1、第24卷第7期 中国特种设备安全 49 缺陷橱验案例 谭 蓬 陈 明 备检验检测中心浙江 汽包是锅炉设备中水汽系统的重要组成部分， 其温度、压力高，工作条件恶劣，因此对汽包运行的 安全性要求较高。在一定运行工况下，汽包内焊缝 及开孔部位受到热交变应力、结构应力等应力作用 将产生缺陷，如不及时发现及处理，无疑会给设备 运行带来严重的安全隐患。 通过对多台电站锅炉的内部检验，发现汽包的 主要缺陷有孔桥裂纹、管口裂纹、焊缝裂纹、汽水挡 板预埋件裂纹等等。本文主要针对检验时发现的3 个汽包缺陷进行分析研究。 1水冷壁孔桥裂纹 11锅炉概况 宁波某热电厂3炉系UG一3539一M型，1994年12 月投入
2、运行。锅炉的燃料为燃煤，燃烧方式为链条 炉排。 12检验情况 在对该锅炉进行定期检验时，发现汽包内壁与 左墙前数第8、9、10、11根水冷壁连接横向孔桥，汽 包内壁与右墙前数第8、9、10、11根水冷壁连接横向 孔桥间有肉眼可见的裂纹。经渗透探伤检查发现， 部分横向孔桥间已经形成贯穿性裂纹，如图1所示。 锅炉汽包内壁孔桥裂纹打磨后经超声波检测后发 现汽包内壁与右墙前数第9、10根水冷壁连接横向 孔桥裂纹深度严重处达1012mm，裂纹呈从孔内壁 向外由深变浅形态。 1-3原因分析 该炉已经运行了10万多小时。机组主要负责调 峰任务，每天早上投入运行，晚上压火，启停次数较 多，因此汽包常处于冷热交
3、替状态下。由于机组启 l事故与缺隐 栎 及原因铆 溱 罄 | | I | l g g |ll| 图1孔间横向孔桥裂纹 停频繁，汽包内温度循环变化产生的循环热应力不 断作用，导致在水冷壁管口处产生了热疲劳裂纹。 如果仅仅是热应力是不会发生疲劳，疲劳是由交变 应力长期反复作用的结果，疲劳断口都能找到疲劳 源即材料不均匀处。拉应力在材料不均匀处产生应 力集中，并导致应力集中处材料的断裂裂纹这种裂 纹扩展以致发生宏观断裂。因此热应力是材料热 疲劳的外部条件，材料本身的不均匀性是热疲劳产 生的内部条件。 2 再循环管孑L裂纹 2。1锅炉概况 宁波某热电厂4炉系NG一7553485一M3型 2003年3月
4、投入运行。锅炉的燃料为燃煤，燃烧方式 为链条炉排。 22检验情况 在对该锅炉进行定期检验时，发现汽包省煤器 再循环管孔内壁出现辐射状裂纹数条，长度沿管孔 纵向30mm右，深度沿管孔径向8mm左右。再循环 维普资讯 5O 中国特种设备安全 第24巷第7期 管口内壁和管口附近汽包母材表面，有大量微裂 纹。具体分布见图2。 图2再循环管孔裂纹 23原因分析 对于省煤器再循环系统，其正确的运行方式是 在锅炉启炉前打开再循环阀门，或在停炉时锅炉给 水在接近于停止时打开再循环阀门，在省煤器、汽 包、再循环管之间形成自然循环。若正常运行时再 循环阀有泄漏，则进入锅炉的给水会从2个路径进 入汽包。一路是锅炉正
5、常运行再循环阀没有泄漏时 的路径，另一路是给水从省煤器经泄漏的再循环 阀，再循环管流入锅筒。若再循环管没有保护套管， 则由再循环阀漏人的给水会在再循环管口处直接 与锅筒内汽水接触。这一路给水是短路运行，可能 流量大流速快，且不均匀地进入汽包与汽水混合， 与经省煤器加热的给水比较起来，泄人的给水与炉 水的温差大，同时给水温度与汽包壁温温差较大， 且中高压锅炉汽包壁较厚，极容易在锅筒内壁再循 环管孔四周的金属产生较大的交变热应力，时间长 了金属就会发生疲劳导致再循环孔产生辐射状的 疲劳裂纹 3简节纵缝裂纹 31锅炉概况 宁波某炼油厂1#炉系WGZ一65396型1980 年1月投入运行。锅炉的燃料为
6、重油，燃烧方式为 室燃。 32检验情况 在对该锅炉进行定期检验时，发现锅筒纵焊缝 附近有微细裂纹，裂纹大多位于纵缝的熔合线并呈 横向开裂，如图3所示。经磁粉探伤确定锅筒以下部 位水侧存在的裂纹缺陷为：上锅筒左数第一筒节，右 数第一筒节纵向焊缝下沿熔合线均有间断裂纹；下 锅筒(除右起第一筒节外)纵向焊缝下沿均有沿熔合 线走向的裂纹。以上发现的裂纹经检修单位打磨后 (打磨深度1-3ram)，消除了裂纹缺陷。同时对上锅简 右起第一筒节纵向焊缝，焊缝下沿熔合线母材进行 了金相检验，经检验金相组织正常。 图3筒节纵缝裂纹 3-3原因分析 锅筒筒节纵缝在锅炉启停及运行的过程中承受 了结构应力、焊接应力、附
7、加热应力等应力的叠加作 用因此纵缝承受的应力水平高是致使裂纹产生 的主要原因。由于汽包简体壁厚较大，因此筒节初 轧时很难保证达到理想状态。同时在锅炉启停过 程中焊缝除了承受自身的焊接应力和局部预热产 生的附加热应力外，还要承担相当大的结构应力。 在这种应力状态下，当纵向焊缝冷却收缩时，其焊 缝两侧相对处于冷态的筒体金属便强烈地阻碍焊 缝收缩，对焊缝形成极大的拉应力，致使焊缝产生 裂纹 4结束语 由于汽包的恶劣工作条件，焊缝及开孔部位在 运行过程中极易产生缺陷，同时汽包内压力较高，一 旦产生缺陷，存在安全隐患，势必要停机停炉，影响 机组的安全经济运行。因此应采取更适合机组的运 行方式，避免缺陷产生。同时加强对汽包的监督、检 验力度，及时发现并解决问题，保证机组的安全、经 济运行。 f收稿日期200802221 维普资讯
