锅炉集汽集箱角焊缝裂纹分析及处理

裂纹产生的原因进行分析，并且提出了处理方案。关键词锅炉集箱角焊缝裂纹返修1实例简介庐江县某绿色能源开发有限公司1#炉为苏州海陆重

工股份有限公司2011年制造的KG120-540/13.34- FSW21 型锅炉,最大蒸发量120t/h,过热蒸汽压力13.34MPa,过 热器出口温度540弋，过热蒸汽集汽集箱的材质为12Crl

MoVG,规格为＜p273 x 40mm,安全阀导汽管的材质为 12CrlMoVG,规格为®133mm x 16mm。图2集汽集箱安全阀角焊缝剖面金相2019年，庐江县该绿色能源开发有限公司在1#炉的 内部检验中,经磁粉甌发现集號箱安全阀角焊缝存在

3裂纹产生原因分析通过分析认为造成集汽集箱管座和筒体产生裂纹的

长25mnnn裂纹及热影响区筒体上存在100mm x 200mm 密集裂纹(图1)。本次为第三次内部检验,前两次此部位

原因主要是：(1) 由于锅炉参数为超高压高温，集汽集箱容易产生蠕

均未发现裂纹。变损伤；受机组启停和安全阀起跳等影响，安全阀焊缝及

其附近筒体易产生疲劳损坏叫在疲劳及蠕变的互相影响 下，集汽集箱过热器安全阀角焊缝及其附近筒体产生裂纹。(2) 另一个原因是在该部位发生应力腐蚀现象。应力

腐蚀需满足二个特定条件:承受拉伸应力的作用和具有与 材料种类相匹配的特定腐蚀介质环境。管座角焊缝局部承受着由弹簧式安全阀排汽管的重

量不平衡产生的应力，在管座角焊缝局部形成拉伸应力, 并且形成局部应力集中。一般来说,只需很小的拉伸应力 即可引起应力腐蚀叫由于安全阀疏水管开裂，造成冷凝

2金相分析经5 %硝酸乙醇腐蚀后的集汽集箱安全阀角焊缝剖面

水回流至管座和筒体处，使管座和筒体外壁产生严重氧化 腐蚀现象，极易产生微观裂纹等缺陷，在微观裂纹处形成

裂纹源，所以完全具备应力腐蚀的第二个条件。放大200倍的金相图见图2。由图2可清晰的看出材料 组织正常，没有过热现象，也可以看到裂纹由外壁向内壁 扩展的形貌。图2为裂纹的大致形态，裂纹沿筒体壁厚深

通过上述分析,集汽集箱的安全阀管座角焊在很低的

应力水平和腐蚀性很弱的水介质中,发生应力腐蚀产生了 裂纹。应力腐蚀突然发生脆性断裂，但在发生前无明显的

度方向延伸约3mm,裂纹的两侧曲折蜿蜒，无锋利的刀刃 面，裂纹的尖端为塑性钝化圆形,可确定为非脆性断裂，是 典型的疲劳扩展形貌叫收稿日期:2019-6-21变形现象,故其危害性非常大。4材料的特性及焊接性分析

12CrlMoVG钢属于珠光体低合金热强钢,该钢具有

很高的热强性及抗氧化性，持久强度值与蠕变极限很接-10 -特种设备安全技术2019年第6期近，并在持久拉伸的情况下具有很高的塑性。被普遍用于 制造壁温小于580七的受热面管子，壁温小于565七的集

条直径3倍；焊后局部热处理：720-750弋恒温2h；外观检查合格后100 %磁粉探伤。箱、蒸汽管道以及锅炉大型锻件等。该钢利用含有的Cr、

Mo合金元素固溶强化,利用所含的V与碳结合形成VC 等碳化物弥散强化，使该钢保持较高的组织结构稳定性和 持久强度曹12CrlMoVG合金钢焊接性良好，但焊前需预

6结论存在强度薄弱区，应力集中，应力腐蚀是造成管座角 焊缝裂纹的主要原因;必须按照正确的焊接工艺和热处理

热,焊后需除应力处理。该钢对热处理要求较为严格,热 处理不当，在小径钢管中会产生马氏体组织，在中、大径钢

工艺，并定期进行检查，做好防雨防潮措施，才能彻底清除

管中会出现室温冲击吸收功不均匀或偏低的现象。裂纹隐患。通过实践证明，针对集汽集箱管座发现的裂纹采取的

5集箱返修方案针对上述需进行返修部位进行磁粉检测，确定缺陷具 体位置并做标记,采用机械方法(砂轮机)清除缺陷,集箱

处理方案和施工工艺是合理的,对于同类型的设备缺陷处 理具有借鉴意义。参考文献筒体裂纹深度最大深度约1.5mm,剩余壁厚满足强度计算

要求将缺陷部位宜接打磨圆滑处理;集箱安全阀管座角焊

缝裂纹最大深度3mm,剩余壁厚不满足强度计算要求，则

需要补焊处理。采用以下焊接工艺：焊前预热温度：200〜300P；层间温度：200〜300T；焊条型号:q>3.2 mm,E5515-B2-V；[1] 王海波，王方，等.电站锅炉集箱裂纹失效分析[J].石油化工设 备,2013,42(2):111-115.[2] 宫俊峰.过热蒸汽集汽联箱管座裂纹处理[J].焊接技术,2012, 41(10):63-64.[3] 赵建仓，姚建华，成鹏，等.超超临界锅炉12Crl MoVG集箱角 接头再热裂纹原因分析及焊接工艺优化[J].发电设备,2011, 25(4):274-277,286.[4] 陈洪君.中温中压锅炉集汽联箱管座角焊缝裂纹分析[J].锅炉 制造,2001,(3):21-23.焊接工艺规范参数：焊接电流100 - 130 A,直流反

作者吴文凤安徽省特种设备检测院安徽•合肥 邮编230051接，焊接电压20 ~ 30V,焊接速度：7 ~ 15cm/min；技术措施:焊条采用小幅度摆动，摆动宽度不超过焊(上接第8页)(5) 燃料发生改变,应由有相应资质的锅炉制造单位 术监督管理规程族持一致。将改变燃料的锅炉纳入改造 范畴,并明确锅炉附属设备由锅炉制造单位配套提供。提供设计资料(含锅炉配套辅机参数等),并应在图纸中注

明改造后的锅炉燃料、型号、额定蒸发量、热效率主要参数 指标及锅炉大气污染物排放限定值。(6) 锅炉燃料发生改变完毕后宜进行额定工况的锅炉

5结束语本文结合笔者多年锅炉检验的实践经验，归纳了锅炉

能效测试及环保检测,验证锅炉及其系统的运行指标是否

改造中发现的常见问题,并进行分析,提出了一些应对建 议和想法。希望通过此文，能对锅炉制造单位、改造单位、

满足设计或合同要求;锅炉改造后不应低于原额定蒸发量 或额定供热量的75%。(7) 锅炉燃料发生改变应签订技术合同，合同应包括

节能监管和检验机构在提高锅炉节能改造效果和安全有

效性上提供一定的参考和帮助。参考文献锅炉改造后锅炉正常运行能保证达到的锅炉出力、能效、

环保指标。环保指标必须满足锅炉安装地的要求。(8) 燃料发生改变,应由有相应资质的锅炉制造单位

提供锅炉铭牌,锅炉铭牌应当有设计单位、改造单位、设计 燃料、额定出力、额定压力、设计燃料、燃烧方式、热效率等

[1] TSG G0001-2012.(锅炉安全技术监察规程》.⑵TSG G0002-20104锅炉节能技术监督管理规程》.[3] TSG G7001-20154锅炉监督检验规则》.[4] TSG G5004.(锅炉使用管理规则》.作者石斌1杨伟2主要参数指标。(9) 对锅炉删甦改变的锅炉强TSGG7001-2015(锅 炉监督检验规则渎施监督检验,以确保安全、节能、环保。(10) 建议对《锅炉安全技术监察规程》、《锅炉设计文

1嘉兴市特种设备检验检测院

浙江•嘉兴邮编3140012湖州晓阳工业设备安装有限公司

浙江•湖州 邮编313000件鉴定管理规则卿分条款进行修改,使其与《锅炉节能技