锅炉水冷壁爆管分析
锅炉水冷壁爆管的原因分析及对策探究
造成不必要的经济成本浪费和安全隐患。就此， 我们应当及早做好 爆管泄漏 的出现 ： ② 在燃烧过程 中， 因氧 气量不足 、 燃烧不充分 、 燃烧 时 泄漏， （ １ ） 防止 内壁 的腐蚀 ： 严格按 程序走 ， 对使用 水质进行 化学技 术监 督， 避 免水质不合格腐蚀内部 。①定期对锅炉进行人工和机 械除垢 ， 根据 锅炉垢量、 垢 型 和运 行 周 期等 ， 合 理清 洗 保 养 ， 彻 底 冲 洗 附在 水 冷 壁 管 上
大课题 。 本文就锅炉水冷壁爆管 的现状 ， 简要的进行原 因分析 ， 并从管理层面对锅炉水冷壁爆 管的预 防及处理进行 了探讨 ， 以供参考 。
关键 词 ： 锅炉水冷壁 ； 爆管泄漏 ； 火 电站 运 行
水 冷壁作为锅炉受热强度 最大的部件 ，主要作用 是吸收炉 内辐 射 热， 将水加热成饱和蒸汽， 是锅炉契税循环的关键 。由于锅炉冷水壁既承 受着内部高温高压作用 ， 又受外部烟气和煤尘等 的侵 蚀， 久而久之容 易
ｌ 锅炉 水冷 壁爆 管的原 因分析
壁 受 到炉 膛 火 焰 的辐 射 热 ， 短 时间 急 剧 过 热 ， 严重超温情况下 ， 管 子 力 学
塑 形 变 形 等 导致 爆 破 。有 时 也会 因异 物 堵 塞 水冷 壁 管 ， 造 成 管 锅 炉 水 冷 壁 爆 管 泄 漏 的 原 因是 多 方 面 因 素 综 合 造 成 的 ， 从 锅 炉 长 时 性 能下 降 、 水冷壁 管不能及 时得到冷却 ， 短 时急剧过热造 成材料 间超高温 运行环境到 ２ ４ ｈ不 间断超负荷的工作 ， 都是导致水冷壁爆管泄 内介质流动不畅 ， 漏 的 原 因 。其 中磨 损 、 腐蚀、 过热、 疲 劳 受 损 是 导 致 水 冷 壁 泄 漏 的 主 要 原 的 高温 强 度 降 低 ， 从 而 引起 瞬 间 破 裂 。
锅炉水冷壁爆管的现象及处理措施
锅炉水冷壁爆管的现象及处理措施锅炉水冷壁爆管的现象及处理措施【引子】在锅炉运行过程中，水冷壁爆管是一个常见的问题。
当锅炉水冷壁内部受到过热的水蒸汽冲击时，壁面会发生破裂，导致爆管。
这不仅会影响锅炉的正常运行，还可能造成严重的安全隐患。
为了解决这一问题，本文将深入探讨锅炉水冷壁爆管的现象及应对措施。
【定义】我们需要明确水冷壁的概念。
水冷壁是锅炉中用于传导热量的一种设备，由一系列垂直的水管组成。
当高温燃烧产生的烟气通过水冷壁时，热量被传递给壁面，同时水流冷却壁面，以防止过热。
【现象】1. 壁面开裂：在高温和高压下，锅炉水冷壁内的材料容易因过热和热应力而开裂。
这些裂纹最初很小，但随着时间的推移，裂纹会逐渐扩大，最终导致壁面的完全破裂。
2. 渗漏现象：当水冷壁开裂时，高压水蒸汽会从裂缝中渗漏出来。
这不仅会导致热效率下降，还可能对锅炉的其他设备造成冲击。
3. 水质变化：爆管导致热工性能下降，水质变差，容易导致供水管道和锅炉内部的堵塞问题。
这进一步加剧了管道爆管的风险。
【原因】1. 过热和热应力：当锅炉的供水温度过高或供水流量不稳定时，水冷壁内的温度会超过承受范围，产生过热和热应力，导致壁面开裂。
2. 水质问题：锅炉水冷壁的水质是发生爆管的另一个重要因素。
水中的氧气、盐分和杂质会导致壁面腐蚀和堵塞，进而引发爆管问题。
3. 操作不当：锅炉的正常运行需要严格控制供水温度、流量和压力等参数。
如果操作人员不慎，无法及时调整这些参数，就会增加壁面开裂的风险。
【预防措施】为了解决锅炉水冷壁爆管问题，我们需要采取一系列预防措施。
1. 严格控制供水温度和流量：操作人员应根据锅炉设计要求，合理调节供水温度和流量，以避免过热和热应力产生。
应定期检查和维护供水管道，确保其畅通无阻。
2. 水质处理和监控：锅炉水冷壁的水质对避免爆管问题至关重要。
定期进行水质测试和处理，清除水中的氧气、盐分和杂质，可以有效减少壁面的腐蚀和堵塞。
3. 加强设备维护：锅炉水冷壁的定期检查和维护是预防爆管的关键步骤。
锅炉爆管的原因分析【最新版】
锅炉爆管的原因分析锅炉爆管是指锅炉在运行中热交换面中的水冷壁管，对流管，省煤器管在过热，磨损和腐蚀等各种原因的综合作用下，就会发生管线爆裂，高温锅炉水泄漏，造成锅炉无法正常运行。
通过多年的理论积累与现场实践发现，锅炉的管线爆裂主要由十四种原因造成的。
第一种原因、锅炉给水质量不良、无水处理或水处理方法不正确，没有按相关的规定进行排污处理，使管线的内壁结垢或腐蚀，产生这种情况的主要原因就是因为有的锅炉用水取自地下，硬度高达5mmol/L，属于高硬度水，而且含硫高，含铁高，一旦水处理不当，很容易就发生过爆管，被迫停炉抢修，给生产和生活造成了很大的影响。
第二种原因、锅炉的管线在制造、安装和检修的过程中在焊口处会出现应力集中和机械性能下降的现象，在这些应力集中和机械下降的关键部位会出现管线爆裂的情况，这样也会使锅炉出现故障，难以供应生产和生活需要。
第三种原因、锅炉在安装或检修时杂质掉落在管子内，造成管子内堵塞，使水循环不良或完全破坏。
第四种原因、管子水垢从内壁上脱落，“搭桥”使水循环处于不良状态。
第五种原因、锅炉在运行过程中如果水位过低，也会出现水循环不良的状态，出现这样的情况后就会使管线局部的温度过高，变形直至爆裂。
第六种原因、油锅炉、气锅炉或者煤锅炉，在设计与安装的时候由于喷嘴的角度没有调整正确，也会出现部分的锅炉管线过热发生。
第七种原因、升火、停炉操作不正确、使炉管被冷风吹袭、管子热胀冷缩过快或过频，产生有害应力。
第八种原因、烟道、燃烧室隔火墙损坏，使烟气短路造成局部炉管热量集中而烧坏炉管。
第九种原因、腐蚀爆管和设备老化爆管。
一般发生在尾部受热面的省煤器管，原因是排烟温度过低或给水温度过低而造成的酸性腐蚀。
第十种原因、局部烟速过快，在安装和检修受热面排管时，受热面管子的节距以及受热面的管排与炉墙之间的距离不符合设计要求，在管排与管排之间或管排与炉墙之间形成局部烟气走廊，或局部管子出列造成受热面管子积灰搭桥，引起局部烟速过高从而加大该部位管子的磨损和过热。
锅炉爆管事故分析与处理
锅炉爆管事故分析与处理摘要锅炉是一种受压设备，它经常处于高温下运行，而且还受着烟气中有害物质的侵蚀和飞灰的磨损。
如果管理不严、使用不当就会发生锅炉事故，严重时会发生破坏性事故，造成不可弥补的损失。
因此，我们必须了解锅炉运行时的安全操作步骤，以及各种事故的预防方法和应对措施。
本论文以实习单位义马气化厂的锅炉为研究对象，采用理论与实际相结合的研究方法对锅炉事故的产生、预防、处理进行研究。
目的在于使我们在以后的工作中杜绝锅炉事故的发生，使锅炉安全稳定的运行。
关键词：链条锅炉；锅炉运行；安全；事故处理AbstractBoiler is a kind of pressure equipment, it often is in high temperature operation, but also by the smoke of harmful substance in erosion and fly ash wear. If use undeserved, lax management, boiler accidents occurs, the serious accident happens, damaging cause irreparable damage. Therefore, we must understand the safe operation of the boiler operation steps, and various kinds of accident prevention methods and measures. In this paper the internship units of boiler horse gasification righteousness as the research object, by integrating theory with practice of research methods for boiler, accident prevention and treatment. The purpose is to make our future work in eradicating boiler accidents, the safe and stable operation of the boiler.Key Word: Chain boiler Boiler Operation Safe Incident Handling目录第1 章绪论 (1)1.1 锅炉爆管事故及处理 (1)1.1.1 锅炉爆管事故介绍 (1)1.1.2 锅炉爆管处理应注意的问题 (1)1.2 论文写作目的及意义 (2)1.3 论文的主要内容 (2)第2 章锅炉常见爆管事故介绍 (3)2.1 水冷壁爆管 (3)2.2 过热器爆管 (3)2.3 省煤器管爆破事故 (4)2.4 空气预热器管损坏事故 (5)第3 章工程举例 (6)3.1 义马气化厂锅炉简介 (6)3.2 事故的概况及经过 (6)3.3 事故原因分析 (7)3.4 处理措施 (8)第4 章锅炉安全运行 (10)4.1 启动前检查 (10)4.2 冷态试运 (11)4.2.1 炉排试运行 (11)4.2.2 灰浆、冲灰水泵试运行 (12)4.2.3 风机试运行 (12)4.3 锅炉上水 (12)4.4 锅炉点火 (13)4.5 锅炉自动运行 (15)总结 (16)参考文献 (18)第 1 章绪论1.1锅炉爆管事故及处理在锅炉运行事故中，管子爆破是一种较常见的事故。
锅炉水冷壁爆管原因分析及措施探讨
锅炉水冷壁爆管原因分析及措施探讨摘要：随着我国市场经济水平的快速发展以及物质水平的急剧提升，整个经济社会都对能源的需求变得愈发倚重。
锅炉在工业生产中扮演着重要角色，因此，锅炉安全、节能、环保地运行对工业生产的安全性起着决定性作用。
锅炉的设计水平、制造技术、安装能力、司炉工操作能力、给水水质控制情况、锅炉内加药处理等因素影响锅炉的安全运行，近年来，由于采取锅炉设计单位资质把控、制造单位工艺水平审查、安装单位能力认证监督等措施，因设计、制造、安装等质量问题引起的锅炉安全事故已逐步减少，但因水处理操作不当引发的事故却呈上升趋势。
若水处理措施不能满足锅炉用水要求，在锅炉内高负荷处易产生水垢，垢的导热系数远低于金属，在高负荷运行过程中，垢下金属易发生变形、鼓包、爆管等危险。
锅炉受热面结垢存在以下两个方面危害：一是水垢导热性能极差，燃料燃烧热能不能顺利传递到传热工质，热量不能正常做功，浪费大量的燃料，导致锅炉的排烟温度升高，环境热污染加剧；二是在锅炉运行过程中，大量水垢易堵塞水冷壁管，炉水无法流通，锅炉受热面无法传热，无法为水冷壁降温，导致水冷壁出现超温过热、胀粗等情况，在垢下发生炉水高度浓缩，浓缩液腐蚀金属本体，金属组织出现裂纹并不断扩大，进而引发爆管，甚至会造成人员伤亡等锅炉安全事故。
关键词：锅炉；水冷壁；爆管；原因；措施引言据统计，发生在水冷壁、省煤器、过热器和再热器等管子的故障是导致电站锅炉停运的主要原因。
爆管一直居我国电站锅炉设备故障之首，其中水冷壁爆管失效约占管子爆漏失效的19.7％。
水冷壁管爆管故障会导致锅炉停炉事故，不仅会造成重大经济损失，还会造成人身伤害事故。
因此，防止水冷壁管爆炸事故的发生，提高电站锅炉系统的本质安全性，延长使用寿命就显得尤为重要。
1锅炉水冷壁爆管原因分析水冷壁管的氢腐蚀具有反应不可逆、速度快、破坏性强的特点。
氢腐蚀失效的发生往往不是在某根单独的管段，多数情况下是水冷壁墙上某同一状态区域。
锅炉水冷壁爆管分析及预防措施
锅炉水冷壁爆管分析及预防措施摘要：文章就锅炉水冷壁爆管原因在腐蚀、过热、磨损和焊接质量四个方面进行了分析，总结出各种爆管宏观现象的原因及产生机理，提出了预防措施和相关建议，对实际工程具有指导意义。
关键词：水冷壁爆管预防措施 1前言 布置在炉膛内壁面上主要用水冷却的受热面，称为水冷壁。
它是工业和电站锅炉的主要蒸发受热面。
水冷壁的主要作用是吸收炉内辐射热，将水加热成饱和蒸汽；保护炉墙，简化炉墙结构，减轻炉墙重量，使炉墙外表面温度降低；吸收炉内热量，把烟气冷却到炉膛出口所允许的温度，减轻炉内结渣、防止炉膛出口结渣。
[1] 2水冷壁爆管的原因 2.1腐蚀 锅炉水冷壁管的腐蚀根据腐蚀部位和环境不同可分为水汽侧腐蚀和向火侧腐蚀两大类。
2.1.1水汽侧腐蚀 水汽侧腐蚀类型有碱腐蚀、酸腐蚀、氧腐蚀、氢损伤、应力腐蚀破裂、沉积物下腐蚀和腐蚀疲劳等。
[2] （1）氢腐蚀 爆口处有一些裂纹向外延伸，边缘为不平整的钝边，减薄不明显，呈脆性破坏。
内壁存在明显的垢层，部分垢物已经脱落。
由于汽水品质不良，内壁结成以氧化铁为主的垢层，水垢的传热特性差，使垢下金属管壁温度升高，渗透到垢下的炉水会急剧蒸发，不能和炉管中的炉水相混合，结果使垢下炉水中的各种杂质浓度变得很高，产生游离的氢氧化钠，垢下浓缩的氢氧化钠溶液具有很强的腐蚀性，使炉管内壁表面的保护膜溶解，这部分钢与游离的氢氧化钠反应生成氢原子和亚铁酸钠，后者水解为fe3o2和氢原子。
当h原子不能被水流带走，便开始向金属内部渗透，从而产生氢腐蚀。
（2）蒸汽腐蚀 水冷壁管频繁爆管均发生在卫燃带附近热负荷较高区域，当该区域管壁温度大于400℃，管内产生汽水分层或循环停滞时，就可能发生蒸汽腐蚀，反应均生成甲烷，甲烷在钢中的扩散能力很低，极易聚集在晶界原有的微观空隙内，随着反应不断进行，晶间上的甲烷量不断积聚增多，其分子很大，无法在钢中扩散，于是在晶粒间产生非常高的局部内压力，于是沿晶界生成晶间裂纹，进而产生微裂纹，使钢的性能急剧降低，无法承受运行中的工作压力，导致水冷壁爆管泄漏。
锅炉管道爆管-原因分析
锅炉爆管的根本原因是什么水冷壁、过热器、再热器、省煤器的管子，在承受压力条件下的破损，均称为爆管。
发生爆管的根本原因，归纳起来有以下各点：1、升火、停炉操作程序不当，使管子的加热或冷却不均匀，产生较大的热应力。
2、运行过程中，汽压、汽温超限，或热偏差过大，使管子蠕胀速度加快.3、运行调节不发，如使火焰偏斜、局部结渣、尾部再燃烧等，都会导致局部管子过热。
4、负荷变动率过大，引起汽压突变，使水循环不正常(变慢、停滞)，使管子过热或出现交变应力而疲劳破坏。
5、飞灰磨损是导致省煤器爆管的主要原因。
燃烧器出口气流偏斜，出现“飞边”、“贴壁”现象，使水冷管磨损，是引起水冷壁爆管的原因之一。
6、管壁腐蚀或管内积盐。
当给水含氧量较高，或水速过低，常引起省煤器内壁点状腐蚀而爆管；锅水品质不合格、饱和蒸汽带水，造成过热器管内积盐，导致管壁过热而爆管；高温腐蚀是引起过热器和水冷壁爆管的原因之一.7、制造、安装、检修质量不良。
如管材质量不良或管子钢号用错；管子焊口质量不合格；弯头处壁厚减薄严重；管内有异物使通道面积减小或堵塞;检修时对已蠕胀超限的管子漏检，已经磨薄的管子没有发现等。
0 前言随着我国电力工业建设的迅猛发展，各种类型的大容量火力发电机组不断涌现，锅炉结构及运行更加趋于复杂，不可避免地导致并联各管内的流量与吸热量发生差异。
当工作在恶劣条件下的承压受热部件的工作条件与设计工况偏离时,就容易造成锅炉爆管。
事实上,当爆管发生时常采用所谓快速维修的方法，如喷涂或衬垫焊接来修复，一段时间后又再爆管。
爆管在同一根管子、同一种材料或锅炉的同一区域的相同断面上反复发生，这一现象说明锅炉爆管的根本问题还未被解决.因此，了解过热器爆管事故的直接原因和根本原因，搞清管子失效的机理,并提出预防措施，减少过热器爆管的发生是当前的首要问题。
1过热器爆管的直接原因造成过热器、再热器爆管的直接原因有很多，主要可以从以下几个方面来进行分析。
1.1设计因素1.热力计算结果与实际不符热力计算不准的焦点在于炉膛的传热计算，即如何从理论计算上较合理的确定炉膛出口烟温和屏式过热器的传热系数缺乏经验，致使过热器受热面的面积布置不够恰当,造成一、二次汽温偏离设计值或受热面超温。
一起锅炉水冷壁爆管原因分析及防范措施
一起锅炉水冷壁爆管原因分析及防范措施1、前言2012年8月24日，达钢SLG-75/9.8-QG燃高炉煤气高温高压过热蒸汽锅炉发生了一根水冷壁爆管事件，公司即派人前往现场处理。
该燃煤高温高压过热蒸汽锅炉自安装后已经运行了10个多月，经过停炉检查，发现爆管位置发生在标高6.890高炉煤气燃烧器上方高度1米处，系后墙左边一侧第3根管，在标高8米左右的位置。
2、爆管情况及金相分析2.1爆管破口及截断管口观察爆管部位呈窗口形破裂（见图一），水冷壁管在爆裂之前，爆口有微弱鼓包现象；爆口边缘较钝并且减薄较多，爆口周围有与爆口相平行的细小的裂纹，窗口形长边沿水冷壁管轴线方向，爆口向火面表面有热负荷较高产生过热和火焰燎烧痕迹。
这种状况属于长期过热造成的破坏，水冷壁管的爆破，正是管径在减薄处超过了极限的结果。
图一现场割断水冷壁管后，发现发生爆管的管子保留部分管口内侧有氧化皮夹层（见图二），而且特别明显。
图二该爆管位置处于炉膛热负荷较高区域，爆破管向火侧内壁也有明显的暗红色腐蚀物（见图三）。
图三2.2爆破管的管径变化情况经查看切割下的爆管部位管子，发现向火面管壁减薄较为严重。
经过测量，管壁减薄处厚度不到3mm，越接近燃烧器位置管壁厚度也变得越薄，最薄处管壁厚度只有2.8mm。
爆管部位切割段上口测量尺寸外径由60mm变为61mm，内径为52.7mm；下口测量尺寸外径由60变为61mm，内径为53.1mm，证明水冷壁管内侧受到腐蚀，造成壁厚减薄。
管径肉眼观察无明显胀粗，管段无明显塑性变形，且管子胀粗率为 1.7%，低于水冷壁管的允许胀粗率3.5%。
2.3金相试验分析我们在爆管管子上取了3个样，编号为#1、#2、#3，#1样为爆口处有过烧和微裂纹的管子，#2样为爆口附近壁厚明显减薄的管子，#3样为距离爆口150mm以上、背火侧的管子。
2.3.1 #1样情况：①钢管外壁呈现全脱碳和氧化，组织为铁素体，且铁素体长大。
有晶界烧化现象（即过烧），呈现鱼骨纹。
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失效分析
理化检验2物理分册
PTCA ( PAR T A : PH YSICAL TESTIN G)
Vol. 39 No. 11 Nov. 2003
锅炉水冷壁爆管分析
彭国达
(江西电力试验研究院 , 南昌 330006)
摘 要 : 锅炉水冷壁发生了钝边和无明显塑性变形爆管 。通过对失效的锅炉水冷壁管进行宏 观检查 、化学分析和金相试验以及 X 射线衍射分析 ,发现该管向火侧外壁 (烟气侧) 发生了导致管 壁严重减薄的高温硫腐蚀和内壁 (水侧) 垢下酸性腐蚀 ,而垢下腐蚀产物为氢原子渗入基体与 Fe3C 反应生成的 CH4 ,由它引发沿晶微裂纹 ,最终由氢致裂纹引起管材失效 。
1315m 。爆破管外形如图 1a 所示 , 略有鼓包与变 形 ,破口呈窗口型 ,边缘较钝 ,属脆性断口 。向火侧
收稿日期 :2003203219 作者简介 :彭国达 (19692) ,男 ,高级工程师 ,学士 。 ·584 ·
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2 化学检验
(1) 将稀盐酸溶液滴于破口附近的向火面外壁
(外壁沉积物已敲落) ,闻有腐臭气味 ,即产生了 H2S 气体 ,其反应式为 FeS + 2 HCl H2 S ↑+ FeCl2 。
用该方法对后墙其它壁厚减薄的管排进行试验 得到同样的结果 。
(2) 对破口上方向火侧内壁沉积物进行化学成 分分析 。
(a) 爆破口外形示意图
彭国达 :锅炉水冷壁爆管分析
(b) 破口中央横截面 图 1 爆管宏观形貌 (mm) Fig. 1 The macroscopic appearance of failure tube
层靠近管壁处为白色 。管样酸洗后 ,内壁表面可见 数个大小不一的腐蚀坑 ,坑深不到 1mm ,破口正处 于内壁腐蚀坑中 ,破口附近内壁有多条未穿透管壁 的裂纹 ,大部分沿管壁纵向发展 。 1. 2 厚度测量
水浓缩使 H + 浓度变得很高 ,在垢下发生电化学腐
蚀
阳极 :
Fe - 2e
Fe2 +
阴极 :
2 H+ + 2e
2H
腐蚀反应导致垢下管壁金属溶解形成腐蚀坑 ,并产
生氢原子 。
(2) 垢下电解产物氢原子或 H + 受到沉积物的
阻碍不能及时被管内汽水带走 ,部分氢原子沿晶粒
边界渗入金属内部[2 ] , 与组织中的渗碳体发生反
6. 2 高温腐蚀
锅炉运行中如果配风调整不当 ,氧量不足 ,导致
煤粉发生不完全燃烧 ,在炉墙壁面附近形成还原性
气氛 。由于煤中黄铁矿 ( FeS2) 粒子燃烬速度较煤粉
慢 ,且有较低的软化温度 ,易粘附于管壁表面[3 ] ,分
解形成硫化氢或可燃硫等 , 产生了下述高温腐蚀
反应
FeS2
FeS + [ S]
破口处管壁减薄甚多 ,见图 1b 。管外壁未发现 煤粉冲刷和磨损痕迹 ,检查后墙其它管排的向火面 , 也无煤粉冲刷和磨粒磨损痕迹 。后墙水冷壁测厚数 据见表 1 。
表 1 后墙部分水冷壁管向火侧管壁 厚度( 标高 13. 5m)
Tab. 1 Thickness of rear side waterwall tube (at 13. 5m heigt h)
4 金相检验
4. 1 宏观检验 粗磨破口中央横截面并浸入沸腾的 15 % HCl
溶液 ,几分钟后破口内壁有部分区域变为深黑色 ,该 深黑色区的内表层有数条未穿透管壁的裂纹[1 ] 。 4. 2 微观检验
取破口中央横截面作微观组织检验 ,光学显微 镜下 ,其组织为铁素体加珠光体 。爆管时塑性变形 很少 ,只是在破口附近不超过 0. 5mm 范围内铁素 体晶粒有拉长变形现象 。破口附近内壁有大量的沿
atomic hydrogen , some of which caused intergranular microcracks after diffusing into steel and t hen reacting wit h Fe3C in t he metal to form CH4 . The mechanism of failure was hydrogen induced cracking.
(Jiangxi Electric & Power Test and Research Institute , Nanchan 330006 , China)
Abstract : The boiler waterwall tube failed wit h t hick2lipped rupture which did not exhibit significant ductility. By means of macroscopic inspection , chemical composition analysis , metallgrap hic examination and X2ray diffraction , t he conclusions were drawn t hat t he failure tube of boiler waterwall had been suffered from fireside high2temperature sulfur corrosion which resulting in tube t hickness severely reduction and waterside under2deposited acid corrosion producing
Key words : Waterwall tube ; Tube failure ; Under2deposited acid corrosion ; High2temperature sulfur corrosion ;
Hydrogen induced crack
某电厂 3 号锅炉系 SG420213. 72M415 型 ,为自然 循环煤粉炉 ,设计煤种为烟煤 ,固态排渣 ,直流燃烧器 分布于炉膛四角 10～16m 标高位置 ,切圆悬浮燃烧 。 炉膛前后墙布置水冷壁管 120 根 ,左右墙 105 根 。水 冷壁管规格 <60mm ×7mm ,材料为 St 45. 8/ Ⅲ(相当 于 20 G 钢) 。该 炉 投 产 于 1986 年 , 在 累 计 运 行 71 470h后 ,水冷壁发生爆管 ,导致机组停运 。
外壁表面粗糙 ,有较厚的沉积物 ,最外层是暗黄色 , 不能被磁铁吸引 ,其下是黑色沉积物 ,坚硬 、磁铁可 吸 ,爆破管的邻近管排存在同样的现象 。破口附近 外壁有少量短浅且互相平行的横向裂纹 。
管内壁积有坚硬的水垢 ,垢表面是棕褐色 ,垢内
1 宏观检查
1. 1 爆破管外观检查 爆管 位 置 是 在 后 墙 左 数 58 根 向 火 侧 , 标 高
关键词 : 水冷壁 ; 爆管 ; 垢下酸性腐蚀 ; 高温硫腐蚀 ; 氢致裂纹
中图分类号 : T K223. 3 文献标识码 : B 文章编号 : 100124012 (2003) 1120584203
FA IL U RE ANAL YSIS O F BO IL ER WA TERWALL TUB E PENG Guo2da
fire2side surface
5 压扁试验
破口附近管段经压扁试验后 ,管段向火侧内壁 出现数条纵向裂纹 ,裂纹起源于腐蚀坑 ,背火侧没有 裂纹 ,表明向火侧内壁腐蚀坑处金属已脆化 ,塑性远 较背火侧低 。
6 试验结果分析
6. 1 垢下酸性腐蚀导致氢损伤 管内壁向火侧沉积了坚硬致密 、导热性差的水
detected by X2ray diffraction
%
物相 Fe3O4 内层 32. 78 外层 4. 63
Fe2O3 FeO FeS 41. 27 14. 15 11. 79 5. 12 - 64. 14
FeS2 -
8. 78
SiO2 不确定相
-
较少
7. 31 7. 56
表 3 显示 ,外壁附着物的内层主要是铁的氧化 物 ,少部分是 FeS ;而外层中的 FeS 含量极高 ,还沉 积了燃煤中未发生分解的黄铁矿 FeS2 。
表 2 内壁沉积物成分
Tab. 2 Composition of scale on water2side surface %
项目 测定值
SiO2 9. 00
Fe2O3 CaO MgO 74. 10 10. 30 0. 162
ZnO 1. 82
CuO 4. 10
(3) 爆管位置处于后墙炉膛燃烧中心区域 ,该 处水冷壁管热负荷最高 ,内壁容易结垢 。运用化学 酸洗 法 测 出 破 口 附 近 管 内 壁 向 火 侧 的 结 垢 量 为 502g/ m2 ,已达到 DL/ T612 —1996 电力工业锅炉压 力容器监察规程中的酸洗规定值 。
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彭国达 :锅炉水冷壁爆管分析
晶微裂纹 ,见图 2 。越靠近内壁 ,晶界裂纹越多且互 相连接形成网状 ,该特征在内壁表面宏观裂纹的根 部两侧和腐蚀坑处表现得尤为明显 。网状裂纹内充 满了灰色的腐蚀产物 ,而离内壁表面稍远处的微裂 纹为深黑色 ,形如条带 。比较向 、背火侧组织 ,发现 向火侧内壁微裂纹附近珠光体组织稀少甚至没有 , 金属脱碳迹象明显 ;外壁组织仍有团状珠光体存在 , 但珠光体区域已有分散迹象 ,其中的碳化物开始球 化 ,球化级别达 2 级标准 ,说明向火侧有一定程度的 超温现象 ,见图 3 。