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蒸汽鍋爐波形爐膽的表面裂紋產生的原因和分析

2021-02-07  來自: 江蘇潤利鍋爐有限公司 瀏覽次數:478

筆者在對鍋爐產品進行檢驗的過程中發現在制造鍋殼式油、氣爐波形爐膽時,出現表面裂紋?,F針對這些原因,逐步改進工藝方案,總結出一套有效的消除缺陷的方法。

一、裂紋的發現和裂紋的位置

波形爐膽是由幾節軋制好的爐膽拼接而成。單節爐膽通過加熱裝置升至設定溫度,同時,使工件在翻轉架上緩慢轉動,用一軋輥從其側面逐步頂入,從而在其表面加工出波紋。在爐膽拼接時在內壁的縱縫上發現有2-3cm的表面裂紋,裂紋是在軋制波紋時產生的。

在軋制全過程中,內膽的外壁與軋輥輥子相接觸,受的是壓應力,內壁內受拉伸應力,可能是造成裂紋的原因,這種切向應力,越靠近外端越大,也就是近壁處易產生裂紋。裂紋呈長條狀,平行于焊縫,大部分位于焊縫兩側融合部位(焊縫)上,其它內、外表面的母材及其它焊縫直段上均未發現有裂紋。

二、裂紋產生原因分析

分析產生原因主要有兩個。一是剪切應力的影響,前面已經說過,內壁受拉應力引起切向剪應力,嚴重處位于表面,焊縫的余高比母材表面高,其頂部剪切應力特別嚴重,如果爐膽壁厚10-14mm,焊高約2.5mm左右,因此頂部較之母材更易出現塑變現象。二是爐膽在軋制過程中,產生交變溫差應力,由于鍋爐制造廠內自身條件的限制,無法在恒高溫情況下加工出波紋。燃燒器只能從爐膽一個方向(上部)進行加熱,在轉動加工中,工作必須經歷逐步加溫→降溫→再加溫過程,每轉一周,加溫過程循環一次,是裂紋產生的另一原因。

用磁粉探傷檢出結果:裂紋是在表面與近表面,位于融合區焊縫上,這說明是受到表面拉應力的影響。至于為什么融合區發生裂紋,是因為該處焊縫塑性比母材低,受到較大應力作用下,易沿晶界處開裂。

三、防止裂紋的技術改進

根據以上的分析,我們采用對加工工藝進行部分改進,①將焊縫磨平,即將爐膽內部處焊縫的余高磨去,減少了應力集中,使在表面均勻分布。②在原來的燃燒加熱裝置對面增加一燃燒器,相對增加了爐膽保持恒溫的時間,工件旋轉中減少了溫差應力。同時將加熱的火焰溫度調高850℃左右,減少材料的屈服應力。③將爐膽在轉動架上的轉速放慢(具體可根據工件尺寸,軋制效果等逐步調節),放慢軋輥的切入速度,使周切入深度控制在1-2mm/每周,使爐膽受力較為均勻、平緩。

  經以上工藝改進,并進行磁粉探傷,檢測未發現有裂紋等缺陷。這說明現在的波紋爐加工工藝是成熟的,可靠有效的,可確保爐膽的制造質量。

關鍵詞: 鍋爐   導熱油爐   波形爐膽   蒸汽鍋爐  

本公司專業設計、制造電站鍋爐、工業鍋爐、導熱油爐鍋爐和壓力容器等。

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