本文研究合成氨二段转化废热锅炉管板-管子连接部位的裂纹穿透失效及其影响因素，为废热锅炉的运行、检修、更新提供依据。 论文首先对合成氨二段转化废热锅炉失效特征、原因进行了分析，发现失效的直接原因是水质、列管温度和水的局部循环状态共同作用下产生的大面积结垢和严重腐蚀穿孔；而列管更换中焊接质量差亦是造成废热锅炉多次泄漏的重要原因。 其次，对管板及其与管子连接处角焊缝焊接应力进行了有限元模拟计算；根据疲劳裂纹扩展判据和列管-管板角焊缝焊接应力形成原理，用断裂力学方法计算了焊接接头裂纹尺寸、临界裂纹尺寸和疲劳寿命，进一步说明疲劳裂纹扩展速度，表明气侧焊缝区与近焊缝区存在很高的焊接残余应力；在交变载荷作用下，高应力区易发生疲劳裂纹扩展，导致废热锅炉多次泄漏。 同时还对废热锅炉进行了热力计算与分析，发现废热锅炉的热负荷设计是保守的，未超过临界负荷，水循环平均特性合理，但局部水循环不尽合理，导致局部结垢、升温和腐蚀。 根据所分析的废热锅炉失效原因，提出了防止废热锅炉失效的措施。在运行时，确保水质指标，控制开车、停车速度，保持装置运行稳定；在列管出现大量泄漏后需要更换列管时，注意取管和列管焊接顺序，保证焊接质量，焊后热处理时，防止出现加热板断电现象，造成管板上存在巨大焊接应力；在管板上出现少量泄漏时，采用金相、着色、磁粉、测厚、气密性试验、水压试验等方法进行查漏，消除裂纹后补焊，并进行焊后热处理；在结构上，建议调整下降管位置，增加中间隔板，改善局部水循环；在管口保护上，保护套管长度增长；在管箱保护上，将刚玉质浇注料改为刚玉砖。