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一起锅炉受热面泄漏事故分析

  
评论: 更新日期:2010年04月14日

  1 事故经过

  某公司#2炉系哈尔滨锅炉厂生产的亚临界压力一次中间再热自燃循环锅炉。2001年12月1日该炉进入试运第三天,运行稳定无明显异常现象。14:38,#2炉炉管检漏(前包处)报警,14:58,因#2主变压力释放保护动作停炉,15:20,现场检查右侧水平烟道入孔处有蒸汽冒出,打开入孔确认受热面泄漏。

  进入炉内检查发现水冷壁延伸管右数第24根左右鳍片根部两侧发生泄漏,左鳍片根部两则泄漏后冲刷25根水冷壁延伸管弯头,造成第25根水冷壁延伸管头穿孔。检查第24根弯头发现:从右侧鳍片根据部起,沿弯头背部平行于梳型密封板有一道环向裂纹,环向裂纹与左鳍片根部泄漏点不相连。进一步检查发现,管内部裂纹与外部环向裂纹特征一致,内外裂纹已贯穿,左右鳍片根部两侧均为小孔泄漏,第23根据管弯头被第24根据右鳍片根据部泄漏冲刷穿孔。

  通过更换23、24、25根弯头,并对水冷壁延伸管直段中部进行加固,解决了泄漏问题。

  2 水冷壁管泄漏检查

  为找出泄漏原因,防止事故再次发生,在宏观检查的基础上,我们做了化学元素分析、机械性能试验、金相分析和电镜扫描观察。

  2.1 宏观检查
  2.1.1 发现裂纹附近焊缝有多处咬边(最深为0.5mm左右)、夹渣,焊缝断口可见内部气孔(φ1mm)。
  2.1.2 两处裂纹均已裂穿,断口整齐。左侧裂纹沿鳍片焊接熔合区开裂。右侧裂纹起始于鳍片和梳型板之间的T型焊接接口,一侧沿鳍片焊接熔合区开裂,一侧横向发展。

  2.2 化学元素分析
   在开裂弯头附近取样分析,结果符合相关标准要求。

  2.3 机械性能试验
   在开裂弯头附近取样进行拉伸试验,试样的抗拉强度符合相关标准要求。

  2.4 金相分析
   在远端和裂纹共9处取样,金相组织为珠光体(P)+铁素体(F),珠光体球化一级,未见其他异常金相组织。

  2.5 显微裂纹检查
   为穿晶型裂纹。

  2.6 电镜扫锚观察
   对泄漏水冷壁管裂纹的断口进行电镜扫描分析,可见贝壳状疲劳断口形貌,裂纹起始于鳍片角焊缝和梳型板角焊的T型焊接接口处,从外壁起裂。断口上可见穿晶型二次型纹。

  3 原因分析

   通过试验分析,确认水冷壁管开裂泄漏是由振动引起金属疲劳所致。开裂的水冷壁处于锅炉折焰角附近,机组运行时,由于烟气的冲刷和涡流的作用,管道产生振动,振动产生的最大交变应力作用于管道弯头起弯处,正好是鳍片和梳型板之间的T型焊缝处,焊接热影响区机械性能本身较低,而T型接头经过两次焊接,其热影响区机械性能更低,加上焊接质量不佳,在交变应力的反复作用下开裂。

  4 预防事故的措施

  4.1 运行人员必须加强对生产现场设备的巡视和检查,检修人员要加强设备的管理,发现安全隐患及时处理,以防事故扩大。
  4.2 锅炉制造厂对锅炉必须有质量监督,在确定设计方案时要考虑各种复杂的因素。
  4.3 对水冷壁延伸管采取加固措施,改变固有频率,使水延伸管避开共振频率。
  4.4 要加强锅炉安装质量监督,安装单位要将质量保证体系落实到位。
  4.5 认真做好设备全过程的管理工作,严格按照规程操作。

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