一起dzl型鍋爐嚴重腐蝕問題的
原因分析及處理
濟南鐵路局 yushengkui
提要：本文針對在鍋爐檢驗中發現的鍋筒底部嚴重腐蝕的問題，分析出問題存在的原因，為確保鍋爐安全執行，提出了切實可行的修理方案和施工技術要求。
關鍵詞：鍋爐安全分析處理
一、問題的發現
某機務段現用的dzl6-16-aⅲ型蒸汽鍋爐系天津鍋爐廠2023年製造，2023年6月投入執行。我局鍋檢所於2023年5月27日對該台鍋爐進行內部檢驗時發現： 上排右起第5、7、11棵煙管管板插入端處呈環向溝狀腐蝕，長20-32mm，寬10-12mm，深3-3.
5mm；後管板右上拉撐下根部呈1/2周長環狀腐蝕，坑寬10-12mm，深8-10mm；前後管板坑狀腐蝕較普遍。鍋筒底前部存在垢、渣堆積，並伴有少量積水，用專用工具進行人工清理時，發覺垢、渣較硬，因而分析可能會存有較嚴重的垢下腐蝕，遂決定對該鍋爐進行抽管檢查，以便對前後管板、鍋筒中底部、煙管、拉撐管以及圓鋼斜拉撐等因結構原因無法進行正常檢驗的部位進行全面檢驗。
在抽除部分煙管後，進入鍋筒底部進行檢驗，又發現了以下嚴重缺陷：前管板左拉撐上部呈1/3周長，寬度為6mm，深度3.5mm— 4mm的嚴重腐蝕；右拉撐上部呈1/2周長，寬度為6mm，深度5.
0mm—5.5mm的嚴重腐蝕；鍋筒下中心軸線前端自扳邊處向後的腐蝕區域：環向400mm，縱向940mm，平均腐蝕深度3.
5mm。腐蝕較嚴重部位有3處，均集中在鍋筒底部前管板環焊縫至底部斜拉撐焊角處。第一處腐蝕區域：
環向360mm，縱向310mm，平均深度為9.4mm；第二處腐蝕區域： 環向200mm，縱向240mm，平均深度為7.
5mm； 第三處腐蝕區域：環向200mm，縱向220mm，平均深度為6.5mm。
另外，前管板第6排右起第5棵（拉撐）煙管的腐蝕程度為：寬度15mm，環向40mm，平均深度為3.5mm； 第6棵（拉撐）煙管的腐蝕程度為：
寬度15mm，環向50mm，平均深度為4.5mm。後管板上拉撐下排右起第1拉撐左下處呈環向腐蝕：
寬度8mm，深度7mm；呼吸區範圍內中部有腐蝕坑：水平方向300mm，垂直方向500mm，深度為7.5mm。
二、原因分析
1. 鍋爐設計及結構的問題。鍋爐設計及製造中，僅在後管板底部
設有一洗爐手孔，造成若不抽菸管，則無法進入鍋筒底部進行正常的檢驗、檢修及清理。
2. 安裝及使用原因。該鍋爐安裝時前低後高，坡差為3‰ ，多年
執行使垢、鏽逐漸增厚，進入底部檢驗時發現鍋筒前底部硬垢厚度達9mm，平均腐蝕速率為0.68 mm/年，為正常腐蝕速度的十餘倍之多；由於結構所限，不能對鍋筒前底部逐年增厚的水垢及時進行人工清理。另外，使用單位對鍋爐水質管理工作有差距，在鍋爐水質達標、合理排汙、裝置管理中規定每三個月對鍋爐至少洗修一次等方面執行不力。
這是造成鍋爐嚴重腐蝕的重要因素。
3. 強度分析。鍋爐強度校核：按生產需用壓力[p] = 1.0mpa 進
行最小許用厚度的計算：鍋筒內徑 dn = 2000mm；
強度減弱係數 φj = 0.95
[σ]：250℃下20g材料許用應力 [σ]=133 mpa
計算有效厚度ty = [p]·dn1×2000 ≈7.95 mm
2фj·[σ]-[p] 2×0.95×133-1
t實測 = 6.5 mm最小附加厚度 = 0.5 mm
t實測—最小附加厚度 = 6.5—0.5 = 6.0mm < ty
因此，腐蝕區域內鍋筒厚度不能滿足強度要求。且區域性最大腐蝕
直徑》350mm，應作維修處理。
三、處理對策及修理範圍
1.根據鍋筒區域性腐蝕堆焊的技術條件：「深坑長度不超過40mm，且相鄰兩個腐蝕坑面之間的距離要超過蝕坑長度的3倍」的要求，該鍋爐存在的嚴重缺陷不適合進行堆焊處理，應進行挖補處理，挖補面積為1000mm×800 mm。
2.該鍋爐後水冷壁共有15棵，為方便鍋筒挖補施工及隨後進行的射線探傷，應更換中間的9棵後水冷壁管。
3.更換前管板底部的3根斜拉撐。
四、施工技術要求
1.材質要求。筒體材質為2og、δ=16,質量要求應符合gb713《製造鍋爐用碳素鋼及普通低合金鋼鋼板技術》；斜拉撐的材質為20#、規格φ45圓鋼,質量要求應符合gb699《優質碳素結構鋼技術條件》中的20#鋼的規定；焊條選用e4303,規格φ3.
2-4mm,焊條使用前應按焊接工藝要求進行烘乾。所用材料須有材質證明，並按jb/t3375《鍋爐原材料入廠檢驗標準》進行檢查、驗收、複驗。挖補部位的外形尺寸按鍋筒幾何尺寸進行加工彎制,彎曲半徑為r=1000mm。
按確定的挖補面積擷取後對補板周向修磨、加工坡口。坡口角度為30°+2.5°,鈍邊為0-3mm。
坡口應清磨乾淨,不得有油汙、鏽蝕。斜拉撐的製作按圖紙資料進行,彎曲半徑、外形尺寸、坡口的加工應符合圖樣規定。
2.補板孔的加工。沿鍋筒前端筒體與管板連線焊縫處（即下中心線）分別向兩側測量300mm左右,並參照下部中心線兩側斜圓鋼拉撐而定，同時考慮避免焊縫熱影響區的重疊。
為防止應力集中，補板的縱向焊縫距斜拉撐的焊縫不得小於5omm,補板孔的長度應考慮焊接施工及探傷工藝要求，實際補板面積為1000mm×800mm。施工劃線的兩個後角應圓弧過渡,其圓角的半徑不小於l00mm,以避免應力集中。補板的前端因與原焊縫的位置重合,故兩個前角不得進行圓角過渡。
切割時應保證割縫平直,割後修磨v型坡口的坡口角度為30°+2.5°,鈍邊為0-3mm,坡口內及焊口邊緣修磨乾淨,以保證焊接質量；斜拉撐拆除時應注意不損壞管板和管板拉撐孔，拆除後應按原設計要求對管板拉撐孔坡口進行加工修磨。為控制對接接頭偏差,對接焊縫邊緣偏差應滿足:
縱向焊縫:10%板厚，環向焊縫:10%板厚+lmm，對接間隙:
1—3mm。補板裝配不得用強力組合，可採用區域性加熱進行校正。
3.焊接工藝要求。 施焊前應保證補板與筒體的裝配質量滿足施
工方案要求，焊口及邊緣無油汙,焊口清磨乾淨。施焊時,先焊間隙大的,後焊間隙小的,即先將縱縫焊好,待冷卻到100℃以下時,再焊一條環縫。然後,按照同樣的焊接程式,再焊下一條縱縫和環縫,這樣的焊接程式可保證補板焊接質量，避免造成環縫嚴重錯口。
因採用多層焊,各焊層接頭應錯開，焊縫不得有裂紋、氣孔等缺陷
4.焊縫外觀質量要求：焊縫尺寸應符合要求,焊縫高度不低於母材表面,焊縫與母材要圓滑過渡；焊縫及熱影響區表面無裂紋、夾渣、弧坑、氣孔及咬邊。
5.無損探傷檢查。鍋筒的挖補焊縫、封頭與筒體的對接焊縫均應進行100%的x射線探傷,對熱影響區內的原焊縫也應進行射線探傷；焊縫的射線探傷按gb3323《鋼熔化焊對接接頭射線照相和質量分級》的規定執行，對接接頭的焊縫質量不低於ⅱ級為合格。
射線照相的質量不低於ab級為合格。
6.斜拉撐焊接。斜拉撐的裝配焊接應在補板焊接完畢,並經外觀檢查、無損探傷檢查合格後進行。
裝配質量應符合設計圖紙要求,拉撐伸出管板不應大於1.5mm。檢查管板與拉撐連線的坡口,其角度應不小於45°。
拉撐的裝配應平行於筒體,不得偏斜,焊縫外觀質量、焊角高度應符合圖紙要求。
7.水壓試驗。在射線探傷合格、鍋爐拉撐管及煙管按要求施工完畢並經焊接質量檢驗合格後進行。
水壓試驗的合格標準符合《鍋爐檢驗規則》的有關規定；在保壓時間內，鍋爐不允許出現壓力下降。否則，整改後重新進行水壓試驗。水壓試驗由鍋爐監察、鍋檢所、施工單位及使用單位共同參加。
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