi)檢總數(shù)的0.22%；分布在水（汽）管10 臺(tái)，占總?cè)毕輸?shù)166 臺(tái)的6.02%，占內(nèi)檢總數(shù)的0.14%；分布在煙管33 臺(tái)，占總?cè)毕輸?shù)166 臺(tái)的19.88%，占內(nèi)檢總數(shù)的0.47%；分布在拉撐件、省煤器、過熱器各2 臺(tái)，占總?cè)毕輸?shù)166 臺(tái)的1.20%，占內(nèi)檢總數(shù)的0.03%。詳見圖4。

圖4 不同缺陷部位停止運(yùn)行鍋爐數(shù)量分布Fig.4 Distribution of the number of boilers out of operation at different defect locations

2.5 停止運(yùn)行鍋爐爐型分析

單鍋筒縱置式鍋爐72 臺(tái)，占停止運(yùn)行總臺(tái)數(shù)的58.06%；單鍋筒橫置式鍋爐4臺(tái)，占停止運(yùn)行總臺(tái)數(shù)的3.23%；雙鍋筒縱置式11臺(tái)，占停止運(yùn)行總臺(tái)數(shù)的8.87%；雙鍋筒橫置式鍋爐3 臺(tái)，占停止運(yùn)行總臺(tái)數(shù)的2.42%；立式水管式鍋爐16臺(tái)，占停止運(yùn)行總臺(tái)數(shù)12.90%；臥式內(nèi)燃式鍋爐7 臺(tái)，占停止運(yùn)行總臺(tái)數(shù)5.65%；立式火管式、強(qiáng)制循環(huán)式、快裝縱置式鍋爐2 臺(tái)，占停止運(yùn)行總臺(tái)數(shù)1.61%；有機(jī)熱載體鍋爐5 臺(tái)，占停止運(yùn)行總臺(tái)數(shù)4.03%。詳見圖5。

圖5 停止運(yùn)行鍋爐爐型分析Fig.5 Analysis of boiler types out of operation

2.6 停止運(yùn)行鍋爐水處理方式分析（見圖6）

圖6 停止運(yùn)行鍋爐水處理方式分析Fig.6 Analysis of water treatment methods for boilers out of operation

從圖6 可以看出這124 臺(tái)停止運(yùn)行鍋爐主要采用爐外水處理和鍋內(nèi)加藥方式，分別占停止運(yùn)行鍋爐總臺(tái)數(shù)的33.06%和64.52%，其中由鍋爐本體缺陷停止運(yùn)行的101 臺(tái)鍋爐采用爐外水處理方式的有70 臺(tái)，采用鍋內(nèi)加藥方式的有31 臺(tái)，爐外水處理方式出現(xiàn)問題的鍋爐數(shù)量較多。

3 結(jié)論

綜上所述，因本體八大缺陷而停止運(yùn)行的工業(yè)鍋爐101 臺(tái)，因管理方面原因而停止運(yùn)行的工業(yè)鍋爐23臺(tái)，總結(jié)如下。

八大缺陷和非八大缺陷所占百分比可以看出，因八大缺陷原因停止運(yùn)行的工業(yè)鍋爐占比較高，在工業(yè)鍋爐的檢驗(yàn)過程中應(yīng)為重中之重，非八大缺陷原因停止運(yùn)行的工業(yè)鍋爐占比也不低，所以在檢驗(yàn)過程中也應(yīng)重點(diǎn)檢驗(yàn)。

從蒸汽與熱水鍋爐臺(tái)數(shù)對(duì)比可以看出，蒸汽鍋爐在現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用較多。

從停止運(yùn)行鍋爐缺陷所在部位和停止運(yùn)行鍋爐缺陷類型分析，工業(yè)鍋爐在內(nèi)部檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)缺陷以鍋爐的鍋筒、管板、爐膽、集箱、煙管、水冷壁、對(duì)流管束、拉撐件主要受壓部件的裂紋、變形、泄漏、腐蝕、水垢等缺陷為主，耿亞鴿［3］也發(fā)現(xiàn)了類似的規(guī)律。

從鍋筒、集箱、煙管腐蝕、泄漏缺陷產(chǎn)生的原因分析：（1）鍋爐內(nèi)部腐蝕中，水側(cè)的腐蝕主要是氧腐蝕，其腐蝕形態(tài)多以凹坑、斑點(diǎn)狀出現(xiàn)，腐蝕物為鼓包狀的凸起，其實(shí)質(zhì)是電化學(xué)腐蝕。首先，鍋爐給水主要采用含有大量溶解氧的軟化水，使得含有大量溶解氧的補(bǔ)充水進(jìn)入爐內(nèi)；其次，自然循環(huán)鍋爐由于水流速度低，不能將循環(huán)水中因加熱析出的氧氣及時(shí)帶出鍋外排走，而必然附著在金屬壁上，形成氧腐蝕。煙側(cè)腐蝕主要是由于爐膛內(nèi)和煙道內(nèi)存在較大量的二氧化硫、二氧化碳等氣體，在一定條件下生成亞硫酸和碳酸，從而使金屬構(gòu)件受到腐蝕。鍋爐燃煤是造成鍋爐煙側(cè)腐蝕的根本原因，爐膛內(nèi)管受熱面同時(shí)會(huì)受到高溫或低溫、空氣、水蒸汽以及煙氣的作用，表面較容易氧化。另外，停爐期間未做好保養(yǎng)，由于煙管等部件表面潮濕，外界空氣進(jìn)入，會(huì)引起金屬表面大面積氧化腐蝕。（2）煙管泄漏缺陷產(chǎn)生的主要原因分析，煙管泄漏是工業(yè)鍋爐較易發(fā)生的缺陷，在內(nèi)部檢驗(yàn)時(shí)打開煙箱發(fā)現(xiàn)煙管管端有結(jié)灰、結(jié)垢、滲水等泄漏現(xiàn)象。分析其主要原因可能是煙管和管板采用焊接，該處存在較大的焊接應(yīng)力，通常在應(yīng)力集中處腐蝕會(huì)更嚴(yán)重，由于介質(zhì)對(duì)煙管的腐蝕和應(yīng)力集中共同作用導(dǎo)致煙管穿孔泄漏。

從管板裂紋泄漏缺陷產(chǎn)生的主要原因分析：由于煙氣溫度高，管端伸出管板表面部分過長，伸出部分直接與高溫?zé)煔饨佑|，熱負(fù)荷大，因結(jié)垢造成冷卻條件差，長時(shí)間局部過熱，材質(zhì)劣化，將引起材料沖擊韌性下降，容易發(fā)生管板脆性開裂，且造成泄漏。

從煙管、水冷壁管、對(duì)流管束、爐膽變形缺陷產(chǎn)生的主要原因分析：（1）煙管變形的鍋爐一般是水位控制不好的問題。煙管變形一般位于高溫側(cè)的上排，變形最嚴(yán)重的部位一般是在高溫?zé)煔獾倪M(jìn)口處，或有缺水現(xiàn)象，或水位控制裝置失靈，造成鍋爐反復(fù)多次缺水，煙管受高溫?zé)煔饧訜崆业貌坏藉佀目煽坷鋮s，管壁超溫，產(chǎn)生過量的線膨脹，在兩端管板的局限下，產(chǎn)生塑性變形。由司爐工操作不規(guī)范、使用單位管理制度不完善、管理不到位引起。王萬義對(duì)一起事故的分析，也驗(yàn)證了類似的事故原因［4］。（2）由于水冷壁管、對(duì)流管束受高溫輻射熱，通常由于使用單位水處理水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，造成水冷壁結(jié)有水垢或水循環(huán)故障，影響傳熱，使管壁溫度升高，在高溫條件下材質(zhì)強(qiáng)度下降，引起水冷壁管、對(duì)流管束鼓包變形，甚至泄漏。缺水會(huì)導(dǎo)致管子彎曲變形。一是使用單位的鍋爐操作人員和水處理操作管理人員操作不當(dāng)，造成鍋爐水質(zhì)處理不合格和鍋爐排污不科學(xué)、不到位，致使鍋爐的煙管、鍋筒及水冷壁管等主要受壓元部件結(jié)大量水垢；二是沒有做好科學(xué)的定期排污工作，加速了鍋筒、煙管及水冷壁管等主要受壓元部件上的水垢形成。鍋爐嚴(yán)重缺水會(huì)使水循環(huán)破壞，管子得不到可靠冷卻，金屬過熱，剛性降低，發(fā)生彎曲變形。

從停止運(yùn)行鍋爐爐型分析，單鍋筒縱置式鍋爐、雙鍋筒縱置式鍋爐、立式水管式鍋爐占停止運(yùn)行總數(shù)前列，在內(nèi)部檢驗(yàn)時(shí)對(duì)此爐型要認(rèn)真對(duì)待。

從停止運(yùn)行鍋爐水處理方式分析，目前鍋爐水處理的主要方式是爐外水處理和鍋內(nèi)加藥，爐外水處理在內(nèi)檢時(shí)要認(rèn)真查看水處理設(shè)備，并且要根據(jù)水（介）分析報(bào)告進(jìn)行綜合研判。