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西安锅炉管板开裂的原因以及如何修复?

编辑:陕西帮伟管业有限公司时间:2018-12-05

  概述:锅炉运行中发现炉前右上角外保铁皮接缝处有蒸汽喷出,职员立即停炉,拆开保温层发现有一道穿透性裂纹,西安锅炉管板没有明显塑性变形。

  锅筒内检查,主裂纹起始于角板拉撑与管板连接的角焊缝根部。该道焊缝表面质量差,边沿存在1mm左右的连续性咬边缺陷。割往这块角板撑,打磨处理后进行表面探伤,结果表明,主裂纹基本上沿着焊缝发展,并超出角板拉撑向下穿过管板拼缝,总长达220mm。主裂纹上端有三条近似平行的细裂纹,下端有五条外形不规则的细裂纹。

  原因分析:锅筒内径1600mm,管板材料16Mng,角板拉撑材料16Mn,管板与角板拉撑连接是未开坡口的双面角焊缝。

  在裂纹四周取3个点,阔别裂纹的管板外表面取1个点作金相复膜检查,裂纹边沿金属组织未见脱碳,与阔别裂纹处金属组织及形貌皆相同,均为铁素体+珠光体,因此可以排除材质原因和苛性脆化,为修复提供了依据。

  剖开裂纹,主裂纹断面沿管板厚度方向分为三个区域。第一,裂纹以咬边沟槽开始,第二,断面中部能看到明显门路状变化区,第三,断面外边沿区表面粗糙,是最后撕裂区域。由此可判定这是一起较为典型的疲惫裂纹事故。

  焊缝严重咬边是产生裂纹的主要原因,它一方面削弱了管板强度,另一方面造成了应力集中。就在此高应力处形成裂纹源。其次,锅壳、管板、烟管受热膨胀各不相同,刚性很大的角板拉撑型式加剧了变形的不协调,形成高应力区。第三,负荷的不均衡,起停频繁,在交变应力作用下加剧了裂纹的发展。第四,主裂纹两真个数条小裂纹,是由于上端靠近管板扳边部位,而下端本来应力就最为集中,加上靠近管板拼缝,各种应力在此叠加。

  修复方法

  由于裂纹较长且穿过管板拼缝,并在主裂纹两端产生数条细小裂纹,不宜采用补焊方法,只能挖补。

  补板应是规则外形且四个角应与半径不小于100mm的圆角,结合实际情况以为,采用图5所示外形补板是比较合适的。在管板上划线,切割出补板外形,用角向砂轮磨出X型坡口,角度为30°,补板采用相同材料,也加工出坡口。组装时用角钢临时固定,采用多层多道对称焊接,焊前预热,焊后热处理,并进行100%射线探伤。为了避免补板受到角板拉撑的影响,未在原位置重新焊角板拉撑,而是在距补板两侧焊缝约800mm处各安装一根圆杆斜拉撑,基本上可让开补板的热影响区。经强度计算,可恢复原有额定工作压力。管板挖补后,该部位至今未发现异常。

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  高压锅炉管主要用来制造高压和超高压锅炉的过热器管、再热器管、导气管、主蒸汽管等。高压锅炉管行业供求趋势总体平稳,但是,各具体子行业供求状况将进一步分化。

  西安高压锅炉管是锅炉管的一种,属于无缝钢管类别。制造方法与无缝管相同,但对制造钢管所用的钢种有严格的要求。高压锅炉管使用时经常处于高温和高压条件,管子在高温烟气和水蒸气的作用下,会发生氧化和腐蚀。要求钢管具有高的持久强度,高的抗氧化腐蚀性能。