超临界600MW电站锅炉水冷壁爆管失效分析_郑相锋
古交电厂600MW超临界直流锅炉四管泄漏分析
古交电厂600MW超临界直流锅炉四管泄漏分析赵学斌;闫俊伏;李鹏【摘要】古交电厂2台600 MW机组在168 h试运期间,2台锅炉共计发生12次泄漏,通过对泄漏位置及损伤方式进行统计,发现泄漏位置主要分布在锅炉水冷壁、屏式过热器.通过对锅炉水冷壁、屏式过热器失效类型进行分析,确定了锅炉水冷壁、屏式过热器的主要失效类型为短时过热爆管和鳍片(或密封)焊接处泄漏,分析了产生泄漏的主要原因,提出了对锅炉水冷壁、过热器、再热器受热面管排及集箱内部的检查、检验建议,同时为降低超临界机组的四管泄漏事故,从机组选型、制造监督、调试与运行维护方面提出了应采取的预防措施.【期刊名称】《山西焦煤科技》【年(卷),期】2011(035)009【总页数】4页(P45-48)【关键词】600 MW机组;超临界;直流锅炉;四管泄漏【作者】赵学斌;闫俊伏;李鹏【作者单位】山西兴能发电有限责任公司,山西古交030206;山西兴能发电有限责任公司,山西古交030206;山西兴能发电有限责任公司,山西古交030206【正文语种】中文【中图分类】TD612山西古交发电厂二期工程锅炉为哈尔滨锅炉公司生产的一次中间再热、超临界压力变压运行、带内置式再循环泵启动系统的HG－2000/25.4－YM12型直流锅炉，锅炉结构为单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、π型布置、紧身封闭。
燃烧系统为30只低NOx轴向旋流燃烧器采用前后墙布置、对冲燃烧，配置6台HP1003/Dyn中速磨煤机正压直吹式制粉系统。
二期工程#3炉于2010年10月27日首次点火，11月19日首次并网发电，168 h试运前发生6次炉管泄漏(爆管)，168 h试运后发生2次泄漏(爆管);#4炉于2010年11月28日首次点火，1月5日首次并网发电，至168 h试运前共发生4次炉管泄漏(爆管)。
锅炉多次泄漏(爆管)造成调试中断，严重影响了古交电厂二期工程调试计划的顺利进行，为分析清楚原因，古交电厂聘请有关专家，对二期工程2台锅炉的泄漏(爆管)，从损伤失效类型及形成原因两方面进行了分析。
水冷壁600MW超临界锅炉水冷壁爆管原因分析及对策
该 机 组 从 ２０１１ 年 １１ 月 １８ 日 启 动 以 来 ，共 发 生 ４ 次 水 冷 壁 爆 管 事 故 ，具 体 情 况 介 绍 如 下 。
ａ．２０１１年 １２ 月 ５ 日 １９ 时 ３０ 分，机 组 在 ３９０ ＭＷ 负荷运行，后墙垂 直 段 水 冷 壁 左 侧 墙 管 子 在 标 高５１ ｍ 处 发 生 泄 露，爆 管 有 明 显 的 蠕 胀、鼓 包 现 象，爆 口 较 小，且 周 围 壁 厚 明 显 减 薄，爆 口 附 近 第 １９１ 根 管 子 有 一 定 程 度 的 吹 损 。
ｃ．２０１１ 年 １２ 月 ２０ 日 １３ 时 ０９ 分，机 组 ６００
收 稿 日 期 ：２０１２－１２－１７ 作 者 简 介 ：陈 文 秦 （１９７０－ ），男 ，高 级 工 程 师 ，主 要 从 事 电 力 企 业 生 产 和 经 营 管 理 工 作 。
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Ｖｏｌ．３２Ｎｏ．２ 河北电力技术 第３２卷 第２期
ｄ．２０１２ 年 ４ 月 ７ 日，锅 炉 水 冷 壁 再 次 发 生 泄 漏。现场检查发现３个区域有泄漏点，分别位于 Ｅ５ 燃 烧 器 左 上 角 、Ｆ３ 燃 烧 器 右 下 角 和 左 侧 垂 直 水 冷 壁 （折 焰 角 下 方 ）。
３ 水 冷 壁 爆 管 原 因 分 析
ａ．管内异 物 堵 塞。 机 组 前 三 次 爆 管 均 发 生 在 后墙垂直水冷壁标高 ５１ ｍ 区域，且有较大爆 口，爆 口 附 近 壁 厚 有 减 薄 ，周 围 无 氧 化 皮 ，除 爆 口 外 其 它 部 位无明显鼓包现象，局 部 管 段 发 生 明 显 超 温 过 热 且 有 胀 粗 ，初 步 判 断 个 别 水 冷 壁 管 有 异 物 堵 塞 ，经 对 前 墙 垂 直 水 冷 壁 左 侧 墙 起 第 １７５ 至 第 ２３８ 根 间 的 共 计 ２０根管子进 行 了 内 窥 镜 抽 查，均 未 发 现 异 常；对 后 墙垂直水冷壁共 计 ３８５ 根 管 子 进 行 内 窥 镜 检 查，发 现左侧墙起 第 ２２ 根、３３ 根、８１ 根、１８７ 根、２２６ 根 管 子在后墙水冷壁垂直段至中间联箱第１个弯头处发 现 有 异 物 堵 满 ，发 现 左 侧 墙 起 第 ４１、１９３、１９６、２９５ 根 管子在后墙水冷壁垂直段至中间联箱第１个弯头处 有部分异物堵塞。
600WM超临界直流锅炉水冷壁超温分析及对策
600WM超临界直流锅炉水冷壁超温分析及对策超临界锅炉作为当前最先进的燃煤发电技术，具有能耗低、环保、技术含量高等特点。
由于超临界锅炉工质压力高，超临界锅炉大多数采用直流锅炉，直流锅炉水冷壁流动阻力比较大，运行过程的水压压头比较高，容易引起工质流动不稳定、热偏差等问题，从而导致锅炉受热不均匀，部分面积超过临界温度，影响到超临界直流锅炉运行的安全性。
本文主要600WM超临界直流锅炉水冷壁超温出现的原因，并根据这些原因提出了相应的解决策略，希望确保600MW 超临界直流锅炉运行的稳定性。
引言：超临界锅炉指锅炉内工质的压力在临界点以上的锅炉与传统的锅炉间相比，超临界锅炉的煤耗量低，单电煤耗量约为310g标准煤，超临界机组的发电效率达到了41%，我国传统的火电厂发电效率一般低于35%，單电煤耗量超过380g 标准煤以上，每度电至少可以节约50g标准煤。
与传统的锅炉相比，超临界锅炉更加环保、节能，是未来火电厂建设的方向。
但是超临界直流锅炉的装机容量比较大，锅炉的蒸发受热面积不均匀，容易造成管壁温度超标，从而影响到锅炉的正常运行，造成水冷壁内工质性能发生变化，引起流量的异常变化，威胁到锅炉运行的安全性。
因此需要对超临界直流锅炉水冷壁超温现象进行分析，找出水冷壁超温的原因，并采取有效的措施，促进我国超临界锅炉的发展。
1.600WM超临界直流锅炉水冷壁超温原因分析某发电厂有两台600WM超临界机组，锅炉为国内某锅炉生产厂家生产，超临界机组为日本三菱公司提供的技术，超临界机组采用直流锅炉，燃烧器布置在四面墙上，火焰喷射方向与水冷壁垂直，二次风喷嘴安装在主燃烧器上，锅炉在热运行状态下，一次风、二次风可上下摆动。
超临界机组运行期间，出现了水冷壁管吸热偏差或者超低温现象，部分时段出现水冷壁壁温超过机组阈值，影响到超临界机组的安全运行。
根据运行数据信息以及超临界直流锅炉水冷壁超低温出现的异常现象，总结出以下原因：1.1部分水冷壁管热负荷偏高根据锅炉炉膛的燃烧方式，如果炉膛内的煤炭燃烧时产生的火焰出现偏差，则可能导致高温烟气直接冲刷水冷壁，导致局部水冷壁温度比较高。
600mW超临界锅炉水冷壁泄漏原因分析及防范措施
600mW超临界锅炉水冷壁泄漏原因分析及防范措施摘要田集电厂600mW机组锅炉水冷壁爆管接连爆管两次，且爆管位置均在同一个位置。
本文对爆管原因进行了分析，并提出了相应的防范措施。
关键词爆管；原因；分析；防范措施1 锅炉设备概况田集发电厂一期工程锅炉是由上海锅炉厂有限公司制造的超临界参数变压运行螺旋管圈直流锅炉，单炉膛、一次中间再热、采用四角切圆燃烧方式，平衡通风、固态排渣、露天布置燃煤锅炉、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。
型号为SG1913/25.4-M967。
炉膛下部水冷壁（包括冷灰斗水冷壁）采用螺旋围绕膜式管圈，从水冷壁进口到折焰角水冷壁下标高49 684mm处。
螺旋段水冷壁由326根φ38.1mm的管子组成，节距为54mm。
螺旋段水冷壁通过水冷壁过渡段及中间混合集箱实现垂直段与螺旋段管屏的过渡，由一根螺旋管分成四根垂直管。
螺旋管圈高度为41.07m，由326根管子以倾角13.9498°右旋螺旋而成，螺旋管圈为1.61圈。
2 事故经过事故发生时负荷600mW，主汽压力24.1MPa，主/再热汽温563℃/564℃，A、B、C、D、E、F六台磨煤机运行。
13:00′左右，机组补水量、引风机电流突然上升，并且炉管泄漏仪第1、2、6点报警，同时就地检查前墙水冷壁中间30m处有明显泄漏声，立即申请停炉。
进入炉内检查，发现前墙螺旋水冷壁#7管屏下数第6根管子炉膛中心处，标高约30.8m处有一爆口，爆口附近有轴向裂纹，爆口两端有涨粗现象（两端各有约6m长度范围），相邻的上下两根管子没有异常。
对这根管子存在缺陷的部分全部进行切割，分三段更换新管后机组重新启动。
机组并网3个小时后，负荷240mW左右时炉管泄漏仪第1、2点报警，就地检查前墙螺旋段同样区域有泄漏声，立即停炉。
进入炉膛检查，发现漏点位置在上次新换管子上，且在上次爆口位置的上游约800mm处，本次爆口两端约3m长度范围依旧有涨粗现象。
在泄漏处采用灌热水的方法对这一根螺旋水冷壁管子进行检查，充水后在#2角燃烧器下方发现这根管子有一个直径约6mm豆粒状漏点。
关于600MW超超临界机组锅炉水冷壁超温原因分析及对策探讨
关于600MW超超临界机组锅炉水冷壁超温原因分析及对策探讨发布时间：2022-08-19T08:35:58.800Z 来源：《当代电力文化》2022年8期作者：曾雨滔[导读] ：600MW超临界机组锅炉水冷壁在运行过程中，水冷壁容易出现超温的现象，严重时会导致水冷壁泄漏，曾雨滔深能合和电力(河源)有限公司 517000摘要：600MW超临界机组锅炉水冷壁在运行过程中，水冷壁容易出现超温的现象，严重时会导致水冷壁泄漏，对整个锅炉的正常运行带来不利影响。
参考600MW超临界机组锅炉水冷壁的运行要求，以及水冷壁在运行过程中超温现象产生的原因，在治理过程中应按照锅炉水冷壁运行的要求，分析水冷壁超温的影响因素以及诱发的原因制定合理的应对策略，确保水冷壁超温现象得到有效治理，保证锅炉水冷壁能够实现温度可控，达到正常运行的标准，消除水冷壁超温泄漏的风险。
关键词：超临界机组；锅炉水冷壁；超温；原因分析；对策引言对于锅炉水冷壁超温现象而言，一旦出现超温情况容易导致水冷壁泄漏，其中超温主要分为螺旋水冷壁超温和垂直水冷壁超温，这两种水冷壁超温之后都容易出现泄露，导致锅炉无法正常工作，增加了锅炉运行的风险，使锅炉在运行过程中难以达到运行要求，不利于锅炉正常运行，使锅炉在运行过程中失控。
因此，制定合理的锅炉运行方案，掌握锅炉水冷地泄漏的原因并予以有效治理，对当前锅炉的正常运行以及600MW超临界机组的有效管控具有重要影响。
在实际控制过程中需要根据锅炉水冷壁的具体情况和水冷壁超温的具体原因做好治理。
一、锅炉水冷壁超温泄露现象（一）螺旋水冷壁超温锅炉水冷壁中螺旋水冷壁作为重要的水冷壁形式，在运行过程中容易出现超温的现象，并且超温控制难度大，一旦出现异常超温会引发螺旋水冷壁破裂造成泄露事故，对整个水冷壁的正常运行带来不利影响。
螺旋水冷壁超温主要是指水冷壁管子间出现热偏差，水冷壁受热不均匀，水冷壁在热偏差的影响下某些部位出现热变形，导致水冷壁在运行过程中因变形发生泄露，对整个水冷壁的正常运行带来不利影响，同时也影响水冷低的工作状态。
600MW超临界锅炉水冷壁高温腐蚀分析及处理
600MW超临界锅炉水冷壁高温腐蚀分析及处理摘要：介绍了某600MW超临界锅炉高温腐蚀状况，通过增加锅炉水冷壁贴壁风，通过燃烧试验结果以及锅炉冷热态试验分析得出水冷壁侧墙壁面强还原性氛围得到有效控制，达到降低锅炉水冷壁高温腐蚀目的。
关键词：超临界锅炉;水冷壁;高温腐蚀;燃烧器一、概述某电厂600MW超临界锅炉存在严重的水冷壁高温腐蚀问题。
2012年7月份，委托西安热工院对#1、2炉进行燃烧调整试验，发现两侧墙水冷壁煤粉气流刷墙情况严重，贴壁呈现强还原性气氛，摸底工况下燃烧器至燃烬风区域侧墙含氧量均小于0.3%，CO含量大于10000ppm，H2S含量大于1200 ppm，NOx排放量小于300 mg/Nm3。
比对同为前后墙对冲燃烧方式的电厂，燃烧系统使用三井巴布科克LNASB燃烧器，多年运行均未出现水冷壁高温腐蚀问题。
其燃烧器结构与HT-NR3燃烧器相比，二次风和中心风的通流面积很大，燃烧器区域燃烧较充分，缺氧脱氮深度不及东方日立HT-NR3燃烧器。
该厂的NOx排放量大于500 mg/Nm3，但是通过调整二次风挡板开度，NOx的排放量可控制不超过450 mg/Nm3。
鉴于通过运行调节无法降低水冷壁贴壁还原性气氛，需要采取其他措施控制解决。
二、燃烧调整情况介绍#1锅炉入炉煤质年度平均含硫量为0.6%，在锅炉水冷壁高温腐蚀专项调整试验中，主要针对还原性气氛和煤粉气流刷墙进行，试验中以还原性气体H2S和CO、壁面附近氧浓度、贴壁面煤粉量为参考指标。
（1）摸底工况，在两侧墙高温腐蚀最严重区域共装设15个测点（即中层燃烧器标高至炉膛下层吹灰器标高），测试表明两侧墙贴壁氧量均在0.1%～0.3%，CO和H2S浓度较大，大部分已经超过仪器仪表量程（CO 和H2S量程上限分别为10000ppm和1203ppm），且抽出气体中含有大量煤粉，两侧墙煤粉气流刷墙严重，NOx排放量为217mg/Nm3。
（2）外二次风旋流调整试验，在运行氧量不变前提下外二次风开度为100%/50%/30%/30%/50%/100%。
600MW级超超临界机组锅炉试运过程爆管原因分析及对策
篮 趣
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，
６０ ０ ＭＷ级 超 超 临界 机 组 锅 炉 试 运过 程 爆 管 原 因分析 及 对 策
陈 卫 东
（ 苏 兴 源 电力 建 设 监理 有 限 公 司 ， 江 苏 江 南京 ２０２ ） １０ ４
生 在 后 屏 过 热 器 ．２次 发 生 在 末 级 过 热 器 ．２次 发 生在 水 冷
后屏 过热 器 入 １ 箱 及 节 流 孔 圈上 的异 物 主 要 有 以 下几 ３集
理不够彻底 ．锅炉冲管后没有对所 有节流孔进行拍片检查 ， 没有对过热器的低位易积异物的管排进行拍片抽查等都会造
受热面壁温测点设置偏 少布置不尽合 ．不能及 时准确 地反 映受热面 的壁温情况 ．给试运操作带来了许 多盲 目性 ，
以至 试 运 过 程 中不 能 及 早 发现 超温 现 象 并 采 取 有效 的应 对 措
根据对爆 口型式及爆 口管材的取样分析结果判断，４台机
组 的 ９次 爆 管其 中 ８次 （ ≠ 炉 省煤 器爆 口外 ） 为短 期超 温 除 ≠ １ 均
成 异物 积 在 受热 面 管子 中。
点 ：（ ） 口集箱上带有 的长约 １ ）的短管段 内有 异物 没 １入 ．Ｔ ５Ｔ 有清除。后屏入 １集箱上的短管在现 场采 用捅钢丝绳方法来 ３ 检查是否有异物 ．由于短管段的弯曲半径不 同，若选用与计 算球径相同的钢丝绳作通透检查时 ．钢丝绳无法穿透到集箱
参数变压运行垂直管圈直流炉 ．单炉膛 、一次中间再热 、采
用 四 墙 燃 烧 方 式 、平 衡 通 风 、 固态 排 渣 、全 钢 悬 吊结 构 兀 型 锅 炉 。４ 台锅 炉 在 整 个 试 运 期 间 （ 负 荷 试 验 期 间 ） 生爆 带 发
600MW超临界锅炉冷灰斗水冷壁大面积泄漏原因分析
600MW超临界锅炉冷灰斗水冷壁大面积泄漏原因分析600MW超临界锅炉冷灰斗的功能是用来收集和排除锅炉中产生的灰渣，以保证锅炉的正常运行和烟气排放的合规性。
由于锅炉冷灰斗处于高温、高压和腐蚀环境下，故可能出现水冷壁大面积泄漏的问题。
下面将对该问题的原因进行分析。
1.设计不合理：600MW超临界锅炉冷灰斗的水冷壁设计不合理可能是造成大面积泄漏的主要原因之一、设计不合理可能包括水冷壁的材料选择不当、水冷壁的管壁厚度不足等。
此外，冷灰斗与水冷壁连接的设计也可能存在问题，比如连接处的密封性不好等。
2.材料质量问题：如果冷灰斗水冷壁使用的材料质量不好，容易导致在高温、高压和腐蚀环境下出现腐蚀、磨损等问题。
腐蚀和磨损会导致水冷壁的泄漏，从而引发大面积泄漏的问题。
3.操作不当：操作人员在锅炉的运行和维护过程中可能存在操作不当的情况，比如清灰不彻底、清灰频率过低等。
清灰不彻底会导致灰渣在冷灰斗中堆积过多，增加了水冷壁的负荷，使其容易泄漏。
清灰频率过低会使灰渣堆积更多，进一步增加了水冷壁泄漏的风险。
4.维护不及时：冷灰斗水冷壁的维护和保养工作不到位也可能导致大面积泄漏的问题。
水冷壁面需要定期检查和维修，确保其正常运行和完好无损。
如果维护不及时，可能会导致水冷壁的损坏和泄漏。
5.设备老化：随着运行时间的增加，锅炉设备会出现老化现象，包括冷灰斗水冷壁。
老化可能导致水冷壁的材料性能下降，从而增加泄漏的风险。
为了解决600MW超临界锅炉冷灰斗水冷壁大面积泄漏的问题，需要采取以下措施：1.加强设计：在设计新锅炉或更换水冷壁时，需要进行合理的设计与选材，确保冷灰斗水冷壁的可靠性和耐腐蚀性，提高其承受高温、高压和腐蚀环境的能力。
2.加强维护与保养：定期对冷灰斗水冷壁进行检查和维护，及时清理灰渣，保证其正常运行。
同时，要加强对锅炉操作人员的培训，提高其对锅炉设备的操作和维护水平。
3.提高检测手段：引入先进的在线监测设备，如超声波检测、红外摄像、震动传感器等，对冷灰斗水冷壁进行实时监控，及时发现和排除隐患。
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超临界600MW电站锅炉水冷壁爆管失效分析
摘要：采用宏观分析、力学分析、化学分析、金相检验等方法对超临界锅炉光管膜式水冷壁椭圆变形、爆口和焊缝裂纹(材质为T12)进行失效分析。
结果表明：1,2号试样处椭圆变形主要是鳍片处的拉应力所致，3,4,5号试样处椭圆变形主要是高温过热所致。
爆口原因是长时过热所致，特别是向火侧位置过热严重，应与爆口堵塞有关。
焊缝裂纹，由于在高温下晶界强度弱于晶内强度，拉应力下的变形主要发生在晶界上，导致蠕变破坏。
关键词：超临界锅炉水冷壁失效分析 T12
1 引言
•威尔科克斯公司制造的超临界直流锅炉，锅炉型号某电厂6炉系北京巴布克科
B&WB1950/25.41-M,螺旋炉膛的直流炉、一次中间再热、п型炉、机组额定功率600MW，过热器出口温度/再热器温度543/569℃，给水温度283℃；该机组于2006年11月20日投入运行，至此累计运行约35000小时。
2011年9月11日，其6号炉后墙水冷壁发生爆口泄漏，为查出爆口原因，特对泄漏的水冷壁管进行失效分析。
2 部件失效情况
该锅炉水冷壁由下部螺旋水冷壁和上部垂直水冷壁构成。
炉底环形水冷壁下集箱相连的螺旋水冷壁管在炉膛四周以23.58°的螺旋角上升至炉膛折焰角下的50329mm标高处，通过焊接填板与上部垂直水冷壁管连接。
下部螺旋水冷壁由内螺纹管（φ35×6.5mm，节距为50mm的内螺纹管，材料为SA213T12）和光管（φ35×6.5mm，材料为SA213T12）与扁钢（8×15mm，材料为15CrMoG钢）组成膜式水冷壁，其
中内螺纹管从炉膛下集箱一直延伸至44000mm标高处，光管从
44000mm标高延伸到螺旋水冷壁出口。
本次泄漏处距离螺旋水冷壁出口处中间集箱不远，属于光管膜式
水冷壁。
该处正常工况下工作温度低于388℃，压力约25.5MPa。
现
场工作人员取下泄漏的管子并分为五段，丢失两段试样，送样为剩余
三段。
其中试样1,2为一段，试样3,4为二段，试样5为三段，其中
1为带裂纹的焊缝，4号为爆口位置。
试样编号位置如图1所示。
3 失效分析
图1 泄漏管位置图
3.1 椭圆变形分析
通过宏观分析，1,2号试样处于鳍片拉伸状态下变为椭圆，3，4，5号试样处于鳍片压缩状态下变为椭圆，变形情况如图2-3和表1.
水冷壁管由于高温而屈服强度变低，在高温条件下管排横向不均匀膨胀可引起管径发生变形。
而第1,2号试样在高温下，屈服强度变低，当超温不严重时，鳍片处拉伸力过大，造成内径为被拉成椭圆形，1号试样焊缝出现横向裂纹，和鳍片焊缝熔合线位置出现裂纹均说明，高温下变形较大。
与其相邻的其他水冷壁管未发生同样的现象，说明这根管有堵塞现象，气流带走的热量少温度较高。
图2 第2号试样图3 第4号试样
表1 水冷壁椭圆变形统计表
试样号
1号试样2号试样3号试样4号试样5号试样项目号
内径长轴23 23.5 26 27 25.5
内径短轴22 21.5 22 22 21.5
内径不圆度 4.5% 9.0% 18% 23% 18%
方向鳍片拉伸鳍片拉伸鳍片压缩鳍片压缩鳍片压缩
对于第3,4号试样，变形处为向火侧，背火侧椭圆变形不明显，且该处出现长时超温爆口和大量的树皮纹现象，说明向火侧发生过热，屈服强度明显降低，在内部高压介质下，向火侧发生塑性变形，而背火侧未发生变化，这推断此处发生椭圆变形和长时超温有重大关系。
推测该管流量较相邻管小。
另外据电厂人员在3,4处位置（即爆口处）的左右2根管子割管没有发现椭圆变形，这可能是应为该爆口管可能发生堵塞。
除该三段外上下均没有发现椭圆现象说明该三段属于烟气高温区段。
3.2 爆口分析
图4 4号试样的爆口形貌图
4号试样爆口开缝较小，爆口长约42mm，最宽处约6mm。
胀粗处外直径为42mm，胀粗率20%（相对于公称直径φ35），壁厚最薄处约2mm-3mm。
破口的断裂面粗糙，不平整，破口边缘是钝边，并不锋利。
外壁出现大量纵向裂纹，破口处外表面有一层较厚的氧化层，敲击后易剥落。
图5 爆口尖端200X 图6 爆口尖端500X
图7 爆口附近500X 图8 爆口背侧500X 通过金相照片发现，爆口尖端已经完全球化，并多处出现同方向的裂纹，爆口附近球化严重，无铁素体，并出现大量孔洞。
而爆口背面铁素体较多，属于正常组织。
由于电厂人员现场取样的原因，4号样不能加做力学性能，辅以5号样力学性能。
表2中5-1,5-2号拉伸样为向火侧，5-3,5-4号拉伸样为背火侧，可见5-1,5-2号拉伸样力学性能下降严重，特别是5-2号拉伸样抗拉强度已经低于标准值。
比较4号样和5号样发现，4号样无论是椭圆变形和树皮纹都远大于5号样，可推知4号样力。
学性能也肯定的不符合标准要求[1-2]
表2 5号试样力学性能测试结果
拉伸试样编号屈服强度抗拉强度延伸率
5-1 305 430 35.0
5-2 270 370 34.0
5-3 330 470 30.0
5-4 340 480 41.0
标准要求≥220MPa ≥415MPa A≥30% 综上所述，该爆口属于向火侧长时过热后，力学性能下降所致。
一般将长时过热分为高温蠕变型、应力氧化裂纹型和氧化减薄型。
本次爆口中，胀粗明显过于高于438监督标准要求2.5%，向火侧和背火侧的碳化物球化程度差别较大，向火侧的碳化物己完全球化，背火侧组织正常。
本次属于高温蠕变型。
3.3 裂纹分析
1号试样裂纹共有四处分为焊缝横向裂纹和鳍片焊缝纵向裂纹两类。
见图9、图10。
1、2号裂纹属于向火侧焊缝的横向裂纹，端面发现的裂纹和鳍片熔合线发现的裂纹属于鳍片焊缝纵向裂纹。
图9 1号试样焊缝2个横向裂纹
图10 1号试样焊缝端面裂纹和鳍片纵向裂纹
图11 1号试样背火侧和向火侧（500X）
图12 1号试样焊缝处裂纹（200X）图13 1号试样鳍片处裂纹（200X）
由金相分析可知，1号试样背火面处金相组织未见老化现象，均属正常组织。
向火侧有些老化，评级应在4级以上，晶间出现大块碳化物，但是不是太多，见图11。
对于鳍片处裂纹，均为沿晶发展，且出现多条裂纹平行发展，如图12-13。
由上面的椭圆变形分析，1号试样发生扁平变形是由于拉应力过大所致，可以推断裂纹在拉应力的状态下，鳍片处焊缝边缘存在应力集中，产生裂纹。
鳍片纵向裂纹和焊缝横向裂纹有个共同的特点就是裂纹全部为沿晶发展，这是由于在高温下晶界强度弱于晶内强度，变形主要发生在晶界上，导致蠕变破坏。
4 结论与建议
经以上分析，可以推断如下：
对于椭圆变形，1,2号试样处椭圆变形主要是鳍片处的拉应力所致，3,4,5号试样处主要是高温过热所致。
另外，爆口处管排附近管子未发现椭圆变形，可能与该爆口管堵塞有关。
对于爆口，主要是长时过热所致，特别是向火侧位置过热严重，应与爆口堵塞有关。
对于焊缝裂纹，由于在高温下晶界强度弱于晶内强度，拉应力下的变形主要发生在晶界上，导致蠕变破坏。
提出如下建议：
检查锅炉膨胀指示是否正常，特别是水冷壁膨胀是否正常，对水冷壁的不均匀膨胀进行细致地测试分析。
针对长时过热情况，应注意检查附近管排的粗涨和树皮纹检查，是否有堵塞情况。
参考文献
[1]《火力发电厂金属材料手册》编委会．火力发电厂金属材料手册[M]．北京：中国电力出版社，2001
[2]张栋．失效分析[M]．北京：国防工业出版社，2004。