浅谈工业锅炉内部检验中的若干问题

[摘 要]简单介绍了工业锅炉内部检验中常见的若干问题，如腐蚀、裂纹、水垢、变形、鼓包等，分析这些问题产生的原因或机理，以及应该采取的处理措施。

[关键词]工业锅炉 内部检验 问题

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）47-0093-01

引言

随着现代工业生产的发展进步，工业锅炉在工业生产和人民生活得到了广泛应用，起着不可替代的作用，还具有量广、面大、爆炸危险性大等特点。工业锅炉作为一种承压设备，一旦运行就处于一种不间断的运行状态中，一直受到高温高压水汽、高温火焰以及烟尘冲刷的多重作用，受压元部件容易发生腐蚀、磨损、变形等多种问题。这些隐患会随着时间积累，甚至会引起其它的一些问题，严重危胁到工业锅炉的安全运行。工业锅炉检验的重要性不言而喻；及时发现这些隐患，及时采取措施，从源头上消除安全隐患，以确保锅炉安全、高效、持续、经济的运行。本文从作者多年的检验工作实际出发，总结浅析了工业锅炉内部检验中常见的一些问题及应对措施。

1 腐蚀

腐蚀是锅炉受压元件破坏中最常见的问题之一。金属的腐蚀很复杂，而且种类繁多。根据腐蚀机理不同，一般分为化学腐蚀和电化学腐蚀；根据腐蚀的形貌和面积不同，也可分为全面腐蚀和局部腐蚀。工业锅炉腐蚀主要为局部腐蚀，从宏观表现上有溃疡腐蚀、斑点状腐蚀、垢下腐蚀等。

工业锅炉腐蚀一般发生在热负荷较高的锅筒底部和应力较为集中的管孔区。其中垢下腐蚀在所有腐蚀中是最为常见的。垢下腐蚀是指当锅炉受热面上沉积物产生的腐蚀。由于沉积物的传热性能比受热面金属差的多，沉积物下面的金属壁温升高，沉积物与金属之间的锅水浓缩，且不易与沉积物之外的锅水均匀混合；当锅水中含有游离的氢氧化钠（NaOH），且锅水的pH值大于13时，金属壁的氧化保护膜被NaOH溶解，保护膜被破坏形成了腐蚀电池的阳极，氧化铁垢参与了电化学腐蚀的阴极过程，起着阴极去极化刘的作用。

Fe（OH）3+EFe（OH）3+OH

Fe3O4+H2O+2E3FeO+2OH

防止腐蚀通常采用以下措施：①控制工业锅炉的给水和炉水PH值。给水PH值一般控制在8～9之间，炉水PH值控制在10～12之间；②减少炉水中腐蚀性盐份的含量。③已经产生腐蚀的，应彻底清除金属表面的沉积物、氧化物，重新煮炉，形成新的致密金属保护膜。

2 裂纹

裂纹是锅炉受压元件破坏中最危险的问题，出现裂纹就有爆炸的可能性。大多数的裂纹产生是由于锅炉内力的反复作用和交变作用。锅炉在运行过程中受力不均匀和受力频率不稳定是锅炉产生裂纹的重要原因，而受力不均匀和受力频率不稳定是因为在生产过程中对力的需求具有时段性，力的大小也是变化的，这就会造成锅炉内温度和压力的波动，对有些元件就产生反复作用的效果。工业锅炉的锅筒、炉胆、管板、封头、集箱、烟管与管板的结合段等部位较容易产生裂纹。受压元件产生裂纹时，要慎重研究处理，查明产生裂纹的原因，根据出现裂纹的部件和工况，确定裂纹的性质，以及锅炉金属材质是否符合要求，钢材是否变质等情况，判断裂纹是属于苛性脆化裂纹还是疲劳裂纹裂纹，最终确定补焊或者挖补等修理方案。

3 水垢

工业锅炉水中的钙、镁等化合物在锅水中不断加热、蒸发、浓缩，当水中溶解物的溶解度达到饱和时，会不断析出盐类物质并牢固地粘结在受热面内壁上形成坚硬的垢层，叫水垢。由于工业锅炉排污不当，松散的水渣集聚，有些水渣易粘于受热面，在受热面上经焙烘后，转为水垢，称为二次水垢。水垢的导热性很差，比钢小30～50倍，受热面粘结水垢后，传热恶化，影响工业锅炉的正常运行。

工业锅炉水垢常见的有：

1、碳酸盐水垢 其主要成分为钙、镁的碳酸盐，以碳酸钙为主，对低压锅炉有时高达50%以上。

2、硫酸盐水垢 其主要成分为硫酸钙，对低压锅炉有时高达50%以上。

3、硅酸盐水垢 其成分复杂，绝大部分是铝、铁的硅酸化合物。在这种水垢组成中往往含有40%-50%的二氧化硅、25%-30%的铝和铁的氧化物以及10%-20%的钠的氧化物，钙镁化合物的总含量一般不超过百分之几。

4、磷酸盐水垢 主要成分是Ca3（PO4）2。

5、混合水垢？ 是各种水垢的混合物。

6、氧化铁水垢 主要成分是铁的氧化物，其含量可达70%-90%。此外，往往还含有金属铜、铜的氧化物和少量钙、硅和磷酸盐。

工业锅炉煮炉除垢是根据水垢的类型选定煮炉药剂，按规定的比例配制煮炉溶液并注入锅炉，充水至接近锅炉最高水位，维持药剂在锅炉内一定压力下循环24小时以上，与水垢之间发生充分的物理化学作用，达到除垢目的。根据药剂的类型可分为碱洗除垢和酸洗除垢。近些年，还出现了运行除垢技术，也叫“在线”除垢技术，在锅炉正常运行情况下，向炉水中加入有机化学药剂使沉积物脱落，解决了锅炉停运除垢的问题，且对锅炉基本无腐蚀。但是其程序较为麻烦，需要在专业技术人员的指导下进行，定时分析炉水水质变化。

4 变形

锅炉受压元件的全部或局部发生鼓包、凹瘪、弯曲的现象叫变形。造成锅炉受压元件局部变形的主要原因是受热面金属受高温得不到冷却发生金属过热强度下降造成的；也有因超压使元件在整个截面上的材料都处于屈服状态下发生的；也有由于受压元件受热不均匀（一面受高温加热，另一面不受热）引起的；也有元件过长，吊装支点不正确造成变形变曲的。

锅炉上常见的变形发生在下列部位：

1、锅壳式锅炉炉胆高温处凹瘪

2、外燃式锅壳锅炉的锅筒底部过热鼓包。

3、立式锅壳锅炉的炉胆下部或下脚圈受热处凹瘪和横水管鼓包。

4、立式锅壳锅炉炉胆顶部凹瘪

5、锅壳锅炉烟管弯曲变形。

在对其检验时，检验人员要认真分析发生变形是由于锅炉缺水、超压事故还是水循环不畅等原因，及时采取措施，防止变形加剧。

5 鼓包

鼓包是工业锅炉变形中的一种。工业锅炉鼓包的根本原因是由于锅筒、水冷壁管等部位直接受火焰辐射，烟气冲刷，当受热面有严重结垢或水循环不畅时，大大降低了金属的导热性，削弱锅水对金属壁的冷却保护作用，金属壁温必然升高，当金属壁温超过其强度允许的温度时，金属的强度下隆，工作压力使金属超过其屈服极限，发生塑性变形，向外鼓包变形，直至开裂渗漏。

对锅炉鼓包的检验。

1、确定鼓包位置，测量它的几何位置，从内外进行测量。

2、确定鼓包位置水垢厚度。

3、测量鼓包中心金属残余厚度及筒壁正常厚度，是否发生异常。

4、宏观检查后使用MT进行检测是否有裂纹。

5、测定鼓包变形部位边缘的硬度，通过和未变形的部位进行对比，测量宏观变形范围。

鼓包的修理方法有：冷顶修理、热顶修理、挖补修理。工业锅炉修理方法一般采用挖补修理。

6 结语

通过本文的介绍了工业锅炉在使用过程中内部检验经常遇到的一些问题，对问题产生的原因和处理问题的方法做了分析。但工业锅炉由于其结构工况受力情况复杂，检验中还会经常碰到这样那样的问题，还需要检验人员不断地学习积累经验，分析原因采取合适的措施，保障工业锅炉的安全运行。

参考文献

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