20世纪80年代中后期及90年代初期生产的DZL型热水锅炉,在运行5年后,均不同程度地出现后管板高温区孔桥裂纹,导致泄漏。
该型锅炉产生裂纹的原因:主要是管孔和烟管装配间隙过大,间隙中产生水垢,造成管板金属过热而产生的疲劳裂纹。该型锅炉水火管(烟管,包括拉撑管)仅在管板外侧进行封焊,
焊缝熔人管板的深度仅在2~3mm左右,且烟管孔与烟管外径之间整个圆周上存在一定的缝隙,约0.2~0.6mm,虽采取胀管措施,但间隙往往不能完全消除,锅炉在运行过程中,间隙中的水产生过冷沸腾,局部生成水垢,使管孔壁和管端传热恶化,造成管孔周围的管板金属过热。加上锅炉起炉、停炉、负荷变化受温差应力和热胀冷缩应力的影响,易产生应力集中,从而形成烟管与管板焊接处的疲劳裂纹,造成泄漏。
修理措施,根据管板产生裂纹的原因,应尽可能减少间隙中的过冷沸腾面;增加焊缝抗裂延伸能力,为此.实际施工中采取的措施是:对第二回程人口高温区的管板与烟管的焊缝采用坡口结构:这种结构以全焊透形式最好,但因管板较厚,烟管密集,若坡口角度太大、焊缝影响区重合;坡口角度太小,
焊条伸不到根部。
采用这种坡口结构形式进行焊接,焊接熔人管板的深度可达7~8mm,而高出管板的焊缝高度仍保持和原设计一致。仍为5mm。由于一般管板厚度可达16mm左右,加之焊接前对烟管逐个预张,因此管孔与烟管之间间隙深度最大不会超过8mm,从而使过冷沸腾产生的气泡在间隙内较易浮出,且气泡与周围的交换速度加快,改善了局部金属过热的状况。
另外,由于焊缝断面的增大.加强了焊缝抗裂延伸的能力,因烟管热胀冷缩引起对焊缝的剪应力其破坏性也大为降低。