工业锅炉鼓包变形事故的分析
基于案例的锅炉鼓包事故原因分析及修理方案
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引 言
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一起锅筒鼓包事故的分析原因及预防措施
一起锅筒鼓包事故的分析原因及预防措施摘要分析了一起工业锅炉鼓包事故，提出了锅炉水处理及运行中对锅炉科学管理的重要性。
关键词锅炉水处理；锅炉排污；锅炉水垢；鼓包；开裂锅炉是生产蒸汽或热水的换热设备，它已日益广泛地应用于现代工业、宾馆及人们生活，以满足人们生产和生活的需要。
而在锅炉使用过程中，受多方面因素的影响，会产生水垢。
水垢的形成不仅浪费大量的能量，还会危及锅炉的安全运行[1]。
2012年2月3日，龙岩市某家纸品厂一台DZG4-1.25-WⅡ，2006年8月制造，并于2007年6月投入使用，设计压力为1.25MPa，额定出力为4t/h，温度为193℃。
当班司炉工在运行中打开炉门加煤时，发现锅筒底部冒着白烟，初步判断锅炉漏水事故，立即采取紧急停炉措施，并将事故报告相关部门。
1 停炉检验概况1.1 宏观检查待锅炉冷却后，炉膛煤渣清理干净，打开人手孔进行检验，发现：a锅炉水位线以下水垢1.0mm～4.0mm，锅筒及集箱底部积存较多垢渣（见图1）；b锅筒底部（鼓包后边缘第一道环缝1 030mm）鼓包开裂漏水，范围330mm（纵）×350mm （环），最高鼓出高度45mm（见图2），并有一条纵向穿透性裂缝长度26mm。
1.2 硬度检测对锅筒正常区域硬度检测，硬度值为152HB；对鼓包区域硬度检测，硬度值为125HB，由经验公式求得鼓包处抗拉强度σb =3.45×112=431.25MPa，鼓包区域比正常母材硬度下降了17.76%，明显是局部长时间高温造成的。
1.3 金相分析浸蚀，放大400倍浸蚀，放大400倍分别对锅筒鼓包靠近裂纹处（图3）和锅筒其他完好处（图4）作金相组织分析，发现鼓包裂纹处金相组织为铁素体加珠光体，其中珠光体中碳化物已经析出并聚集于晶界，已经出现球化，球化级别达到4级。
在锅筒其他完好处金相组织为铁素体加珠光体，珠光体形态完好。
由于珠光体中碳化物的聚集与球化过程是通过碳化物的溶解，碳原子在固溶体中的扩散以及由ɑ一固溶体中析出碳化物的过程。
工业锅炉锅筒底部鼓包开裂案例分析及预防方法
工业锅炉锅筒底部鼓包开裂案例分析及预防方法摘要：本文分析了锅炉内部检验过程中查明的一起工业锅炉锅筒底部鼓包开裂案例，为了能够在未来有效地避免该类似问题地出现，本文将综合长时间检验实践经验，从锅炉的设计制作、水质处置、操作流程等层面分析引发该事故地原因，接着再提出针对性地预防措施，希望能够给同行带来一定的参考价值。
关键词：工业锅炉；锅筒；底部鼓包；开裂；案例；措施建议1引言长期以来，锅炉属于工业的重要组成部分，在我国获得了较为普遍地应用，DZL型链条炉排锅炉是一种卧式快装蒸汽锅炉，它的实际结构较为严密，且易于运载，再加上装配便捷，升火快，易于操作等等，因此越来越受到了我国中小型民营公司地应用，但不容忽视的是，该锅炉也极易出现不良故障，比如说锅筒底部鼓包事故屡屡出现，基于此，本文将就某工业锅炉锅筒底部鼓包开裂案例展开详尽分析，并给出针对性的预防措施建议，希望能够给同行带来一定的参考价值。
2案例情况某企业拥有额定蒸发量即4吨/小时的蒸汽锅炉，它的额定压力大约为1.25MPa。
且这一锅炉已经投入应用七年，依据检验需求，查明在锅筒底部的水侧一边，存在一系列的片状水垢累积。
而相关人员清理完表面后，发现锅筒下端产生了一个鼓包变形问题。
这个鼓包处在锅筒中部的位置，表现为椭圆形，尺寸为395毫米×365毫米，而鼓包高度大概是65毫米，如图1。
通过进一步核查发现，锅炉锅筒、水冷壁管等重要受压元部件都已经生成了水垢，而垢的大约厚度为2毫米至3毫米。
图1 锅筒鼓包状态3工业锅炉锅筒底部鼓包开裂原因分析从核查结果以及该锅炉的水处置状况来说，可以将工业锅炉锅筒底部鼓包开裂原因归结为如下几个方面，具体如下。
3.1直接原因分析快装锅炉的锅筒下端，在很大程度上受到高温火焰的影响，而且还受到高温烟气的影响，如果锅炉下端水侧长期结垢之后，因为水垢的热阻是金属材质的四十倍，甚至是一百倍，导热性相对不佳，这就导致炉壁很难在第一时间内散热冷却，使得壁温上升，造成炉壁的金属强度降低，如果锅炉压力大于炉壁的屈服最大值，那么炉壁金属就很容易产生塑性变形问题，整体呈现为鼓包。
锅炉锅筒鼓包原因分析及预防
锅炉锅筒鼓包原因分析及预防2010年在对我市某化工企业一台2T/H的卧室快装锅炉进行内部检验时，发现锅筒底部距前管板750mm处有一个400×350mm、高度为30mm的鼓包，。
锅炉受压部件水侧水垢厚度（3-4）mm，锅筒底部尤其是鼓包区域堆积大量水垢片，最高堆积厚度达150mm左右。
炉膛内鼓包外表面有明显的氧化皮，厚度为1.0mm左右（其中鼓包顶部氧化皮厚度为1.5mm），经锤击脱落。
经测厚发现鼓包处壁厚减薄明显，其中厚度最薄处位于鼓包的顶部3（如图1），壁厚为10.2mm，该台锅炉型号为DZL2-1.0-AⅡ，2008年12生产，锅筒直径为1620mm,长度为3240mm。
锅筒材质为16MnG，壁厚为14mm。
图11.2图1为切割下来的锅筒钢板，其中3为鼓包区域，2和4为鼓包边缘区域，1和5为未鼓包区域。
图2 锅筒鼓包处内外部及邻近区域布氏硬度图2为鼓包处及邻近区域硬度测试曲线，一般16MnG经热轧或正火处理后的布氏硬度在150~200之间，从图2中可知，锅筒内部的布氏硬度在整体较锅筒外部高8.5HB，鼓包处外部抗拉强度，由经验公式求得约为σ b min=3.45×118=407.1MPa，比16MnG材质正常的抗拉强度值（σb=525MPa）低117.9MPa，下降了22.5%。
通常材料的抗拉强度只允许下降5%。
1.3 化学成分分析使用Arc-Met8000光谱仪，对锅筒鼓包处的内外面进行光谱分析，结果表明：锅筒外部鼓包处的C含量最低，仅0.126%，而该锅筒的原始C含量为0.15%，脱碳较为严重。
而锅筒外部较锅筒内部脱碳更严重，这与外部直接受炉膛的高温火焰加热有关，由于C含量下降较多，导致材料的强度下降明显。
1.4 金相分析对鼓包区及鼓包邻近区域进行金相分析，如图3a、b所示。
图3 锅筒鼓包处及邻近区域显微组织分析表明，远离鼓包区域，组织较为正常，为均匀分布的F+P，硬度稍微下降，有轻微的条带状和撕裂状痕迹，珠光体球化轻微；处于鼓包边缘区域的金相组织出现明显的偏析，条带状和撕裂痕迹非常明显，硬度下降幅度较大，部分组织表面有氧化痕迹，部分珠光体球化严重；处于鼓包区域的金相组织大部分是红，珠光体大部分球化，导致力学性能恶化，微观组织有被撕裂的痕迹，强度下降，表明该处长期承受了A c3左右的高温。
一起卧式锅炉锅筒鼓包事故的原因分析
（ 接第２ 上 ５页 ）
不 良， 致钢板 过热 ， 形 成鼓包 的直接原 因 ； 质 不好 ， 导 是 水 排 污 不 及 时 ．使 用 过 程 中没 有 及 时 检 查 是 该 事 件 的 间 接 原 因 。
（ ） 炉 工 每 班 进 行 科 学 排 污 ， 条 件 的 话 应 详 细 记 录 ４司 有
单项 因素系数加和得 到 ， 见表 ６ 。
参 考 文 献
ｌ 华遵 山． 隐 患分 析 ． 肃 冶金 ，０ １３ 事故 甘 ２０ （ ）
２ 赵 江， 慈。 周 张遵 毅． 于 重 大 危 险 源 辨 识 及 分 级 技 术 的 讨 论 ． 全 关 安
管 理 ．０ ４ ６ ２０ （） ３ 钱 新 明 ．陈 宝智 ．重 大危 险 源 的辨 识 与 控 制 ．中国 安 全科 学 学报 ．
灾害气 象条件 描述考 察对象 区域灾 害性 气象 条件对 环
境 的 胁 迫 程 度 ．将 加 重 冶 金 ／ 业 行 业 环 境 污 染 的 区域 灾 害 矿 性 天 气 归 纳 为 暴 雨 、 力 ２个 单 项 因素 每 个 单 项 因素 最 高 分 风 值为 ０ ． 灾 害 气 象 条 件 系 数 最 高 总 分 值 为 １分 ． ２个 ５分 由
符 合 ＧＢ ｌ－ ９ ７标 准 ７ ３ １９ 生 变 化 ． 不 存 在 材 料 也
分分析
单位 ： ％
化 学 成 分 和 力 学 性 能
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含 量 稍 微 有 变 化 据 此 可 判 断 鼓 包 原 因 与 材 质 方 面 没 有 直 接 的
文章编号 ：６ ２ ９ ６ （０ ００ — ０ ５ ０ １ ７ — ０ ４２ １ ）５ ０ ２ — ２
基于案例的锅炉鼓包事故原因分析及修理方案
基于案例的锅炉鼓包事故原因分析及修理方案作者：张承华来源：《广东科技》 2014年第2期张承华（重庆市特种设备检测研究院，重庆 401121）摘要：锅炉鼓包事故发生的原因是很多方面的，为了最大限度的减少事故带来的责任，防患于未然。
本文主要是通过对一例锅炉鼓包事故产生的原因分析及修理，得到一定的启示，现总结出来与各位共勉。
关键词：锅炉鼓包；原因分析；修理0 引言国务院《特种设备安全监察条例》以下简称“条例”施行至今，随着各级安全监察机构监察力度不断加强，全国各地各种特种设备安全事故不断减少。
锅炉事故受市场经济多元化发展及经济下滑等因素的影响，在各种事故下降的同时没有完全杜绝，依然存在。
本例锅炉鼓包事故的发生，充分暴露出在锅炉安全运行和管理中存在的薄弱环节。
现将其事故产生的原因和修理工作总结出来，对今后如何正确检查分析鼓包情况、查明事故发生原因，防止事故扩大、采取正确的处理方法、制定合理的修理方法有一定指导意义。
1 概况（1）事故发生经过：本辖区一个体木材加工企业一台锅炉，型号为DZG2-1.25-AⅢ，2013年10月5日10时许，正在运行的锅炉发生了漏水，司炉人员立即采取紧急停炉。
使用单位相关人员检查发现锅炉底部出现了鼓包变形。
（2）事故现场调查情况：该炉系某锅炉制造单位2004年5月生产，锅筒材质为20g，板厚14mm，锅炉配有炉外水处理设备。
经现场调查发现，该企业2012年5月租赁生产，属租用性质，企业的经济运行状况较差。
而业主在租用该企业前就使用锅炉，可以说有一定的锅炉使用管理经验。
原企业所在地区的原水水质状况较好，稍经处理完全能满足锅炉给水水质的要求。
但是租用该企业后并没有了解使用地点的原水状况。
如果进行锅炉水质处理需要人力和物力，出于经济的压力，凭经验取消锅炉锅外水处理，亦未进行锅内加药水处理工作，直接将原水进入锅炉使用。
同样出于经济压力，锅炉管理人员、司炉人员更换频繁，锅炉的管理、使用、维护状况也比较差。
锅炉鼓包原因分析
锅炉鼓包原因分析对锅炉锅筒底部鼓包的原因分析及处理沈晓东徐严浩DZL型（单锅筒纵置式链条炉）卧式快装蒸汽锅炉具有结构紧凑、易于操作、运输方便、安装快捷等优点，但是各种事故常有发生。
尤其是DZL 型快装蒸汽锅炉锅筒底部鼓包事故发生频繁，危害较大。
如何正确检查分析鼓包情况，对查明事故发生原因、防止事故扩大、采取正确的处理方法、制订合理的修理工艺以及制定预防措施有着一定的现实意义。
1 事故概况2009年7月在对鞍钢某公司一台DZL4-1.25- WⅡ蒸汽锅炉进行检验时发现锅筒底部有鼓包现象。
在对现场管理情况调查时发现该锅炉生产于2008年3月份，于2008年6月监检验收合格并投入运行，锅筒材质为20g。
咨询该公司管理人员得知：该锅炉未装设锅外水处理设备，且公司未按照锅炉运行管理的有关规定进行管理维护，没有配备专职水处理化验员，该公司选用的是水井水源，为地表浅水，水硬度大，水中泥沙多，经过水泵抽取到沉淀池，简单沉淀后直接给锅炉供水；取样化验，其给水硬度是1.21mmoI/L，高于GB/T1576-2008《工业锅炉水质》标准40多倍。
2 鼓包的检验在待锅炉完全冷却后，进行内部检验，重点检查了鼓包位置，以分析鼓包的程度。
2.1 我对鼓包进行了以下的检验项目：2.1.1 首先确定鼓包位置，测量它的几何尺寸，从内外侧进行测量；确认鼓包中心距前管板560mm，鼓包呈椭圆型，面积（长度×宽度）：360×600mm，鼓包高度为45mm。
2.1.2 确定水垢厚度；打开人孔发现：锅炉主要受热面水侧普遍结有水垢厚3—5mm不等，且锅筒底部水侧积存大量白色膏状水垢。
2.1.3宏观检查后使用MT进行检测是否有裂纹，检测结果未发现裂纹。
2.1.4 测定鼓包变形部位边缘的硬度，通过和未变形的部位进行对比，未发生变化，再测量宏观变形范围，确定挖补范围。
2.2 检验结果综合以上检验项目、检出的结果汇总，根据国家《锅炉定期检验规则》第19条：承压部件的变形不超过下述规定时可予以保留监控，变形超过规定时一般应进行修理（复位、挖补、更换）：筒体变形高度不超过原直径的1.5%，且不大于20mm；但该锅炉变形高度为45mm，故该锅炉应进行挖补维修。
一起锅筒鼓包事故的分析修复和防范
收稿 日期 ：０ ０－ — ８ ２ １－ ４ ２ － ０ 作者简介 ： 革 （９ ７ ， （ 林 １６ 一）男 壮族 ）广西武鸣人 ， ， 工程师 ， 锅炉和压力容器检验师 ， 现主要从 事特种设 备的安全性 能检验 。
１０ ６
《 装备制造技术） Ｏ １ ２ ｌ 年第 ７ 期
从对该锅炉进行检验的结果和现场调查情 况来 安全监督管理部 门批准 。 看， 导致鼓包事故发生的主要原因是 ： （） ３ 根据《 锅炉定期检验规则》 ２ ｏ ） ２ 条规 （Ｏ ｏ第 Ｏ （） １ 锅炉的水处理设施损 坏后 ， 没有及 时修 复 ， 定 ， 修理完成后 ， 须经 当地特种设备检验人 员应对修
３ 修复措 施
（ ） 据金 相 检验 和 超声 波 测厚 结 果 得 出 ， １根 变形
５ 结束语
锅 筒 产 生鼓 包 事 故 的 主要 原 因是 由于锅 炉 水 质 区域的材质 已变质 ， 厚度小于设计最小需要壁厚 ， 无 不合格 ， 排污量不够 ， 在锅 筒底部形成 了水垢 ， 破坏 法采用加热顶压工艺 ， 使锅筒恢复原样 。所 以， 根据 了热传递。为 了保证锅炉的安全运行 ， 使用单位必须 《 炉定期检验规则 》２ ０ ） ｌ 条规定 ， 锅 （０Ｏ 第 ９ 对锅筒底 严格执行国家有关规定 ， 确保锅炉水质合格。 部的鼓包部位采用挖补方法进行修复。
锅筒产生鼓包 ， 虽然属于锅炉的一般事故 ， 如 但 果未及 时发现并采取正确措施 ，会导致当锅 筒壁厚 继续减薄到一定的厚度 ，此时的强度达不到工作压 力下要求 的强度 ， 在工作压力及工作温度下 ， 锅筒筒
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图 １ 锅炉锅 筒鼓 包形状图
身破裂 ， 蒸汽压力瞬间降为 ０ 产生剧烈爆炸 ， ， 因而具 有极 大 的危 害 性 。
一起卧式锅炉锅筒鼓包事故的原因分析及预防措施
科学与财富一、问题的提出近期，我们在对一台DZH4-1.25-AII型锅炉进行内部检验时，发现该锅炉存在以下问题：1.锅筒结硬水垢2-3mm，且锅筒底部有大量垢渣堆积，厚度为180mm。
2.锅筒底部距离前管板880mm处，发现一直径300mm鼓包，鼓包高度为21mm。
3.无专职水质化验员及水质化验记录。
二、原因分析该台锅炉是2004年5月8日制造的活动炉排锅炉，水处理方式采用锅内加药，经对锅炉水质进行检测，给水硬度为6，炉水碱度为8.5，PH值为9.0。
鼓包处厚度=10mm（原锅筒厚度为12mm）。
查阅使用单位相关资料发现，该单位未配专职水处理人员，未对司炉人员进行业务培训指导，司炉人员未按相关操作规程进行定期排污，做好水质化验记录。
由于锅筒底部堆积大量脱落的水垢未及时清除，该鼓包处于炉膛高温辐射区域（炉膛温度在900℃左右），热传导不畅，是锅筒底部受热不均匀，造成局部过热。
当壁温超过锅筒材料的允许使用温度时，金属就会因过热而产生蠕变，从而导致鼓包的产生。
修理方法：1.锅炉制造单位可以安装、修理、改造本单位制造的锅炉，使用单位可以由取得特种设备安装、修理、改造的单位进行相应的修理工作。
2.修理单位在维修工作前，按照相关安全技术规范做出修理方案等工作，并按有关规定办理告知手续，同时向取得特种设备检测许可的检验检测机构提出监督检验申请。
3.鼓包补板材料及焊接材料在使用条件下应具有足够的强度、塑性、韧性以及良好的抗疲劳性能。
受压元件与受压元件焊接的承载购件钢材应当是镇静钢，室温夏比冲击吸收能量（KV2）不低于27J，室温断后伸长率（A）应当不小于18%。
该单位所用修理材料委托修理单位从原锅炉制造单位购进，与原材料一致（原材料GB713-2008.牌号为Q245R），按照材料采购技术要求，在材料单位制造单位进行了验收，并且在检验报告上进行了见证签字。
且实物标识清晰、齐全。
满足材料质量证明书的要求。
质量证明书与实物相符合。
对一台DZL型蒸汽锅炉鼓包穿孔及水冷壁管鼓包事故分析
近 年 来 ， Ｌ 蒸 汽 锅 炉 具 有 结 构 紧 ＤＺ 型 凑、 易于 操 作 、 运输 方 便 、 装 快 捷 等 优 点 ， 安 在我国 中小型民营企 业中得 到广泛 使用 ， 随 着 经 济 的快 速 发 展 ， 类 蒸 汽 锅 炉 数 目 此 增加 较 多 ， 是 各 种 事 故 常 有 发 生 。 其是 但 尤 ＤＺ 型 快 装 蒸 汽 锅 炉 锅 筒 底 部 鼓 包 事 故发 Ｌ 生频 繁 ， 害 较 大 。 何 正 确 检 查 分 析 鼓 包 危 如 情 况 ， 查 明 事 故 发 生 原 因 、 止 事 故 扩 对 防
碱度ｌ ｍｍｏ ／ ｐ ｌ Ｌ， Ｈ值６ １ 就 水 质而 言 严 重 ．， 不 符 合 Ｇ １ ２ ０ 有关 承 压 热水 锅 炉 水 Ｂ１７ － ０ ｌ ５ 质标 准 的 规 定 。 （ ） 炉 补 给 水 水 质 管 理 不 到 位 ， 处 ２锅 水 理 设 备 已坏 。 锅 炉 使 用 的 水 处 理 为 钠 离 该 子交换器 。 过调查得知 ， 通 该单 位 没 有 专 职 水 处 理 化 验 人 员 ， 处 理 设 备 安 装 后 ， 没 水 再 有 对 阳 离 子 交 换 树 脂 进 行 再 生 处 理 ， 致 导 钠 离 子 交 换 树 脂 失效 。 （） ３ 锅炉 管理 不 到 位 。 锅炉 自２ ０ 年 ６ ０４ 月 投 入使用至发 ， 经行过２ 停炉检查 ， 仅 次 但 在 检 查 过 程 中 提 出 了锅 炉 水 垢 严 重 超 标 ， 要 求厂 家 经 行 除 垢 处 理 ， 厂 家 并 没 有 重 但 视 ， 致 今 年停 炉 检 查 水 垢 厚 约 ５ ｍｍ 。 导 ０ 司 炉 工没 有 经 常 对 锅 炉 进 行 排 污 。 （ ） 池 露 天 及 周 边 灰 尘 很 大 ， 致 水 ４水 导 池 泥 沙 很 厚 ， 由于 水 处 理 设 备 已 坏 ， 导 又 就 致 锅 炉 水 质严 重 不 合 格 。 样 就 容 易 导 致 这 水 冷 壁 内水 速 过 低 而 炉 膛 高 温 区 的 辐 射 热 量 很 大 时 ， 内 循环 水 容 易产 生 冷 沸腾 ， 管 而 此时进入的给水的钙 ， 离子 ， 镁 当锅 炉 蒸 发 强度低 ， 循环性能差时 、 水 水冷 壁 中 的片 状 水 垢 脱 落 后 有 时 会 卡 在 管 内 ， 样 新 的 水 这 垢 和 脱 落 的 水 垢 在 此 堆 积 越 来 越 多 ， 高 在 温 的辐 射 下 ， 属 材 料 不 能 及 时 冷 却 ， 产 金 就 生 了爆管和鼓包现 象 。 （ ） 锅 炉 长 期 未 进 行 除 垢 处 理 ， 致 ５该 导 锅 炉 水 沟 越 积 越 厚 ， 热 性 能 下降 。 热 阻 导 其 是 锅 炉 用 钢 的４ －１ ０ 右 ， 锅 炉 的 材 质 ０ Ｏ左 该 为２ ｇ， ０ 这种 材 质 工 作 温 度 在 ４ ０ ５ ℃以 下 是 安全的 ， 当超 过 该 温 度 时 ， 属 的强 度 会 下 金 降 ， 着温 度 的 上 升 ， 随 当温 度 高达 ７ ０ ０ ０ ～９ ０ ℃时 ， 度 急 剧 下 降 ， 属 已不 具 有 原 来 的 强 金 强 度 ， 时 即 使 工 作 压 力 不 超 过 额 定 工 作 此 压 力 ， 属 晶 体 会 发 生 塑性 流 动 直 至 变 形 ， 金 甚 至穿孔 。
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质量技术监督研究
2019年第3期（总第63期）
Quality and Technical Supervision Research
NO.3.2019General NO.63
工业锅炉鼓包变形事故的分析
李晖榕，林东文
（福建省锅炉压力容器检验研究院漳州分院，福建 漳州 363000）
摘要：针对两台小型DZG 锅炉锅筒底部的鼓包变形，文中利用现场宏观检查、化学成分分析、金相检验以
及硬度分析等各种检验和检测手段，从外部和内部两方面原因对原材料和鼓包变形的不同部位进行较为详细的对比分析，并提出了针对性的改进措施。
关键词：锅炉；变形；原因；措施
收稿日期：2019-04-01
作者简介：李晖榕，男，福建省锅炉压力容器检验研究院漳州分院，工程师，硕士
林东文，男，福建省锅炉压力容器检验研究院漳州分院，高级工程师
漳州地区食品罐头业、食用菌菇业、建筑模板业等所用锅炉均以小型DZG（单锅筒纵置式）锅炉为主，且保有数量较多，在生产运行过程中，往往会出现锅炉鼓包变形事故。
文中采用两台型号、材质、规格相同的锅炉，针对其锅筒底部鼓包变形，分析研究锅筒材料在外在因素作用下，通过内在因素的显微变化，最终导致失稳变形的原因。
1 检验过程与结果
1.1 现场宏观检查与分析
Ⅰ号锅炉是在停炉检修后正常燃烧一天后，发现锅筒底部出现明显鼓包变形，立即停炉检验，检验确认该鼓包变形最大高度为63mm，面积350×250mm。
Ⅱ号锅炉由于鼓包变形量较小，未
能及时发现，长时间保持正常燃烧状态，在正常内部检验过程中发现锅筒底部鼓包变形，变形最大高度18mm，面积330mm×230mm，如图1所示。
经表面磁粉检测，确认两台锅炉锅筒变形部位均未发现有表面裂纹。
现场进一步检验发现，两台锅炉鼓包变形部位的内表面均存在有较厚的水垢、泥沙或泥垢沉积，厚度为2.0mm ～3.0mm，Ⅱ号锅炉锅筒底部外表面鼓包和内表面沉积见图2。
因此，经外观检查判断为水垢、泥垢阻碍了热传递，导致锅筒材料的过热劣化变形。
图
1 两台锅炉锅筒底部鼓包变形高度示意图
图2 锅筒底部外表面鼓包变形及内表面泥垢沉积
1.2 化学成分分析
分别对两台锅炉锅筒底部正常区域的基体（Q345R）上进行主要元素分析，分析结果见表 1。
结果表明：以上两台锅炉的锅筒用材符合 GB713-2008 的标准要求，选用材料不存在元素含量或偏析问题。
表1 光谱分析化学成分结果（质量分数，%）
1.3 金相检验分析
金相检验的取样位置如图1所示。
从图3可知，两台锅炉锅筒底部正常区域的金相组织为：铁素体+珠光体，属于正常组织。
选取变形高度10mm （D点）位置进行金相检验，结果为正常：铁素体+珠光体，说明组织未发生明显变化（见图4）。
当选取变形高度分别为18mm（C点）、43mm（B点）和63mm（A点）位置进行金相检验，结果发现在变形高度大于等于18mm时，珠光体中的碳化物已分散且向晶界聚集，且已发生球化，金相组织为：铁素体+球化体及少量珠光体，A点、B点位置的球化级别为5级；其中C点位置球化程度最为严重，组织为铁素体+球化体，且铁素体晶粒长大，球化级别为6级（见图5）。
E点 F点
图3 E点、F点位置金相组织（500×）
图4 D点位置金相组织（500×）
A点 B点 C点
图5 A、B、C点位置金相组织（500×）1.4 硬度分析
分别对图1中所选取的位置点进行布氏硬度检测，检测结果如图6所示。
从图6可知，两台锅炉锅筒底部正常区域的硬度值正常；变形高度为10mm（D点）时，与正常区域相比，硬度值仍未发生明显变化；当变形高度继续增大时，布氏硬度发生明显下降，其中C点位置的硬度下降变化最为明显，仅有110HB，这与上述的金相检验结果相符。
图6 布氏硬度测量值对比图
2 原因分析与结论
2.1 外部因素
从外部因素来看，通过现场检验和咨询发现，两台锅炉给水均采用地下水水质，未经过滤和软化水处理，给水中带有一定的泥沙或泥垢，同时日常运行中疏于管理，未对锅炉进行有效的定期排污。
因此，在锅炉运行过程中，锅内水不断蒸发浓缩，
水中盐类过饱和之后，析出沉淀形成水垢和大量沉
积物覆盖于底部受热面。
水垢、泥垢的导热性极差，热阻是锅炉用钢的40-100倍左右，高热阻使得锅筒底部直接受火焰加热部分的金属不能及时、有效的冷却，造成壁温过高，超过允许使用温度（430℃）。
2.2 内部因素
由于外部因素的影响，导致锅筒底部金属一直处于受热不均匀状态，变形部位壁温过热，具有较大的热应力[1]，不可避免的会导致材料的劣化，具体分析如下：
（1）从锅筒底部正常区域的化学元素成分分析结果判断，各元素含量和GB713中的Q345R钢的化学成分相符。
且从该部位的金相检验结果可知，材料金相组织为：铁素体+片状珠光体，也完全符合材料标准要求。
因此，可以排除锅筒材料的材质问题。
（2）由金相检验结果分析，鼓包变形部位的珠光体中的碳化物已分散且向晶界聚集，且已发生球化，最严重处球化级别为6级，判定变形部位发生了明显的材料过热劣化现象。
（3）从硬度测量结果可知，鼓包变形部位的硬度值相比于正常区域明显下降，认为相应的材料冲击韧度也会下降，这与金相检验结果相符，说明材料组织的劣化对其性能具有较大影响。
（4）对于Ⅱ锅炉较低变形高度18mm（C点）的位置，其金相检验和硬度测量结果均低于变形高度较大的Ⅰ号锅炉，分析认为，这是由于Ⅱ锅炉更长时间处于 AC3 左右的高温，随着时间的延长，组织变化更为彻底，性能下降更为严重。
综合上述分析，两台锅炉在高温状态下，由于冷却不足，材料金相组织会发生变化，强度下降，无法满足使用强度，这时，即使工作压力不超过额定压力，金属晶体也会发生塑性流动直至变形。
3 整改措施
（1）按照《锅炉定期检验规则》的要求，对上述两台锅炉挖补修理，并彻底清除锅筒底部的泥沙或泥垢[2]。
（2）针对锅炉水侧进行物理或化学清洗，彻底清除水垢。
（3）完善锅炉水处理系统。
通过加装锅外钠离子水处理设备，对锅炉给水进行处理，也可联合加药处理，以确保锅炉给水符合 《工业锅炉水质》 的要求，并完善日常管理，加强运行中定期排污。
（4）使用单位必须配备专职的水质化验员，做好水质化验工作，加强水质管理，防止水质超标。
（5）对锅炉司炉人员加强教育培训，提升其技术水平和责任心。
4 结语
上述两台锅炉均已修理且经监督检验合格，并重新投入使用，有效地避免了安全事故。
但对锅炉的修理既耗时、耗力，又影响企业的正常生产，造成了一定程度的经济损失。
因此，使用单位在生产过程中更应该加强对于锅炉的日常维护和运行保养。
同时，应积极主动同检验单位加强沟通联系，及时申报、配合检验，确保锅炉正常、可靠的运行。
综上所述，上述两台锅炉均为日常运行管理不规范引起的锅筒底部结垢和泥沙、泥垢沉积，导致锅筒底部受热面过热、过烧而形成鼓包变形。
参考文献
[1]韩效鸿．工业锅炉维护与保养［M］.北京:中国建
筑工业出版社，1979.
[2] TSG G7002-2015. 锅炉定期检验规则[S].
Analysis of Bulging Deformation of Industrial Boiler
LI Hui-Rong, LIN Dong-Wen
(Zhangzhou Branch of Fujian Special Equipment Supervision and Inspection Institute, Zhangzhou 363000, Fujian, China) Abstract: In view of the bulging deformation at the bottom of the drum of two small DZG boilers, various inspection and detection methods, such as on-site macro-examination, chemical composition analysis, metallographic examination and hardness analysis, are used to compare
and analyze the different parts of raw materials and bulging deformation from both external and internal reasons in detail, and corresponding
improvement measures are put forward.
Key words: Boiler; Deformation; Reason; Measures。