摘要：随着钢铁、石油化工、电力等工业的发展，在锅炉焊接结构方面都取向大型化、大容量和高参数的方向发展，有的还在低温、深冷、腐蚀介质等环境下工作，因此，各种低合金、高强钢、中高合金钢、超高强钢，以及各种合金材料的应用日益广泛。但是随着这些钢种和合金材料的应用，在锅炉焊接生产上带来了许多新问题，其中较为普遍而又十分严重的就是锅炉焊接热裂纹，它是引起锅炉焊接结构发生破坏事故的主要原因。为了能有效的减少由于焊接热裂纹引起的事故，很有必要对锅炉焊接热裂纹产生原因进行分析，并制定出防止产生锅炉裂纹的措施。
关键词：锅炉焊接热裂纹；产生原因；防止措施
1、锅炉焊接裂纹产生原因
1.1减温水流量调节不当
锅炉减温水流量是通过启闭式阀门调节的,在锅炉运行工况发生变化,过热器出口汽温升高或降低超过一定值时,开始动作调节阀门，控制水流量。由于其流量变化是间断性的,加上面式喊温的调温延迟特性,很难保证正常的过热蒸汽出口温度,水流量在零和最大值之间不停地变化,使进水管焊接区管壁产生变化的热应力;另外,由于该电厂的调峰特性需要,锅炉经常要变负荷运行,致使减温器的启停频繁,对进水管焊接区也产生的交变热应力。两者累积，致使焊缝区引发裂纹并扩展至穿透。
1.2短时间过热产生裂纹，严重者发生爆管
1）热水锅炉的汽化造成裂纹，产生裂纹及炉水超温汽化和锅炉局部汽化，汽化事故对热水锅炉的安全运行威胁很大，炉水超温汽化会使锅炉压力迅速上升，锅炉局部汽化往往造成路管内的水击，结垢，严重时造成炉管裂纹，严重时为爆管。（2锅炉局部汽化的原因：1）炉水水质不符合标准，使管壁结垢，影响传热，导致管壁超温过热而爆管；2）补水量大且未经除氧，经较长时间运行造成管壁氧腐蚀，局部减薄严重或形成穿孔；3）管壁飞灰磨损严重，管壁减薄；4）炉管倾角过小，水速过低。5）锅炉负荷过高，炉堂内燃烧不均匀，管外结焦严重，引起裂纹，严重是爆管；6）锅内水循环不良引起过热偏差；网络系统安装设计不合理，促使热水锅炉炉水汽化。裂纹事故实例分析：某单位有一台SZL一1.0/1巧/95-All水炉，其结构为双锅筒纵置锅炉左右两集箱，左右有一排水冷壁管，前有一排前拱管，前下部有3根小巧9下降管和小133下降管，上下锅筒有小57的对流管束，后锅筒与左右集箱分别有小巧9下降管连接.结果锅炉在安装后运行不到4个月，就在对流管束，进烟口处，发生爆管事故。
1.3长期过热疲劳裂纹
某单位有一台DZL2.8一0.7/95/70-AH，热水锅炉，在使用3年后，在锅筒前节距中间环逢100MM，范围内出现了一条长150mm的环向裂纹，但没有鼓包。经现场调查和内外部检验分析，认为这起锅炉裂纹事故是和以下因素有关：（1）与设计的结构有关此裂纹正处于前、后拱交叉处，火焰返回的高温区。（2）此处恰为锅炉排污管的末梢，排污效果不好，造成内则结垢严重，使锅筒导热性能急速变化，不能得到很好的冷却，换热，此时热应力不断增加，锅筒外则过热，过烧、致使筒体产生很大的热疲劳应力。
综上所述，这两台炉都属于有裂纹引起的锅炉事故，但是其产生原因确有根本的不同，一种是由于短期过热，引起的裂纹；一种是长期过热，温度频繁变化，引起的疲劳裂纹，所以对锅炉事故中的裂纹，发生的原因，依据实际具体分析。
2、锅炉焊接热裂纹防止措施
2.1冶金方面
2.1.1控制锅炉焊缝中硫、磷、碳等有害杂质的含量，它们不仅能形成低熔共晶，而且还能促使偏析，因此，这些元素将会大大增加裂纹的敏感性，因此尽可能的限制母材和焊接材料中的硫、磷、碳的含量。根据标准规定：S、P都应小于0.03~0.04%，用于低碳钢和低合金钢的焊丝含碳量一般不超过0.12%，焊接高合金钢时要求更高，硫、磷含量必须控制在0.02%以下。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对重要的焊接结构应采用碱性焊条或焊剂，能有效地控制有害杂质，防止结晶裂纹产生或降低倾向。
2.1.2改善锅炉焊缝一次结晶、细化晶粒是提高抗裂性的重要途径。采用的办法是向焊缝中加入细化晶粒元素（如Mo、V、Ti、Nb、Zr、A1、稀土等），对于不锈钢焊接时，为了提高抗裂性、抗腐性，希望得到铁素体和奥氏体的双相组织焊缝。
2.2工艺方面
焊接工艺方面一般包括正确制定施工程序，选择焊接线能量，预热温度，焊后后热以及焊后热处理等，为改善结构的应力状态，应合理地分布焊缝的位置和施焊的顺序。另外采用多层焊能改善焊缝和热影响区的组织，但是多层焊层间温度应不低于预热温度，如果层间温度过低，也同样会产生冷裂纹。
2.3夹渣的处理对策
由于清理焊缝时，不能清理干净而出现夹渣现象。夹渣一般位于水位线附近及筒体底部，工业锅炉几乎都是以原水或软化水作为给水，给水使锅炉产生水垢的原因比较多。夹渣的形成过程是难溶盐的沉积过程，当炉水温度升高时，炉水中的盐类发生浓缩，当其浓度超过该温度下的溶解度时就会产生沉积。有些盐类如硫酸钙、硫酸镁、磷酸钙等则随温度升高溶解度下降并析出，在炉水中当二氧化硅的浓度对碱度而言偏高时也会析出；而可溶性重碳酸盐，如碳酸二氢钙、碳酸二氢镁则受热分解，产生难溶性盐也会导致沉积。尤其是在角焊缝，清理难度大，为了避免夹渣，更要认真清渣。要控制夹渣的产生，应采取以下措施：
2.3.1通过适当增大焊接电流和提高电弧，使熔池内的熔渣和铁水充分分离。
2.3.2对于焊条的选择应该充分保证其质量，同时使用前注意外观检查，若出现药皮剥落等问题则不能使用。
2.3.3采用合适的焊工操作以便在焊接过程中能将夹渣带出。如对于有经验的焊工可以从熔池的亮度特点来控制夹渣的形成，因此为了便于判断，操作时所带的目镜不能太暗。
3、锅炉修复裂纹应注意的事项
施工管理的重点不是出现裂纹以后加工修复,而是施工时要严格按照和闻接I艺有关的施工规范和工艺要球进行操作，对于特殊材质或新钢种的材质的金属,还必须在施焊前进行试验,找出更切合实际的焊接工艺并评审,保证焊接质量,并按有关规范进行焊缝检验。如果出现裂纹,可按下列办法处理:
1)采取无损探伤手段,将全部裂纹查消,并且确定准确位置，2)修复的焊工.要持有相应项目合格证。且由经验丰富的员工担任焊接工作,返修达到一次合格。3)修复时焊接环境要达到施焊要求，如:温度、雨水、风速等。4)焊缝缺陷的除去可采用机械方法,如手提砂轮机等,不能用火焰切割。5)选择合理的工艺，规范填充材料,即烨条,并按规定烘干后使用.6)修复所采用的焊接方法和焊接参数,必须执行相关的焊接规范7)修复后.焊工必须在修复的位置旁打上代号,并在焊缝返修记录上签学；8）返修的焊缝做10U%的x 光探伤检查,其结果存档。
修复工作的关键，一是人员要选择适当,认真负责: 二是管理上要严，应做到一丝不苟,不能把修复的地方漏掉不修,并要做到一次成功。三是返修资料聚长期保证,并且对返修部位在使用中要定期检查，发现问题及时处理。
4、结束语
综上所述，随着我国社会发展对发电装备制造行业要求的不断提高，锅炉焊接工艺技术也得到了相关部门的高度重视，锅炉焊接质量如何不仅直接关系到锅炉结构的使用性能，而且还在很大程度上决定了锅炉使用的安全性。因此，相关部门一定要对其给予高度的重视，对目前锅炉焊接 中存在的问题全面分析，从而采取相应的解决措施，从而更好的将技术应用到实际操作中，进一步促进企业的可持续发展。
参考文献：
[1]殷长福.简论钢结构焊接质量控制[J].中国石油和化工标准与质量，2011，（09）.
论文作者:方小波
论文发表刊物:《电力设备》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/9
标签：裂纹论文; 锅炉论文; 管壁论文; 温度论文; 事故论文; 原因论文; 结构论文; 《电力设备》2018年第6期论文;