锅炉锅筒底部鼓包裂纹原因分析

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。

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铁素体，锅筒外部过烧较严重，晶界模糊，部分组织颜色发蓝发红，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。

一起锅炉鼓包事故原因及预防0引言长期以来，锅炉作为一种特种设备，在我市有着广泛运用，给经济生活带来极大发展、便利同时，各种事故也时有发生。

尤其是DZL 型快装蒸汽锅炉锅筒底部鼓包缺陷，危害较大。

本文就一起鼓包情况、发生原因、处理方法以及预防措施作以介绍，希望能对用户安全管理使用有启迪借鉴作用。

1 事故概况设备事故概况：2007年8月27日，我市某宾馆一台蒸汽锅炉司炉工在运行时发现该锅炉锅筒底部发生鼓包，立即停炉，并申请我中心人员进行检验。

设备状况：锅炉型号DZL4-1.25- WⅡ，生产日期1999年05月，锅筒材质20g 锅筒直径?恚？800 水处理方式锅外。

2 检验情况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，以分析鼓包程度。

（1）鼓包位置，测量它几何尺寸，从内外侧进行测量；确认鼓包中心距前管板780mm（下部环缝600mm），鼓包呈椭圆型，面积（长度?宽度＃?000mm，鼓包高度为34mm，鼓包外表面有明显氧化皮，厚度为1.5mm左右（鼓包处氧化皮达2.5mm），鼓包顶部过热。

（2）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2-4mm不等，且锅筒集箱积存40mm渣垢。

（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。

（4）宏观检查后使用MT进行检测，检测结果未发现裂纹。

（5）硬度测定：鼓包变形部位，硬度基本正常，筒体无异常。

（6）其它：锅炉水处理设备失效、排污阀泄漏、炉墙损坏。

3 缺陷产生原因（1）锅炉经营管理人员对安全认识不足，企业对安全生产重视不够，安全投入不够；（2）司炉工责任心不强，没有定期排污、排污阀失修；（3）锅炉安装缺陷：锅炉前低后高；（4）锅外水处理设备失效，锅炉给水不合格。

安装时本体未做到前高后低，造成锅炉排污排不畅，致使锅筒底部积聚大量水垢与泥沙堆积物；随着锅水蒸发、浓缩，水中盐类物质浓度逐渐加大蒸发面上析出沉淀，形成水垢；锅炉给水设备设备损坏，锅炉工未进行定期排污，在排污阀损坏情况下不能及时排除锅内形成水渣，聚集成二次水垢，最终造成锅筒底部严重结垢；由于锅炉底部水侧大量结垢、泥沙堆积物，而水垢、泥沙堆积物导热性极差，是锅炉钢板数百分之一，这样锅筒金属壁温不能及时有效传导给锅水，得到冷却，壁温超过允许温度，金属强度下降，随着长时间传热恶化，温度上升，强度急剧下降，金属已不具有原来强度，金属晶体发生塑性流动直至变形。

卧式锅壳锅炉鼓包检验与分析摘要：本文通过对11台卧式锅壳锅炉鼓包检验情况的详细描述, 从鼓包部位金属材料力学性能的变化及锅炉运行管理等方面探讨了造成锅炉鼓包的内、外因素。

关键词：卧式锅壳锅炉锅筒鼓包检验分析卧式快装锅壳锅炉具有结构紧凑，占地面积小、整装出厂、运输安装方便、蒸汽产生快、负荷调节灵活、炉墙密封性好、保温效果佳、热效率高等集于一身的众多优点，广泛应用于中小企业生产中。

但由于结构所限，卧式锅壳锅炉运行时经常发生锅筒底部鼓包现象,对锅炉的安全运行有极大威胁。

锅筒是锅炉上重要的受压元件和传热元件，锅筒底部直接承受高温负荷，加之内部沉积水垢、水渣，工作条件将十分恶劣，极易产生鼓包和裂纹等缺陷。

本文通过对近两年来11台鼓包锅炉的详细检测,分析了发生鼓包的原因,对鼓包部位金属材料力学性能的变化及对锅炉运行安全的影响进行了探讨, 就如何预防锅炉鼓包提出了建议。

一.概述发生锅筒鼓包的这11台卧式锅壳锅炉,鼓包位置都在锅筒底部或偏底部。

11台锅炉中4吨占了9台，另外2台为2吨锅炉，锅炉制造时间从1991年到2009年各个时间段，出现锅炉鼓包的时间从上次锅炉内检未发现鼓包到发现锅炉鼓包算起，长的近两年，短的只有2～3个月，11台锅炉鼓包中有8台锅炉鼓包变形超标，1台虽未超标，但鼓包峰处已裂穿泄漏。

锅筒鼓包面积与高度见表1。

二. 检验情况与检验方法1.检验情况通过对锅炉运行状况的了解, 发现这些锅炉的给水水质均很差。

多数使用单位未对锅炉进行可靠的水处理（特别是锅内加药），在使用过程中，未对锅炉进行合理的排污，停炉时没有进行及时的人工除垢，致使水垢、水渣甚至泥沙大量堆积在锅筒底部。

检查 11 台锅炉锅筒底部, 均堆积有大量沉积物( 水垢碎片、水渣和泥沙)，锅筒内有大量的水垢、水渣并沉积到烟管壁、锅壳壁面，底部尤其严重，最厚的达200mm以上，排污管已经堵塞，起不到排污作用。

1#锅炉使用单位将未经任何处理的河水引入锅炉,使大量泥沙、泥浆沉积于锅筒底部，是12台锅炉鼓包高度最高的一台；5#锅炉是4月份才新装投入使用的锅炉，锅筒底部中心线制造厂设置一根ㄥ70×70排污导流角钢，倒扣并紧贴于锅筒底部。