作者：张承华
来源：《广东科技》 2014年第2期
张承华
（重庆市特种设备检测研究院，重庆 401121）
摘 要：锅炉鼓包事故发生的原因是很多方面的，为了最大限度的减少事故带来的责任，防患于未然。本文主要是通过对一例锅炉鼓包事故产生的原因分析及修理，得到一定的启示，现总结出来与各位共勉。
关键词：锅炉鼓包；原因分析；修理
0 引 言
国务院《特种设备安全监察条例》以下简称“条例”施行至今，随着各级安全监察机构监察力度不断加强，全国各地各种特种设备安全事故不断减少。锅炉事故受市场经济多元化发展及经济下滑等因素的影响，在各种事故下降的同时没有完全杜绝，依然存在。本例锅炉鼓包事故的发生，充分暴露出在锅炉安全运行和管理中存在的薄弱环节。现将其事故产生的原因和修理工作总结出来，对今后如何正确检查分析鼓包情况、查明事故发生原因，防止事故扩大、采取正确的处理方法、制定合理的修理方法有一定指导意义。
1 概 况
（1）事故发生经过：本辖区一个体木材加工企业一台锅炉，型号为DZG2-1.25-AⅢ，2013年10月5日10时许，正在运行的锅炉发生了漏水，司炉人员立即采取紧急停炉。使用单位相关人员检查发现锅炉底部出现了鼓包变形。
（2）事故现场调查情况：该炉系某锅炉制造单位2004年5月生产，锅筒材质为20g，板厚14mm，锅炉配有炉外水处理设备。经现场调查发现，该企业2012年5月租赁生产，属租用性质，企业的经济运行状况较差。而业主在租用该企业前就使用锅炉，可以说有一定的锅炉使用管理经验。原企业所在地区的原水水质状况较好，稍经处理完全能满足锅炉给水水质的要求。但是租用该企业后并没有了解使用地点的原水状况。如果进行锅炉水质处理需要人力和物力，出于经济的压力，凭经验取消锅炉锅外水处理，亦未进行锅内加药水处理工作，直接将原水进入锅炉使用。同样出于经济压力，锅炉管理人员、司炉人员更换频繁，锅炉的管理、使用、维护状况也比较差。
2 事故锅炉检验
我院派出检验人员对事故锅炉及水处理进行检验，情况如下：
（1）锅炉使用地区原水检验：原水浊度为50FTU，YD=15.3mmol/L。按照《工业锅炉水质》（GB/T1576-2008）要求，对于采用锅外水处理的软化水要求浊度≤5.0FTU，YD≤0.03mmol/L，对于采用锅内加药处理锅炉给水要求浊度≤20.0FTU，YD≤4.0mmol/L。采用原水直接进入锅炉运行，其水质状况大家是清楚的。
（2）锅炉内部检查发现：炉内水垢平均厚度在4.0mm以上，锅筒底部鼓包部位及附近500mm范围内水渣堆积厚度达200mm以上。鼓包部位外表面有明显的氧化皮，其顶部氧化皮厚度达2mm。
（3）锅炉鼓包的测量及产生部位：锅炉鼓包位置见（图1）始于锅炉前起第二筒节距环焊缝50mm，纵向长度480mm，环向宽度350mm。锅炉鼓包高度见（图2）为80mm。鼓包顶部有一条沿长度方向近10mm左右的穿透性裂缝见（图3）。
（4）锅炉质量证明书提供锅筒材质为20g，抗拉强度450MPa。按照《锅炉用钢板》
（GB713-1997）标准要求抗拉强度在400~530MPa，之间，布氏硬度换算应该在115~150HB之间。经现场布氏硬度检测：鼓包部位布氏硬度平均值为95HB，鼓包区域附近未变形部位布氏硬度测试平均值为130HB，经验换算鼓包区域的抗拉强度下降了26.9%。
（5）材质化学成分分析：现场使用直读式光谱仪对锅炉鼓包处内外部C含量进行检测，结果表明鼓包部位外部平均C含量仅为0.115%，与质量证明书提供的含量相比下降了许多。证明该鼓包外表面严重脱碳，导致抗拉强度下降。
（6）取锅炉外表面鼓包区域及距鼓包边缘100mm处未变形区各一点进行金相检测，结果表明：未变形区域金相组织见图4，比较正常，为均匀F+P，P组织出现轻微的球化现象。
鼓包区域金相组织见图5，大部分是F组织，鼓包外部过烧严重，P组织大部分球化，晶界模糊不清，力学性能严重下降，表明该部位处于长期超温运行。
3 原因分析
（1）该炉因企业未进行锅炉水处理工作，将严重不合格的原水直接进入锅炉长期运行，使锅炉结生水垢严重。而大量的水垢、水渣沉积于锅炉底部，阻碍了炉膛高温辐射热传递，最终导致锅炉锅筒底部鼓包裂缝漏水。这是此次锅炉鼓包事故的直接原因。
（2）使用单位片面强调经济效益，未按照锅炉相关法规、规程、规范、标准执行，凭经验办事，忽视锅炉安全管理，运行操作、维护状况差是事故发生的间接原因。
4 修 理
本例鼓包的修理方法，只能采取挖补来处理。按照《锅炉安全技术监察规程》要求，锅炉修理技术要求参照锅炉专业技术标准和有关技术规定，锅炉受压元（部）件更换应当不低于原设计要求。
（1）修理单位的资质：锅炉修理按照《锅炉安全技术监察规程》的要求，属于重大修理范畴，根据“条例”规定维修单位必须取得相应资格。
（2）修理前，修理单位应该将“锅炉修理施工方案”等有关技术资料、修理人员资质告知当地特种设备安全监察机构。按照国质检特函2007（402）号文“关于进一步完善锅炉压力容器压力管道安全监察工作的通知”要求，将“锅炉修理施工方案”提交实施监督检验检测的技术机构进行审查。
（3）技术要求。
①材质要求：补板材质选择符合《锅炉和压力容器用钢板》（GB713-2008）中Q245R，厚度14mm，由锅炉制造单位按照原图样加工，并预留修理变形余量。焊接材料选择符合《采用设备用焊接材料订货技术条件》（NB/T47018-2011）中CHE427R。
②按照《承压设备焊接工艺评定》（NB/T47014-2011）进行焊接工艺评定，编制符合要求的焊接工艺规程，并且焊制焊接工艺模拟试件。
③补板采用方形补板，四个角应该有半径不小于100mm的圆角。
④补板纵向焊缝和原筒节相邻节纵向焊缝的距离必须错开至少100mm，严格禁止形成十字焊缝，筒体挖补时两条纵缝之间的距离至少为300mm。
⑤制作样板：按照划定的挖补区域制作样板，用样板在锅筒挖补处是划线。
⑥用气割方法割除鼓包部位，注意切割线应该平滑，不能伤及未割除部位。用气割方法在锅筒和补板上各开30°的单V形坡口，坡口表面用角向砂轮清除氧化皮，并用放大镜检查是否存在裂纹，如有立即清除。
⑦装配：使用装配胎板将补板和筒体进行装配，注意控制错边量在标准规定范围内。并按照焊接工艺规程规定的焊接方法、焊接规范进行定位焊，定位焊长度不超过10mm。
⑧焊接：严格按照焊接工艺规程执行，注意控制好焊接速度、焊接顺序和层间温度，防止产生过大的焊接变形。层间可以适当进行锤击，防止产生过大的焊接应力。
⑨焊接完成后割除工、卡具，将焊疤打磨。
⑩检验：外观检查合格。按照《承压设备无损检测》（JB/T4730-2005）进行RT检测，Ⅱ级质量要求合格，最后进行压力试验检查。
5 结束语
本案例中企业主为了节约生产成本，忽视了锅炉安全管理，造成此次严重的锅炉鼓包设备事故，差点酿成大事故。直接和间接经济损失几十万元，这种以牺牲设备安全的所谓节约是十分不可取的。因此锅炉使用单位必须严格按照国家相关的锅炉法规、规范、标准、操作规程等执行，加强锅炉安全管理，保证锅炉设备安全、经济运行。
参考文献：
［1］ 中华人民共和国国务院. 特种设备安全监察条例［M］. 北京：中国法制出版社，2009.
［2］ TSG G0001-2012 锅炉安全技术监察规程［S］.
［3］ 李正华，编. 工业锅炉检验［Z］. 北京：中国锅炉压力容器安全杂志社，2000.
［4］ GB 1576-2001 工业锅炉水质［S］.
［5］ NB/T 47014-2011 承压设备焊接工艺评定［S］.
作者简介：张承华（1964~），男，工程师，大学本科，从事特种设备检验检测工作。
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