高温高压锅炉筒裂纹检测与分析

高温高压锅炉筒裂纹检测与分析

0缺陷检测及防范江联公司是韶关钢铁公司和柳州钢铁公司生产的19mm高温锅炉。用户使用后，在经过一段时间的货架上进行维护，并被当地技术监督和技术监督办公室（锅检研究所）认定为缺陷。因此，公司派员工到现场进行具体的检测和处理，并得到当地一家锅检和用户的认可。其次，分析和讨论了治疗和缺陷的原因和预防措施，以消除类似情况的再次发生。1筒体表面出现的“裂纹”根据现场检测情况发现,锅筒上主要存在以下几种缺陷:1.1筒体内、外表面的纵向焊缝与母材的熔合线处存在长短、深浅不一的连续或断续“裂纹”,目前发现的“裂纹”存在于筒体纵向焊缝的全长,最深处已近4mm。1.2封头人孔加强圈与封头母材的焊缝熔合线处出现“裂纹”,深度在2.5mm～3mm。1.3封头和筒体表面出现多处网状“裂纹”(龟裂)。1.4部分拉马焊接处出现裂纹。1.5锅筒内部装置中部分预焊件与筒体焊接处有裂纹。2检测缺陷的消除在对锅检所检测出的缺陷进行复测(含外观检测和无损检测),并用手提砂轮机进行了试清除,在打磨后重新进行无损检测时发现,一般情况下,打磨深度2.5mm左右即可把缺陷消除。根据检测现状和经验判断,缺陷应仅存在于纵向焊缝两侧。于是我们采取了拆卸部分内装件后由锅检所进行了全部纵缝、丁字接头和丁字接头两侧环向焊缝的检测,检测结果为丁字接头和环向焊缝未存在缺陷,而纵向焊缝全长均发现“裂纹”且分布在熔合线上,在采用砂轮机打磨深约3mm左右时经无损检测,缺陷消除。在检测中还发现部分拉马焊接处存在表面裂纹。在韶关钢铁厂,发现锅筒部分拉马焊接处和内装预焊件与筒体间焊缝存在表面裂纹。对于内装预焊件与筒体间焊缝表面裂纹及拉马焊接处表面裂纹均通过打磨去除,经检测,深度均未超标。3缺陷扩展的可能性根据打磨、检测结果判断,目前发现的“裂纹”除焊拉马处、内装预焊件处外,并非真正意义上的裂纹,而是一种线性缺陷,疑似裂纹,产生的原因主要为:3.1筒体纵缝熔合线上的线性缺陷是由于在筒节校圆前未按制造工艺清除纵缝处的焊缝余高或清除不彻底,在热校圆时过高的焊缝余高被辊挤而压入筒节母材中,由于焊缝余高不一致而形成深浅、长短不一的波状重皮线性疑似裂纹。判断依据是缺陷在清除时,缺陷走向和深度为向焊缝中心移动且呈深浅不一、逐步加深的趋势。纵向焊缝熔合线上的缺陷虽不属于裂纹,但由于重皮造成的应力集中是存在的,随着运行时间的延长,很可能扩展成为裂纹,是一个严重的事故隐患。3.2封头人孔加强圈与封头母材焊缝熔合线上的线性缺陷是由于焊接电流偏小、速度较快,使焊缝边缘未与封头母材完全熔合,形成假焊,成为线状疑似裂纹。判断依据是缺陷在清除前,焊缝边缘呈轻微的内凹形与母材圆滑相交,清除过程中,沿焊缝和母材熔合面向焊缝内部偏移。3.3封头和筒体表面出现的网状“裂纹”,是由于母材在压制或卷制前未清除原材料表面的氧化皮,在热压或热卷中未清除或未完全清除加热时产生的氧化皮或脱落的抗氧化剂涂料,而被压入母材中,在锅炉运行一段时间后,因热胀冷缩和振动造成压入封头和筒体的氧化物产生龟裂,疑似网状裂纹。判断依据是该缺陷一般存在于氧化皮集中区域,打磨缺陷到一定范围后,此封闭曲线会逐渐缩小,清除氧化皮等压入物后,缺陷即消除。(3.4)拉马焊接处出现的裂纹,内装预焊件与筒体焊接处出现的裂纹,是真正意义上的裂纹。判断依据是该缺陷分布于搭焊拉马处和预焊件焊缝上,裂纹呈现垂直深入母材的现象。造成的原因是在拉马焊接、割除、打磨和预焊件焊接过程中未严格执行工艺:进行焊前预热、焊后消氢,割除拉马后未仔细打磨去除表面缺陷。4未严格执行焊接规范通过两地19Mn6高温高压锅筒消缺的情况看来,所存在的缺陷均是在制造过程中没有严格执行制造工艺和焊接规范造成的,表现在以下几个方面:4.119Mn6高温高压锅筒制造工艺规定了筒节在热卷、热校前和封头热压前均必须清除板材上的氧化皮并涂刷高温抗氧化剂涂料,在卷(压)、校过程中应及时清除脱落的氧化皮和抗氧化涂料,而在实际操作中未按此工艺进行。涂刷的高温抗氧化涂料未进行彻底干燥就进入加热炉,涂刷厚薄不匀,致使抗氧化涂料易脱落,起不到应有的保护作用;封头外协压制,亦未涂高温抗氧化涂料,从而造成脱落的氧化皮和抗氧化剂压入筒体母材,导致筒体表面网状“裂纹”的产生。钢板下料后应清除板材表面的轧制氧化皮、热卷(压)和热校前应在筒体(封头)上均匀涂刷高温抗氧化涂料并彻底干透,在卷(压)、校过程中应及时用压缩空气吹除脱落下来的氧化皮和抗氧化剂涂层,这是避免此类缺陷产生及大大降低补焊工作量、提高筒体表面质量的关键。4.219Mn6高温高压锅筒制造工艺要求施焊时要焊前预热,焊后消氢,拉马割除后要打磨残存焊缝至与母材平,由于没有严格执行,导致内装预焊件处,搭焊拉马处多处出现浅表裂纹。因此,严格执行焊接规范,预热、消氢、坡口和焊缝区清理打磨、避免在锅筒上引弧和最终热处理后的焊接是避免这类裂纹产生的关键。4.319Mn6高温高压锅筒制造工艺要求筒节纵向焊缝应严格控制焊缝高度,在热校前应磨平,而实际操作中,纵、环向焊缝均出现焊缝表面高低不平、宽窄不一、余高偏高,特别是在焊缝交接处,在热校前又未清除焊缝余高,致使多余焊缝材料被辊挤入筒体内。因此,严格地按照焊接规范施焊,控制焊缝余高,筒体热校前打磨清除纵向焊缝余高,将避免此类缺陷的形成。4.4由于未严格执行焊接规范,电流过小或焊接速度过快,形成假焊(未熔合),