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摘 要：着重对在役锅炉超温过热的产生原因，及其在定期检验中的检验方法、判用意见进行了分析阐述。
关键词：在役锅炉超温过热定期检验判用意见
中图分类号： TK229 文献标识码： A 文章编号：
1前言
乌鲁木齐环鹏有限公司后峡电厂是自备电厂，属孤网运行。共有四台中温中压锅炉，两台130t/h煤粉炉，两台180 t/h循环流化床锅炉，均为四川锅炉厂生产，主要以发电为主，同时供应周边地区的生产和生活用热。在使用过程中，部分锅炉因超温、过热而产生过爆管事故，在日常的定期检验过程中也发现多例锅炉超温导致的蠕胀、变形、鼓包、材质劣化等事故隐患，这些事故和隐患严重影响了本公司的安全生产工作，给平稳运行带来诸多不稳定因素。该文着重对在役锅炉受热面超温过热的原因、危害及其在定期检验中的检验方法、判用意见进行分析阐述。
2 超温、过热的定义
超温，即金属超过其额定温度运行。这里所说的额定温度并非是钢材的最高使用温度，而是指设计运行温度，衡量管子是否超温运行就依此为标准。例如我公司自备电厂CG-130/3.82-450-M15型锅炉的集汽联箱，所用材料12Cr1MoV的最高使用温度为460℃，但对于蒸汽参数为450℃，其额定温度按设计为450℃，因此当在超过460℃工况下运行时就属超温。
过热与超温的含义相同，过热是超温的结果，超温是过热的原因，二者的区别在于超温是指运行而言，过热是作为分析爆管现象而提出的分析概念。
3超温、过热的原因分析
锅炉超温过热损坏主要是由于安装、检修、运行时管理不当造成的。壁温升高最常见的原因有：错用钢材、锅炉严重缺水、化学监督不严格及水循环故障等。
3.1 错用钢材
在安装或检修过程中，由于金属监督工作不细致而错用钢材的现象在本公司也曾发生过。对于被错用的使用温度较低的钢来说，实际上是一种超温的运行，其等效寿命必将大大缩小。在检验中，应仔细查阅检修维修记录，找出更换过的管段，进行光谱检查和硬度测定，必要时辅以化学分析和金相分析，以确定用材是否正确。
3.2 锅炉严重缺水
锅炉严重缺水，使受热面得不到必要的冷却，短时间内被过热到较高的温度，金属的强度变得极低，急剧膨胀的气体，增大管内压力，在应力作用下，以较大的变形速度使管径胀大，如处理不及时，最终导致爆破。严重缺水导致的损坏，在检验中会发现损坏的管子较多。
3.3 化学监督不严格
汽水品质不合格容易造成受热面管壁结垢或堆积水渣，不采取恰当的停炉保护措施或防腐措施不当，在运行期间也容易造成氧化物堆积现象。无论是水垢、水渣还是氧化物堆积都会降低金属的传热能力，受热面外壁受热而内壁得不到介质的充分冷却，使得壁温升高，金属强度下降，蠕变速度增大，使用寿命降低，在应力的作用下，管子产生蠕胀、裂纹，甚至爆管。水垢引起的超温或过热破坏，一般出现在热负荷较大的管子上，受热少的管子损坏的程度不严重或根本没有损坏，通过以往定期检验中割管或内窥镜检查可以发现，水循环系统中部分管子内壁都积有不同程度的水垢。
3.4 水循环故障
水循环故障所造成的损坏，往往是由于多种原因同时存在，同时作用而引起的，最常见的原因有以下几种：
3.4.1水位偏低：当水位偏低时，在下降管入口处产生汽穴，将汽空间的蒸汽吸入下降管使水循环受阻。在下降管口增加防旋栅或挡板，可有效地防止产生汽穴，检验中应注意栅格是否完好牢固，以及水位计、给水自调系统、高低水位报警系统等的可靠性。
3.4.2锅炉压力突然发生波动：当压力突然降低时，会引起下降管里的水汽化，压力突然升高则会使流动压头降低。由于我厂外界负荷性质，经常会出现由于外界瞬间大面积甩负荷，引起的压力大幅度波动。因此，利用锅炉计划停运及大小修机会，特别是锅炉定期检验工作中，重点检查各水冷壁管的变形及蠕胀情况。
3.4.3锅炉的超负荷运行或低负荷运行：锅炉的负荷长时间与额定负荷差别很大，超负荷运行或低负荷运行都可能造成水循环故障。如果水冷壁管局部最大热负荷达到或超过许用温度，管壁上的水膜就会被破坏，壁温迅速提高，水冷壁管就会很快发生鼓包损坏，甚至过热爆管。当长时间低负荷运行时，容易发生水循环停滞和自由水位，也会引起超温事故。如果锅炉设计或改造时对受热面布置不当，使热负荷分布不均，或由于燃烧系统的问题而使炉膛内和烟道内的烟气温度分布不均匀，会使各上升管之间的吸热不均更加严重，也会导致水循环故障。
3.4.4水冷壁管因素：由于燃燒调整不当或煤质变化等因素造成部分水冷壁管表面结焦，或同组水冷壁管中的几根互相遮挡而造成管子吸热不均，锅炉给水不均，不按期排污或排污不当等原因，也会使水循环条件变差。可能造成局部受热不均或过热损坏。
4 对超温、过热损坏的检验
4.1 档案及运行记录审查
资料审查是在役锅炉定期检验工作的重要组成部分。在审查过程中应重点审查金属监督记录、化学监督记录、运行记录、检维修改造记录等，通过资料审查可以发现各种可能存在的不稳定因素，为检验及判用提供必要的依据。
在检验过程中发现，如发现锅炉使用单位不重视金属监督和化学监督工作，记录不完善或干脆就没有记录可查，应与锅炉管理人员及操作人员必须进行详细的座谈，全面了解检验周期内的锅炉监督、运行及故障处理情况。
4.2 宏观检查
4.2.1水冷壁管的超温检验：在检查水冷壁时用强平行光照射，通过手摸、眼看和使用量具测量等方法，可以有效地检查出胀粗和鼓包部位。对以前出现过爆管、胀粗和鼓包的管段及临近区域，煤粉锅炉喷燃器口处水冷壁管、循环流化床锅炉密相区和稀相区过渡段受热面、水冷屏组件对接处容易产生磨损冲刷的区域，看火孔、防爆门孔附近走向突变的管子等，应作为重点，仔细进行检查。
4.2.2过热器管的超温检验：由于过热器内流动的是传热性能较差且温度很高的蒸汽，外面接触的是高温烟气，因而过热器的壁温要比蒸汽温度高出很多，出现超温的几率也相对较大，检验中可以通过管壁颜色估计变化温度，如果钢管保持原来的颜色，说明高温温度在550℃以下，如果钢管表面发蓝，说明温度达560-600℃，如果氧化皮开始脱落，说明管壁温度已达850℃以上。根据运行中的损坏规律及壁温估计情况，相应地确定检验重点部位。采用灯光目视检查管子的变形扭曲情况，目视及手触方法检查鼓包和磨损情况。用样板或卡尺检测管子的外径来测量蠕胀值。
4.3 理化检查
4.3.1超声波测厚：超温的管段随着塑性变形的不断扩大，管壁也会逐渐减薄，在有蠕胀及鼓包的部位都存在着一定程度的壁厚减薄。测厚还可以检查磨损及内部腐蚀减薄情况，如果与超温共存，则爆管的可能性就会大大增加。
4.3.2光谱检查：对有明显胀粗和鼓包的管段进行光谱检查，可以判定是否是错用钢材所致，对分析破损原因有帮助。对检维修改造中更换的合金钢管段也应进行光谱检查，并详细记录，为以后的运行检查提供依据，以做到心中有数。
4.3.3硬度测定：通过硬度测定可以间接分析材料的抗拉强度以及表面脱碳等情况，从而分析材质劣化程度，作为进一步检验的依据。
4.3.4金相检查：超温过热往往引起钢材内部组织的变化，金相检查是对超温损坏的一种重要的检验手段。在金相检查中发现，超温的合金钢都有不同程度的珠光体球化而碳素钢还伴有石墨化倾向。
4.4破坏性检验
割管检查无论是从金属监督、化学监督的角度还是定期检验的角度来说都是十分必要的检验手段，同样对超温检验也是十分重要的检验方法。
割管检验可以观察管子内壁的结垢、腐蚀情况，可以检查在高温运行后的机械性能变化情况，根据高温性能的变化情况确定其使用寿命。分析水垢水渣的成分及垢量测定可以为化学监督工作提供必要的数据，为化学清洗提供依据。
5钢材超温后的判用
超温后，锅炉钢材能否继续使用，是一个需要认真对待的问题。本着“合于使用”“保障安全”的原则，要根据不同的情况作不同的处理。发电锅炉由于其行业的特殊性，电力部门有比较完善的规定和标准，检验及判用中应严格遵守。标准中没有明确规定的部分，相对于其它锅炉，发电锅炉应从严要求。
5.1碳素钢管的胀粗值
碳素钢管的胀粗值不大于原有直径的3.5%，合金钢不大于2.5%，超标的对于发电锅炉应换管，其它锅炉根据具体情况可适当放宽要求，胀粗值不超过原周长的5-10%，无材质劣化的一般可以继续使用。
5.2水垢影响因素
由于水垢影响而使钢材超温的，属于长期超温破坏，可致使金属组织产生蠕变裂纹和渗碳体球化，以及钢材表面出现氧化和脱碳现象。对于有这些缺陷的钢材不允许继续使用，必须更换。对于热负荷较低的受压部件，只要金相分析没有渗碳体球化现象，仍可继续使用。
5.3缺水因素
缺水造成的钢材超温损坏，对于严重的鼓包及爆破的管子，必须更换，尽量不要采取补焊、顶压等修补方法，对于没有爆管，但有塑性变形的应参照5.1所述处理。
當锅炉运行过程中发现因缺水而造成受热面钢材超温损坏事故时，停炉后不应匆忙降温，条件许可的情况下，应尽量让锅炉在热态下随炉自然冷却，冷却条件也是判用的一个重要参考因素。
5.4水循环故障
水循环故障造成的高温损坏可以参照上述几点原则判用，但最关键的还是在于找出造成水循环故障的原因，以求彻底解决，避免发生同类事故。
6结束语
在定期检验中应具体问题具体分析，本着“合于使用，保障安全”的原则，认真搞好检验工作。超温过热损坏有很大一部分是由于管理不善造成的。
参考文献
1.《锅炉安全监察基础（上册）》水利电力部电力生产司，1988.258-274
2.《工业锅炉损坏和修理》 劳动部锅炉压力容器安全杂志社，1992.174-189
3.《电力工业锅炉压力容器安全性能检验大纲》 1995.53-60
4. 《蒸汽锅炉安全技术监察规程》1987.52-54
关键词：在役锅炉超温过热定期检验判用意见
中图分类号： TK229 文献标识码： A 文章编号：
1前言
乌鲁木齐环鹏有限公司后峡电厂是自备电厂，属孤网运行。共有四台中温中压锅炉，两台130t/h煤粉炉，两台180 t/h循环流化床锅炉，均为四川锅炉厂生产，主要以发电为主，同时供应周边地区的生产和生活用热。在使用过程中，部分锅炉因超温、过热而产生过爆管事故，在日常的定期检验过程中也发现多例锅炉超温导致的蠕胀、变形、鼓包、材质劣化等事故隐患，这些事故和隐患严重影响了本公司的安全生产工作，给平稳运行带来诸多不稳定因素。该文着重对在役锅炉受热面超温过热的原因、危害及其在定期检验中的检验方法、判用意见进行分析阐述。
2 超温、过热的定义
超温，即金属超过其额定温度运行。这里所说的额定温度并非是钢材的最高使用温度，而是指设计运行温度，衡量管子是否超温运行就依此为标准。例如我公司自备电厂CG-130/3.82-450-M15型锅炉的集汽联箱，所用材料12Cr1MoV的最高使用温度为460℃，但对于蒸汽参数为450℃，其额定温度按设计为450℃，因此当在超过460℃工况下运行时就属超温。
过热与超温的含义相同，过热是超温的结果，超温是过热的原因，二者的区别在于超温是指运行而言，过热是作为分析爆管现象而提出的分析概念。
3超温、过热的原因分析
锅炉超温过热损坏主要是由于安装、检修、运行时管理不当造成的。壁温升高最常见的原因有：错用钢材、锅炉严重缺水、化学监督不严格及水循环故障等。
3.1 错用钢材
在安装或检修过程中，由于金属监督工作不细致而错用钢材的现象在本公司也曾发生过。对于被错用的使用温度较低的钢来说，实际上是一种超温的运行，其等效寿命必将大大缩小。在检验中，应仔细查阅检修维修记录，找出更换过的管段，进行光谱检查和硬度测定，必要时辅以化学分析和金相分析，以确定用材是否正确。
3.2 锅炉严重缺水
锅炉严重缺水，使受热面得不到必要的冷却，短时间内被过热到较高的温度，金属的强度变得极低，急剧膨胀的气体，增大管内压力，在应力作用下，以较大的变形速度使管径胀大，如处理不及时，最终导致爆破。严重缺水导致的损坏，在检验中会发现损坏的管子较多。
3.3 化学监督不严格
汽水品质不合格容易造成受热面管壁结垢或堆积水渣，不采取恰当的停炉保护措施或防腐措施不当，在运行期间也容易造成氧化物堆积现象。无论是水垢、水渣还是氧化物堆积都会降低金属的传热能力，受热面外壁受热而内壁得不到介质的充分冷却，使得壁温升高，金属强度下降，蠕变速度增大，使用寿命降低，在应力的作用下，管子产生蠕胀、裂纹，甚至爆管。水垢引起的超温或过热破坏，一般出现在热负荷较大的管子上，受热少的管子损坏的程度不严重或根本没有损坏，通过以往定期检验中割管或内窥镜检查可以发现，水循环系统中部分管子内壁都积有不同程度的水垢。
3.4 水循环故障
水循环故障所造成的损坏，往往是由于多种原因同时存在，同时作用而引起的，最常见的原因有以下几种：
3.4.1水位偏低：当水位偏低时，在下降管入口处产生汽穴，将汽空间的蒸汽吸入下降管使水循环受阻。在下降管口增加防旋栅或挡板，可有效地防止产生汽穴，检验中应注意栅格是否完好牢固，以及水位计、给水自调系统、高低水位报警系统等的可靠性。
3.4.2锅炉压力突然发生波动：当压力突然降低时，会引起下降管里的水汽化，压力突然升高则会使流动压头降低。由于我厂外界负荷性质，经常会出现由于外界瞬间大面积甩负荷，引起的压力大幅度波动。因此，利用锅炉计划停运及大小修机会，特别是锅炉定期检验工作中，重点检查各水冷壁管的变形及蠕胀情况。
3.4.3锅炉的超负荷运行或低负荷运行：锅炉的负荷长时间与额定负荷差别很大，超负荷运行或低负荷运行都可能造成水循环故障。如果水冷壁管局部最大热负荷达到或超过许用温度，管壁上的水膜就会被破坏，壁温迅速提高，水冷壁管就会很快发生鼓包损坏，甚至过热爆管。当长时间低负荷运行时，容易发生水循环停滞和自由水位，也会引起超温事故。如果锅炉设计或改造时对受热面布置不当，使热负荷分布不均，或由于燃烧系统的问题而使炉膛内和烟道内的烟气温度分布不均匀，会使各上升管之间的吸热不均更加严重，也会导致水循环故障。
3.4.4水冷壁管因素：由于燃燒调整不当或煤质变化等因素造成部分水冷壁管表面结焦，或同组水冷壁管中的几根互相遮挡而造成管子吸热不均，锅炉给水不均，不按期排污或排污不当等原因，也会使水循环条件变差。可能造成局部受热不均或过热损坏。
4 对超温、过热损坏的检验
4.1 档案及运行记录审查
资料审查是在役锅炉定期检验工作的重要组成部分。在审查过程中应重点审查金属监督记录、化学监督记录、运行记录、检维修改造记录等，通过资料审查可以发现各种可能存在的不稳定因素，为检验及判用提供必要的依据。
在检验过程中发现，如发现锅炉使用单位不重视金属监督和化学监督工作，记录不完善或干脆就没有记录可查，应与锅炉管理人员及操作人员必须进行详细的座谈，全面了解检验周期内的锅炉监督、运行及故障处理情况。
4.2 宏观检查
4.2.1水冷壁管的超温检验：在检查水冷壁时用强平行光照射，通过手摸、眼看和使用量具测量等方法，可以有效地检查出胀粗和鼓包部位。对以前出现过爆管、胀粗和鼓包的管段及临近区域，煤粉锅炉喷燃器口处水冷壁管、循环流化床锅炉密相区和稀相区过渡段受热面、水冷屏组件对接处容易产生磨损冲刷的区域，看火孔、防爆门孔附近走向突变的管子等，应作为重点，仔细进行检查。
4.2.2过热器管的超温检验：由于过热器内流动的是传热性能较差且温度很高的蒸汽，外面接触的是高温烟气，因而过热器的壁温要比蒸汽温度高出很多，出现超温的几率也相对较大，检验中可以通过管壁颜色估计变化温度，如果钢管保持原来的颜色，说明高温温度在550℃以下，如果钢管表面发蓝，说明温度达560-600℃，如果氧化皮开始脱落，说明管壁温度已达850℃以上。根据运行中的损坏规律及壁温估计情况，相应地确定检验重点部位。采用灯光目视检查管子的变形扭曲情况，目视及手触方法检查鼓包和磨损情况。用样板或卡尺检测管子的外径来测量蠕胀值。
4.3 理化检查
4.3.1超声波测厚：超温的管段随着塑性变形的不断扩大，管壁也会逐渐减薄，在有蠕胀及鼓包的部位都存在着一定程度的壁厚减薄。测厚还可以检查磨损及内部腐蚀减薄情况，如果与超温共存，则爆管的可能性就会大大增加。
4.3.2光谱检查：对有明显胀粗和鼓包的管段进行光谱检查，可以判定是否是错用钢材所致，对分析破损原因有帮助。对检维修改造中更换的合金钢管段也应进行光谱检查，并详细记录，为以后的运行检查提供依据，以做到心中有数。
4.3.3硬度测定：通过硬度测定可以间接分析材料的抗拉强度以及表面脱碳等情况，从而分析材质劣化程度，作为进一步检验的依据。
4.3.4金相检查：超温过热往往引起钢材内部组织的变化，金相检查是对超温损坏的一种重要的检验手段。在金相检查中发现，超温的合金钢都有不同程度的珠光体球化而碳素钢还伴有石墨化倾向。
4.4破坏性检验
割管检查无论是从金属监督、化学监督的角度还是定期检验的角度来说都是十分必要的检验手段，同样对超温检验也是十分重要的检验方法。
割管检验可以观察管子内壁的结垢、腐蚀情况，可以检查在高温运行后的机械性能变化情况，根据高温性能的变化情况确定其使用寿命。分析水垢水渣的成分及垢量测定可以为化学监督工作提供必要的数据，为化学清洗提供依据。
5钢材超温后的判用
超温后，锅炉钢材能否继续使用，是一个需要认真对待的问题。本着“合于使用”“保障安全”的原则，要根据不同的情况作不同的处理。发电锅炉由于其行业的特殊性，电力部门有比较完善的规定和标准，检验及判用中应严格遵守。标准中没有明确规定的部分，相对于其它锅炉，发电锅炉应从严要求。
5.1碳素钢管的胀粗值
碳素钢管的胀粗值不大于原有直径的3.5%，合金钢不大于2.5%，超标的对于发电锅炉应换管，其它锅炉根据具体情况可适当放宽要求，胀粗值不超过原周长的5-10%，无材质劣化的一般可以继续使用。
5.2水垢影响因素
由于水垢影响而使钢材超温的，属于长期超温破坏，可致使金属组织产生蠕变裂纹和渗碳体球化，以及钢材表面出现氧化和脱碳现象。对于有这些缺陷的钢材不允许继续使用，必须更换。对于热负荷较低的受压部件，只要金相分析没有渗碳体球化现象，仍可继续使用。
5.3缺水因素
缺水造成的钢材超温损坏，对于严重的鼓包及爆破的管子，必须更换，尽量不要采取补焊、顶压等修补方法，对于没有爆管，但有塑性变形的应参照5.1所述处理。
當锅炉运行过程中发现因缺水而造成受热面钢材超温损坏事故时，停炉后不应匆忙降温，条件许可的情况下，应尽量让锅炉在热态下随炉自然冷却，冷却条件也是判用的一个重要参考因素。
5.4水循环故障
水循环故障造成的高温损坏可以参照上述几点原则判用，但最关键的还是在于找出造成水循环故障的原因，以求彻底解决，避免发生同类事故。
6结束语
在定期检验中应具体问题具体分析，本着“合于使用，保障安全”的原则，认真搞好检验工作。超温过热损坏有很大一部分是由于管理不善造成的。
参考文献
1.《锅炉安全监察基础（上册）》水利电力部电力生产司，1988.258-274
2.《工业锅炉损坏和修理》 劳动部锅炉压力容器安全杂志社，1992.174-189
3.《电力工业锅炉压力容器安全性能检验大纲》 1995.53-60
4. 《蒸汽锅炉安全技术监察规程》1987.52-54