循环硫化床锅炉过热屏管爆裂原因分析及对策

2023.05.24

杜乐黄晓雷李艳慧

摘要：循环硫化床锅炉在正常运行的过程中，过热屏管由于各种原因出现爆裂的现象比较频繁，这种现象的发生不仅会给企业带来一定的经济损失，还会造成不必要的人员伤亡。因此，本文对过热屏管出现爆裂的原因进行分析，并提出具体的控制和管理策略，像能够实现控制过热屏管发生爆裂的现象，加强焊接工艺质量的提升。

关键词：循环硫化床；锅炉；过热屏管；爆裂原因

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.178

1 循环硫化床锅炉过热屏管爆裂的主要原因分析

1.1 过热屏组成材料的化学成分

相关专业人士在对过热屏爆裂后的过热屏管材料中的化学成分展开了分析，主要的分析結果如下表所示：

从上表的检测结果当中可以观察出，过热屏管子的化学材料与原始的设计材料内容相符合，无太大的差异，材料属于低合金钢，这种材料具备着良好的焊接性能[1]。

1.2 过热屏出现泄漏部位的材料金相分析

过热屏管子材料的金相组织，主要是铁素体和珠光体组成，这两种组成材料在受到热力的影响下，材料的状态逐渐发生了一定的转变。在泄露处的边缘当中可以看出，出现的这些裂纹主要是沿晶扩展为主，呈现的是常见的星状裂纹特征，该裂纹的两侧，具备着非常明显的氧化特征。由此可以说明，该裂纹是在对材料进行焊接的过程中产生的，那么这个裂纹就是属于焊接热裂纹[2]。

1.3 SEM的分析

裂纹性质需要进行SEM来分析，才能够确认具体的原因。这种方式经过分析的结果，可以判定裂纹周边氧化物的特征，从裂纹当中残留的各种杂质也可以发现，裂纹是由于焊接加热过程中产生的焊接热裂纹而引起的。正是因为这些裂纹的出现，才使得过热屏管爆裂的可能性增大[3]。

1.4 热裂纹的形成原因分析

展开焊接的过程中，热循环峰值的温度较高，这种高温的影响下，焊接接头的热影响区域当中含有的低熔点的物体就会被重新融化，当一些化学材料分量偏高的时候，在高温液化状态下，裂纹出现的倾向就会越来越多。熔池结晶的时候产生的拉应力，是促成热裂纹产生的重要原因，这种拉应力的大小，与接头的形式和刚性等都有着密切的关联。热裂纹的主要产生原因，是由于拉应力和低熔点共晶这两者共同决定的。

2 防止循环硫化床锅炉过热屏管爆裂的相关策略研究

2.1 及时更换过热屏管

过热屏管子在使用的过程中，会经过高温的影响出现一定的消耗，使其自身的功能和材料性能出现变化[4]。过热屏管子中的鳍片也会发生改变，想要防止过热屏管出现爆裂的现象，就要及时将鳍片或者过热屏管进行更换。同时，焊接前的余热要减慢焊接缝的冷却速度，减少焊接的应力，可以有效地防止裂纹产生。而且，焊接缝当中的一些有害的杂质的含量成分大小也必须要控制在合理的范围内。

2.2 合理控制过热屏管的焊接工艺

对于过热屏管的焊接，必须要采用合适的方式进行。主要采用的是GTAW的焊接方式，在焊接之前要对其进行预热，预热的温度范围必须要控制在一百五十度左右，焊接的时候，要两个人共同作用，才能够保证焊接质量的提升。同时，在焊接之后，要采取保温的作用环节温度的冷却。经过以上对过热屏管材料组成的分析，在焊接一些管径小于一百零八毫米，管壁的厚度小于等于十毫米的15CrMo钢管的时候，这种焊接接头，可以经过焊接前的预热处理，可以不经过焊接后的热处理。对于过热屏管内壁的要求必须要齐整，即便是存在不齐整的现象，这种误差不能够大于一毫米。在对过热屏管展开焊接的时候，一定要保证焊接的质量，与此同时，还应当为焊接的外观进行合理的控制，使其焊接的结果具备一定的美观性。自后，要对焊接屏管的对接焊口展开检测，主要使用射线检测，还要对相关的一些热影响较大的区域实行硬度检测，只有这些符合要求之后，才能够展开鳍片的焊接。

2.3 鳍片焊接工艺的控制管理

对于鳍片进行焊接的时候，要采用钨级氩弧焊接的焊接工艺，这种焊接工艺的使用，可以减少对鳍片进行焊接时所产生的一些疤痕和碎沫飞溅的现象。鳍片的适配性要着重加强，这样就可以提高对应力的控制力度。焊接线的能量必须要进行合理的控制，才能够防止裂纹的产生。对鳍片的焊接区域要打磨出光滑的光泽，便于实现对另外一些化学杂质的控制。同时，在对鳍片展开焊接之前，要进行预热处理。预热的时候温度控制在一百五十度左右，焊接后采取保温处理。在对其进行焊接结束之后，要将焊接的底部进行仔细的打磨处理，使其能够具备一定的光滑度。最后，使用专业的检测方式对其进行硬度检测，确保符合要求。

3 结束语

综上所述，在本文当中经过对循环硫化床锅炉过热屏管爆裂的主要原因展开分析，可以发现，过热屏管子中的化学组成成分，以及在展开焊接的过程中所带来的温度，都可能会造成过热屏管子出现裂纹的现象，从而使其出现爆裂的现象。想要实现对这种现象的合理控制，就必须要合理地更换过热屏管以及鳍片，同时，要对过热屏管的焊接工艺进行严格的控制和管理，对于鳍片的焊接也必须要加以重视，选择合适的焊接方式，注意焊接过程中的任何关键的环节，减少出现裂纹的可能，实现对过热屏管爆裂现象的合理控制。

参考文献：

[1]陈国华.循环硫化床锅炉过热屏管爆裂原因分析及对策[J].石油化工技术与经济，2017，33（05）：55-57.

[2]马硕，张莉.循环硫化床锅炉控制系统的设计与实现[D].武汉科技大学，2018（1006）：203+204.

[3]杜丽华，吴建国.循环硫化床锅炉控制系统的探讨[J].山西电力，

2014（1001）：251-253.

[4]陈惠杰.浅谈循环硫化床锅炉风系统优化措施[J].山东工业技术，

2017（11）：38.