维普资讯 http://www.cqvip.com ２００３年第１期 锅炉压力容器安全技术 ・３７・ ＳＨＬ型锅炉防焦箱裂纹浅析 荆、卫国 盐城市拥有ＳＨＬ型锅炉２０余台，其中近几年有５ 台锅炉的防焦箱多次发生局部裂纹渗漏事故，直接影 响锅炉的安全运行。根据几次事故的调查，对防焦箱 裂纹产生的原因分析如下。 （２）防焦箱的上升管现场组装施焊时，上升管插入 防焦箱内过长，其运行时防焦箱上部的蒸汽不能顺利 导出，此外，因上升管区较集中在防焦箱中段，安装施 焊时防焦箱中上部焊接热量集中，在冷却时收缩严重， 引起防焦箱弯曲也能导致防焦箱两端上部局部蒸汽泡 不能顺利地导出形成汽水分层或蒸汽聚积，导致防焦 箱局部过热。 １防焦箱裂纹取样检查情况 防焦箱裂纹一般发生在前部和后部没有布置水冷 壁区段，上部受炉膛火焰直接辐射的部位，我们对１台 ＳＨＬ型锅炉的防焦箱裂纹部位进行切管检查，在防焦 箱内壁发现有长约７００ ｒａｉｎ，宽约１２０ ｒａｉｎ的长椭圆形 （３）运行中防焦箱一部分受热，一部分幅射和火焰加 热，受热是不均匀的，存在温差应力，存在水垢时，使温差 应力加大，根据应力分析可知，承受内压力的圆筒体，无 论是膜应力还是热应力都是内壁应力最大，因此裂纹往 往发源于内壁，另由于炉膛负荷的变化和升停炉，使温差 应力交替的变化，防焦箱受热状态进一步恶化。 气室痕迹，并有明显的汽水分界线，在气室周围仍保持 着白色的水垢，气室内壁有不同程度的腐蚀减薄，并有 较多的密集环向裂纹，裂纹近表面呈褐黑色，其余部位 为棕红色，在汽水分界向火侧有深约４～５ ｎｌｌｎ，宽约 ８～１０ ｒａｉｎ的腐蚀沟槽，并且在联箱裂纹外壁的受火 侧有轻微的鼓包和过热痕迹（见图）。 大培Ｉ射 二 』堕 （４）蒸汽腐蚀和氧腐蚀作用：当汽室内蒸汽温度高 达４５０＊（３时，它就和碳钢发生反应，在４５０１￣至７５０℃之 间时，它们的反应生成物为褐黑色四氧化三铁：３Ｆｅ＋ ４Ｉ－Ｉ２ ｑ＋４Ｉ－Ｉ２十；形成水蒸汽腐蚀。故防焦箱内表 面以及裂纹内的腐蚀气化物产物呈褐黑色。在蒸汽腐 蚀的过程中产生的氢原子又不能较快地被汽水混合物 带走。因此促使金属壁和反应物之间积累起多量的氢。 这些氢有一部分扩散至金属内部和碳钢中的碳化铁（渗 碳体）发生反应：Ｆｅ３Ｃ＋２ 一３Ｆｅ＋（７４４。 通过上述的反应导致反应层附近的钢被脱碳，金 相组织受到破坏，反应生成物ＣＨ４在钢中扩散能力很 小，便聚积在晶问原有的微观孔隙内形成局部高压，造 成应力集中，加之在热疲劳应力的作用下，使这些微观 孔隙发展成裂纹，即氢致脆裂。 ２防焦箱裂纹形成原因分析 （１）从锅炉原设计和结构上看，防焦箱前端下降管 与上升管之间原设计有１ ２７５ ｒａｉｎ的受热水平段（部 分锅炉安装时，考虑防焦箱前手孔检查方便，将下降管 与上升管之间的水平段加长至１ ５００ ｒａｉｎ左右）。因 链条炉前后拱区两侧墙均不布置受热面，故在防焦箱 上均有两段较长的受热水平段，当运行不当时均易导 致汽水分层或在上部聚积蒸汽，引起局部过热。 当锅炉给水除氧不完全时，气室中有溶解氧析出， 当温度达到５７０℃以上时，反应生成物为棕红色的三 氧化二铁。 ３结论 综上分析，ＳＨＬ型锅炉防焦箱形成裂纹的重要原 因是热疲劳和蒸汽腐蚀，在热疲劳和蒸汽腐蚀的共同 作用下，使得裂纹由内向外扩展。 （编辑作者孙卫国 聂玉林） 盐城市锅炉压力容器检验所 收稿日期：２ｏ０２—０９—２０ 江苏・盐城 邮编２２４００２
