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西安鍋爐管板開裂的原因以及如何修複?

編輯:陝西AG官方网站管業有限公司時間:2018-12-05

  概述:鍋爐運行中發現爐前右上角外保鐵皮接縫處有蒸汽噴出,職員立即停爐,拆開保溫層發現有一道穿透性裂紋,西安鍋爐管板沒有明顯塑性變形。

  鍋筒內檢查,主裂紋起始於角板拉撐與管板連接的角焊縫根部。該道焊縫表麵質量差,邊沿存在1mm左右的連續性咬邊缺陷。割往這塊角板撐,打磨處理後進行表麵探傷,結果表明,主裂紋基本上沿著焊縫發展,並超出角板拉撐向下穿過管板拚縫,總長達220mm。主裂紋上端有三條近似平行的細裂紋,下端有五條外形不規則的細裂紋。

  原因分析:鍋筒內徑1600mm,管板材料16Mng,角板拉撐材料16Mn,管板與角板拉撐連接是未開坡口的雙麵角焊縫。

  在裂紋四周取3個點,闊別裂紋的管板外表麵取1個點作金相複膜檢查,裂紋邊沿金屬組織未見脫碳,與闊別裂紋處金屬組織及形貌皆相同,均為鐵素體+珠光體,因此可以排除材質原因和苛性脆化,為修複提供了依據。

  剖開裂紋,主裂紋斷麵沿管板厚度方向分為三個區域。第一,裂紋以咬邊溝槽開始,第二,斷麵中部能看到明顯門路狀變化區,第三,斷麵外邊沿區表麵粗糙,是最後撕裂區域。由此可判定這是一起較為典型的疲憊裂紋事故。

  焊縫嚴重咬邊是產生裂紋的主要原因,它一方麵削弱了管板強度,另一方麵造成了應力集中。就在此高應力處形成裂紋源。其次,鍋殼、管板、煙管受熱膨脹各不相同,剛性很大的角板拉撐型式加劇了變形的不協調,形成高應力區。第三,負荷的不均衡,起停頻繁,在交變應力作用下加劇了裂紋的發展。第四,主裂紋兩真個數條小裂紋,是由於上端靠近管板扳邊部位,而下端本來應力就最為集中,加上靠近管板拚縫,各種應力在此疊加。

  修複方法

  由於裂紋較長且穿過管板拚縫,並在主裂紋兩端產生數條細小裂紋,不宜采用補焊方法,隻能挖補。

  補板應是規則外形且四個角應與半徑不小於100mm的圓角,結合實際情況以為,采用圖5所示外形補板是比較合適的。在管板上劃線,切割出補板外形,用角向砂輪磨出X型坡口,角度為30°,補板采用相同材料,也加工出坡口。組裝時用角鋼臨時固定,采用多層多道對稱焊接,焊前預熱,焊後熱處理,並進行100%射線探傷。為了避免補板受到角板拉撐的影響,未在原位置重新焊角板拉撐,而是在距補板兩側焊縫約800mm處各安裝一根圓杆斜拉撐,基本上可讓開補板的熱影響區。經強度計算,可恢複原有額定工作壓力。管板挖補後,該部位至今未發現異常。

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  高壓鍋爐管主要用來製造高壓和超高壓鍋爐的過熱器管、再熱器管、導氣管、主蒸汽管等。高壓鍋爐管行業供求趨勢總體平穩,但是,各具體子行業供求狀況將進一步分化。

  西安高壓鍋爐管是鍋爐管的一種,屬於無縫鋼管類別。製造方法與無縫管相同,但對製造鋼管所用的鋼種有嚴格的要求。高壓鍋爐管使用時經常處於高溫和高壓條件,管子在高溫煙氣和水蒸氣的作用下,會發生氧化和腐蝕。要求鋼管具有高的持久強度,高的抗氧化腐蝕性能。