燃气蒸汽锅炉烟管裂纹检测及剖析处理

　　跟着社会经济的开展，佛山市木材归纳加工企业的燃木屑、木碎（废料） 工业锅炉迅猛添加，尤以DZG4-1.25-MA 型卧式水火管燃木柴蒸汽锅炉为多。在锅炉内部查验中，发现该类型的锅炉第三回程烟气入口管端或近管端呈现裂纹。裂纹有单条的，也有多条的。有的裂纹既沿管子端口纵向延伸，又径向穿过角焊缝延至管板，从管子端面调查呈辐射状。最深的裂纹为穿透性裂纹，肉眼可见，但大多数裂纹须经外表检测才干发现。
　　
　　1锅炉裂纹的查验检测
　　
　　佛 山 市 某 木 业 有 限 公 司 的 一 台DZG4-1.25-MA 型卧式水火管燃木柴蒸汽锅炉， 在2013 年度的锅炉定时内部查验中经外观查看发现：第三回程烟气入口管端或近管端呈现裂纹。裂纹有单条的，也有多条的。该类型锅炉第三回程烟气入口管端设在前管板上，如图1 所示。烟管与前管板的焊接结构如图2 所示。管端伸出长度3～4 mm，角焊缝焊角高度与管端齐平，熔深4～6 mm。从结构上剖析，裂纹为纵向裂纹，一般不延至管子的端口，长约15～20 mm；距管子端面约4～8 mm。
　　
　　         图1    前管板图                                                        图2    烟管与前管板焊接结构图
　　
　　依据外观查看发现缺点和现场外表检测的条件（外表打磨整理的难度较大），以及从检测灵敏度和检测功率的考虑，选用荧光磁粉检测办法较为适宜[1]。
　　
　　（2）先把锅炉第三回程烟管烟气入口管端
　　
　　（包含管端内壁内100 mm 的范围） 及前管板的烟垢、氧化皮和铁锈整理干净，然后用旋转磁场法以每一个管口为中心进行磁探，这样能发现管端和管板上不同方向的裂纹。探伤灵敏度高，操作简略，功率高。
　　
　　因为旋转磁场法只能发现管端及管板的裂纹，而在管子内壁且没有延伸至管端的裂纹不能有用检出，因此需要选用中心导体法或电磁轭法补充检测。选用中心导体法检测操作难度大，功率低，不切合实际，故选用电磁轭法。在旋转磁场检测结束后，对没有发现裂纹的管端内壁进行电磁轭法检测 （已发现裂纹的管子有必要替换，无需再作查看） [2]。
　　
　　检测办法：电磁轭的南北极需作修改或加工， 使南北极能插进管内且与管壁触摸杰出。分笔直和水平两个方向进行检测。南北极在水平检测时，应注意在停止磁化前，将管子底部过多的磁悬液吹去，避免构成底部漏检。这样能有用检出管子内壁没有延伸至管端的纵向裂纹。
　　
　　2裂纹发生的原因剖析
　　
　　因为烟管管端的冷却条件很差， 长时间在过高的热应力效果下， 导致管端开裂。从图 2 可见， 管板上的管孔与烟管外壁存在必定的空隙。锅炉冷态时， 空隙里充溢水。锅炉运行时，空隙里的水受热变成蒸汽往外排出。此刻处于空隙部位的管段温度达到最高，但当蒸汽排尽后，水又重新进入空隙，此刻管段的温度俄然降到最低，这样不断重复循环，导致该管段发生热疲惫裂纹[2]。
　　
　　（1）烟管外径与前管板烟管管孔的空隙为死水区，因为循环阻滞，构成烟管外径与前管板烟管管孔空隙的内部介质部分汽化，构成汽水分层。因为蒸汽的传热效果差，管孔空隙汽空间部位在第三回程烟管烟气入口管端烟气热高温的效果下，导致过热发生纵、环和穿透性开裂[2]。
　　
　　（2）因为前管板管孔端的烟管管壁 （裂纹区域） 存在汽水分层，遭到汽水替换改变的触摸， 然后构成壁温的替换改变，跟着多次的交变进程重复，使前管板与烟管的焊缝发生交变热应力， 导致构成热疲惫裂纹。
　　
　　3裂纹缺点的处理办法
　　
　　（1）取出有裂纹缺点的管子后，应对管板裂纹铲除，并用角向砂轮打磨去除焊渣，同时对管孔打磨出焊接坡口，其坡口视点50 度，坡口深度
　　
　　≥6 mm。如图3 所示。
　　
　　图3    坡口图
　　
　　（2）按第三回程发生裂纹方位管子数量取锅炉专用GB3087、ф63.5×3、20#无缝钢管，按前后管板的长度两头加3 mm 裁取穿入管板中，查看管子两头伸出长度是否符合要求，烟管插入就位应先用直珠胀管器将管口外壁至与管板紧贴，然后焊接。焊脚高度应与管口平齐，焊缝端高不得凸出管板3 mm （如图4 所示）。
　　
　　图4    焊缝图
　　
　　（3）焊接结束， 进行了质量查看， 外观查看[3-4]： 经返修的焊缝按《蒸汽锅炉安全技能督查规程》 和有关技能条件的要求对焊缝进行外观目测查看，结果合格；磁粉检测复探：未发现有超支缺点存在，探伤合格；强度实验：按
　　
　　《蒸汽锅炉安全技能督查规程》 规则的程序对锅炉本体进行水压实验， 实验压力 1.25+0.4=1.65
　　
　　（MPa）， 保压 20 分钟， 实验进程中未发现受压部件剩余变形的现象，且没有压力降，水压实验合格。