下载文档原格式
一起锅筒鼓包事故的分析原因及预防措施摘要分析了一起工业锅炉鼓包事故，提出了锅炉水处理及运行中对锅炉科学管理的重要性。
关键词锅炉水处理；锅炉排污；锅炉水垢；鼓包；开裂锅炉是生产蒸汽或热水的换热设备，它已日益广泛地应用于现代工业、宾馆及人们生活，以满足人们生产和生活的需要。
而在锅炉使用过程中，受多方面因素的影响，会产生水垢。
水垢的形成不仅浪费大量的能量，还会危及锅炉的安全运行[1]。
2012年2月3日，龙岩市某家纸品厂一台DZG4-1.25-WⅡ，2006年8月制造，并于2007年6月投入使用，设计压力为1.25MPa，额定出力为4t/h，温度为193℃。
当班司炉工在运行中打开炉门加煤时，发现锅筒底部冒着白烟，初步判断锅炉漏水事故，立即采取紧急停炉措施，并将事故报告相关部门。
1 停炉检验概况1.1 宏观检查待锅炉冷却后，炉膛煤渣清理干净，打开人手孔进行检验，发现：a锅炉水位线以下水垢1.0mm～4.0mm，锅筒及集箱底部积存较多垢渣（见图1）；b锅筒底部（鼓包后边缘第一道环缝1 030mm）鼓包开裂漏水，范围330mm（纵）×350mm （环），最高鼓出高度45mm（见图2），并有一条纵向穿透性裂缝长度26mm。
1.2 硬度检测对锅筒正常区域硬度检测，硬度值为152HB；对鼓包区域硬度检测，硬度值为125HB，由经验公式求得鼓包处抗拉强度σb =3.45×112=431.25MPa，鼓包区域比正常母材硬度下降了17.76%，明显是局部长时间高温造成的。
1.3 金相分析浸蚀，放大400倍浸蚀，放大400倍分别对锅筒鼓包靠近裂纹处（图3）和锅筒其他完好处（图4）作金相组织分析，发现鼓包裂纹处金相组织为铁素体加珠光体，其中珠光体中碳化物已经析出并聚集于晶界，已经出现球化，球化级别达到4级。
在锅筒其他完好处金相组织为铁素体加珠光体，珠光体形态完好。
由于珠光体中碳化物的聚集与球化过程是通过碳化物的溶解，碳原子在固溶体中的扩散以及由ɑ一固溶体中析出碳化物的过程。
工业锅炉锅筒底部鼓包开裂案例分析及预防方法摘要：本文分析了锅炉内部检验过程中查明的一起工业锅炉锅筒底部鼓包开裂案例，为了能够在未来有效地避免该类似问题地出现，本文将综合长时间检验实践经验，从锅炉的设计制作、水质处置、操作流程等层面分析引发该事故地原因，接着再提出针对性地预防措施，希望能够给同行带来一定的参考价值。
关键词：工业锅炉；锅筒；底部鼓包；开裂；案例；措施建议1引言长期以来，锅炉属于工业的重要组成部分，在我国获得了较为普遍地应用，DZL型链条炉排锅炉是一种卧式快装蒸汽锅炉，它的实际结构较为严密，且易于运载，再加上装配便捷，升火快，易于操作等等，因此越来越受到了我国中小型民营公司地应用，但不容忽视的是，该锅炉也极易出现不良故障，比如说锅筒底部鼓包事故屡屡出现，基于此，本文将就某工业锅炉锅筒底部鼓包开裂案例展开详尽分析，并给出针对性的预防措施建议，希望能够给同行带来一定的参考价值。
2案例情况某企业拥有额定蒸发量即4吨/小时的蒸汽锅炉，它的额定压力大约为1.25MPa。
且这一锅炉已经投入应用七年，依据检验需求，查明在锅筒底部的水侧一边，存在一系列的片状水垢累积。
而相关人员清理完表面后，发现锅筒下端产生了一个鼓包变形问题。
这个鼓包处在锅筒中部的位置，表现为椭圆形，尺寸为395毫米×365毫米，而鼓包高度大概是65毫米，如图1。
通过进一步核查发现，锅炉锅筒、水冷壁管等重要受压元部件都已经生成了水垢，而垢的大约厚度为2毫米至3毫米。
图1 锅筒鼓包状态3工业锅炉锅筒底部鼓包开裂原因分析从核查结果以及该锅炉的水处置状况来说，可以将工业锅炉锅筒底部鼓包开裂原因归结为如下几个方面，具体如下。
3.1直接原因分析快装锅炉的锅筒下端，在很大程度上受到高温火焰的影响，而且还受到高温烟气的影响，如果锅炉下端水侧长期结垢之后，因为水垢的热阻是金属材质的四十倍，甚至是一百倍，导热性相对不佳，这就导致炉壁很难在第一时间内散热冷却，使得壁温上升，造成炉壁的金属强度降低，如果锅炉压力大于炉壁的屈服最大值，那么炉壁金属就很容易产生塑性变形问题，整体呈现为鼓包。
锅炉锅筒鼓包原因分析及预防2010年在对我市某化工企业一台2T/H的卧室快装锅炉进行内部检验时，发现锅筒底部距前管板750mm处有一个400×350mm、高度为30mm的鼓包，。
锅炉受压部件水侧水垢厚度（3-4）mm，锅筒底部尤其是鼓包区域堆积大量水垢片，最高堆积厚度达150mm左右。
炉膛内鼓包外表面有明显的氧化皮，厚度为1.0mm左右（其中鼓包顶部氧化皮厚度为1.5mm），经锤击脱落。
经测厚发现鼓包处壁厚减薄明显，其中厚度最薄处位于鼓包的顶部3（如图1），壁厚为10.2mm，该台锅炉型号为DZL2-1.0-AⅡ，2008年12生产，锅筒直径为1620mm,长度为3240mm。
锅筒材质为16MnG，壁厚为14mm。
图11.2图1为切割下来的锅筒钢板，其中3为鼓包区域，2和4为鼓包边缘区域，1和5为未鼓包区域。
图2 锅筒鼓包处内外部及邻近区域布氏硬度图2为鼓包处及邻近区域硬度测试曲线，一般16MnG经热轧或正火处理后的布氏硬度在150~200之间，从图2中可知，锅筒内部的布氏硬度在整体较锅筒外部高8.5HB，鼓包处外部抗拉强度，由经验公式求得约为σ b min=3.45×118=407.1MPa，比16MnG材质正常的抗拉强度值（σb=525MPa）低117.9MPa，下降了22.5%。
通常材料的抗拉强度只允许下降5%。
1.3 化学成分分析使用Arc-Met8000光谱仪，对锅筒鼓包处的内外面进行光谱分析，结果表明：锅筒外部鼓包处的C含量最低，仅0.126%，而该锅筒的原始C含量为0.15%，脱碳较为严重。
而锅筒外部较锅筒内部脱碳更严重，这与外部直接受炉膛的高温火焰加热有关，由于C含量下降较多，导致材料的强度下降明显。
1.4 金相分析对鼓包区及鼓包邻近区域进行金相分析，如图3a、b所示。
图3 锅筒鼓包处及邻近区域显微组织分析表明，远离鼓包区域，组织较为正常，为均匀分布的F+P，硬度稍微下降，有轻微的条带状和撕裂状痕迹，珠光体球化轻微；处于鼓包边缘区域的金相组织出现明显的偏析，条带状和撕裂痕迹非常明显，硬度下降幅度较大，部分组织表面有氧化痕迹，部分珠光体球化严重；处于鼓包区域的金相组织大部分是红，珠光体大部分球化，导致力学性能恶化，微观组织有被撕裂的痕迹，强度下降，表明该处长期承受了A c3左右的高温。
论锅炉锅筒底部鼓包原因及处理摘要：通过一台在用蒸汽锅炉锅筒底部发生鼓包事故，阐述了锅炉锅筒底部鼓包从检验、修理、原因分析以及使用单位管理等方面的预防措施。
关键词：锅炉；鼓包；检验；修理；原因；措施前言：锅炉是工业生产和居民生活供暖的重要设备，在运行时会因为操作和管理不当而出现各种事故，其中锅筒底部鼓包事故比较典型，危害性也比较大。
因此，分析锅筒底部鼓包原因、采用合理的修复方法以及制定预防性措施对防止事故扩大有很重要的意义。
1事故处理概况1.1设备事故概况：2015年9月我市某服装水洗公司一台DZL4-1.25-WⅡ蒸汽锅炉，在运行时，司炉工从后炉门清理炉灰发现该锅炉锅筒底部发生鼓包，随即停炉，并请我院人员进行检验。
1.2现场管理情况调查该锅炉生产于2012年3月份，于2012年6月监检验收合格并投入运行，锅筒材质为20g。
咨询该公司管理人员得知：该锅炉未装设锅外水处理设备，且公司未按照锅炉运行管理的有关规定进行管理维护，没有配备专职水处理化验员，该公司选用的是水井水源，为地表浅水，水硬度大，水中泥沙多，经过水泵抽取到沉淀池，简单沉淀后直接给锅炉供水；取样化验，其给水硬度是1.21mmoI/L，高于GB/T1576-2001《工业锅炉水质》标准40多倍。
2鼓包的检验我院人员在待锅炉完全冷却后，进行内部检验，重点检查了鼓包位置，以分析鼓包的程度。
2.1我院人员对鼓包进行了一下的检验项目：2.1.1首先确定鼓包位置，测量它的几何尺寸，从内外侧进行测量；确认鼓包中心距前管板560mm，鼓包呈椭圆型，面积（长度×宽度）：360×900mm，鼓包高度为45mm。
2.1.2确定水垢厚度；打开人孔发现：锅炉主要受热面水侧普遍结有水垢厚3—5mm不等，且锅筒底部水侧积存大量白色膏状水垢。
2.1.3测量鼓包中心金属残余厚度及筒壁正常厚度，未发现异常。
2.1.4宏观检查后使用MT进行检测是否有裂纹，检测结果未发现裂纹。
科学与财富一、问题的提出近期，我们在对一台DZH4-1.25-AII型锅炉进行内部检验时，发现该锅炉存在以下问题：1.锅筒结硬水垢2-3mm，且锅筒底部有大量垢渣堆积，厚度为180mm。
2.锅筒底部距离前管板880mm处，发现一直径300mm鼓包，鼓包高度为21mm。
3.无专职水质化验员及水质化验记录。
二、原因分析该台锅炉是2004年5月8日制造的活动炉排锅炉，水处理方式采用锅内加药，经对锅炉水质进行检测，给水硬度为6，炉水碱度为8.5，PH值为9.0。
鼓包处厚度=10mm（原锅筒厚度为12mm）。
查阅使用单位相关资料发现，该单位未配专职水处理人员，未对司炉人员进行业务培训指导，司炉人员未按相关操作规程进行定期排污，做好水质化验记录。
由于锅筒底部堆积大量脱落的水垢未及时清除，该鼓包处于炉膛高温辐射区域（炉膛温度在900℃左右），热传导不畅，是锅筒底部受热不均匀，造成局部过热。
当壁温超过锅筒材料的允许使用温度时，金属就会因过热而产生蠕变，从而导致鼓包的产生。
修理方法：1.锅炉制造单位可以安装、修理、改造本单位制造的锅炉，使用单位可以由取得特种设备安装、修理、改造的单位进行相应的修理工作。
2.修理单位在维修工作前，按照相关安全技术规范做出修理方案等工作，并按有关规定办理告知手续，同时向取得特种设备检测许可的检验检测机构提出监督检验申请。
3.鼓包补板材料及焊接材料在使用条件下应具有足够的强度、塑性、韧性以及良好的抗疲劳性能。
受压元件与受压元件焊接的承载购件钢材应当是镇静钢，室温夏比冲击吸收能量（KV2）不低于27J，室温断后伸长率（A）应当不小于18%。
该单位所用修理材料委托修理单位从原锅炉制造单位购进，与原材料一致（原材料GB713-2008.牌号为Q245R），按照材料采购技术要求，在材料单位制造单位进行了验收，并且在检验报告上进行了见证签字。
且实物标识清晰、齐全。
满足材料质量证明书的要求。
质量证明书与实物相符合。
论锅炉锅筒底部鼓包原因及处理
发表时间：2019-08-02T11:07:56.030Z 来源：《基层建设》2019年第15期作者：吴海涛[导读] 摘要：通过一台在用蒸汽锅炉锅筒底部发生鼓包事故，阐述了锅炉锅筒底部鼓包从检验、修理、原因分析以及使用单位管理等方面的预防措施。
广东省特种设备检测研究院湛江检测院 524000摘要：通过一台在用蒸汽锅炉锅筒底部发生鼓包事故，阐述了锅炉锅筒底部鼓包从检验、修理、原因分析以及使用单位管理等方面的预防措施。
关键词：锅炉；鼓包；检验；修理；原因；措施前言：锅炉是工业生产和居民生活供暖的重要设备，在运行时会因为操作和管理不当而出现各种事故，其中锅筒底部鼓包事故比较典型，危害性也比较大。
因此，分析锅筒底部鼓包原因、采用合理的修复方法以及制定预防性措施对防止事故扩大有很重要的意义。
1事故处理概况 1.1设备事故概况： 2015年9月我市某服装水洗公司一台DZL4-1.25-WⅡ蒸汽锅炉，在运行时，司炉工从后炉门清理炉灰发现该锅炉锅筒底部发生鼓包，随即停炉，并请我院人员进行检验。
1.2现场管理情况调查
该锅炉生产于2012年3月份，于2012年6月监检验收合格并投入运行，锅筒材质为20g。
咨询该公司管理人员得知：该锅炉未装设锅外水处理设备，且公司未按照锅炉运行管理的有关规定进行管理维护，没有配备专职水处理化验员，该公司选用的是水井水源，为地表浅水，水硬度大，水中泥沙多，经过水泵抽取到沉淀池，简单沉淀后直接给锅炉供水；取样化验，其给水硬度是1.21mmoI/L，高于GB/T1576-2001《工业锅炉水质》标准40多倍。
2鼓包的检验我院人员在待锅炉完全冷却后，进行内部检验，重点检查了鼓包位置，以分析鼓包的程度。
2.1我院人员对鼓包进行了一下的检验项目： 2.1.1首先确定鼓包位置，测量它的几何尺寸，从内外侧进行测量；确认鼓包中心距前管板560mm，鼓包呈椭圆型，面积（长度×宽度）：360×900mm，鼓包高度为45mm。
2.1.2确定水垢厚度；打开人孔发现：锅炉主要受热面水侧普遍结有水垢厚3—5mm不等，且锅筒底部水侧积存大量白色膏状水垢。
2.1.3测量鼓包中心金属残余厚度及筒壁正常厚度，未发现异常。
2.1.4宏观检查后使用MT进行检测是否有裂纹，检测结果未发现裂纹。
2.1.5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，未发生变化，再测量宏观变形范围，确定挖补范围。
2.2检验结果
综合以上检验项目、检出的结果汇总，根据国家《锅炉定期检验规则》第19条：承压部件的变形不超过下述规定时可予以保留监控，变形超过规定时一般应进行修理（复位、挖补、更换）：筒体变形高度不超过原直径的1.5%，且不大于20mm；该锅炉变形高度为45mm，故该锅炉应进行挖补维修。
3鼓包修理鼓包的修理方法有：冷顶修理、热顶修理、挖补修理，这里只介绍该锅炉使用修理方法—挖补修理。
锅炉挖补修理应请有资质的单位进行，在锅筒挖补前，修理单位应进行焊接工艺评定。
焊接试件必须由修理单位焊接。
3.1技术要求： 3.11补板要求材质、厚度一般和原板一致，并应符合GB713—1997锅炉用钢板，焊接材料与补材一致。
3.12补焊的纵向焊缝和原筒体相邻节的纵向焊缝的距离必须错开至少100mm，严禁与环缝形成十字焊缝。
筒体挖补时，两条纵向焊缝的间距至少为300mm。
3.13根据划定范围做好样板，用样板覆于挖补处正式划线。
3.14挖割方法一般采用气割，应注意割线平直光滑，并做好30度单面V型坡口。
坡口面应用砂轮打磨光滑，注意与补板留有l-3mm间隙。
3.2修理及验收： A先将补板对边、照平，用点焊固牢。
焊接过程中应注意焊缝焊接的先后次序、收缩变形。
补板与筒身错边严格控制，使之符合规范。
B进行外观与RT检测合格。
C最后进行水压试验，试压合格，由锅炉压力容器检验机构出具检验报告，结论为允许投入运行，报当地质监部门锅炉压力容器监察机构备案后，使用单位方能恢复运行。
4锅炉筒底鼓包原因分析（1）水质较差导致结垢问题产生就锅炉的运行来说，通常要保证其水质总硬度要在每升0.03毫克当量，同时还要保证水上没有任何悬浮物，这样做的目的是为了最大程度的保证锅炉筒内底部不会生成泥垢或是水垢。
因为水垢导热性能差，热阻是锅炉用钢的40-100左右，这样锅筒金属壁不能及时有效的得到冷却，壁温超过允许温度。
该锅炉的材质为20g，这种材质工作温度在450℃以下是安全的，当超过该温度时，金属的强度会下降，随着温度的上升，当温度高达700℃~900℃时，强度急剧下降，金属已不具有原来的强度，此时即使工作压力不超过额定工作压力，金属晶体会发生塑性流动直至变形。
锅筒底部产生水垢和泥沙堆积物的原因有很多，主要是下列几种：①锅炉制造、安装不合理，例如排污管制造时伸出端太长，安装时本体未做到前高后低，造成锅炉排污排不出去，致使锅筒底部积聚大量水垢和泥沙堆积物。
②锅炉给水没有进行软化处理。
③锅炉未进行定期排污，造成锅筒底部严重结垢。
④锅筒内部遗留杂物，排污时无法排出，特别是锅炉干法保养时，开炉运行时未把干燥剂取出，产生堆积物。
（2）锅炉缺水，司炉人员处理不当如果锅炉内缺水，司炉人员因为相关技术知识的匮乏，导致进行急忙加水，就会致使锅炉内的高温钢板被冷水浇筑而发生剧烈的收缩，当冷缩不均时，也会发生锅炉筒底鼓包现象。
（3）排污管堵塞或是排污操作错误
所谓的排污操作错误主要是指司炉人员在日常工作中，没有对锅炉锅筒内的水垢及时的排出，当锅筒内水垢及杂质存储量过大且没有被及时排除，就会导致锅炉因为多余热量无法分散而发生鼓包。
5应对措施
锅炉的挖补修理必须由有资质的单位负责维修，在锅筒挖补前，维修单位要制订维修方案，并办理相关告知手续，要有相应的焊接工艺评定，补块材质厚度要与原材质厚度一致。
焊接时，需严格按照焊接工艺规程施焊，要注意补板与原板的固定。
通常的固定方法有点焊固定定位和补板自留裕量法。
为了保证焊缝收缩的合理性，减小应力，焊接时，要分段分区焊接。
焊接完毕后要进行100%射线探伤和表面探伤，合格后还要进行耐压试验，检测合格后方可投入使用。
另外，维修完毕、锅炉投运前，还要清理水垢，必要时还要按照《锅炉化学清洗规则》的规定采用化学方法清洗锅炉。
6预防措施
（1）加大锅炉的使用投入，修理或更换已经损坏的排污阀，修复好水处理设备，使水处理设备能够正常使用。
另外，建议多增加一级河水过滤池，进一步净化河水，减少流入锅炉的杂物量。
（2）健全锅炉运行管理制度，加强对各级责任人员，特别是司炉工、水质化验人员的技术培训，提高他们的技术水平和工作责任心。
③加强水质管理，做好水质的化验工作，而且水质应符合相应的《工业锅炉水质》标准的要求。
④严格执行相关操作规程，做好定期排污工作，严格控制好排污量，防止垢渣沉积在锅筒底部。
⑤应定期清理锅内垢渣，必要时可请有资质单位化学除垢。
7结语
从全文的论述我们可以获知，在锅炉的运行过程中会较为容易的出现锅筒底部鼓包的问题，故而如何有效的对该问题进行解决就显得尤为重要。
就相关从业者来说，当发现锅筒底部具有明显的水垢，并已经导致金属壁的温度大幅升高时，就应该对该问题进行重视和处理，并要在日常的工作中对给水、安装锅外水处理设备等进行重视，以全面保证锅炉运行的安全性和稳定性。
参考文献：
[1]防腐涂料在锅炉锅筒壁上的应用效果[J].熊际华.中国锅炉压力容器安全.1997（03）
[2]锅炉锅筒底部鼓包事故的原因及处理[J].陈志峰.科技创新导报.2010（29）
[3]锅筒鼓包原因分析处理及预防[J].崔菁.科技与创新.2016（15）
[4]工业锅炉维修与改造问答[M].机械工业出版社，杨宏志等编写，2002
[5]司炉读本[M].中国劳动社会保障出版社，辽宁省质量技术监督锅炉压力容器安全监察处[编]，2002
[6]一起锅炉鼓包事故的案例分析[J].缪楚.化工管理.2018（09）。
