浅析锅炉炉管损坏的主要原因及修理措施

[关键词]锅炉炉管；损坏原因；修理措施

锅炉炉管（包括水管或火管）是最容易损坏的受压元件之一。保护好锅炉炉管，延长其使用寿命，对保证锅炉安全具有十分重要的意义。造成锅炉炉管损坏的原因很多，主要原因有以下几个方面。

一、管材不合格

（1）钢管质量差，如采用重皮、夹°、偏心和化学成分偏析及带有硬伤痕迹等缺陷的管子，这种管子的破口一般不大，不易发现，在停炉检修中，可以看到破口处因长时间渗漏而形成一堆盐垢，清除后即可观察到重皮或夹灰现象，且破口呈不规则状。

（2）金属化学成分偏析和有伤痕等缺陷存在。这类缺陷会加速管子电化学腐蚀，在钢管着火面的一侧和伤痕处，产生溃疡性的斑点深坑腐蚀，但这种腐蚀不同于氧腐蚀。斑点腐蚀是非密集性的，形状是不规则的，位置也没有一定的规律。

（3）钢管偏心，壁厚不均匀。

二、锅炉缺水造成炉管变形和爆破

锅炉由于缺水首先使炉管的局部或大部得不到炉水的冷却，管壁温度升高，机械强度下降，由于内压力超过材料的屈服限度，导致钢管弯曲变形，鼓包，直至爆破。在锅炉检修中发现，由于缺水而引起爆破的管子，破口大都为纵向破裂，断面锐利，且破口处管子的周长增长很多。因爆管处管壁温度一般在900℃或更高，高速的汽水向破口处喷出，使高温的破口金属急冷发生了淬火现象，硬度明显上升，其金属组织常为马氏体或马氏体加铁素体。造成锅炉缺水事故的主要原因有：其一，司炉人员责任心不强或误操作。如值班时睡觉、干私活、脱岗；对锅炉排污后，没有关闭排污阀或关闭不严，使炉水泄漏甚至失水；如把水位表中看不到水位的缺水当做满水，没有校检水位表，就打开排污阀放水，使缺水更加严重。其二，仪表装置和给水设备存在缺陷，没有及时维修，如水位表汽连管考克渗漏，造成水位偏差假象；水连管被炉水中污物堵塞或孔径变细，使水位表出现假水位；给水自动调节器失灵，给水泵给水阀发生故障，造成缺水事故。

因此，要避免缺水事故，主要应从加强管理入手，对司炉人员加强教育和技术培训，建立岗位责任制，并且加强水位表、控制器、水泵等附件、附机的维护保养工作。

三、锅炉水质不良造成的炉管损坏事故

锅炉水质不良，不仅要结水垢和大量排污，造成热量和水的大量浪费，而且对锅炉本身的损害也是非常严重的，尤其是钢管受热面。

由于水中硬度高，特别是永久硬度高时，锅炉炉管的金属表面很快就结上一层坚硬的水垢。水垢是热的不良导体，当有水垢存在时，就要加强燃烧，使钢板或炉管火侧温度相应增高。才能维持一定的蒸发量，这样，水垢越厚，导热程度越差，则钢板或炉管的火侧温度就越高，产生长时间受高温后出现的蠕变破坏，使钢板变形鼓包，直至破裂。

在检修中发现，这类管子损坏的特征是纵向断面不锐利，同时，这种破裂在管子的外表面有明显的氧化皮，使管壁减薄。

氧腐蚀。水中含有溶解氧，当它进入锅筒后，由于炉水受热沸腾，氧气便从水中逸出。氧氣会使锅炉金属产生局部的点状穿孔，破坏金属表面的保护膜这是因为氧是一种“气氧化剂”。

实践证明，未经除氧的热水锅炉和蒸汽锅炉的给水管道及钢管省煤器以及锅炉下降管管束最易受氧的腐蚀，因为氧气在这些部位首先从水中分离出来。因此，蒸发量大于6t/h以上的锅炉必须进行除氧处理，否则炉管会很快烂穿。检验过程中可发现，这种腐蚀的特征是被腐蚀管子上出现均匀的密集性麻坑。

四、水循环不正常形成的管子变形和爆破事故

在水冷壁管热强度最高的部位，管子被烧破，这往往和管子倾斜的角度及补充水不足有关。有些使用单位对锅炉进行增容技术改造时，大量增加水冷壁管已达到增加受热面积，但下降管却没有加大，因而上升管得不到充足的补给水而过热变形，甚至爆破。再有些水冷壁上升管（如顶棚管）倾斜的角度不够，结果管子热强度最高的部位就产生汽水分°，在管子的上半部就会因过热鼓包而爆破。这种类型的破坏，是几千小时积累形成的，炉管表面温度长期处在450℃至550℃之间，其金属的金相组织呈珠光体球化。且发生在热负荷最高处，管内没有水垢。

在热负荷最弱部位的水冷壁管产生破坏，这种情况在长期超负荷运行的锅炉上最容易产生。热负荷高的部分水管，因其单位时间的蒸发率高，水的循环速度就高；而热负荷低的部分水管，水循环速度就低。锅炉越是超负荷运行，水冷壁左右前后的热负荷的分布越不均匀，受热最差的管子内越难形成必需的水循环速度，使水的流动不正常，甚至产生“停滞”、“逆流”，这时管子的冷却条件就急剧变差，由于受热变应力的影响，这些部位的管子的损坏的特点一般都是环向破裂。

因异物堵塞水管而造成水管破坏的事故。主要有以下几种情况：一是锅炉运行前没有检查锅筒底部，将破布、电焊条头、铁锈、泥沙等未清除出去，以至将管子堵塞；二是水处理软化罐中树脂等流入锅筒，在热负荷最强的管子中熔化凝结，把管子堵死；三是有的在除垢过程中，老垢大量脱落积聚在下集箱，将水冷壁管堵死；四是有的水冷壁管插入集箱的尺寸太长。

综上所述，我们在炉管的修理时必须遵循执行有关标准的要求，同时应注意以下几个方面。

（1）当管子破裂、穿孔以及出现环行裂缝、严重鼓包、变形时，都要割去损坏的部分，更换新管。被腐蚀的管子厚度小于1.5mm时，因为剩余壁厚太薄，容易烂穿，也应当更换新管。

（2）更换的新管要符合锅炉钢管的化学成分和机械性能的要求。长度至少应为300mm，并应接在直管部分，距离锅筒和联箱的外表面和管子的弯曲起点要有一段距离，一般在50mm以上，避免造成应力集中。

（3）钢管的焊接接口应开V形坡口，施焊应遵循有关工艺要求，所有焊条应符合钢管的材质要求，大面积更换管子时，焊接新管要注意受压元件上不至于产生过分的热应力而造成变形，因此要交错焊接。

（4）单根管子损坏不能更换时，可以加焖子封焊，待大修时更换新管，但切忌在管子中间堵死。锅炉的炉管是锅炉的主要受压元件之一，使用过程中应认真执行有关标准，严格按工艺施工，所有这些对于延长炉管的使用寿命，保证锅炉安全运行，起着十分重要的作用。

（编辑/永安）

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