鍋爐和熱交換器等承壓設(shè)備延壽失效分析方法

失效分析可用于所有的運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，尤其是重要的設(shè)備，承壓設(shè)備的鍋爐、壓力容器和壓力管道更為需要，而鍋爐則不可或缺特別需要。

我國(guó)鍋爐失效分析始于20世紀(jì)50年代中期，是由1臺(tái)低壓工業(yè)鍋爐苛性脆化爆炸引發(fā)的，由原勞動(dòng)部的聘請(qǐng)專(zhuān)家示范進(jìn)行。領(lǐng)導(dǎo)部門(mén)的重視和鍋爐安全運(yùn)行的需要，使其得以大發(fā)展。

一、失效分析技術(shù)主要內(nèi)涵。

失效分析技術(shù)是學(xué)識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和思辨能力的加和，是福爾摩斯的偵察技能用于設(shè)備失效研究的方法。少年時(shí)代聽(tīng)老輩人講的一個(gè)故事對(duì)我影響至深：據(jù)說(shuō)有個(gè)外國(guó)人辦的發(fā)電公司中，最大的1臺(tái)發(fā)電機(jī)出了故障，一位專(zhuān)家默查良久后索價(jià)1萬(wàn)美元將其修復(fù)。“發(fā)電機(jī)一響，黃金萬(wàn)兩”，1萬(wàn)美元絕對(duì)是筆巨款，但老板更會(huì)算經(jīng)濟(jì)賬，當(dāng)即答允。專(zhuān)家隨即準(zhǔn)確地說(shuō)明故障原因、指出故障部位，并傳授修復(fù)方法。事后告訴周?chē)耸浚迯?fù)費(fèi)用也許只值1美元，但是憑借自身知識(shí)經(jīng)驗(yàn)迅速解決問(wèn)題，避免了發(fā)電機(jī)被燒毀，則不止值1萬(wàn)美元。這就是知識(shí)就是財(cái)富的道理。設(shè)備的失效分析有點(diǎn)像刑警兼化驗(yàn)員雙重身份的工作。它憑借失效部件所處環(huán)境，根據(jù)（鍋爐）內(nèi)部介質(zhì)成分，考察失效特征，做出判斷。

二、失效分析工作的作用。

這項(xiàng)工作，既能防止失效設(shè)備事故擴(kuò)大，又可以避免同類(lèi)設(shè)備、相同材料和相似介質(zhì)中再發(fā)生同類(lèi)故障，這是其主要作用。

三、失效分析工作方法。

仍以鍋爐的苛性爆炸為例，它是鍋爐材料（碳鋼）在運(yùn)行應(yīng)力之外具有附加應(yīng)力，受到強(qiáng)堿腐蝕作用而產(chǎn)生的晶間腐蝕破壞。1950年BETZ公司的《水處理手冊(cè)》已有報(bào)導(dǎo)，并有失效鍋筒的照片。前蘇聯(lián)專(zhuān)家則對(duì)具體的事故鍋爐有深入分析，指出該田熊式鍋爐存在結(jié)構(gòu)缺陷，膨脹受限，在運(yùn)行中具有接近屈服點(diǎn)的應(yīng)力，鍋爐水相對(duì)堿度≧0.4，游離氫氧化鈉超過(guò)10mmol/L，使該鍋爐發(fā)生爆炸。應(yīng)力和腐蝕作用的加和后果超過(guò)了兩者單獨(dú)作用破壞力的幾倍、十幾倍。

鍋爐護(hù)理不善，發(fā)生苛性爆炸

進(jìn)行失效分析，找出失效原因，避免相同的故障再次發(fā)生和不斷發(fā)生，只是失效分析的部分內(nèi)容，更重要的是提供行之有效的防治措施和推廣應(yīng)用，以杜絕同類(lèi)事故的發(fā)生。

對(duì)付鍋爐苛性脆化的方法是：詳細(xì)檢查可以產(chǎn)生熱應(yīng)力的部位并加以消除，從水質(zhì)上采取處理措施，使其含量大于或等于氫氧化鈉含量的40%。安裝苛性脆化指示器，可以知道對(duì)苛性脆化腐蝕的控制消除程度。失效的分析成果必須通過(guò)宣傳擴(kuò)展，才能真正起到亡羊補(bǔ)牢的作用。在某棉紡廠鍋爐爆炸事故被查明之后，首先是對(duì)天津市某電廠的另1臺(tái)同型號(hào)鍋爐和濟(jì)南某電廠的2臺(tái)同型號(hào)鍋爐進(jìn)行徹底檢查，在確知尚無(wú)晶間腐蝕危險(xiǎn)后，分別采取水質(zhì)處理措施監(jiān)視運(yùn)行。在主管領(lǐng)導(dǎo)的重視支持下，對(duì)所屬26個(gè)電廠的上百臺(tái)鍋爐進(jìn)行了苛性脆化跡象的檢查和相應(yīng)的水處理。

這一典型失效分析方法被反復(fù)使用著，由此，發(fā)現(xiàn)和防止了鍋爐的堿腐蝕失效；在鍋爐補(bǔ)充水改為化學(xué)除鹽后，又發(fā)現(xiàn)和進(jìn)行著防止酸腐蝕失效的工作。苛性脆化的失效分析和其后堿腐蝕的失效分析，以及再后來(lái)酸腐蝕的失效分析，沿襲著相同的工作方法。即確認(rèn)腐蝕類(lèi)型，指明水質(zhì)特點(diǎn)和失效特征，提供防止失效對(duì)策，通過(guò)撰寫(xiě)技術(shù)報(bào)告、文章和書(shū)籍加以宣傳推廣，達(dá)成共識(shí)，成為防控潮流，方能奏效。