浅谈快装锅炉锅筒鼓包变形的原因及处理

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1、浅谈快装锅炉锅筒鼓包变形的原因及处理0.概述在对我县一台KZG1-0.7型锅炉进行定期检验时，发现锅筒底部有一凸出鼓包。鼓包位于燃烧室隔烟墙上方，鼓包变形是沿锅筒的纵向，呈明显的丘形鼓包。鼓包凸出高度约45毫米，进入锅筒内检查，锅筒底部内壁沉积泥渣，结生水垢，鼓包变形部位水垢显白黄色，水垢厚6-8毫米，比较坚硬。快装锅炉的锅筒底部位于燃烧室内，直接受高温火焰辐射，烟气冲刷,当其壁温超过金屈强度允许的温度范围时，金属强度就会下降，工作应力就可能超过金属的屈服极限，使金属壁发生塑性屈服，进而改变锅筒的几何形状，出现宏观可见的凸出变形，这种现象就称为鼓包变形。1・鼓包变形的原因分析鼓包变形

2、的根本原因是锅内严重结垢，受压元件（锅筒）没有得到良好的冷却，致使金属壁温过高。锅筒钢材为20号碳钢，对于碳钢，工作温度在400°C以下被认为是安全的，火侧表面金属壁温最高不超过450°C,当壁温超过就冇变形损坏的危险。其原因：第一，温度升高超过设计规定值时，金属的强度下降，在高温下金属已不具有原來的强度。碳钢在高温条件下，强度下降的幅度是很大的，此时如果工作压力不变，即使材料内部仍保持原来的应力水平，受压元件必然发生塑性变形直到破坏。第二，対于碳钢，当壁温大于400°C时，金属内部将发生晶粒滑移，形成明显的蠕变。所谓蠕变就是指金属受高温和不变应力的共同作用下，不断发生塑性变形的现象

3、。当温度高达700-900°C时，金属加速蠕变的全过程也只有几分钟的时间就使受压元件立刻损坏。第三，在高温下，碳钢组织中的珠光体球化，而使材料失去抵抗外力的能力。锅筒底部沉积泥渣，结生水垢其主要是使用单位存在着对锅炉管理不善的问题，给水不经处理，锅水不进行监督，乂不进行定期检修和清洗水垢，而使锅筒金属壁温过高，直至过热产生鼓包变形。2.鼓包变形的处理方法鼓包变形一般可分严重的鼓包变形和不严重的鼓包变形、轻微的鼓包变形三种。（1）严重鼓包变形部应采取挖补的处理方法，严重鼓包变形指的是:①鼓包变形深度（或高度）＞35毫米。②深度虽小于35毫米，但鼓包变形已产生裂纹。③管板平面的凸凹部分超

4、过原平面25毫米。④金属出现过烧现象。以上四条情况之一者，都必须通过挖补的方法来处理修复。根据对我县这台KZG1-0.7型锅炉底部出现的鼓包变形缺陷，耍求其清除锅内水垢釆用挖补的方法按以下工艺要求进行挖补修复。第一，挖补所用的材料（包括焊接材料）应满足锅炉原设计要求，使补板和原主板的材质一致。第二，补板的下料应根据现场实测，并事先做出样板。在周边要消除尖角（避免焊接时应力集中），边角部位要制成曲率半径R2100毫米的圆角。第三，锅壳的补板无论长度a和宽度b均不得小于250毫米。因为补板过小，周围钢板对它的拘束变大，焊接时产生的残余应力与补板的面积大小成反比，补板的面积小，相对刚度就大

5、，焊后残存的金属内部的应力就大。第四，补板与主板间的拼缝间隙02毫米。第五，应按《锅炉受压元件焊接技术条件》施焊。第六，焊后应对焊接接头进行局部热处理，减少或消除焊接的残余应力。局部热处理可采用乙烘火焰均匀加热焊接接头，加热至600-650°C,用石棉灰保温冷却至常温。（2）在检验中，如发现锅筒底部鼓包变形为下列情况之一者，属不严重鼓包变形。则处理方法可采用加热顶回法。%1凹陷深度和凸起高度〈35毫米。②鼓包变形处无裂纹。③剩余的主板厚仍能保证原板厚的80%以上（可用超声波测厚仪测得壁厚）。④无过烧现象。（3）轻微鼓包变形可暂时不修，待停炉检修时再处理，但是要注意观察变形鼓包的变化情

6、况。鼓包变形为下列情况之一者属轻微鼓包变形。%1变形的深度（或高度）1.5%dw；在外向火侧,变形深度＜2%dwo%1最大变形尺寸（凸出高度）〈15毫米。%1变形面积在100X100毫米以内。%1变形及其附近区域无裂纹，过烧等异常现象。2.预防措施（1）做好锅炉水质处理工作，方法可采用炉外软化处理，炉内加药处理，以使锅炉用水达到国家要求，保证锅炉安全经济运行。（2）加强锅炉运行管理，坚持定期排污，及时清除锅炉内的沉渣。4•修复后检验3.1外观检查%1变形修复的边缘与原壳体圆滑过渡，不得有棱角，尽量保证补板的曲率与原锅壳的曲率相吻合。%1修后的边缘偏差不得超过2毫米。%1经校正后的锅売

7、，其允许存在的变形不得超过0.3dh,且最大不得超过土6毫米。%1被加工表面凸凹、疤痕等缺陷，其深度Wlnini时，可将其磨光，并平滑过渡，其深度＞1毫米应补焊磨平。4.2焊缝检验挖补后对焊接进行100%射线探伤。按照GB3323-82标准，符合二级要求。4.3水压试验水压试验按《锅炉水压试验技术条件》和《蒸汽锅炉安全技术监察规程》进行。锅筒是一个具有很大汽水容积的受压元件，在锅炉发生故障中，受压元件潜藏爆炸隐患的故障最严重，最危险。因而锅炉运行应采取预防