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2024年高压干熄焦锅炉爆管处理方法

宁钢干熄焦属于次高压锅炉，运行过程中出现锅炉管爆裂泄漏；

本文主要对生产运行中出现锅炉爆管事故的处理方法、焊接堵头设计

进行介绍。

宁钢255孔6m焦炉所配套的干熄焦装置规模为设计能力

140t/h，额定生产蒸汽为80.5t/h，压力为9.5MPa，蒸汽温度540℃，

按照压力高低分类属于次高压锅炉（5.4～9.8MPa,540℃）。

事故情况及方案选定

xx年7月，该干熄焦二次过热器过热蛇形管(￠45x4.5，材质)发

生爆管事故，抢修预案启动，处理方案有两个：一是搭桥，即将过热

蛇形管爆裂处切除600mm,然后搭接焊接一节新管；二是在对漏管采用

堵管方式处理，堵管部位为爆裂舌形管管对应进、出口集箱

（21920mm）的管连接孔内，用作专门的堵头焊接封堵。对于采取哪个

方案最有效，抢修应急小组根据宝钢一、二、三期干熄焦锅炉爆管处

理的经验和统计数据进行了比较分析比较。

宝钢目前干熄焦设计能力75t/h,压力为4.5PMa,蒸汽温度

450℃，属于中压锅炉（3.8～5.4MPa,450℃），最初爆管处理均采用

搭桥和封堵两种方案，但搭桥管道在使用一年左右，普遍存在一个现

象，那就是在在距搭桥焊缝大约100mm处原管道方向产生爆裂，而新

连接的600mm管没有问题；取样进行金相分析表明，原管道材质及内

壁腐蚀严重，导致材质强度下降。而采用在集箱封堵方法，该处均未

出现泄漏，保证了干熄焦锅炉的运行稳定，到干熄焦锅炉大修时进行

整体更换时，对封堵焊接处取样进行金相分析，尽管集箱内有腐蚀，

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但在相同压力下集箱的壁厚远大于蛇形管壁厚，堵头焊缝整体强度能

满足温度和压力要求。结合宝钢的经验，以及宁钢的干熄焦锅里压力

及设计温度高于宝钢的情况，决定使用集管封堵方案。

具体实施

2.1.堵头结构设计

集箱的规格为21920mm，集箱接管管孔内径为36，是设计压力

9.5MPa,因公称压力小于42MPa,堵头的计算厚度可以参照GB50316的受

内压平盖公式6.5.2-1来计算。

堵头计算厚度tp=K1x（D1+2C）x〔Pc/(бtx)〕1/2

D1:堵塞孔内径,单位mm；

K1:与平盖有关的结构特征系数，根据GB50316查询取0.4；

C:厚度附加量之和，单位mm；根据材料腐蚀情况及负偏差，取1

бt：设计温度下，堵头材料的许用应力，Mpa；查询GB150材料

12Cr1MoV，540℃，取许用应力59MPa；

Pc:设计压力，本锅炉为9.5MPa；

：与平盖结构有关的系数，按照GB50316查询取1.05；

经计算堵头计算厚度tp=5.9523mm；

根据GB50316公式6.5.2-2，堵头设计厚度

tpd=tp+C=5.9523+1=6.5923mm；也就是堵头满足使用的最小厚度；

根据计算数据，以及集箱壁厚，选择板厚为19mm，焊缝间隙

2mm，坡口40度，堵头内壁按照集箱内径￠179机工出相贯线凹面。

2.2.热处理及焊接

根据母材化学成份、焊接性能、厚度、焊接接头的拘束程度、焊

接方法、焊接综合环境的考虑预热。集箱和堵头的材质为12Cr1MoV，

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其属珠光体耐热钢，焊接前对焊件进行预热；本次抢修因现场位置及

环境条件所限，所以采用氧气乙炔火焰预热，用烤枪将封堵口中心

200mm范围内缓慢加热至250-350℃，用红外线测温仪进行检测。

焊接采用全氩弧焊，焊丝采用H08CrMoVA,直径2mm，焊接电流

120A；氩气流量为10-15L/min；焊接时控制线能量400J/mm；;层间温

度小于300℃。焊接前用内圆磨光机将集管堵头口打磨直至露出金属光

泽，确保无油油渍、铁锈、水分、氧化物等。

焊接完成后，采用火焰高温加热回火，回火温度为700-750℃，

回火范围为堵口中心200mm范围内，检测仪器采用红外线测温仪。温

度缓慢加热到设计温度后，立即采用陶瓷纤维保温材料将焊缝和近焊

缝区域1米范围内覆盖保温，保温厚度200mm，使焊缝缓慢冷却