高压干熄焦锅炉爆管处理方法

编号：AQ-JS-07781

( 安全技术)

单位：_____________________

审批：_____________________

日期：_____________________

WORD文档/ A4打印/ 可编辑

高压干熄焦锅炉爆管处理方法

Treatment of tube burst of high pressure CDQ boiler

高压干熄焦锅炉爆管处理方法

使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科

学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。

宁钢干熄焦属于次高压锅炉，运行过程中出现锅炉管爆裂泄漏；本文主要对生产运行中出现锅炉爆管事故的处理方法、焊接堵头设计进行介绍。

宁钢2×55孔6m焦炉所配套的干熄焦装置规模为设计能力140t/h，额定生产蒸汽为80.5t/h，压力为9.5MPa，蒸汽温度540℃，按照压力高低分类属于次高压锅炉（5.4～9.8MPa,540℃）。

事故情况及方案选定

2012年7月，该干熄焦二次过热器过热蛇形管(￠45*4.5，材质)发生爆管事故，抢修预案启动，处理方案有两个：一是搭桥，即将过热蛇形管爆裂处切除600mm,然后搭接焊接一节新管；二是在对漏管采用堵管方式处理，堵管部位为爆裂舌形管管对应进、出口集箱（φ219×20mm）的管连接孔内，用作专门的堵头焊接封堵。对于采取哪个方案最有效，抢修应急小组根据宝钢一、二、三期干

熄焦锅炉爆管处理的经验和统计数据进行了比较分析比较。

宝钢目前干熄焦设计能力75t/h,压力为4.5PMa,蒸汽温度450℃，属于中压锅炉（3.8～5.4MPa,450℃），最初爆管处理均采用搭桥和封堵两种方案，但搭桥管道在使用一年左右，普遍存在一个现象，那就是在在距搭桥焊缝大约100mm处原管道方向产生爆裂，而新连接的600mm管没有问题；取样进行金相分析表明，原管道材质及内壁腐蚀严重，导致材质强度下降。而采用在集箱封堵方法，该处均未出现泄漏，保证了干熄焦锅炉的运行稳定，到干熄焦锅炉大修时进行整体更换时，对封堵焊接处取样进行金相分析，尽管集箱内有腐蚀，但在相同压力下集箱的壁厚远大于蛇形管壁厚，堵头焊缝整体强度能满足温度和压力要求。结合宝钢的经验，以及宁钢的干熄焦锅里压力及设计温度高于宝钢的情况，决定使用集管封堵方案。

具体实施

2.1.堵头结构设计

集箱的规格为φ219×20mm，集箱接管管孔内径为φ36，是设

计压力9.5MPa,因公称压力小于42MPa,堵头的计算厚度可以参照GB50316的受内压平盖公式6.5.2-1来计算。

堵头计算厚度tp

=K1

*（D1

+2C）*〔Pc

/(бt

*η)〕1/2

D1

:堵塞孔内径,单位mm；

K1

:与平盖有关的结构特征系数，根据GB50316查询取0.4；

C:厚度附加量之和，单位mm；根据材料腐蚀情况及负偏差，取1

бt

：设计温度下，堵头材料的许用应力，Mpa；查询GB150材料

12Cr1MoV，540℃，取许用应力59MPa；

Pc

:设计压力，本锅炉为9.5MPa；

η：与平盖结构有关的系数，按照GB50316查询取1.05；

经计算堵头计算厚度tp

=5.9523mm；

根据GB50316公式6.5.2-2，堵头设计厚度tpd

=tp

+C=5.9523+1=6.5923mm；也就是堵头满足使用的最小厚度；

根据计算数据，以及集箱壁厚，选择板厚为19mm，焊缝间隙2mm，坡口40度，堵头内壁按照集箱内径￠179机工出相贯线凹面。

2.2.热处理及焊接

根据母材化学成份、焊接性能、厚度、焊接接头的拘束程度、焊接方法、焊接综合环境的考虑预热。集箱和堵头的材质为

12Cr1MoV，其属珠光体耐热钢，焊接前对焊件进行预热；本次抢

修因现场位置及环境条件所限，所以采用氧气乙炔火焰预热，用烤枪将封堵口中心200mm范围内缓慢加热至250-350℃，用红外线测温仪进行检测。

焊接采用全氩弧焊，焊丝采用H08CrMoVA,直径2mm，焊接电流120A；氩气流量为10-15L/min；焊接时控制线能量400J/mm；;层间温度小于300℃。焊接前用内圆磨光机将集管堵头口打磨直至露出金属光泽，确保无油油渍、铁锈、水分、氧化物等。

焊接完成后，采用火焰高温加热回火，回火温度为700-750℃，回火范围为堵口中心200mm范围内，检测仪器采用红外线测温仪。温度缓慢加热到设计温度后，立即采用陶瓷纤维保温材料将焊缝和近焊缝区域1米范围内覆盖保温，保温厚度200mm，使焊缝缓慢冷却至室温。焊缝检测采用作色探伤和超声波探伤。

探伤合格后用系统锅炉给水泵逐步加压，试验压力为工作压力10MPa，试验介质为软水，试验前将集箱表面擦干，以方便漏点检查。具体操作按《锅炉系统水压试验方案》执行。先升压至1MPA 保压，对焊接修复部位进行检查，并进入锅炉内部再次检查，确认

是否还有泄漏点。检查完成后如果发现泄漏，按前述方案继续处理，如果没有泄漏，则升压继续进行试验，直到升至10MPa工作压力保压30分钟，观察压降情况。如果压降太快，则泄压到10kgf/cm2保压，继续查找漏点并处理，直到全部漏点处理完成，确认无泄漏后封闭所有人孔门。

该堵漏区投入运行后近两年，漏点无次泄露。2013年5月CDQ 锅炉省煤器管道也损坏的现象，材质20G，也采用堵管方案，运行堵漏区及附近无泄漏。

3.1.干熄焦锅炉爆管处理方法，从处理效果来看，集箱堵头塞堵的方法操作方便，效果良好，能较好的保障生产运行；省煤器管道损坏、蒸发区管损坏、过热器的爆管应急抢修时均可使用该方法。

3.2.堵管方法属于损失受热面的方法，所以当省煤器泄漏根数超过20%时，会影响排烟温度及给水温度，使锅炉的正常操作参数偏移，这时应停炉整体更换。蒸发区堵管，对翅片蒸发区而言，若破损仅有一根（一排）管或二根（二排）管，采用堵管方法，但要注意堵管必须准确无误，若受热面破损三排以上，需要全部或局部更