点此下载——汽化冷却系统固定一段设备缺陷的安全评定及检测

【摘要】简述了转炉汽化冷却系统固定一段设备缺陷的安全评定、检测过程及结论，为准确掌握系统的检修和更换周期积累了经验。

【关键词】汽化冷却系统；外观检查；失效机理分析；检测

转炉汽化冷却系统，起着冷却转炉烟气、回收煤气、利用余热等作用。在炼钢产生的烟气、粉尘长期作用下，汽化冷却系统承受着粉尘颗粒的冲刷、酸性气体的腐蚀、高温氧化以及高温侵蚀等，因此，汽化冷却系统在使用一段时间后都需要大修更换，汽化冷却系统如图1。

唐钢二钢厂转炉每年大修一次，转炉汽化冷却系统也随之大修。炉喉段烟道和活动烟罩因为粘结大量溅渣，热交换能力大大降低，因此每年都进行更换，对于固定一段烟道、固定二段烟道、末段烟道受到转炉冶炼时的溅渣影响小，所以要进行定期设备缺陷的安全评定，然后决定是否更换。

2010年3月该厂转炉大修，同时对已经使用3年多的转炉汽化系统的固定一段烟道进行设备缺陷的安全评定及检测。主要是外观检查和失效机理分析、检验检测等方面的工作。

1外观检查

主要是变形、冷却效果差产生的表面过烧痕迹、弯管处的积渣、表面氧化和结垢的检查。在检查中，没有发现水冷管和联箱的蠕胀变形、鼓胀、爆管或蓝色过烧等迹象。对管道内部的结垢、积渣、氧化层进行检查，结果表明处于正常范围内。使用前只需要进行正常的管道清洗。

2对可能存在的失效进行机理分析

主要考虑腐蚀及疲劳和结构等方面因素，同时结合现场环境和工作条件，考虑如下失效因素：

(1)氧腐蚀。当固定一段烟道水冷管壁受高温烟气加热、局部散热不好时，造成高温过热氧化，开始脱碳。当转炉炉温降低或停炉时，管壁温度降低，产生氧化铁皮脱落，管壁逐渐变薄、变形。这一过程不断持续，金属组织发生变化，强度降低。

(2)灰致腐蚀。转炉烟气中形成的一些低熔点化合物，在高温条件下凝结在炉管表面而形成熔融层，破坏了原有的氧化层保护膜，从而加速了炉管材料的氧化过程。

(3)热应力腐蚀。转炉在冶炼过程中温度的变化或者转炉冶炼的启停而引起的热膨胀受阻产生局部热应力。热应力腐蚀可能产生热应力裂纹。

(4)飞灰冲刷产生的壁厚减薄。转炉冶炼产生的灰粒不断从汽化冷却系统中经过到达除尘系统，在这过程中灰粒冲击金属表面，使管壁减薄，断面承受应力增大，当超过钢的屈服强度时，管子就失效。

(5)高温硫酸盐腐蚀。烟气中带有大量硫化物，对水冷管壁产生高温硫酸盐腐蚀。

(6)长期过热。转炉冶炼产生1400℃以上的高温烟气长期作用于水冷管，使管子发生管壁氧化减薄、蠕变等现象。

3对失效的可能性作如下内容的检测

(1)做表面磁粉探伤：针对热应力腐蚀可能产生的表面裂纹。

(2)做壁厚测量：针对飞灰冲刷、氧腐蚀、灰质腐蚀、长期过热、高温硫酸盐腐蚀产生的管壁减薄，通过测量壁厚来校核强度。

(3)做金相组织检查：针对氧腐蚀、长期过热产生的缺陷，如过烧蠕变、脱碳、球墨化等组织异常变化。在实际对固定一段烟道检测中，表面打磨后没有发现组织明显的疏松或球墨化迹象。人工敲击管件也没有发现硬度变小的异常状况，根据经验认为组织基本没有变化，材质正常，因此没有做金相检测。

(4)水压试验：检查严密性和耐压强度。

4检测结果

(1)表面磁粉探伤结果：选取7个样点，未发现有裂纹超标缺陷。

(2)测厚结果：使用超声波测厚，选取测厚样点114个，得到的平均值数据5．1mm，测量氧化层、水垢等厚度为0．4mm，两者相减实际壁厚4．7mm。图纸壁厚为5mm，减薄0．3mm，在正常范围，满足管道强度。

(3)水压试验：按照使用压力2．0MPa的1．5倍打压、保压后检查，没有在金属壁和焊缝上发现水珠和水雾，也没有发现残余变形，水压试验合格。

5结论

经上诉分析及检测，认为汽化冷却系统固定一段烟道受压元件合格。在通过现场测量和失效分析后，对汽化冷却系统固定一段烟道的腐蚀状况和腐蚀速度有了初步了解，为以后准确掌握该系统的更换周期积累了经验。