大型火电机组奥氏体不锈钢受热面管运行失效原因探讨及预防

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18—8型奥氏体钢锅炉管高温运行后失效原因分析

其形态看是在针状析出相的基础上，相界面逐渐发沿
生氧化而形成的。
化区与基体之间没有连续的界面，呈大小不均的多并
边形块状，明在基体合金相中发生了氧化物的长大，说
具有明显超温特征。
图３试样向火面壁厚中部的组织形态
图ｌ向火面外表面组织形态
物和氧化物等。图２中深灰色相为硫化物或氧化物，
从析出相的分布深度看，晶界的块状、状析出沿粒
收稿日期：２００６一ｌ —２１９作者简介：张晓昱（９１）女．１７一，工学硕士，河北省电力研究院高级工程师，主要从事电厂金属材料金相分析。
题严重威胁到机组的安全稳定运行。
相分布深度最大，向火面整个壁厚范围都有沿晶的粒状析出相分布，中心组织中的析出相形态为断续的颗粒状（３。针状析出相分布深度次之，状相在晶图）针内的取向有明确的方向性。晶界氧化物的分布深度比针状析出相略浅，般在数个晶粒尺度范围。在表层一
动，最终导致炉管泄漏。
图２晶界析出相形成连续和封闭的结构
某电厂检修中发现高温过热器出口２４个弯头中９
有４个弯头内部氧化皮堆积严重，５割管共倒出氧化皮约为９００ｇ平均每个弯头约２０ｇ０，０。氧化皮剥落问

火电厂锅炉受热面失效原因及防治措施探讨

火电厂锅炉受热面失效原因及防治措施探讨摘要：随着时代的快速发展，现代社会对电力的需求量明显增加，火电厂作重要的发电场所，在实际运行的过程中，更多是依靠燃煤来发电，锅炉是重要的生产设备。

然而长期运行过后，锅炉受热面容易出现失效的情况，影响到锅炉设备的正常运行。

本文将结合实际情况，对火电厂锅炉受热面失效原因与防治措施进行详细分析，以期为今后开展的有关工作提供借鉴与参考。

关键词：火电厂锅炉；受热面失效原因；防治措施锅炉是火电厂重要的运行设备，其运行效率对于火电厂经济效益往往有着直接影响，而运行稳定、安全，恰好是锅炉效率提升的基础油。

根据锅炉的构成情况，可以发现受热面实际上是锅炉热能转化的重要部分，在长期使用中容易受到各个方面因素影响出现受热面失效的情况，为避免影响锅炉运行需要采取有效处理。

因此，联系实际分析火电厂锅炉受热面失效原因及防治措施是十分必要的。

1.火电厂锅炉受热面失效原因分析近几年，我国科技、经济水平明显提升，社会生产与人们生活对电力的需求也明显增加，各类电子产品层出不穷，这也就要求电力系统必须稳定[1]。

火电厂作为电力系统的重要构成部分，其运行稳定性对供电有着直接影响，其中锅炉是较为重要的应用设备，受热面则是锅炉热能转化的重要部分，但在实际应用中，受热面很容易出现失效情况，具体成因来自于以下几个方面：（1）焊缝泄露，在受热面制造的过程中，焊接是常见工序，能够将各个零部件连接在一起，在焊接过程中可能会因多重因素引起焊接缺陷，导致焊缝难以承受高温、高压运行环境，导致受热面失效；（2）磨损，通常情况下锅炉燃烧的过程中，会产生燃烧不充分与燃烧充分的物质，而这些物质的含量，与设计时的标准与要求不相符合，致使烟气中存在较多的坚硬颗粒物质，这些物质长期碰撞受热面，就会产生严重摩擦，造成磨损；（3）长时间超温爆管，受到锅炉燃烧的使用性质与运行环境影响，受热面设计必须要选择耐高温、耐高压材料，各项数据参数设计也需要充分考虑到锅炉运行情况来进行，若是受热面关闭温度长期处于设计温度以上，受热面效能就会有所下降；（4）短时间超温爆管，这种情况主要是发生在水冷壁中，受热不均匀、冷却条件恶化等，都会使管壁温度在短时间之内快速提高温度，在到达管理材料的临界点以后，材料强度就会下降，再加上高温高压的作用，就会出现爆管，影响受热面性能。

火电厂锅炉受热面失效原因及防治措施探讨

火电厂锅炉受热面失效原因及防治措施探讨发布时间：2021-05-11T02:17:21.496Z 来源：《中国科技人才》2021年第8期作者：吴婷婷1 赵鹏2 王永兵3[导读] 组成火力发电厂的重要部分之一便是锅炉，它的主要工作原理是利用对流换热效应，把燃气轮机中排出气体的热量转换成蒸汽。

新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院新疆乌鲁木齐 830011摘要：近几年国内各种工业得到了不同程度的发展机遇，因而业内人士对失效的工作原则越来越重视，对火电厂中的高配发电机组的要求越来越高。

本篇文章主要通过工作经验以及资料查询，列举出几种常见的余热锅炉失效原因并加以分析，之后提出针对这些原因的具体解决方案与方针，为预防、检修此类问题提供帮助。

关键词：燃机电站；余热锅炉；受热面；失效成因引言组成火力发电厂的重要部分之一便是锅炉，它的主要工作原理是利用对流换热效应，把燃气轮机中排出气体的热量转换成蒸汽。

由于锅炉受热面失效不易察觉，该问题的影响因素与解决方案一直是业界的重点研究领域。

为解决这一问题，研究人员需要从多项因素综合出发，积极排查问题所在，使锅炉安全可靠性提升，把存在隐患的概率降到最低。

1.火电厂锅炉受热面失效原因当锅炉运行时，虽然其受热面大都是热效率较高的模块化结构，但管道中内外两面的流动介质，每当受热面上存在冲刷运动时，便很容易对管道造成不同程度的损坏。

1.1局部氧腐蚀余热锅炉由于加工存放或运输安装期间发生了局部氧腐蚀，会主要产生两种腐蚀后的产物，经过能谱仪和 X 射线衍射相分析可知，多为铁的氧化物，包括红色的三氧化二铁以及黑色的四氧化三铁，少数腐蚀较为严重的地方会发生穿孔现象，其失效处的腐蚀产物具有碳钢氧腐蚀的典型特征，呈现多为肉眼可见的红黑色溃疡或包块形状，并伴有明显的凹坑存在，由此可见随时间慢慢累积的氧腐蚀问题会严重降低锅炉安全可靠性以及使用寿命。

1.2化学清洗剂的腐蚀由于工作人员在安装调试时，或是在锅炉的维修保养过程中，通常会利用含有化学成分的清洗剂对锅炉管道进行清洗或各种试验、试运行，锅炉部分管道会在此期间接触到一些介质，如果清洗不彻底的话，长期的积累、附着于管壁之上，就会造成大面积的化学腐蚀情况，并出现聚集在某一模块或某一屏的腐蚀特征，严重还会出现凹陷、斑痕等问题。

火电厂锅炉受热面失效原因及防治措施探讨

火电厂锅炉受热面失效原因及防治措施探讨摘要：受热面是锅炉热能转化过程中的一个关键环节，它的工作状态对锅炉的安全、稳定有很大的影响。

在使用过程中，若出现管路爆裂、受热面渗漏等安全事故，将直接影响到企业的经济效益，同时对作业人员的生命安全造成极大的危害。

所以，提高设备的工作环境是非常关键的。

文章首先对火力发电厂锅炉受热面破坏的成因进行了阐述，并对如何防止其发生故障进行了探讨，从而为火力发电厂锅炉的安全、稳定提供了良好的环境。

关键词：火电厂；锅炉受热面；失效原因；防治措施锅炉的工作效率与电厂的经济效益密切相关，其运行的安全性和稳定性是其有效运转的根本保障。

受热面是锅炉热能转化的关键部件，由于种种原因，在长时间的使用中容易发生故障，影响到锅炉的安全、稳定工作。

通过对锅炉受热面失效的原因进行了归纳和分析，发现其原因有：过热、磨损、焊缝泄漏、鳞片下腐蚀、热疲劳等。

1火电厂锅炉受热面失效原因1.1过热器磨损燃煤电厂的锅炉受热面失效将会影响到供电的效率，从而影响到供电单位的生产和生活的正常运行。

过热管的失效主要是由于过热元件的磨损，长时间的撞击，会使管道的壁面变薄，从而影响到均匀的加热。

另外，由于烟气在导热时，会形成碱沉淀，如氢氧化钠，从而对受热表面的效果造成负面影响。

因此，在强化受热面时，应该适当降低摩擦系数。

1.2短时超温爆管失效现象在运行中，常出现短时间的超温爆管。

造成这一现象的主要原因是不均匀的受热。

由于冷却条件的不断恶化，使管道内的温度急剧上升。

当管壁温度超过临界温度时，其强度将会降低，如果只在高温、高压条件下工作，则会出现管爆裂现象。

若炉膛内部的动力场不稳定，使火焰中心发生偏移，使水冷壁局部热负载过大，则会出现短时间的超温爆管问题；如果焊接重叠、夹渣或其它杂质阻塞水冷壁或大量污垢，则水蒸气、水无法顺畅流通。

在汽液分配不均的情况下，发生了短时间的超温爆管问题。

在短时间内，锅炉的严重缺水也是导致超温管爆裂的主要原因。

火电厂锅炉受热面失效原因及防治措施

火电厂锅炉受热面失效原因及防治措施省市：湖北省黄石市邮编：435000摘要：火电厂发电作为我国目前最主要的发电方式，其排放的CO2等温室气体对生态系统、自然环境的可持续发展带来了巨大挑战。

在火电厂中，其锅炉的受热面管主要涵盖了省煤器、水冷壁、过热器以及再热器，人们常将此四项称作锅炉“四管”。

而“四管”发生泄漏问题是导致火电厂异常停机最常出现、最为普遍的原因之一，通常来说，在机组异常停机事故之中大约占一半以上。

本文主要对火电厂锅炉受热面失效原因及防治措施做论述，详情如下。

关键词：火电厂；锅炉；受热面；失效原因；防治措施引言当锅炉受热面出现爆管事故之后，就会给电厂的安全作业以及经济利润产生严重影响，为此，加强对受热面失效原因的分析与探究具有一定必要性。

1火电厂锅炉受热面失效原因锅炉的失效模式可分为变形、裂纹、泄漏、腐蚀、疲劳、过热、磨损和断裂等。

在工业锅炉检验中发现的最为常见问题就是受热面变形，这主要是指锅炉受热面在内外因素的共同作用下改变了原来形状而出现的一系列不良现象。

变形可能发生在任何的受热面上，多集中于热负荷较高的区域，例如：烟管弯曲、水冷壁管弯曲或胀粗、锅筒鼓包等等。

倘若锅炉受热面存在各种各样的变形，其风险系数将大大增加，任其发展下去就会出现受热面泄漏、破裂、甚至锅炉爆炸的危险，因此在检验过程中变形问题必须作为重点排查的内容，一旦有所疏漏，就有可能威胁到使用人员的生命安全，企业也会承受严重的损失。

2火电厂锅炉受热面失效防治措施2.1再热器钢管爆裂预防措施（1）加强对壁式再热器钢管腐蚀结垢情况的监督力度，发现内壁腐蚀严重或垢层较厚的钢管应重点检查内外壁是否存在疲劳裂纹，存在异常应及时处理。

（2）锅炉停炉期间需做好停炉保养工作，并加强水质处理及化验的监督工作，按要求定时排污，避免类似腐蚀疲劳失效事件再次发生。

2.2自然循环锅炉汽包密封面失效对策汽包人孔门是进入汽包检查与检修的通道，当汽包内部检修结束后，就要封闭人孔门。

火电厂锅炉受热面失效原因及防治措施探讨

火电厂锅炉受热面失效原因及防治措施探讨摘要：由于受热面乃是锅炉热能转化的重要组成部分，因此其运行状况与运行过程内所存在的安全性、稳定性便有着极为密切的关系。

本文以此方向出发，通过对电厂锅炉受热面故障的成因进行分析，并同时制定出相应的预防措施，以确保锅炉安全、持续、稳定地运行效力。

关键词：火电厂；锅炉；受热面；失效1.火电厂锅炉受热面失效的原因1.1焊缝泄漏导致的受热面失效在锅炉受热面的生产以及安装过程中，焊接作为最常用的一道工序，其主要运行步骤便是将所有的零件都焊接在一起，但由于各种原因，则会造成焊接质量出现相关问题，若产生问题长期无法进行改善，便极易出现受热面泄漏危机，从而引发各类安全事故。

而焊接缺陷则主要以未焊透、咬边、夹渣、气孔、裂纹为主，焊接工艺的不合理便是造成焊接缺陷的主要原因。

若无法对焊接材料进行规范管理，抑或者未做好烘干、以及基材表面清洗等相关工作，均可导致焊接出现质量问题。

如若同时无法对温度和速度进行有效控制，则会导致焊缝产生对应空洞。

而焊接前后的热处理方式若未能达到相关规范标准依旧会产生焊缝开裂。

由此可见，对于维修作业的过程来说，由焊接接头所产生的泄漏问题则是导致焊接接头失效的重要因素，若想降低此等相关失败概率的产生，则应加强焊接质量的管理工作。

1.2短时超温爆管导致的受热面失效短时超温爆管现象大多是处在水冷壁之上而产生的，其主要产生原因便是由于水冷壁的受热不均，从而导致了管道壁温度在短时间内急剧上升引发管道爆裂问题。

而在高温、高压工况之下，由于管内壁温会逐渐超过规定的临界温度，则会间接导致相关材料的强度下降，以致发生管道爆裂问题。

同时，若炉膛内的动力场出现不稳定形态，影响火焰中心偏移，则会导致水冷壁局部热负荷过大，依旧会产生短时间超温现象从而引发爆裂。

若是水冷壁中含有焊瘤、夹渣等杂质，抑或者存在严重结垢，便会出现管道内部的水汽流通不良，引发短暂超温爆管现象。

由此可见，若是爆炸部位出现较大的塑性形变或者管壁变薄等问题，则应及时从超温面积、超温数量、超温位置等方面进行分析，间接阻止爆管问题的产生。

浅谈火电660MW机组受热面失效案例及预防措施

浅谈火电660MW机组受热面失效案例及预防措施摘要：本文主要分析某火电公司锅炉末过管排长时超温过热引发爆管的案例以及受热面失效的机理与原因，提出了预防和控制受热面失效的相应措施，降低因受热面失效引起爆管的机组非停。

关键词：受热面长时过热短时过热失效措施前言随着我国电力行业迅速发展，一批大容量、高参数的火电机组投入运行，如600MW、1000MW，超临界、超超临界等超高参数的机组在电力装备中占据的比重越来越大，大容量、高参数的火电机组发生故障后损失大、影响大，因此必须高度重视机组的安全健康水平。

据统计分析，发电设备事故和不安全事件中，锅炉设备与系统所占比例最大，而锅炉承压部件爆漏又是其中的主要问题，一般占机组非正常停机事故的50%以上，因此，控制锅炉承压部件爆漏是提高机组可靠性最重要的工作。

一．案例分析某电厂6号机组为我国首批自行设计制造的660MW超临界机组，SG-2102/25.4-M953型锅炉，为超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，2007年11月投产。

2018年05月25日，末级过热器受热面发生泄漏，管材质为SA-213 T91，规格为φ38×6（mm）。

1. 宏观检测泄漏点位于炉末级过热器入口管排由A向B侧数第30排由向火侧向后数第5根上部（标高69200mm，在该部位布置为第1根）让位弯管处，沿管子纵向鼓包后爆口，长度约15mm，开口宽度0.8mm（见图1）。

泄漏部位管壁未见减薄，表面有明显纵向密布裂纹及鼓包现象，管口内可见明显的氧化皮，具有长期过热爆管特征。

泄漏的蒸汽将相邻第29排相同部位管段吹损造成泄漏（见图2）。

图22. 元素分析化学成分符合SA213《锅炉、过热器和换热器用无缝铁素体和奥氏体合金钢管子》对T91的化学成分要求。

3. 金相检验（1）爆口边缘处金相组织为回火马氏体组和碳化物，组织老化4级（如图3）。

（2）距爆口周向10mm、20mm处金相组织为回火马氏体组和碳化物，组织老化3～4级。

18-8型奥氏体钢锅炉管高温运行后失效原因分析

18-8型奥氏体钢锅炉管高温运行后失效原因分析
张晓昱;欧阳杰;郭立峰;吴楠;闫光宗
【期刊名称】《热力发电》
【年(卷),期】2007(36)9
【摘要】通过对火电厂锅炉用18-8型奥氏体不锈钢受热面管长期高温运行过程中失效事故的研究和分析,认为晶界出现连续和封闭的碳化物析出相及针状σ相、氧化皮成长和剥落以及弯头在复杂应力状态下发生的相变等金相组织老化现象直接造成材料性能的劣化,是18-8型奥氏体不锈钢高温运行中失效的重要原因,其结果可为18-8型奥氏体钢锅炉管运行监督提供一定的参考.
【总页数】3页(P92-94)
【作者】张晓昱;欧阳杰;郭立峰;吴楠;闫光宗
【作者单位】河北省电力研究院,河北,石家庄,050021;河北省电力研究院,河北,石家庄,050021;华能上安电厂,河北,石家庄,050310;河北省电力研究院,河北,石家
庄,050021;河北省电力研究院,河北,石家庄,050021
【正文语种】中文
【中图分类】TG113.1
【相关文献】
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奥氏体不锈钢高温锅炉管失效分析

奥氏体不锈钢高温锅炉管失效分析蔡晓辉;刘峰【摘要】采用金相显微镜、扫描电镜以及拉伸、冲击、显微硬度测试等检测手段,对高温临氯环境下开裂的奥氏体不锈钢锅炉管进行失效原因分析.分析结果表明,奥氏体不锈钢高温锅炉管断裂为典型的疲劳—蠕变断裂模式,裂纹形态为穿晶沿晶混合萌生、沿晶扩展.高温不锈钢炉管在运行过程中承受较大的热应力,在锅炉频繁起停过程中应力不断循环变化,导致构件承受疲劳与蠕变交互作用并最终使奥氏体不锈钢锅炉管开裂.%The failure mechanism of an austenitic stainless steel boiler tube under high temperature and hydrogen environment was investigated by optical and scanning electron microscope. Mechanical properties of the boiler tube were also studied by tensile, impact and hardness tests. The results show that high -temperature creep -fatigue cracking is the major reason for the failure of this component. From the morphology of view, the cracks initiate in a mixed mode and propagated in a typical intergranular way. High temperature stainless steel tubes in the boiler are subjected to high thermal stress during frequent starting and shutting down, causing fatigue and creep interaction in the material, and eventually leading to the final failure.【期刊名称】《石油化工高等学校学报》【年(卷),期】2012(025)003【总页数】4页(P70-73)【关键词】高温环境;蠕变;奥氏体不锈钢;失效分析【作者】蔡晓辉;刘峰【作者单位】中国石油天然气股份有限公司抚顺石化分公司,辽宁抚顺113006;辽宁石油化工大学机械工程学院,辽宁抚顺113001【正文语种】中文【中图分类】TE963某石化企业的一台锅炉使用近三年后，近期发生高温炉管开裂事故，造成工作气体泄漏，影响企业安全生产，并造成一定的经济损失。

奥氏体耐热钢在电站锅炉应用中存在的问题和预防措施黎明

奥氏体耐热钢在电站锅炉应用中存在的问题和预防措施黎明发布时间：2023-06-30T08:09:46.936Z 来源：《中国电业与能源》2023年8期作者：黎明[导读] 近些年，世界范围内的大容量、高效、节能、环保的火电厂锅炉受到了越来越多的关注。

煤炭是一次能源利用的主要方式，开发煤炭资源是目前最为实际和有效的方法。

由于采用了加热方式，在一定程度上改善了锅炉的工作状态，从而大大地增加了锅炉的热效率，降低了电力消耗。

针对这一现状，从理论上探讨了火力发电厂使用奥氏体钢时出现的问题及对策。

大唐富平热电有限公司陕西渭南 711700摘要：近些年，世界范围内的大容量、高效、节能、环保的火电厂锅炉受到了越来越多的关注。

煤炭是一次能源利用的主要方式，开发煤炭资源是目前最为实际和有效的方法。

由于采用了加热方式，在一定程度上改善了锅炉的工作状态，从而大大地增加了锅炉的热效率，降低了电力消耗。

针对这一现状，从理论上探讨了火力发电厂使用奥氏体钢时出现的问题及对策。

关键词：奥氏体耐热钢；电站锅炉；应用问题；预防措施引言在高温高压条件下，常规的耐热钢材已经难以适应高温高压工况，比如超临界机组过热再热器（605/603）内过热器/再热器管道内壁（650/670）内表面（外部）内壁（超过700）内表面的高温高温，因此，过/再热器高温部分必须使用奥氏体钢。

因此，我们有必要对奥氏体耐热钢在电站锅炉应用中存在的问题和预防措施进行分析，从而更好地在行业中发展。

一、奥氏体耐热钢在电站锅炉应用中存在的问题（一）、晶间腐蚀开裂在晶体的边界上发生腐蚀，氧化，硫化和氢侵入等侵蚀现象，均为广义的晶间腐蚀。

在奥氏体不锈钢中，主要表现为在晶界处和靠近晶界处发生的电化学反应。

当Crz3C6含量大于0.02%时，Crz3C6可与Cr结合形成碳化物（Crz3C6）。

由于该碳化物在低温下以固体形式溶解在奥氏体内，使得该合金的各个部位的Cr含量都达到了钝化所需的12%Cr含量。

火电厂锅炉受热面管失效机理及预防措施研究

火电厂锅炉受热面管失效机理及预防措施研究发表时间：2018-03-12T11:17:47.587Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：杨文涛张超张向军涂伟[导读] 摘要：本文首先对锅炉受热面管失效的情况进行简单介绍，重点分析受热面管的失效原因及其失效机理，在此基础上深入研究防止锅炉受热面管失效的措施和对策，希望通过本文的研究能够更加全面的掌握锅炉受热面管失效的基本情况，同时也为后期更好的防止锅炉受热面管失效故障的发生提供参考。

(华电电力科学研究院 310030)摘要：本文首先对锅炉受热面管失效的情况进行简单介绍，重点分析受热面管的失效原因及其失效机理，在此基础上深入研究防止锅炉受热面管失效的措施和对策，希望通过本文的研究能够更加全面的掌握锅炉受热面管失效的基本情况，同时也为后期更好的防止锅炉受热面管失效故障的发生提供参考。

关键词：锅炉受热面管；失效；电力1引言锅炉是电厂运行中的重要组成部分，也是影响电厂运行的关键。

在锅炉使用中，受热面是主要的功能组成，锅炉受热面由许多管子组成，在运行中能够将锅炉产生的烟气的热量传递给水、气等。

虽然锅炉受热面的研究不断深入，技术不断提高，但是由于炉内的运行会受到许多其他因素的影响，设计制造等也会影响到受热面的质量，在使用过程中，锅炉受热面管容易出现失效的情况，严重影响电厂的正常运行，因此在现阶段加强对于锅炉受热面管的失效机理及预防措施的研究具有重要的现实意义，能够更加全面的；了解受热面管的失效机理，针对导致受热面管失效的原因制定合理的对策进行处理，更好的保障锅炉受热面管的正常性能及整个电厂的运行。

2锅炉受热面管失效分析锅炉受热面管是锅炉运行中的重要组成部分，也是锅炉运行的薄弱环节。

受热面管能够将锅炉产生的热量传递给水分、气体等，实现热量的循环利用。

但是在不同的电厂中，锅炉的使用情况不同，炉内的燃烧、传热等过程不容易控制。

而且锅炉设备在生产、制造中会受到各种因素的影响，使得锅炉受热面出现失效的情况。

奥氏体不锈钢材料制造及使用过程中常见问题及预防

收稿日期:２０２０Ｇ０３Ｇ３１.作者简介:张国信,男,１９８６年毕业于东北大学金属材料科学工程专业,学士,长期从事石油石化设备㊁压力容器设计和材料选择与研发工作,现任公司技术总监,正高级工程师.E m a i l :z h a n g g x ．l p e c ＠s i n o pe c ．c o m .奥氏体不锈钢材料制造及使用过程中常见问题及预防张国信１,马㊀伟２(１．中石化广州工程有限公司,广东广州５１０６２０;２．中科(广东)炼化有限公司,广东湛江５２４０７６)㊀㊀摘㊀要:奥氏体不锈钢是炼油化工设备和管道使用量较多的材料,多用于耐腐蚀和耐高温的工作场合.炼化加氢装置高温高压场合工艺管道多采用３２１型和３４７型不锈钢,但这两种奥氏体不锈钢在焊接㊁热处理和使用过程中出现了不少损伤案例.基于上述原因,文章从奥氏体不锈钢热裂纹种类,晶间腐蚀产生的原因㊁机理以及预防措施方面进行了阐述,可为该领域的相关工程技术人员提供参考.关键词:奥氏体不锈钢㊀热裂纹㊀机理㊀焊接㊀控制d o i :１０．３９６９/j．i s s n ．１００６－８８０５．２０２０．０４．００７㊀㊀奥氏体不锈钢是具有面心立方(F C C )单相组织㊁以F e ＧC r ＧN i 作为基本元素的一种材料,按照奥氏体的稳定性,可分为稳定型和亚稳定型.０C r １８N i １０T i (３２１型)㊁０C r １８N i １１N b (３４７型)是稳定型奥氏体不锈钢,在石化行业多应用于含氢(H )的高温㊁高压厚壁管道,具有较好的耐晶间腐蚀㊁耐连多硫酸(P T A S C C )腐蚀能力,以及较高热变形抗力和热强性,且焊接性良好.３４７型材料焊后通常采用８５０~９２０ħ稳定化热处理制度,其作用一是消除焊接接头的残余应力,二是稳定化元素铌(N b )在此过程中可形成稳定的碳化物相碳化铌(N b C ),从而降低材料的晶间腐蚀倾向和提高材料的热强性.根据材料特性,原则上３４７型不锈钢焊后应进行稳定化热处理.但在具体制造和使用过程中,根据工程经验和相关技术研究,进行或不进行焊后热处理,均有较多成功制造和使用的经验.而３４７型管道焊接接头不管是否进行焊后热处理,均出现了焊缝的开裂问题,这些问题也发生在小直径㊁薄壁加热炉工艺管道中.本文并不针对某个损伤案例进行分析,而是从奥氏体材料在制造和使用过程中可能会出现的热裂纹和晶间腐蚀问题以及如何控制等方面进行分析和探讨.１㊀奥氏体不锈钢在焊接和使用过程中存在的损伤１．１㊀晶间腐蚀奥氏体不锈钢在焊接和使用过程中与特定介质接触就会产生晶间腐蚀问题.焊接接头的晶间腐蚀包括焊缝的晶间腐蚀和热影响区的晶间腐蚀.焊缝的晶间腐蚀有两种情况:一是焊态下产生晶间腐蚀,二是焊后焊缝经敏化温度区重复加热后产生的晶间腐蚀.焊缝产生晶间腐蚀的冶金因素是焊接过程中焊缝的合金元素发生了变化,其中主要是渗碳(C )和铬(C r )的烧损,以及杂质元素的偏析;其次是过大的焊接线能量引起的粗晶所致;另外,多层多道焊时,后一道焊缝对前一道焊缝的敏化处理 ,也可能产生晶间腐蚀.热影响区(H A Z )的晶间腐蚀是在焊接热循环作用下,近焊缝区经历了相当于敏化温度热处理区域产生的晶间腐蚀,对１８C r Ｇ８N i 奥氏体不锈钢相当于经历了４５０~８５０ħ的敏化问题.对于３４７型材料,焊接过程可能产生的热影响区的晶间腐蚀敏化区在材料使用过程中会进一步产生沿熔合区母材侧㊁宽度１~３mm 的集中腐蚀问题,这种腐蚀称为刀状腐蚀 .这种腐蚀的产生是由于在焊接热循环作用下,峰值温度超过１０００ħ的过热区发生了碳化物分解和重溶过程,而在冷却过程中,富C r 的碳化物析出的速度材料与焊接㊀㊀石油化工设备技术,２０２０,４１(４) ３２P e t r o ＧC h e m i c a l E q u i p m e n tT e c h n o l o g y比碳化物N b C快;另外C向晶界扩散聚集,并在随后的敏化温度区间形成很窄的C r碳化物区域,而离熔合区较远处,碳化物N b C并不溶解.因此, 刀状腐蚀是晶间腐蚀的一种形式.１．２㊀焊接接头热裂纹奥氏体不锈钢焊接接头的热裂纹包括凝固(结晶)裂纹㊁再热裂纹㊁高温失塑裂纹㊁液化裂纹等.对于稳定型３４７型不锈钢材料,在焊接和使用过程中,上述四种裂纹均表现比较敏感.下面就这四种裂纹的开裂机理进行分析.１．２．１㊀凝固(结晶)裂纹凝固裂纹是在焊缝凝固过程结晶后期产生的,它使焊缝在结晶过程中产生较大的收缩变形和拉伸应力.凝固裂纹形成的另一个原因是焊缝金属中某些容易形成低熔点共晶的元素,例如硫(S)㊁磷(P)㊁硼(B)㊁硅(S i)等,在奥氏体基体中的溶解度很低,容易在粗大的方向性很强的柱状晶㊁树枝状晶体之间偏析而形成低熔点共晶液态薄膜.凝固裂纹的形成主要取决于成分,与焊接过程中奥氏体(A)㊁铁素体(F)的结晶形式有关,焊缝金属如果以奥氏体㊁奥氏体Ｇ铁素体(A F)模式凝固以及较高的P和S含量促进了凝固模式为全奥氏体组织的情况,则具有较强的开裂敏感性;如果以铁素体Ｇ奥氏体组织(F A)形式凝固,则具有较低的开裂敏感性.另外,焊接时高的拘束条件㊁较高的焊接线能量㊁凹陷的焊道形状等也会促进凝固裂纹的产生.上世纪８０年代,s u u t a l a联合其他学者开发了基于奥氏体不锈钢成分预测凝固裂纹敏感性的S u u t a l a图ʌ１ɔ(见图１).该图依据奥氏体材料的C r当量(C r e q)㊁镍(N i)当量(N i e q)以及P＋S含量的质量百分数预测奥氏体材料焊缝金属中凝固裂纹产生的敏感性.从图１可以看出:当C r e q/N i e q 增加到某一临界值后,不管P＋S含量有多少,抗裂性能均大幅提高.大幅提高的原因是由于凝固初期析出相由奥氏体转变为铁素体所致.另外,从图１中还可看出:在P＋S含量极低的情况下,材料也具有较好的抗裂性.但这种情况目前在工程上还难以实现,因此,控制凝固裂纹的有效办法是控制凝固模式.㊀㊀根据WR CＧ１９９２组织图(见图２)也可预测奥氏体不锈钢的凝固模式.从图２可以看出:凝固模式从A A F F A变化,铁素体数(F N)也在相应范围内变化.如果采用F N＝１０的焊接材料焊接全奥氏体母材,考虑合金元素稀释率等其他因素,在低焊接线能量下,凝固模式将会是F A,焊缝中的F N大约为６,这种焊缝将具有较好的抗裂性.图１㊀焊缝金属成分预测凝固裂纹敏感性图２㊀W R CＧ１９９２根据相成分预测凝固㊀㊀模式和铁素体数㊀㊀焊缝凝固裂纹的特点是完全的枝状晶断口形貌,沿焊缝金属或热影响区的奥氏体晶界扩展,在使用过程中,由于应力的释放和其他作用可能会扩展开裂.综合研究表明,焊缝和热影响区的凝固裂纹和铁素体含量㊁初始析出相的凝固组织(A F或F A)㊁冷却速度三个因素关系重大.１．２．２㊀再热裂纹(消除应力裂纹)奥氏体不锈钢中的再热裂纹主要发生在H３３㊀第４１卷第４期张国信等．奥氏体不锈钢材料制造及使用过程中常见问题及预防型以及含稳定化元素的材料中,在标准型奥氏体不锈钢中是不常见的.调查显示:常用奥氏体不锈钢再热裂纹的敏感性大小为３４７型＞３２１型＞３０４型ʌ２ɔ,３１６型基本无再热裂纹倾向.奥氏体不锈钢再热裂纹的产生与晶内析出物有关.这种晶内的析出强化了晶粒内部,而把松弛残留的焊接应力和整个系统的应力所需的应变转移到晶界,降低了蠕变延性,导致晶界破坏.再热裂纹可能发生在焊缝的热处理期间,也可能发生在材料的使用阶段,二者的机理基本相同,但开裂温度区间有所不同,如３４７型材料在焊缝热处理期间产生再热裂纹的温度区间为７００~１０５０ħ,而这个温度区间正好是N b C 析出的温度范围(见图３)ʌ３ɔ.图３是根据G l e e b l e 热Ｇ力模拟试验机上得到的数据绘出的,显示再热裂纹形成一个C 曲线形温度与时间的关系.该图为将焊缝金属试样加热到各种焊后热处理温度㊁然后加载到７５％~１００％高温屈服强度(Y S )的应力值并保持试验载荷直至断裂而得到的一个 C 形的裂纹相应曲线.在这个温度区间进行稳定化热处理正好和强化机理作用的温度相重合,因此就有可能产生再热裂纹.而在使用期间,在长时间应力释放的情况下,再热裂纹发生的温度为５００~７００ħ,同时还伴随碳化物析出.再热裂纹开裂形式大多表现为穿晶开裂,也有沿晶界开裂的情况发生.图３㊀３４７型不锈钢焊缝金属再热裂纹敏感性１．２．３㊀高温失塑裂纹(或称为失延裂纹,简称D D C)奥氏体不锈钢的高温失塑裂纹发生在材料加热时１/２熔点处,为高温塑性突然下降所致(见图４)ʌ３ɔ.其温度范围相当于再结晶温度区,因此,焊缝和热影响区高温低塑性裂纹产生的温度比液化裂纹更低.奥氏体不锈钢在低于固相线温度以下的加热过程和冷却过程,其塑性变化是不同的.在加热过程中,随温度升高,塑性略有增加,在温度达到约１/２熔点时塑性开始降低;在冷却过程中,塑性开始恢复,当温度降至５００~７００ħ时已接近原来加热时的水平.因此,在材料塑性降低时如果存在较大的收缩应变,就会引起高温失塑裂纹.通过研究发现,稳定型３４７型奥氏体不锈钢具有较高的D D C 裂纹倾向.图４㊀奥氏体不锈钢高温凝固时的脆性温度区㊀㊀在３４７型不锈钢的焊缝和热影响区可观察到D D C 的存在.焊缝和H A Z 的晶粒粗大还与高拘束度有关.开裂通常沿微观组织中的迁移晶界延伸,不显示枝状晶裂纹.目前,对D D C 的开裂机理并不完全清楚,但在奥氏体焊缝中存在铁素体可以形成凹凸不平的晶界,使D C C 萌生和裂纹扩展的阻力增大,可有效降低产生D D C 的风险.１．２．４㊀液化裂纹１)焊缝金属的液化裂纹焊缝金属的液化裂纹是多道焊焊缝中沿凝固晶界或迁移晶界发生的,其原因是先焊的焊道中铁素体含量少或无铁素体而存在低熔点共晶薄膜,在随后焊道的热影响下发生开裂,也就是说,全奥氏体焊缝对液化裂纹是敏感的.液化裂纹通常埋藏在焊缝内部且尺寸比较小,因此难以通过无损检测的手段检测,除非发生焊缝表面开裂而通过渗透检测(P T )发现.另外,这种裂纹在焊缝热处理后沿熔合线排列,常常会被误认为是再热裂纹.２)热影响区液化裂纹奥氏体不锈钢H A Z 的液化裂纹是由于在邻近熔合线的部分熔合区内,沿其晶粒边界形成了液态薄膜而产生的.这种液化可以是由于高温时在晶粒边界偏析的杂质(如S ㊁P )形成比基体熔点低的共晶薄膜,或者由于N b C (３４７型不锈钢)㊁碳化钛(T i C ,３２１型不锈钢)成分液化而产生的.对４３石㊀油㊀化㊀工㊀设㊀备㊀技㊀术２０２０年㊀于液化裂纹,S比P更有害.３)控制焊缝金属和热影响区金属的液化裂纹最有效的办法是调整熔敷金属的化学成分,使其产生合适的铁素体组织.研究表明,３４７型和３２１型奥氏体不锈钢焊后热处理后的铁素体数F Nȡ６.减少焊接热输入量在焊缝周围的热影响区形成很陡的温度梯度㊁每道焊缝尽量形成F A 凝固模式㊁降低杂质元素(如S㊁P)含量,均可降低产生液化裂纹的敏感性.另外,焊缝和热影响区的细晶粒结构以及适当提高锰(M n)含量也有利于增进抗裂性.１．３㊀σ相析出奥氏体不锈钢中的σ相是由铁(F e)和C r组成的金属间化合物,形成温度为５００~９００ħ,其析出主要有三个途径,一是直接产生于δ铁素体相,二是可能为γ奥氏体转变为次生铁素体,三是奥氏体直接产生.存在铁素体的奥氏体不锈钢母材和焊缝金属有利于σ相的形成,因为富C r的铁素体有利于C r的扩散.σ相多半分布在晶界处,这不但降低了材料的塑性和韧性,而且增大了晶间腐蚀的倾向.对于３２１型和３４７型奥氏体不锈钢,加热到７００ħ以上时,σ相可重新分解重溶.２㊀焊接接头热裂纹的预防２．１㊀焊缝化学成分与组织控制奥氏体不锈钢焊接材料选择应遵循等强度,相近的化学成分㊁组织性能和耐蚀性的原则,关键要考虑所采用的焊接方法对合金元素实际过渡系数㊁与母材熔合比对焊缝金属的化学成分的影响.１)焊缝金属化学成分控制及估算对于熔焊来说,焊缝金属是由填充材料和熔化了的母材两部分组成的.母材在焊缝金属中所占的百分比称为熔合比.以焊丝作为填充金属的气体保护焊,其焊缝金属中某一元素的合金含量[主要是指C r㊁N i㊁M o㊁钼(N b)等合金元素]可按式(１)计算.焊缝金属中某一元素的含量可用下式表示:C w＝bˑC b＋(１－b)ˑηˑC f(１)式中:C w 某合金元素在焊缝中的合金含量,(w,％);b 熔合比;C b 某合金元素在母材中的合金含量,(w,％);C f 某合金元素在焊材中的合金含量,(w,％);η 合金元素的过渡系数.如果采用焊条手工电弧焊㊁埋弧焊或药芯焊丝焊接,还要考虑药皮㊁焊剂或药芯渗合金的情况,其合金元素的过渡系数是不一样的.准确预测焊缝金属中的合金元素成分,对于奥氏体不锈钢中焊缝组织和性能与成分关联性更强的材料尤为必要,另外对焊接材料的选择㊁焊缝组织的精准预测也具有较好的作用.２)焊缝金属的组织预测根据焊缝组织的化学成分,可应用WR CＧ１９９８(或WR C５１９ʌ４ɔ)组织图㊁采用计算法或作图法预测焊缝金属的组织结构.对于３４７型不锈钢,其焊态和热处理后应有一定量的铁素体存在.铁素体的作用主要有以下几个方面:a)铁素体组织对P㊁S等杂质元素有较高的溶解性.这些对热裂纹有不利影响的P㊁S杂质可在铁素体晶内被优先沉积,如果配合F A凝固作用,可以很好地改善焊缝金属特别是热影响区的抗裂性.b)含有铁素体的焊缝金属有一个较窄的凝固温度区间,这个温度区间可保证在凝固终了阶段同时出现铁素体和奥氏体,产生凹凸不平的铁素体Ｇ奥氏体晶界,从而改变晶界浸润性质.一旦起裂,裂纹很难在这个凹凸不平的晶界扩展. c)与奥氏体相相比,铁素体相较低的热胀系数降低了焊缝在凝固(结晶)和冷却时的收缩应力.d)具有全奥氏体相的焊缝容易产生合金和杂质元素偏析,形成液态薄膜;而对于同时具有铁素体和奥氏体的双相组织,在焊缝结晶温度区由于二者界面能的差异,可以阻止液态薄膜的产生.３)预防热裂纹的产生还可通过细化晶粒㊁打乱奥氏体枝状晶方向的方式,使低熔点物质不至于析集在少数奥氏体晶界处,而是成为不连续的分散状态.焊缝金属的晶粒度应达到５~６级或以上.４)奥氏体不锈钢焊缝金属晶间腐蚀敏感温度范围可参考N A C E S P０１７０ʌ５ɔ,如３２１型㊁３４７型不锈钢的敏感温度区间为４００~８１５ħ,但根据５３㊀第４１卷第４期张国信等．奥氏体不锈钢材料制造及使用过程中常见问题及预防焊缝中的实际C 含量的不同,该温度范围还需要有所调整.相关研究显示,C r ２３C ６型碳化物最高析出温度与C 含量的关系可参见图５ʌ６ɔ,也可参照合金材料的T T C 曲线具体确定该碳化物的析出温度.因此,在制定焊后热处理的温度及冷却方式时要综合考虑.图５㊀不同C 含量的１８Ｇ８钢中C r ２３C ６析出㊀㊀时间Ｇ温度的关系㊀㊀５)P ㊁S 及其他元素的控制尽可能降低焊缝金属中的P ㊁S 含量,当S i /Cɤ５时,控制Pɤ０．０１５％(w ,％)㊁Sɤ０．０１０％(w ,％).另外,适当提高焊缝金属中的C ㊁M n 含量㊁保证N b ʈ１０C 等措施对防止焊缝金属的热裂纹也是有利的.２．２㊀焊后热处理对于存在焊接热裂倾向的奥氏体不锈钢,焊后原则上应进行热处理.热处理的方式有三种,即固溶处理㊁稳定化热处理和消除应力热处理.通常亚稳定型不锈钢需要采用固溶处理(如３０４型㊁３１６型等),稳定型不锈钢采用稳定化热处理.对采用５５０~６５０ħ这一温度范围进行消除应力热处理,业界有不同的看法,因为这个温度范围可能处于某些奥氏体不锈钢的敏化范围.对于厚壁不锈钢管道,消除应力热处理虽然可使峰值应力降低４０％左右,但平均应力只能降低５％~１５％,一旦热处理工艺掌握不好,极易造成焊接接头的敏化.目前,国内在厚壁３４７型管道(或者采用３４７型焊材焊接的３２１管道)焊后热处理问题上有不同的意见,相关标准也未作强制规定,大多壁厚超过４０mm 的３４７型焊接接头要求进行稳定化热处理.笔者个人认为:首先,对于采用和不采用热处理的不同情况,对铁素体含量要作出区别规定,如果不进行焊后热处理,焊缝金属和热影响区的铁素体数可控制在２ɤF Nɤ５;如果进行稳定化热处理,铁素体数应控制在５ɤF Nɤ１０,以保证焊接接头的抗裂性.其次,稳定化热处理的温度不宜超过９００ħ㊁时间不宜超过２h .这主要是考虑到６５０~９００ħ是３４７型不锈钢σ相的析出温度,若超过９００ħ,则存在铁素体向奥氏体转化的可能性;而在９００ħ时的保温时间不宜超过２h ,则是因为应力的消除主要取决于温度而非时间.另外,焊后热处理的冷却方式㊁空冷温度等细节也需注意.３㊀结语对奥氏体不锈钢的常见开裂问题原因以及主要防止措施进行了探讨.由于开裂也许是几种热裂纹共同作用所致,因此,具体的开裂情况需要根据当时的焊接工艺㊁热处理条件等因素综合考虑,才能找出合理的开裂原因.另外,除本文提到的相关控制方法外,还需考虑焊接方法(如手工电弧焊㊁埋弧焊㊁药芯焊丝焊接等)㊁焊接材料选择㊁焊接工艺等因素对开裂的影响,综合制定出有效的㊁有针对性的措施,保证焊接接头的综合性能及抗裂性要求.参考文献:[１]㊀A m e r i c a n W e l d i n g S o c i e t y ．W e l d i n g Ha n db o o k :V o l u m e４:M a t e r i a l sa n d A p pl i c a t i o n s :P a r t １[M ]．９t he 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w a r d s l a r g e s c a l e a n d l i g h t w e i g h t,t h eo p e r a t i n g c o n d i t i o n so f t o w e r s a r eb e c o m i n g m o r ea n d m o r ec o m p l i c a t e d．T h e s t r e s sd i s t r i b u t i o n i sd i f f e r e n ta t t h ec o n n e c t i o n b e t w e e n t h es k i r ta n dt h eb o t t o m o f t h et o w e r u n d e rd i f f e r e n tt y p e so f l o a d s．T h e r e f o r e,h o w t oc h o o s et h ec o n n e c t i o nt y p ec o r r e c t l y i nt h e d e s i g n h a s b e c o m e t h e m a i n c o n c e r n f o r d e s i g n e r s．I n t h i s p a p e r,t h e f i n i t e e l e m e n t m e t h o d i s a d o p t e d t o s t u d y t h e d i f f e r e n t c o n n e c t i o n t y p e s b e t w e e n t h e s k i r t a n d t h e t o w e r,e x p l o r e t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f s t r e s s d i s t r i b u t i o n a n d d i s p l a c e m e n t u n d e r d i f f e r e n t t y p e s o fl o a d s a n d i n v e s t i g a t e t h e e f f e c t s o f d i f f e r e n t a l i g n m e n t t o t h e c o n n e c t i o n．T h i s p r o v i d e s r e f e r e n c e f o r t h ed e s i g no f v e s s e l sw i t h s k i r t s u p p o r t．K e y w o r d s:t o w e r;s k i r t;c o n n e c t i o n t y p e;f i n i t e e l e m e n tm e t h o d/F E M;f a t i g u e a n a l y s i sC O MM O N P R O B L E M SI N M A N U F A C T U R I N G A N DU S I N GP R O C E S SO FA U S T E N I T I CS T A I NＧL E S SS T E E LA N DP R E V E N T I O N[３２]Z h a n g G u o x i n１,M aW e i２(１．S I N O P E CG u a n gＧz h o u E n g i n e e r i n g C o m p a n y L i m i t e d,G u a n gＧz h o u,G u a n g d o n g,５１０６２０;２．Z h o n g k e (G u a n g d o n g)R e f i n e r y&P e t r o c h e m i c a l C o m p a n y L i m i t e d,Z h a n j i a n g,G u a n g d o n g,５２４０７６)A b s t r a c t:A u s t e n i t i c s t a i n l e s s s t e e l s a r e t h e m o s tw i d e l y u s e d m a t e r i a l si n e q u i p m e n t a n d p i p e l i n e s i no i lr e f i n i n g a n dc h e m i c a l i n d u s t r 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e e r si nt h i s f i e l d．K e y w o r d s:a u s t e n i t i c s t a i n l e s s s t e e l;h e a t i n g c r a c k;m e c h a n i s m;w e l d i n g;c o n t r o lA B S T R A C T S㊀P E T R OＧC H E M I C A LE Q U I P M E N T T E C H N O L O G YS t a r t e dP u b l i c a t i o n i n１９８０．B i m o n t h l y．J u l．２０２０V o l．４１N o．４ Ⅴ。

火电厂锅炉受热面失效原因及防治措施

火电厂锅炉受热面失效原因及防治措施发布时间：2022-11-07T06:17:14.838Z 来源：《中国科技信息》2022年第13期7月作者：蒋元彪[导读] 锅炉作为一种高能耗的设备，检验人员和锅炉作业人员都要提升对锅炉能耗问题的关注度。

蒋元彪国家能源集团永州发电有限公司，湖南省永州市，425900摘要：锅炉作为一种高能耗的设备，检验人员和锅炉作业人员都要提升对锅炉能耗问题的关注度。

为了避免锅炉受热面失效而给火电厂生产作业造成的负面影响，需要对各方面原因展开深度调查，提高防范控制力度，而且需要针对锅炉的日常运行实行全面的管理，加强维护与保养工作，从细节处着手对当前燃料燃烧的具体情况进行深入分析，提升质量检测工作的全面性与有效性，尽可能减少由于受热面失效而给火电厂带来的利润损失，进而为后续锅炉运行效率的提升奠定坚实的基础。

关键词：火电厂；锅炉；受热面；失效原因；防治措施引言在火电厂锅炉燃料燃烧环节中，相关人员要在关注锅炉的安全性的同时，及时洞察对锅炉热效率产生影响的核心因素，有的放矢地开展全过程检验工作。

在开展检验工作之前，应进行受热面表明烟灰、水垢的清除工作，尽早发现锅炉存在的相关问题，提出解决问题的方案。

在检验工作中，积极宣传锅炉节能的经验，同时对使用单位提供相应的咨询服务。

1火电厂锅炉的基本概念锅炉作为能量转换的设备，主要就是借助燃烧燃料释放热能，或是利用燃烧其他热能，加热工质水或是其他流体到达一定参数的能量转化设备。

所以，锅炉则是“锅”和“炉”两方面组成的，“锅”主要负责盛水加热，主要就是利用受压部件，容纳水和蒸汽，并对水进行加热处理，真正实现汽水、汽化分离。

炉的主要作用就是让燃料燃烧以释放热能，主要利用的燃烧设备包括燃烧室炉膛、放热烟道等。

锅炉进行能量转换，吸热放热的分界面，称之为受热面。

此外锅炉结构中还包括其他辅助设备：燃烧、烟风道、管道等。

锅炉输出能量则是能借助蒸汽动力装置，将其转化为机械能。

火电厂锅炉受热面失效原因及防治措施探讨

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工业与信息化
火电厂锅炉受热面失效原因及防治措施探讨
丛继强国电吉林龙华蛟河热电厂吉林蛟河 132500
摘要近年来，火电厂承担着愈来愈重要的生产任务，其生产规模日益扩大，锅炉作为热能转换的重要的生产要素，在实际的运行过程中，锅炉受热面常常会受到诸多因素的影响，出现严重的受热面失效问题，而这一问题的出现势必会对锅炉运行的稳定性与安全性造成直接的影响。为了保障火电厂锅炉的正常运转，在锅炉系统的运行过程中，必须要针对受热面失效问题，采取相应的防治措施。基于此，本文分析了火电厂锅炉受热面失效的具体原因，并提出了相应的防治措施。关键词火电厂锅炉；受热面；失效原因；防治措施
用期限就越短。
2 火电厂锅炉受热面失效的防治措施 2.1 焊缝泄露的防治措施近年来，随着火电厂机组容量的逐步扩大，焊缝数量也
在此背景下进一步增加，为维持锅炉的高效、安全运转，就必须在机组的安装与使用过程中，加强对焊接的质量控制。在焊接作业开始之前，相关人员必须要做好前期的准备工作，根据各个焊接部位的具体要求，对焊接材料加以科学管理，保障焊接材料的选用符合要求，且在正式的焊接作业开始之前，需对焊材加以烘干处理。由于在焊接过程中对于环境有着一定的要求，因此，在焊接过程中，需要构建良好的焊接环境，做好焊接环境中的防水、防风处理，避免外部因素对焊接质量造成的不利影响。在实际的焊接操作过程中，专业的焊接人员必须要严格执行相应的焊接标准，做好焊接温度等参数的控制。当焊接结束以后，需加强焊后热处理，消除残余应力。
1 火电厂锅炉受热面数量非常多，尤其是
随着各个火电厂生产规模的逐步扩大，其机组容量日益增大，这也就使得锅炉中的焊接数量急剧增加，焊缝的增加导致在焊接过程中极易出现严重的质量问题，导致焊缝存在未焊透、咬边、夹渣与气孔等质量缺陷，焊接工艺的不合理应用、操作失误、焊接材料的不合理应用等都会导致焊缝的质量问题。如果在锅炉运行时出现了焊缝泄露的问题，极易造成锅炉受热面失效的问题，比如，在机组安装与检修的过程中，相关人员未严格执行相应的焊接规程与焊接工艺要求，焊接处理不当，引发了焊接裂纹，在锅炉投入使用以后，焊接残余应力过大，再加上附加应力的过度集中，焊缝泄露、受热面失效不可避免。

火电厂锅炉受热面失效原因及防治措施

火电厂锅炉受热面失效原因及防治措施发布时间：2023-02-02T03:24:32.709Z 来源：《中国电业与能源》2022年18期作者：刘鹤章[导读] 在火电厂中，其锅炉的受热面管主要涵盖了省煤器、水冷壁、刘鹤章重庆大唐国际石柱发电有限责任公司，重庆 409106摘要：在火电厂中，其锅炉的受热面管主要涵盖了省煤器、水冷壁、过热器以及再热器，人们常将此四项称作锅炉“四管”。

而“四管”发生泄漏问题是导致火电厂异常停机最常出现、最为普遍的原因之一，通常来说，在机组异常停机事故之中大约占一半以上。

当锅炉受热面出现爆管事故之后，就会给电厂的安全作业以及经济利润产生严重影响，为此，加强对受热面失效原因的分析与探究具有一定必要性。

关键词：火电厂；锅炉；受热面；失效；原因；防治引言锅炉受热面作为发电企业进行锅炉热量交换的核心载体，其内部构造较为复杂，分别由制冷壁、省煤装置、预热装置、过滤装置以及重复加热装置等，在锅炉进行日常生产运作时，所覆盖的锅炉受热面由于进行不断的加热与冷却，就会使得该锅炉受热面的表面温度冷热不均，引起锅炉受热面管束产生构件损坏，因此如果产生大面积的锅炉受热面受损，就会导致存留在锅炉受热面管束内部的水汽无法正常排出，会对管束外壁造成严重的腐蚀。

当腐蚀程度达到锅炉受热面管束爆炸阈值时，就会引起与锅炉受热面相互联结的构件损坏，导致锅炉受热面内部的除尘装置以及通风设备造成不同程度的损毁。

1锅炉受热面损坏的常见现象在实际锅炉运行过程中，如果锅炉受热面产生损坏，可以根据以下现象进行判定锅炉受热面是否出现损坏现象。

一是锅炉受热面管束中有水汽泄露声与轻微爆炸声，此时锅炉参数检测装置显示不正常，主动阀门蒸汽的流量低于放水流量，如果出现管束水位出现降低的情况，说明此时的情况受损程度极为严重;二是锅炉受热面的进出端口温度差异较大;三是锅炉内部的燃烧状态处于极度不平衡状态，燃烧火焰较小，甚至出现熄火现象;四是当锅炉膛负压投装置的数值上升，远远高于平均阈值，此时所使用的电流量超过常规使用流量。

奥氏体不锈钢高温锅炉管失效分析

奥氏体不锈钢日炉管失效分析吉同皿锅
蔡晓辉刘峰，
（．国石油天然气股份有限公司抚顺石化分公司，宁抚顺１０６２辽宁石油化工大学机械工程学院，宁抚顺１３０）１中辽１３０；．辽１０１
ＦａｌｒｎａｙｓｓｏｌｕｅＡｌｉｆＡｕｓｅｔｃＳｔｉｅｓＳｔｅｔｎｉｉａｎｌｓｅ１ＢｏｌｒＴｕｂｓｉｉｈ— ＴｅｐｒｔｒｉｅｅｎＨｇｍｅａｕｅ
ＣＡＩＸｉｏ— ｈｕ，ＬＩＦｅａｉＵｎｇ（．ｉｅｅＰｅｒｌｕＮａｕａｓＬｉｔｄＬｉｂｌｔｍｐｎｆＦｕｈｎＰｅｒｃｅｃｌＣｏａｙ，１ＣｈｎｓｔｏｅｍｔｒｌＧａｍｉａｉｉＣｏａｙｏｓｕｔｏｈｍｉａｍｐｎｅｙＦｕｈｎＬｉｏｉｇ１３０，Ｒ．ｈｎ２Ｓｈｏｆｃａｉａｇｎｅｉｇ，ＬｉｏｉｇＳｈａｓｕａｎｎ０６Ｐ．Ｃｉａ；．ｃｏｌＭｅｈｎｃｌ１ｏＥｎｉｅｒｎａｎｎｈｉｕ
第２卷第３５期
２１０２年６月
石油
化
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高
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等
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校
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报
ＶＯ．２５１
ＮＯ．３
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＰＥＴＲ０ＣＨＥＭＩＣＡＬＵＮＩＲＳＴＩＶＥＩＥＳ
Ｊｎｕ．２１０２
文章编号：０６９Ｘ（０２０ —０７ —０１０ —３６２１）３００４

火电厂锅炉受热面失效形式分析及预防措施

火电厂锅炉受热面失效形式分析及预防措施摘要：锅炉的安全、稳定运行将决定着相关工业流程的成败，锅炉受热面作为锅炉中一个基本部位，经常处于一种复杂而恶劣的环境之中，加上设计、制造、安装等环境的影响，使得锅炉受热面管失效成为锅炉使用过程中经常出现的一种问题，对工业生产造成了重大损失。

结合多年的工作经验，对锅炉受热面管失效进行了相应的剖析，探讨了锅炉受热面管失效的各种原因，并针对各种原因提出了一系列的预防措施，以期对改善锅炉受热面管失效有提供帮助。

关键词：锅炉受热、预防措施引言：锅炉受热面主要是指锅炉的水冷壁，过热器，省煤器，再热器，其中再热器只存在于大容量锅炉上。

水冷壁、过热器、省煤器、再热器主要由各种直径的管子组成，其外部是高温火焰和烟气，通过辐射或对流将热量传递给内部流动的高压汽水介质，火电厂一旦发生受热面泄漏就只有采取强迫停炉，进行抢修，严重影响火力发电厂的正常生产，造成巨大的经济损失。

因此，锅炉受热面的安全稳定运行，直接与电厂的安全稳定经济运行联系在一起，有效地减少和防止锅炉受热面泄漏可以为企业带来巨大经济利益和社会效益。

1 电厂燃煤锅炉受热面损坏的影响中锅炉受热面的损坏是指水冷壁、省煤器、过热器、再热器泄漏、爆破等。

在电厂锅炉设备的各类事故，受热面损坏事故最为普遍，约占各事故总数的30%左右。

锅炉受热面一旦发生泄漏或爆破，大多均停炉后处理，由此造成的经济损失将是巨大的。

当受热面发生爆破时，由于大量汽水外喷将对锅炉运行工况产生较大的扰动，爆破侧烟温将明显降低，使锅炉两侧烟温偏差增加，给参数的控制调整带来困难。

水冷壁发生爆管时，还将影响锅炉燃烧的稳定性，严重时甚至会造成锅炉灭火。

当受热面发生泄漏或爆破后，如不及时停运处理，还极易造成相邻受热面管壁的吹损，并对空预器、电除尘器、吸风机等设备带来不良的影响。

因此，发生受热面损坏事故后应认真查找原因，制定防范对策和措施，尽量避免和减少泄漏或爆管事故的发生。