过热器管的氧腐蚀失效分析
锅炉高温段过热器管爆管原因分析及预防
锅炉高温段过热器管爆管原因分析及预防引言随着锅炉的普及和应用，人们对锅炉安全和运行的考虑也越来越多。
传统的锅炉高温段过热器管一旦发生爆管，就会造成重大的财产和人员的伤亡。
因此，对于锅炉高温段过热器管的爆管原因分析和预防显得尤为重要。
锅炉高温段过热器管爆管原因分析综合性原因1. 腐蚀过热器区域的金属管子会受到环境气体的腐蚀，导致管壁变薄，从而失去了承受压力的能力。
2. 疲劳经常在高温下工作的过热器管由于受到持续的热膨胀和冷缩作用，会经历多次的压力变化，从而导致管子的疲劳破坏。
3. 金属脆化当管子处于高温状态下，金属会受到高温的影响，导致硬度和韧性降低，从而在承受压力的时候发生运动破裂。
4. 缺陷引起的破损过热器管在制造和加工过程中可能会存在一些缺陷，这些缺陷在高温和高压的作用下容易发生破损。
组成部分原因1. 气侯原因气侯原因是高温段过热器管爆管的重要原因，特别是在环境气体腐蚀严重的情况下，会导致管子的不可逆损失并在产生内外腐蚀后发生破裂。
2. 运行水质问题运行水质问题也是过热器管爆管的原因之一，水中的化学物质、氧和碳酸盐等物质会使管壁腐蚀和脆化。
3. 工艺因素工艺因素包括了制造、加工、装配和运行过程中的各种评估和监测测量等问题。
如果工艺不到位，或者管壁厚度不符合要求，也有可能发生管子破裂。
实际中的案例分析实例一一座已经运营四年的燃煤锅炉，出现了高温段过热器管破裂的故障，造成了一个巨大的爆炸。
经过分析，发现裂纹萌生于焊接接头。
原因在于过热器管量具的设置不够有效，工艺导致焊接接头存在缺陷，加上较高的运行温度和压力作用下，导致管子破裂。
实例二一座锅炉的水壁管壁在运营三十年后，发生了不可修复的裂纹，原因在于长时间的水侵泡腐蚀，管壁变薄导致管子破裂。
锅炉高温段过热器管爆管的预防管理措施1. 定期检查修复对高温段过热器管的检查和修复非常重要，定期检查和有效的修复可以避免管子发生破损。
2. 安装监测装置在管子中安装温度计、裂纹探头等监测装置，可以及时发现管子的情况和管理问题。
生物质锅炉高温过热器腐蚀原因分析及对策
生物质锅炉高温过热器腐蚀原因分析及对策一、腐蚀原因分析1. 燃料成分生物质燃料中含有的灰分、硫分、氯分、碱金属等成分是高温过热器腐蚀的主要原因之一。
灰分中的硅酸盐、氧化铁等物质对过热器材料具有一定的腐蚀作用，而硫分则容易形成腐蚀性气体，如硫化氢、二氧化硫等。
氯分和碱金属也会对材料表面产生腐蚀破坏。
2. 燃烧温度生物质锅炉燃烧温度过高或不稳定会导致过热器的温度过高，使得材料受热和冷却的变化频繁，容易导致高温过热器材料的腐蚀破坏。
渣沉积、灰尘和燃料燃烧不完全等问题也会导致燃烧温度不稳定，从而加剧高温过热器的腐蚀程度。
3. 氧化腐蚀在生物质锅炉的高温过热器中，空气中的氧与金属表面的水蒸气和氧化物反应，会产生氧化腐蚀。
当燃料中含有硫分时，还容易形成硫酸腐蚀现象。
4. 结构设计生物质锅炉高温过热器的结构设计也会影响其腐蚀情况。
如过热器管道的焊缝处和弯头处易发生应力集中，容易导致腐蚀的加剧。
5. 操作维护生物质锅炉的操作维护情况也直接影响高温过热器的腐蚀程度。
如果操作不当或维护不到位，会导致锅炉燃烧不良，渣沉积过多，烟气中含有酸性物质，进而引发高温过热器的腐蚀问题。
二、对策措施1. 选择适合的材料在设计生物质锅炉高温过热器时，应选择耐高温、抗腐蚀的优质材料。
一般情况下，高温过热器管道材料常采用优质碳素钢、合金钢等材料，并在需要时进行防腐处理，以增加其抗腐蚀能力。
对于生物质燃料的选择和处理要求，尽量降低灰分、硫分、氯分和碱金属的含量。
通过科学的燃料混合、燃烧调节等方式，减少燃料中有害成分对高温过热器的腐蚀影响。
合理控制生物质锅炉的燃烧温度，保持其在安全范围内稳定燃烧，避免燃烧温度过高或波动过大，减少高温过热器受热和冷却的变化频率，降低腐蚀程度。
通过在燃烧室设置适当的氧化物吸附剂、喷洒保护层、控制氧量等方式，防止氧化腐蚀的发生，增加高温过热器的使用寿命。
及时清理渣沉积、灰尘和污垢，定期对生物质锅炉进行检测监控，确保燃烧处于最佳状态，防止燃烧温度不稳定等问题，减少高温过热器的腐蚀风险。
高温过热器爆管失效分析
高温过热器爆管失效分析孙晶晶顾全斌(无锡华光锅炉股份有限公司，江苏无锡214028)摘要：某公司高温过热器炉管的弯头在累计服役3万小时后发生爆管，本文对失效部位取样，进行了金相分析、断口扫描电镜分析和腐蚀产物能谱分析，最终确定是由于长期过热导致该弯头发生失效。
关键词：过热器；爆管；失效分析1.背景介绍某公司一台锅炉于2013年投入使用，2017 年进行停工检修，重新投运开始升温升压时发 现有泄漏迹象，检查发现髙温过热器炉管从左 往右数第53根管子的弯头处（位于第二层管子 上的弯头）产生爆管失效，位置如图1所示。
该高温过热器之前没有失效历史，这是首次发生。
管内介质为高温蒸汽，内压为9.8MPa,失效部 位处的管内温度为400X：~ 500°C，管外温度为 1000X：左右，管子材料为12CrlMoVG，尺寸规 格为4*42 x5。
该锅炉已累计运行30660小时。
图1发生爆管的弯头2.宏观检查弯头处破裂形状呈张开的鱼嘴型，而且断 口粗糖，在爆口的一端有一条沿轴向分布的裂 纹，如图2所示。
断口边缘有很多沿周向分布的 轴向裂纹。
在破裂处内壁有一层氧化皮，爆口处外壁没有氧化皮，如图3所示。
爆口长75mm,最 大张口宽47mm,边缘钝厚,最薄约2.11mm,对 应内弧处壁厚为5.26mm。
从宏观检查来看，爆 管具有典型的长期过热导致的失效特征。
图2弯头外壁轴向裂纹图3弯头内壁的氧化皮3■金相分析从失效部位切取试样，镶嵌后进行打磨、拋 光和4%硝酸酒精溶液腐蚀之后进行金相观察 [1_3]。
图4所示：很多从外壁起裂的蠕变裂纹，有 的裂纹较深，有的裂纹很浅。
图5所示：裂纹附近有蠕变孔洞，而且有些蠕变孔洞已经连接起 来形成内部裂纹。
图6所示：裂纹为沿晶形式, 且珠光体球化情况比较严重，其晶粒大小不均, 分布较不均匀。
从而可以推断，爆口处过热比较严重。
图4外壁起裂的蠕变裂纹图5裂纹部位产生蠕变孔洞(200X)图6裂纹沿晶界扩展且珠光体球化现象严重(500X)4.化学成分分析分析(见表1)，结果符合标准GB/T5310-2017在失效部位切取一小块试样进行化学成分《髙压锅炉用无缝钢管》[4]。
电厂锅炉低温过热器悬吊管焊口两侧腐蚀原因分析
电厂锅炉低温过热器悬吊管焊口两侧腐蚀原因分析摘要：经理化检测及分析确定锅炉低温过热器悬吊管发生锈蚀的原因：外界潮湿空气进入大包，低温过热器悬吊管接头焊缝附近钢管发生了氧腐蚀。
由于现场焊接时清除了管端的防护油漆以及后续未进行喷漆防护等因素的影响，导致焊缝附近的腐蚀程度比其他位置严重。
关键词：低温过热器；氧腐蚀；油漆；防护1.引言某电厂停工检修过程中发现多支低温过热器悬吊管焊口两侧附近有腐蚀凹坑，发生腐蚀减薄，经现场人员反馈，大包内人孔门附近腐蚀较为严重，沿人孔门往炉内方向腐蚀逐渐减轻。
腐蚀的焊接接口为现场工地安装时的手工焊口。
腐蚀样管材质为SA-210Gr.C，规格为Φ63.5×10mm，将具有腐蚀凹坑的一段样管进行取样开展原因分析。
1.理化检测1.1 在样管上切取化学试样及力学性能样品，经检测，样管理化性能符合ASME SA-210标准对SA-210 Gr.C材料的规定，检测结果见表1及表2.表1 样管化学成分分析结果(wt%)C Si Mn P S元素检测值0.210.210.960.010.004标准值≤0.35≥0.100.29-1.06≤0.035≤0.035表2 样管室温拉伸检测结果项目抗拉强度屈服强度延伸率检测值520 MPa384 MPa38%标准值≥485 MPa≥275MPa≥30%1.2在样管上取SEM/EDS分析试样，采用扫描电子显微镜进行SEM观察，采用能谱仪进行选区能谱分析，观测位置为管子外表面腐蚀减薄区域，能谱分析结果见表3。
表3 样品外表面腐蚀能谱分析结果元素FeO C SiSWt%46.4733.5918.161.08.701.原因分析2.1通过化学成分分析结果可知，样管的化学成分符合ASME SA-210标准对SA-210 Gr.C材料的规定。
2.2通过拉伸试验结果可知，样管母材拉伸性能符合ASME SA-210标准对SA-210 Gr.C材料的规定。
过热器管材料抗氧化腐蚀指标
过热器管材料抗氧化腐蚀指标
过热器是用于锅炉中的设备，用于加热水蒸气，将其提供给蒸汽轮机。
由于过热器在高温和高压下工作，因此管材料需要具有较强的抗氧化腐蚀能力。
以下是一些常见的用于过热器管材料的抗氧化腐蚀指标：
1. 抗高温氧化能力：过热器在高温下工作，因此管材料需要能够抵抗高温氧化。
抗高温氧化能力指材料在高温下的氧化速率较低。
2. 抗热循环氧化能力：过热器会经历反复的加热和冷却，因此管材料需要具有良好的抗热循环氧化能力。
抗热循环氧化能力指材料在多次加热和冷却循环后的氧化程度较低。
3. 抗硫化物腐蚀能力：锅炉中的燃料常常含有硫化物，这会对过热器的管材料产生腐蚀作用。
因此，管材料需要具有较强的抗硫化物腐蚀能力。
4. 抗腐蚀裂纹能力：过热器在高温和高压下工作，容易出现腐蚀裂纹。
管材料需要具有较强的抗腐蚀裂纹能力，以保证过热器的安全运行。
5. 长期稳定性：过热器是锅炉中的重要设备，其使用寿命一般较长。
管材料需要具有良好的长期稳定性，以确保过热器的长期运行。
常见用于过热器管材料的抗氧化腐蚀指标包括材料的抗高温氧化性能、抗热循环氧化性能、抗硫化物腐蚀性能、抗腐蚀裂纹性能和长期稳定性等。
根据具体的工作条件和要求，选择合适的管材料来确保过热器的安全和可靠运行。
超临界锅炉末级过热器高温氧化腐蚀爆管分析及措施
(1) 运行控制汽 温 低 于 设 计 值 。由 于对 同 类 型 电 厂 的 各类 高 温 氧 化 腐 蚀 爆管经验的吸取 ,机 组投产 1 年以来 ,锅 炉运 行 中 末 级 过 热 器出 口 蒸 汽 温 度 基 本控制在 565 ℃左右 图 4 末级过热器管内氧化皮
运行 ,略低于设计值 571 ℃,通过历史数据记录检 查 ,对于末级过热器超温的幅度和累积时间都很 小 ,很少有受热面的金属温度超过报警值 。
≤0. 02
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2009 年第 2 期
上海电力
经验交流
3. 2 管材成分分析 经对 13 排第 4 根 、17 排第 1 根管样打磨预
垃圾焚烧锅炉过热器腐蚀原因分析及对策
垃圾焚烧锅炉过热器腐蚀原因分析及对策垃圾焚烧炉是垃圾焚烧发电厂的心脏，其性能直接影响垃圾焚烧处理的综合排放指标和全套设备的运转率。
目前以机械炉排焚烧炉的应用最为广泛。
其基本工作原理是垃圾通过进料斗进入炉排，炉排分为干燥区、燃烧区、燃尽区，垃圾依次通过炉排上的各个区域，直至燃尽排出炉排。
燃烧空气从炉排下部进入与垃圾混合，燃烧后的烟气通过锅炉的受热面，加热过热蒸汽，而同时被冷却的烟气经过净化处理排出。
高温腐蚀、二恶英污染和重金属粉尘污染是垃圾焚烧过程中存在的3大主要问题。
对锅炉的过热器而言，烟气成分、烟气温度等因素对其造成的腐蚀远高于一般常规锅炉，为到达防腐的要求，通常采用提高钢材等级方法，使得设备造价大幅度增长。
本文通过具体案例，分析过热器腐蚀的原因，进而提出相应的改造维修建议和预防过热器腐蚀的措施，促进垃圾焚烧锅炉安全运行。
1概述***市某垃圾焚烧发电厂2台锅炉，由***某锅炉公司制造，锅炉型号为：UG-300-23.53/4.0/400-W，锅炉额定出口压力为4.0MPa，额定出口温度为400℃，额定蒸发量为23.53t/h，于20**年11月制造，20**年投入运行，至今累计运行2万多h。
日处理垃圾量2×300t/d;装机容量1×12MW余热炉型，中压自然循环单汽包，W型布置立式。
其过热器构造形式如下：过热器由低温段的一级过热器、中温段的二级过热器和高温段的三级过热器组成并布置在第3通道内(见图1)，2级喷水减温器布置在2过热器之间。
饱和蒸汽进入一级过热器入口集箱，再进入由44排38mm×4mm管子组成的一级过热器，蒸汽经过一级喷水减温器后引入到二级过热器的入口集箱，再进入由44排34mm×4.5mm管子组成的二级过热器，然后蒸汽经过二级喷水减温器后进入三级过热器入口集箱，再进入由37排34mm×4.5mm管子组成的三级过热器，最后过热蒸汽进入集汽集箱。
船用锅炉过热器管束腐蚀原因分析
第 ４期
２１ ０ ０年 ７月
锅
炉
制
造
Ｎ ． ｏ４
ＢＯＩ ＥＲ Ｍ ＡＮＵＦ Ｌ ＡＣＴＵＲＩ ＮＧ
Ｊ １２ １ ｕ．００
文章 编 号 ：Ｎ ３—１４ （０ ０ ０ ０２ ０ Ｃ２ ２９ ２ １ ）４— ０ ３— ５
船 用 锅 炉 过 热 器 管 束 腐 蚀 原 因分 析
秦 晓 勇 陈 兵 陈德 斌 ， ，
ＱｎＸ ａｙ ｎ Ｃ ｅ ｉｇ ， ｈｎＤ ｂ ｇ ｉ ｉｏｏ ｇ ， ｈｎＢｎ Ｃ ｅ ｅｉ ｎ
（ ． ｏ ｅｅｏ ａａ Ａ ｃ ｉ ｃ ｒ ｎ ｏ ｅ ， ａａ Ｕ ｉ ｆ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｗｕ ａ ３ ０ ３ Ｃ ｉａ １ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｖｌ ｒｈｔ ｔ ｅａ ｄＰ ｗ ｒＮ ｖｌ ｎ．ｏ ｇｎ ｅｉ ， ｈｎ４ ０ ３ ， ｈｎ ； ｌ Ｎ ｅｕ Ｅ ｎ ２ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｃ ｎｅ Ｎ ｖｌ ｎ．ｏ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｗｕ ａ ３ ０ ３ Ｃ ｉａ ． ｏ ｅｅｏ ｉ ｃ ， ａ ａ Ｕ ｉ ｆ ｇｎｅｉ ， ｈ ｎ４ ０ ３ ， ｈｎ ） ｌ Ｓｅ Ｅ ｎ
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东北电力技术
表 1 裂管化学成份与 GB5310 标准比对表
2003 年第 9 期
元素 泄露管 GB5310
C 0 13 0 08~ 0 15
Si 0 28 0 17~ 0 37
Mn 0 51 0 40~ 0 70
Cr 1 06 0 90~ 1 20
Mo 0 30 0 25~ 0 35
V 0 25 0 15~ 0 30
1 1
宏观形貌
过热器管外 1 圈泄漏处 边缘不平 整, 开口 不 大, 见图 2。开口附近内壁壁厚腐蚀减薄, 最薄壁 厚只剩下约 1 mm 。此管内外壁均有氧化皮 , 外壁 氧化皮 厚约 0 1 mm, 内壁 腐蚀坑 处氧化 皮较厚 , 0 2~ 0 3 mm, 颜色黑褐色, 内壁未腐蚀处氧化皮 厚约 0 014 mm, 颜色暗褐色。
国内最大的燃气 ∀ 蒸汽联合循环发电厂动工
总投资 25 亿元的 # 西气东输∃ 配套工程华兴电力项目近日在张家港动工兴建。该项目建成后将成为 国内最大的燃气 ∀ 蒸汽联合循环发电厂。 该项目将建设 2 套 39 5 万 kW 级燃气 ∀ 蒸汽联合循环发电机组 , 这是国内 10 家燃机项目中第一个获 批准项目。该设备以天然气作为发电燃料 , 年耗气量约 7 亿 m 3, 预计 2005 年 8 月 1 号机组投 入运行, 2006 年 2 月 2 号机组投入运行。
2003 年第 9 期
东北电力技术
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过热器管的氧腐蚀失效分析
Analysis on Oxygen Corrosion Failure in Superheater Tubes.
赵玲玲
( 辽宁电力科学研究院 , 辽宁 沈阳 110006)
摘要 : 本钢电厂 23 号炉 12Cr1MoV 过热器管连续发生泄漏 , 漏口附近内壁壁厚减薄 , 研究分析认为是氧腐蚀造成的。 关键词 : 过热器 氧腐蚀
S 0 010 ! 0 035
P 0 023 ! 0 035
4、图 5。内壁 腐蚀坑 处黑 褐色 氧化 皮呈 疏松状 , 见图 6。有些氧化 皮与基体存 在一条缝 , 见图 7。 有些氧化皮与基体脱离 , 漏 出金属基体, 见图 8。 而内壁未发生腐蚀处氧化皮则与基体紧密地结合在 一起 , 见图 9 ( 图 6~ 图 11 试样未用 4% 硝酸酒精 侵蚀 , 属抛光态 ) 。 同时发现, 该管基体上有大量的氧化物夹杂。 在内弧腐蚀坑下夹杂块较大, 按照 GB10561- 89D 类评级 为 5 级; 外弧 处氧化物夹杂块 较小, 按 照 GB10561- 89D 类评级为 4 级。按照 GB5310- 1995 标准要求 , 高压锅炉用无缝钢管非金属夹杂物应不 大于 GB10561 夹杂物评级标准的 2 5 级 , 所以该管 氧化物夹杂超标 , 见图 10、图 11。
2003 年第 9 期
东北电力技术
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图 8 腐蚀坑下氧化皮脱落漏出金属基体 (
400)
图 11
泄漏管外弧侧氧化物夹杂 (
100)
d.
氧 的来源可能是 高温条件下 ( 570
以
上 ) 水蒸气分解产生的氧原子, 也可能是停炉保护 不好进入的空气溶入下弯头凝结水中。 e. 腐蚀产生的 Fe 3O4 导热性能差, 在运行中 使管壁温度进一步升高 , 加快了氧腐蚀的进程。 f. 由于每次启停炉的交变应力 , 使不致密、 疏松的氧化产物脱落, 漏出的金属基体不具保护性 而更易腐蚀。如此过热 器管内壁的氧 腐蚀循环下 去 , 致使管材壁厚不断减薄 , 当材料强度不能承受 内压力时发生爆管。
图 9 内壁未腐蚀处内壁致密的氧化皮 ( 400)
3
结论
a. b. 该管存在氧化物夹杂超标缺陷。 该管存在高温氧化腐蚀或停炉保护不好造
成的氧腐蚀。
4
建议
a. b. 严禁超温过热运行。 定期检查除氧器的除氧效果 , 降低汽水的
含氧量。 c. 在停炉检修期间 , 采取妥善的防腐措施。 作者简介:
图 10 内弧侧腐蚀坑下氧化物夹杂 ( 100) 赵玲玲 ( 1972- ) , 女 , 学 士 , 工程 师 , 从事 电厂金 相检验 及 事故分析工作。 ( 收稿日期 2003- 06- 20)
400)
b. 管泄漏发生在过热器下 U 型弯蒸汽出口 最后 1 根 , 也是炉膛烟气入口的高温冲刷处 , 此处 常常由于启炉 时蒸汽不能及时供给而 处于过热状 态 , 是过热器管的高温区。该管向火面与背火面组 织基本相同, 且球化有 3~ 4 级 , 也表明该管在 4
图 5 泄漏管外弧侧 ( 500)
2
过热器管泄漏原因
a. 该管存在大量的氧化物夹杂, 夹杂物破坏
了基体的连续性, 且与基体电极电位不同 , 在此处 易发生电化学腐蚀。该管内弧处氧化物夹杂形状较 大 , 是首先发生腐蚀的位置。
图6
腐蚀坑上疏松的氧化皮 (
400)
图 4 泄漏管背弧侧内壁腐蚀坑下基体 (
500)
图7
腐蚀坑上与基体存在缝隙的氧化皮 (
外 2 圈过热器管虽未泄漏, 但剖开下 U 型弯处 内壁也发现了腐蚀坑, 见图 3。
1
概况及漏管试验分析
本钢发电厂 23 号炉属 WGZ220- 100- B 型锅 炉, 于 7 月 13 日 累计 运行 48 486h 。其 高温 过热 器 管材 质 为 12Cr1MoV, 规格为 42 5 mm 。该过热器烟气入口 温度约 800 , 管内蒸汽温度约 500 。 2000 年 7 月大修打 水压期间 , 连 续发生过 热 器管泄漏事故, 泄漏位置均在过热 器下 U 型弯外 两根起弧处内弧侧, 见图 1。
图2 过热器管外 1 圈泄漏管形貌
图 3 外 2 圈内壁腐蚀坑管
1 2 泄漏管化学成分分析
图1 2000 年 7 月过热器损伤位置
应 用 光 谱 分 析 仪 测 试, 此 管 材 质 确 为 12Cr1MoV, 成分符合 GB5310 标准要求, 见表 1。 1 3 泄漏管微观金相分析 在此管泄漏壁厚减薄处割取一环 , 制作金相试 样。进行电子显微镜分析。 分析结果表明 , 内弧腐蚀坑处 ( 背弧侧) 组织 与外弧向火侧组织相同 , 没有脱碳和裂纹 , 组织为 铁素体和碳化物, 珠光体球化级别 3~ 4 级。见图
万多小时内 , 长期受到高温的作用。 c. 管内壁未腐蚀处氧化皮致密, 具有保护性。 而腐蚀坑处氧化皮呈疏松状 , 与基体结合不致密 , 易 脱落 , 说明该处发生了氧腐蚀。氧腐蚀发生条件是 在高温潮湿的环境中, 或氧化充足的潮湿环境中。
1 4
泄漏管外弧沉积物能谱分析 能谱分析显示, 外弧 沉积物 Fe 、O 元素含 量 高, 表明沉积物是氧化皮脱落的碎片。
+
防护措施 [ 文献标识码 ] B [ 文章编号 ] 1004- 7913 ( 2003) 09- 0037- 03
[ 中图分类号 ] TK224 9 4
电厂过热器管常见事故多为过热爆管, 但也曾 发现过热器管会发生高温氧腐蚀致管壁减薄泄漏爆 管。下面以本钢电厂 23 号炉过热器泄漏为例分析 氧腐蚀产生的特征、条件 , 从而提出防护建议和措 施。