淺談鍋筒內件的制造及質量管控

肖心偉，潘 毅，明 陽

（東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司，四川 自貢643001）

鍋筒內件是裝焊于鍋筒內部附件的總稱，它是鍋筒實現凈水、排污、汽水分離、汽水隔離等功能的依托，直接決定著鍋筒的汽水分離效率和飽和蒸汽的品質，關系著鍋爐的高效、安全運行[1]。鍋筒內件結構復雜，鍋筒內部空間狹窄，光線不足，制造和檢查條件都很差，因此內件質量常常難以保證。以下通過對鍋筒及其內件的結構做簡要剖析，總結內件制造過程中一些風險點和常見問題，以此讓大家對鍋筒內件有更全面的認識，對內件制造質量引起重視，抓好過程質量管控，確保鍋爐產品的整體品質。

1 鍋筒及其作用

鍋筒是自然循環和強制循環鍋爐最重要的承壓原件，一般橫置于爐外頂部，不直接受火焰和煙氣的加熱，外部用保溫材料進行絕熱保溫[2]。主要作用如下：

（1）連接作用。鍋筒把鍋爐各類部件有機的連接在一起，是鍋爐汽水循環、轉換的核心。

（2）汽水分離、凈化蒸汽作用。鍋筒內的汽水分離裝置、蒸汽清洗裝置，排污裝置、鍋內加藥裝置等，可以分離、凈化蒸汽，保證蒸汽品質。

（3）儲水、儲汽、儲熱作用。鍋筒中有一定量的汽和水，因而可以起到蓄熱器和蓄水器的作用。緩解氣壓變化的速度，有利于鍋爐運行。

（4）保證鍋爐安全運行。鍋筒上裝有壓力表，水位計、安全閥、事故放水裝置等，用來保證鍋爐的安全運行。

2 鍋筒內件的構成及作用

2.1 鍋筒內部汽水活動過程

如圖1所示，水冷壁、省煤器等來的汽水混合物進入汽包，首先進入連通箱（或弧形板、封板等構成的環形通道），然后經由通道進入旋風分離器，利用改變流動方向時的慣性分離[3]。再進入旋風分離器頂部的波形板分離器，帶有部分蒸汽的小水滴在波形板間歇間流動，使水黏附在金屬壁面上形成水膜往下流。最后蒸汽進入頂部波形板干燥箱，利用水的密度差進行分離。飽和蒸汽由頂部蒸汽引出管引出至過熱器。分離出來的水則經過輸水管引入汽包水側，鍋水則經過下降管進入水冷壁下聯箱。不同鍋爐類型，鍋筒及內件設計有所差異，但基本原理相似。

圖1 鍋筒內部汽水活動過程

2.2 鍋筒內件及作用

（1）預埋件：預埋件是在鍋筒整體熱處理前，預先與筒身內壁焊接的鋼板附件，鍋筒水壓后內件裝焊在預埋件上，避免與筒身直接焊接而再次熱處理。

（2）連通箱（環形通道）：把從鍋水、省煤器來的水與鍋筒內壁分割開，內壁均與汽水混合物接觸，從而使鍋筒上下壁溫均勻，減少熱應力。也可以加快鍋爐啟動速度。

（3）汽水分離裝置：對進入鍋爐的汽水混合物進行分離。粗分離典型裝置有旋風分離器、進口擋板等。細分離典型裝置有波形板箱、頂部多孔板等[4]。

（4）排污裝置：排除鍋水中過剩的鹽和堿，爐內結生的泥垢，爐水表面的油脂和泡沫等、保證鍋水質量，保護鍋爐產品。

生鮮電商又稱生鮮產品電子商務，是電子商務和生鮮產品的結合，指利用電子商務的手段在網絡上直接銷售生鮮產品，如新鮮水果、蔬菜、生鮮肉類等。

（5）鍋內加藥管：向鍋水加入磷酸鹽等進行加藥處理，清除鍋水殘余硬度，防止鍋水結垢和產生腐蝕，同時保證蒸汽的品質。

（6）給、放水管：向鍋筒內加水，或事故緊急放水，保證鍋筒內水位線穩定，維持鍋筒正常安全、正常運行。

（7）鋼板、緊固件等：固定鍋內設備。

3 鍋筒內件的制造過程及質量管控

鍋筒內件裝焊分鍋筒外裝焊作業和鍋筒內裝焊作業。產品制造應符合JB/T3191《鍋爐鍋筒內部裝置技術條件》要求[5]。

3.1 鍋筒外裝焊作業

鍋筒外裝焊作業，主要指鍋筒內部裝置零部件，如各類管子、分離器等在鍋筒外先行進行生產準備。零部件放入鍋筒總裝前，檢查人員應認真對產品進行檢查，主要包括對尺寸、表面方面的檢驗，應注重對各類管道內部及分離器死角區位清潔度的檢查，把油污、飛濺等清理干凈，確保各部件均符合圖樣及JB/T3191標準要求[5]。零部件質量問題應在總裝前處理完畢，因總裝后檢查不便，清理也更困難，因此保證零部件過程質量對確保內件的最終質量尤為重要。

3.2 鍋筒內裝焊作業

鍋筒內裝焊作業主要分熱處理前預埋件的裝焊作業和水壓后鍋筒內部裝置的總裝作業。

預埋件裝焊作業。鍋筒內各零部件后期都會裝焊到預埋件上，因此預埋件的尺寸方位等尤為重要，裝焊前應根據圖紙劃線確定方位，檢查合格后才開始裝配。預埋件表面不得有可見的油、油脂及其它可溶性臟物，表面應保持清潔，同時應對鍋筒筒身內壁待焊面進行打磨，保證焊接質量。裝焊過程中，由于部分預埋件鋼板較薄、較長，倒運過程中容易變形，裝焊前必須進行校正，保證裝焊質量。為避免焊接變形，點焊時應牢固。焊接后應檢查焊縫外觀質量，及時補焊消缺，清理焊縫，并對焊縫按要求進行表面探傷，焊縫不得有漏焊、燒穿、裂紋和氣孔等缺陷。

總裝作業應在鍋筒水壓并完成所有管接頭機加作業后進行?？傃b前，應對鍋筒內部進行整體清理，去除所有雜物。首先進行連通箱（環形通道）及各類扁鋼的裝焊，連通箱要注意焊接的密封性。焊接完成后應對焊縫質量進行檢查，及時消缺。確認合格后開始焊接各類排污管、加藥管、給、放水管等內件，然后再次進行全面的檢查清理。所有焊縫不得有漏焊、燒穿、裂紋和氣孔等缺陷。最后再確認內部問題均處理完成后，裝配各類分離裝置，裝點完成后，轉動鍋筒兩圈并反轉一圈，確認所有內部裝置裝焊牢固，且未夾帶異物。所有裝焊及檢驗工作完成后，及時封閉人孔門及各管接頭，避免后期誤入異物等風險。

4 鍋筒內件常見質量問題及分析

4.1 裝配問題

（1）尺寸無法滿足JB/T3191標準規定。鍋筒水壓后總裝封板等內件時，常發現預埋件鋼板尺寸偏差嚴重，圖2等變形問題常見，裝配后縫隙過大，甚至需要切割鋼板配裝，導致裝配尺寸無法得到保證，同時焊接也較困難，焊縫成型與質量都得不到保證。該問題的原因主要是由于預埋件鋼板本身過長，轉運和裝配過程會彎曲變形，裝配時若不劃線校正，裝配尺寸必然歪斜；同時由于鋼板較薄，若裝點不牢，焊接時極易拉扯變形，同樣會導致歪斜嚴重，最終影響后續總裝作業。

（2）裝配時機不對。某鍋筒在下降管探傷時，發現由于預埋件干涉，導致下降管內壁無法做UT，只有重新割掉內件，打磨探傷合格后，再重新拼裝。因此內件裝焊時，必須考慮結構影響，避免工序間相互干涉。

（3）預埋件分離裝置等裝配不牢固，脫落后損傷變形。電廠鍋筒到貨，準備拆分旋風筒進行酸洗時，如圖3所示，發現多組旋風筒已脫落，在鍋筒內部磕碰損傷嚴重。因此轉運前必須旋轉鍋筒，進行牢固性驗證。

圖2 預埋件鋼板變形問題常見

圖3 旋風筒未裝點牢固脫落

4.2 焊接問題

（1）焊接時易產生裂紋和氣孔等缺陷。某電廠就出現過汽包在長期運行后，筒身母材開裂泄露情況，停爐后檢查內部情況，發現裂口是從預埋件角縫開始延生，分析原因是由于焊接缺陷在長期應力作用下擴展造成。鍋筒內件焊接由于焊接環境較差，且一般未要求預熱，因此焊縫缺陷較常見。對預埋件焊縫應按要求在退火前、后進行表面探傷，及時消缺。

（2）漏焊問題。生產中內件邊、角焊縫極易漏焊，如圖4所示為環形通道邊緣密封焊縫漏焊問題常見。漏焊會破壞環形通道密封性，影響鍋筒汽水分離效率。因此要減少焊接問題，不光需要在內件各個裝焊節點，認真進行目視檢測，及時處理質量問題，同時也需要焊工了解內件結構，知道哪些該焊、哪些不焊，以嚴謹認真的態度對待內件裝焊作業。

圖4 環形通道邊緣密封焊縫漏焊

4.3 內部清理問題

內部異物在鍋爐循環系統中是零容忍的問題，現場因為異物堵塞而爆管的案例比比皆是。鍋筒由于是整個循環系統的樞紐，內部清理也尤為重要，常見有以下問題：（1）內件待焊面未清理，這會導致焊接缺陷過多；（2）內件總裝后，夾層中的異物難以清理和檢查，如圖5所示密封通道內異物堆積嚴重，由于內部已封焊，只能從鍋筒外部接管清理出夾層異物，很難清理干凈，也不易檢查判斷；（3）內件死角過多，鍋筒內部空間狹窄，光線不足，異物難以清理，也不易檢查。要保證鍋筒內部清理質量，關鍵要做好各道工序的清理工作，不拖延積累，想著最后一道清理，最終往往難以控制。在鍋筒關閉人孔門前，旋轉鍋筒幾圈，再次核查清理異物后，再進行封門。

圖5 環形通道內雜物堆積難清理

5 結束語

鍋筒內件焊縫和死角較多，施焊困難，要保證質量，必須做好過程質量管控工作，質量問題切勿累積到總裝完成后一并處理，最后往往會因為檢查面過廣、內件相互遮擋導致死角過多等原因，使部分質量問題漏檢。鍋筒內件重要性不言而喻，然而實際制造時，內件的復雜性、隱蔽性，常讓制造及檢查人員產生懈怠，從而降低了對內件的質量要求，大家只有擺正心態，深入了解鍋筒內件的構造及原理，認真做好過程質量管控，才能有效保證鍋筒內件制造質量。