高温氧化皮

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高温氧化皮对机组运行的危害

不锈钢管内壁氧化皮脱落分析及防范措施一、氧化皮结构及形貌氧化皮由内、中、外3层结构和形貌不同的氧化物组成，内层仍为结构致密的富Cr氧化物，中间层为结构相对疏松、多孔的Fe3O4氧化物，内层与中间层的界面附近分布着较多的孔隙，最外层为结构致密但厚度不均的Fe2O3氧化物。

TP347H管内氧化皮TP347H管内氧化皮二、高温氧化皮对机组运行的危害1、氧化皮剥离会造成受热面超温爆管。

堵塞达到1 /2管径就会引起管道过热，有爆管危险.需要进行割管清理;当堵塞大于1/2管径，就会使管道短期过热爆管。

氧化皮的产生会影响金属换热效果，影响机组运行的经济性。

一般氧化皮堆积堵塞小于1 /3管径不会引起爆管，但影响热交换而且使氧化皮的产生速度加快，形成一种恶性循环2、氧化皮的产生容易使主汽门卡涩，造成机组停机主汽门无法关闭威胁机组的安全运行，并容易堵塞细小管道、疏水阀门、逆止门等，使系统产生潜在隐患。

3、流动蒸汽带出的氧化皮对汽轮机部件产生固体颗粒侵蚀，造成汽轮机喷嘴和叶片侵蚀损坏并污染水汽品质，使汽水中铁含量增加，造成锅炉受热而沉积速率增加。

三、不锈钢过热器和再热器管子内壁氧化皮的生长、剥落规律及影响氧化皮生长速度和剥落倾向的因素1、氧化皮的生成高温蒸汽管内壁生成氧化皮是个自然过程，高温过热器使用材料(SA-213TP347H)为奥氏体不锈钢，当其长时间处于高温高压的水蒸汽中时，管子内壁会氧化。

由于Cr的活性较高，在氧化的初始阶段，管子内表面会生成很薄的Cr2O3氧化皮，这层氧化皮的形成阻止了管子内壁进一步氧化，但随着运行时间的增加，氧化皮以下的基体相应地发生Cr的贫化，同时在超温或温度、压力剧烈波动等情况的作用下，外层氧化物出现细微的裂纹，Fe向氧化皮外扩散，大大恶化了其高温下的抗氧化能力，氧化发展速度加快，抗氧化性能降低，氧化层也开始向双层、多层发展。

通常认为金属温度和氧化速度之间呈指数曲线关系，温度的小幅提高就会引起蒸汽氧化速度的大幅增加，经常性超温或运行中管壁金属温度长期处于偏高的水平是导致这类管子内壁氧化皮在投运后仅3万h 左右就生长得很厚的最根本原因。

氧化皮检测方案

氧化皮检测方案编制单位：河北永佳技术检测有限公司编制日期：2016年2月23日编写:审核:批准:氧化皮检测方案一、项目范围对国电建投内蒙古能源有限公司布连电厂1号机组锅炉受热面奥氏体钢弯头异物堵塞检查。

二、编写依据DL/T438-2009 《火力发电厂金属技术监督规程》DL/T939-2005 《火力发电厂锅炉受热面管监督检验技术导则》三、检查方案1.氧化皮生成原因钢表面氧化皮的生成是金属在高温水汽中发生氧化的结果。

在570℃以下，生成的氧化膜是由Fe2O3(三氧化二铁)和Fe3O4(四氧化三铁)组成，而Fe2O3(三氧化二铁)和Fe3O4(四氧化三铁)都比较致密，因此可以保护钢材避免进一步被氧化；当温度超过570℃时，氧化膜是由Fe2O3(三氧化二铁)、Fe3O4(四氧化三铁)、FeO(氧化铁)组成，而FeO(氧化铁)不是致密的，此时金属抗氧化能力大大降低，水蒸汽在高温条件下与金属发生反应：3Fe ＋ 4H2O ＝Fe3O4 ＋4H2↑。

2.氧化皮的脱落原因2.1 水蒸汽在氧化金属的过程中释放的氢质子，除了产生氢气以外，还可以在氧化膜中形成氢缺陷，或穿过氧化层直接在金属基底反应，在金属/氧化膜界面处会产生很高的氢压，因而进一步促进氧化膜生长和剥落。

2.2奥氏体不锈钢与氧化皮的热膨胀系数不同。

氧化皮的主要成分是Fe3O4和少量Fe2O3，铁氧化物与母材热膨胀系数之间有较大差异，见下表。

在锅炉运行或启、停机时受热面管子的温度变化，尤其是剧烈温度变化时，氧化皮之间以及基材因受热应力而脱落。

热膨胀系数表2.3氧化皮达到一定厚度氧化皮的临界厚度尺寸：对于奥氏体钢管，Fe3O4氧化皮厚度达到100～200μm开始剥落。

日本IHI和丹麦电业联合体ELSAM的研究结果：氧化皮的成长存在边界效应，即随时间推移氧化皮将达到临界厚度，此后氧化皮开始剥落，产生剥落的原因主要是氧化皮与母材的膨胀系数不同，在载荷变化迅速、锅炉启停等情况下，氧化皮易剥离。

高温氧化及氧化皮的研究

专题技术讲座热力系统水蒸汽高温氧化氧化皮问题的研究李志刚二○○五年四月前言•近期在国内和华能系统内，机组的高温氧化和氧化皮问题的凸现，引起了普遍的关注。

•高温段金属表面的氧化皮是如何形成并脱落的。

•蒸汽中的溶解氧是否与氧化皮问题有关。

要点1 提供高温氧化机理和有关的基本概念。

2 总结国内外有关的研究成果。

3 提出进一步研究的思路和途经伊敏电厂氧化皮问题•＃1机组运行约3万小时，12Cr18Ni12Ti奥氏体不锈钢的氧化皮已经达到一定的厚度。

水平烟道受热面材质为12Cr18Ni12Ti的二级屏过热器、三级屏过热器、二级对流过热器、二级对流再热器所有管屏U型弯下部均发现氧化皮，氧化皮脱落的管道占水平烟道受热面总数的90%以上。

脱落氧化皮为鳞片状，厚度0.06-0.14mm，长度5-30mm。

氧化皮两侧呈不同颜色，靠蒸汽侧为浅灰色Fe2O3，靠金属侧为深黑色Fe3O4。

相同材质机组对比1•调查结果表明尽管盘山电厂锅炉运行时间和加氧时间还比伊敏电厂长，但盘山电厂不锈钢管内壁氧化轻微，氧化皮很薄且剥落轻微，从未发现过停炉后堆积现象。

区别如下：1．伊敏发电厂：锅炉18.472×18.472米的正方形“T”型炉结构，切园燃烧，燃用伊敏本地产褐煤。

炉膛四面墙上布置32个煤粉喷燃器，每面炉墙上布置两列四层煤粉喷燃器。

按烟气流向在水平烟道中布置有二级屏式过热器，费斯顿-1，一级屏式过热器，三级屏式过热器，二级对流过热器，二级对流再热器，费斯顿-2，费斯顿-3。

盘山发电厂：锅炉为23080×13864mm“T”型炉结构，燃用神华煤，对冲燃烧方式，共有8套制粉系统。

燃烧器共32只，分四层布置，每层共8只，分列于左、右侧墙形成。

该燃烧器的一、二次风均为旋流，一次风旋流强度不可调；二次风的旋流强度可调。

按烟气流向在水平烟道中布置有一级屏式过热器,二级屏式过热器，费斯顿-1，，三级屏式过热器，二级对流再热器，二级对流过热器，费斯顿-2，费斯顿-3。

过再热器高温氧化皮形成原因及防治

１概述
２１年５贵州某电厂３４００月，号、号号机组大修，化
条件下的这种反应是一种化学腐蚀。
３ｅ＋４２ＦＨ０——Ｆ３＋４２（０＂ｅ０４Ｈ＞３０ｔＣ）正常情况下该反应会在金属表面形成一层
Ｆ。保护膜，ｅ０但当热负荷和温度波动过大或发生超
２１年１０１０月第１４卷第ｌ０期
２１，Ｖｏ，１０１ｌ４，Ｎ．０ｏ１
贵州电力技术
ＧＵＩＺＨＯＵＥＬＥＣＴＲＣＯＷＥＲＥＣＨＮＯＬＩＰＴＯＧＹ
专题研讨
ＳｅｉｌＲｅｏｔｐｃａｐｒｓ
过再热器高温氧化皮形成原因及防治
于２０年割取的当初评定为 “ ０９基本无腐蚀、无垢”
的过热器管样，重新按 “ 轧管法” 进行垢量分析，结果为２８ｇｍ。如图３８／所示。
器）的化学清洗，火力发电厂锅炉化学清洗导则》《未作明确规定，实施难度及风险较大。因此积累基
础数据，尽快摸清规律，根据不同的炉型及材质确立相关临界值（清洗、换管）显得尤为重要。所以必须建立长期的受热面管监视制度，包括定期氧化皮测量、割管检查、壁温测量和监视。各火电厂应严格执行Ｄ／１５２０《ＬＴｌ１ — ０９火力发电厂热力设备大修化
由于对于运行炉蒸汽流通部位（热器、热过再
致的规定，系统内在锅炉大修化学检查方面在取垢
困难的情况下，检查过程中往往采取目测表面状在

氧化皮的形成机理

过热蒸汽管道内氧化膜得形成分为制造加工与运行后两个阶段。

ﻫ过热蒸汽管道制造加工过程中氧化膜得形成就是在５70℃以上得高温制造条件下，由空气中得氧与金属结合形成得。

该氧化膜分三层,由钢表面起向外依次为FeO﹑Fe3O4﹑Fｅ２Ｏ3。

试验表明：与金属基体相连得ＦeＯ层结构疏松,晶格缺陷多，当温度低于５70℃时结构不稳定,容易脱落，或在半脱落层部位发生腐蚀.因此，在新锅炉投产前，一定要对锅炉进行酸洗,全部去除制造加工时形成得易脱落氧化层,然后重新钝化，以利在机组运行时形成良好得氧化层。

同时,在基建调试期间也可以考虑对过热器与再热器管道进行加氧吹扫,将易脱落得氧化层颗粒冲掉得同时加速形成坚固得氧化层，否则,在投运后会产生严重得氧化皮问题.ﻫ在45０℃～570℃，水蒸汽与纯铁发生氧化反应，生成得氧化膜由Fe2O３与Fe３O4组成，Ｆe２O3与Fe3O4都比较致密，可以保护或减缓钢材得进一步氧化.在570℃以上，水蒸汽与纯铁发生氧化反应，生成得氧化膜由Ｆｅ2O3、Fe３O4、FｅO三层组成，FｅO在最内层,ＦeO就是不致密得，破坏了整个氧化膜得稳定性,氧化膜易于脱落。

因此，过热蒸汽管道内壁在运行后所形成得氧化膜可分为两种情况:（1)ﻫ如果在锅炉投运之前,通过严格得酸洗与吹管两个环节，将金属管道内壁易脱落氧化层彻底清除干净,吹扫过程中或整机调试得初期，当锅炉运行在亚临界低参数工况下（此时温度不会超过570℃），使管道内壁形成致密得、不易脱落得氧化膜(由Fe2Ｏ3与Fe3O4组成,这种氧化膜与金属得基体结合很牢固，只有在有腐蚀介质与应力条件下才会被破坏)。

当日后机组运行于超临界工矿下,温度超过570℃时,这种氧化膜可以保护或减缓钢材得进一步氧化,同时自身也可以相对长期地保留.采用加氧运行，可加速形成上述氧化膜.如果在锅炉投运之前，酸洗与吹管两个环节不过关,未将金属管道内壁易脱落氧化层彻底清除干净,则投运后很难形成致密得﹑不易脱落得氧化膜。

锅炉高温受热面蒸汽侧氧化皮的形成及剥落机理研究

锅炉高温受热面蒸汽侧氧化皮的形成及剥落机理研究摘要：基于基于华能沁北发电有限责任公司2号机组，高温再热器弯头管四次连续氧化脱落检查结果，对锅炉管内壁氧化皮剥落部位进行氧化皮生长的跟踪研究，分析得到氧化皮形成及剥落的规律。

结果表明在高温运行状况下：氧化皮的生成速度取决于金属管壁温度, 氧化皮的剥落主要取决于氧化皮与金属基体的温差及温度变化速率。

严格控制管壁温度及温度变化，是控制氧化皮产生、剥落的关键；前弯头氧化皮堆积量明显低于后弯头，且堆积量主要集中在4~80屏温度较高的位置。

从锅炉运行中受热面温度控制、受热面温度波动控制等几个方面提出了预防和减少锅炉高温受热面管内氧化皮的形成及剥落的措施。

关键词：超临界机组;过热器;氧化皮;脱落;措施随着锅炉运行时间的延长，在高温再热器管道内部会逐渐生成氧化皮，氧化皮剥落会堵塞管道引起局部过热，导致过热器、再热器爆管;同时剥落的氧化皮被带入汽轮机，引起固粒侵蚀导致损伤汽轮机叶片，污染水汽品质。

因此采取有效手段在运行中加强对锅炉受热面温度的控制，抑制氧化皮生成和剥落，以及在检修中消除氧化皮的影响，对机组安全运行至关重要[1]。

施万森对锅炉受热面高温腐蚀及预防措施做出了总结[2]，官民健等针对锅炉受热面的化学腐蚀问题进行了原理分析，并总结出了腐蚀后的补救手段[3]，但针对高温再热器氧化皮检测结果进行分析相关的文献较少。

本文结合华能沁北发电有限责任公司2×600MW超临界机组锅炉高温再热器受热面管氧化皮形成及脱落的实际情况，分析了氧化皮形成的机理、原因及采取的对策。

1 设备概况华能沁北发电有限责任公司一期两台600MW超临界国产化燃煤机组，为我国首座600MW超临界燃煤机组国产化的依托电厂，锅炉采用东方锅炉（集团）股份有限公司引进日本巴布科克-日立公司技术制造的DG1900/25.4—Ⅱ1型锅炉，设计供电煤耗297.3克/千瓦时。

锅炉为超临界参数变压直流炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。

高温氧化皮

超临界锅炉高再管氧化皮脱落分析与解决措施某公司2号炉，为哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进三井巴布科克能源公司技术生产的超临界参数变压运行直流锅炉，型号为HGI980/。

于2005年6月投产。

锅炉为单炉膛、一次再热、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构n型锅炉，锅炉设计煤种为神府东胜煤。

主蒸汽额定蒸发量为1952t/h，温度543 C，压力；再热汽温度569 'C。

压力。

高温再热器布置于水平烟道内，与立式低温再热器直接连接，没有布置中间连接集箱，采用逆顺混合换热布置。

高温再热器沿炉宽排列95屏，每屏管组采用10根管，人口段管子为①57mmx4.3mm，材质为SA-213T22,中间段管子为①51mmx4.3mm，材质为SA-213T91，出口段的前6根管子为①51mmx4.3mm，材质为SA-213 TP347H,后6（应为后4根）根管子与中间段相同。

如图1所示。

图1高温再热器结构图1高温受热面检查情况根据其它超临界锅炉在运行中岀现的问题，并结合日常金属监督统计结果，2007年2号机组首次大修中。

将检查高温受热面有无氧化皮堆积列人检修项目。

对屏过、末过、高再底部弯头有无氧化皮堆积进行射线拍片检查。

屏过检查了4屏，末过检查了1屏，未在底部弯头处发现有氧化皮堆积。

因2号炉的高温再热器在日常金属监督中，发现个别测点处经常有超温现象，故本次着重对超温处进行检查。

高再检查情况2号炉自投运以来，高温再热器管就有3个测点存在超温现象（超过626 C,从2006年1月开始统计）, 这3个测点对应的管屏为A侧数第12、48、90屏，超温时间分别为670、833、2847min。

本次先对2号炉高温再热器第21测点区域的超温情况进行检查，首先对A侧数第90（第21测点处）、9 1、96屏的底部弯头进行拍片，检查弯头处有无氧化皮堆积。

发现此3屏的炉后弯头处均没有异物堆积. 只在炉前侧部分弯头有堆积现象，见表1。

注：其中数字** 一**，前面数字表示从A侧数的屏数，后面的数字表示炉前侧底部弯头从底向上数第几个弯头数。

锅炉氧化皮的形成及预防对策

锅炉氧化皮的形成及预防对策一、氧化物的形成1、氧化物的形成金属的氧化是通过氧（氧离子）与金属发生化学反应的结果。

在高温水蒸汽环境下，金属主要和水蒸汽进行直接反应，蒸汽提供氧离子（O2-）和放出氢分子。

水蒸汽与铁直接反应最初阶段生成等厚度的致密的双层Fe3O4氧化皮，内层为尖晶型细颗粒结构，外层为棒状型粗颗粒结构，并含有一定量的空穴。

2、氧化物的形态显微镜下高温氧化3、水蒸汽对金属的氧化性能纯净的水蒸汽在低温下是稳定和惰性的，但在400℃以上具有强氧化特性，在超过500℃条件下开始分解成氧和氢。

对于钢铁而言，水蒸汽在500～700℃是比氧气更强的氧化剂。

4、不锈钢的在水蒸汽和空气氧化速率650℃的高温氧化实验证明，水蒸汽对18铬系列奥氏体不锈钢的氧化比空气高达约10-20倍，由此可以认为电厂过热器、再热器不锈钢在高温运行时产生的氧化皮，其主要的氧化介质为高温水蒸汽。

5、温度对高温氧化皮的形成影响在高温条件下，金属的氧化速度随温度的升高而加快，在某一温度范围内，金属的氧化速度会突然加快。

对铁基合金而言，在温度升高到某一点时，会产生氧化亚铁相。

氧化亚铁相的氧化速度很快，导致氧化层快速增厚。

在温度超过570℃的条件下，不锈钢氧化的速度逐渐加快，随着温度不断升高，不锈钢的各氧化层会迅速增厚，最外层的三氧化二铁形成连续致密氧化层，在短时间内使得不锈钢的氧化层迅速达到或超过氧化层剥落的临界厚度。

在600℃～620℃之间，金属的氧化速度有一个突变点。

这个突变点表明，不锈钢在氧化过程中随着温度的增加很可能产生了与碳钢相类似的新相。

此时不锈钢的氧化层会迅速增厚。

氧化层达到一定的厚度，就会在运行条件变化（如温度）时剥落，成为氧化皮。

有资料表明，600℃情况下，粗晶粒不锈钢氧化皮需4年达到轻微剥落的临界厚度50um，若是在650℃情况下，1年即可达到该值。

6、氧化层的结构图超温情况下，如T91金属温度超过610℃，在内层会产生不稳定态的Feo出现，这也是低氧分压条件下，高温促进间隙铁离子的大量产生的重要证据。

锅炉高温受热面氧化皮形成机理及防治措施

锅炉高温受热面氧化皮形成机理及防治措施发布时间：2022-01-11T05:17:03.526Z 来源：《当代电力文化》2021年29期作者：侯启聪[导读] 氧化皮是钢铁在高温下发生氧化作用而形成的腐蚀产物，由氧化亚铁、四氧化三铁、三氧化二铁组成。

侯启聪大唐山东电力检修运营有限公司山东青岛 266500摘要：氧化皮是钢铁在高温下发生氧化作用而形成的腐蚀产物，由氧化亚铁、四氧化三铁、三氧化二铁组成。

其中氧化亚铁结构非常疏松，致密性最差极易发生断裂，而四氧化三铁、三氧化二铁结构相对致密，具有一定的保护性关键词：氧化皮；形成原因；防范措施1、氧化皮问题现状及危害锅炉受热面管内氧化皮问题，国际上已经出现和研究了将近50年。

上世纪90年代，超超临界火电机组诞生，蒸汽温度达到600℃ /600℃机组效率达到44-45%，供电煤耗达到280g/kWh，在显示优越经济性的同时，伴随着出现了过热器及再热器氧化皮问题。

亚临界机组正常运行温度（541℃）此时炉内受热面实际温度（ 541℃＋ 50℃＝ 591℃）；超临界机组正常运行温度（571℃）此时炉内受热面实际温度（571℃＋ 50℃＝ 621℃）；经研究蒸汽温度在538 ℃以下，锅炉一般不发生氧化皮剥落的问题，而蒸汽温度在570℃以上时受热面就会发生所生成的氧化皮剥落事故，特别是超临界锅炉不可避免产生氧化皮脱落。

氧化皮主要造成两类安全性问题（1）道的蒸汽侧氧化导致锅炉局部过热，超温爆管，降低机组可用率（2）汽轮机叶片固体颗粒侵蚀（SPE）2、氧化皮生成机理在氧化过程中，金属的氧化是通过氧离子和金属离子的扩散来进行的，金属氧化的本质涉及正负离子的扩散。

正是由于金属及所处反应环境中，离子浓度，化学位，电位的不平衡势差促使了离子的扩散，成为金属氧化的内部原动力。

在高温水蒸气环境下由于蒸汽分解产生的氧分压大于由氧化铁和其他合金氧化物解离产生的氧分压，使得氧离子能比较容易的通过氧化层不断到达内部氧化界面形成铁铬尖晶层，同时金属提供必须的电子和金属离子，从内部扩散穿过氧化层，到达外部界面构成铁磁体层，从而形成初始的双层氧化层。

电厂锅炉高温受热面氧化皮生成剥离机理与运行控制措施

电厂锅炉高温受热面氧化皮生成剥离机理与运行控制措施发表时间：2020-11-25T08:23:01.450Z 来源：《新型城镇化》2020年17期作者：刘涤[导读] 电厂锅炉高温受热面管道内氧化皮生成、脱落是目前国内机组普遍存在的现象国家能源集团广东公司台山电厂广东 529200电厂锅炉高温受热面管道内氧化皮生成、脱落是目前国内机组普遍存在的现象，其危害巨大主要有以下几个方面：1、受热面脱落的氧化皮堵塞受热面管道，引起堵塞的受热面管壁金属超温，最终导致机组强迫停运。

2、氧化皮的逐渐脱落使受热面管壁变薄，管子强度变弱，直至发生爆管。

3、锅炉受热面管道内脱落的氧化皮随着蒸汽流向汽轮机，由于氧化皮为坚固的固体颗粒，再加上蒸汽的高流速高动能，在流经汽轮机时将严重损伤汽轮机通流部分，导致汽轮机通流部分效率降低，严重时必须更换叶片。

锅炉受热面管道内氧化膜的形成有两个时期，一是在受热面管道制造加工过程中形成，一是在机组运行过程中形成。

制造加工过程中氧化膜的形成是在 570℃以上的高温制造条件下，由空气中的氧和管壁金属相结合形成的。

氧化膜分为三层，由钢表面起向外依次为 FeO 、 Fe3O4 、 Fe2O3。

与内管壁金属基体相连的 FeO 层因为结构疏松，晶格缺陷多，当温度低于 570℃时结构变得不稳定，会分解为Fe3O4 和 Fe，破坏了整个氧化膜的稳定性使其容易脱落。

因此新机组投产前，锅炉一定要进行酸洗，全部去除制造加工时形成的易脱落氧化层，并对受热面管壁进行重新钝化，以利于在机组运行时形成良好的具有保护性质的氧化层。

如果酸洗和吹管两个环节不过关，未彻底将管道内易脱落的氧化膜清除干净，那么在锅炉投运后就很难形成致密的、不易脱落的具有保护性质的氧化膜。

这种易脱落的氧化膜在机组投运后产生恶性循环：脱落→氧化→再脱落→再氧化，最终形成大量的氧化皮。

高于 570℃受热面管内壁氧化层结构正常运行中高温受热面管内壁生成氧化膜是个自然的过程，在开始时形成速度很快，一旦形成后氧化速度便变慢了，与时间呈抛物线关系。

高温氧化皮的问题探讨和防治

高温氧化皮的问题探讨和防治梁学斌,何　文,王树伟(天津国华盘山发电有限责任公司,天津蓟县301900)摘　要:随着锅炉运行时间的延长,在锅炉过热器和高温再热器管道内部会逐渐生成氧化皮,氧化皮剥落会堵塞管道引起局部过热,导致过热器、再热器爆管;同时剥落的氧化皮被带入汽轮机,引起固粒侵蚀导致损伤汽轮机叶片,污染水汽品质。

因此采取有效手段在运行中加强对锅炉受热面温度的控制,抑制氧化皮生成和剥落,以及在检修中消除氧化皮的影响,对机组安全运行至关重要。

关键词:氧化皮;温度;剥落中图分类号:T K223.3+2 文献标识码:B 文章编号:100329171(2007)增刊220128203Research and Con trol of H igh Tem pera ture Ox ida tion Sk i nL iang Xue2b in,H e W en,W ang Shu2w ei(T ianjin Guohua Panshan Pow er Generati on Co.L td.,J ixian301900,Ch ina)Abstract:W ith the extensi on of bo iler operati on ti m e,oxidati on sk in could be found bo th in the super heater of bo ilers and the p i peline of h igh-temperature re2heaters.If the oxidati on sk in flakes off,the p i pelines could be blocked,and part of the p i pelines w ould be over-heated,p i pelines of super heaters and re2heaters could be burst.M eanw h ile,if the oxidati on sk in gets into the steam turbine,the turbine blade m igh t be dam aged due to so lid ero si on,and the w ater vapo r can be po lluted.T hus,it is essential fo r the safe operati on of the units to take effective m easures to contro l the temperature of bo iler be-heated surface during operati on,to inh ibit the generating of oxidati on sk in,and to remove the effect caused by oxidati on sk in in reparati on.Key words:oxidati on sk in;temperature;flak ing off0　机组概况天津国华盘山发电有限责任公司(下称盘电)1、2号锅炉是俄罗斯波道尔斯克奥尔忠尼启泽机器制造厂制造的Пп216502252545∗3(П276)型直流超临界参数锅炉,与列宁格勒金属制造厂的K2500224024型汽轮机配套,炉体为单炉膛,炉膛横断面尺寸为23×13.8m。

超超临界锅炉氧化皮的产生和防治

超超临界锅炉氧化皮的产生和防治随着机组容量越来越大，蒸汽参数越来越高，金属在高温环境下不断产生氧化皮。

并伴随氧化皮剥落堆积，造成管壁超温并最终导致锅炉四管爆漏事故。

因此氧化皮的产生和剥落是影响机组安全稳定运行因素之一。

一、氧化皮生成的原因由于高温高压蒸汽具有氧化性，从400℃以上开始具有较强氧化性，500℃-700℃具有最强氧化性，600℃以上氧化速度加快。

500℃以上，奥氏体钢就与水蒸汽发生反应生产氧化层，570℃以上，氧化层中增加了FeO相，材料氧化速度加快。

在600℃-620℃之间，金属氧化速度存在突变点，氧化层迅速增厚，氧化层达到一定厚度，运行条件变化时，容易导致氧化层脱落，成为氧化皮。

氧化皮是高汽温参数带来的副产物。

氧化皮基本是双层结构，内外层厚度相当，外层主要是疏松结构的Fe3O4，内层为致密结构的(FeCr)3O4,其中Cr含量随金属不同而不同。

奥氏体钢只脱落外层氧化皮，内层不易脱落。

铁素体钢内外两层都易脱落，管壁内部运行一段时间容易形成新的氧化皮，造成反复的形成和反复的脱落。

在机组实际运行过程中，锅炉高温过热器、高温再热器长期处于高温状态下，管壁出现短时超温是比较常见现象。

在长时超温和短时超温情况下，管材抗氧化能力大大降低。

加快氧化皮的生产和发展。

二、氧化皮的危害氧化皮的产生和剥落对机组运行的危害：（1）氧化皮剥落阻碍管内蒸汽流动，使壁温大幅升高，金属蠕变胀粗，造成锅炉受热面管壁超温爆管。

（2）氧化皮的绝热作用引起受热面管金属壁温上升，影响管材寿命。

（3）氧化皮对汽轮机产生固体颗粒侵蚀，造成调门、喷嘴和叶片侵蚀损坏。

（4）氧化皮产生容易造成主汽门卡涩，机组停运造成主汽门关闭不严，威胁机组安全运行。

（5）氧化皮剥落容易堵塞疏水管，威胁机组安全运行。

（6）氧化皮剥落造成汽水污染，严重影响汽水品质。

三、氧化皮剥离的原因、条件及机理（1）原因：由于氧化皮的膨胀系数与碳钢和低合金钢接近，但是奥氏体钢的膨胀系数要比氧化皮大很多,大幅度的温度变化将导致金属内应力增大而使氧化皮剥离。

铸件氧化皮产生的原因_概述及解释说明

铸件氧化皮产生的原因概述及解释说明1. 引言1.1 概述铸件氧化皮是指在铸造过程中，由于环境、材料和工艺等多种因素的影响，铸件表面形成一层氧化物覆盖层的现象。

这种氧化皮主要由金属与大气中的氧、水蒸汽反应生成的金属氧化物组成。

铸件氧化皮在许多行业中都是一个重要问题，特别对于需要高精度加工和良好表面质量的领域，如航空航天、汽车制造等。

1.2 文章结构本文将以以下几个部分来讨论铸件氧化皮产生的原因及其影响：- 引言：介绍研究背景及文章结构。

- 铸件氧化皮产生的原因：详细探讨环境、材料和工艺这三个方面的因素对铸件氧化皮生成的影响。

- 铸件氧化皮的影响与问题：分析铸件氧化皮对铸件质量、加工难度以及环境和健康带来的问题。

- 解决铸件氧化皮问题的方法与措施：提出针对性解决铸件氧化皮问题的方法和措施。

- 结论：总结观点和结果，并对未来的研究和应用进行展望。

1.3 目的本文旨在全面、系统地分析铸件氧化皮产生的原因，并讨论其对铸件质量、加工难度以及环境和健康的影响。

同时，本文还将提出解决铸件氧化皮问题的方法和措施，以期为相关领域提供参考和借鉴。

通过深入研究铸件氧化皮现象，能够进一步提高铸造工艺技术水平，减少产品质量问题，并为可持续发展做出积极贡献。

2. 铸件氧化皮产生的原因2.1 环境因素铸件氧化皮的主要原因之一是环境因素。

在铸造过程中，铸件暴露在空气中，与氧气发生反应导致氧化皮的生成。

高温下，铸件表面的金属基体与空气中的氧气发生氧化反应，形成含有金属氧化物的薄层。

此外，工作环境中存在着湿度、灰尘和其他污染物等因素，这些环境条件都会促进铸件表面产生氧化皮。

2.2 材料因素材料本身也是引起铸件氧化皮产生的重要因素之一。

不同类型的金属材料对于氧化反应具有不同的敏感性和抵抗能力。

一些容易被氧化的金属，在高温下容易出现快速反应产生较多的氧化皮。

此外，材料内部的含杂质、夹杂物以及非均匀结构也会增加金属表面与周围环境发生反应形成氧化皮的可能性。

工业锅炉高温受热面氧化皮堵管的成因及应策

摘要：工业锅炉高温氧化皮脱落后会在末级处堆积，这会减少了管道的流通截面，造成堵管进而发生管道爆管。为此，笔者在论述高温受热面氧化皮发生、脱落、堆积的成因的基础上，有针对性的采取了应对措施，使由于高温受热大大减少，有效保证了机组的运行安全性，可供参考
也向双层、多层发展。
高温金属材料ＳＡ一２１３ＴＰ３４７Ｈ为奥氏体不锈钢，当奥氏体不锈钢长期处于高温、高压水蒸汽中时，管子内壁也会氧化。ｃｒ的活性较高，在氧化初期阶段，管子内表面会生成很薄的Ｃｒ２０３氧化膜，这层膜可以阻止管子内壁的进一步氧化，但只有ｃｒ含量高达２０％Ｈ￣，合金表面才会生成致密的氧化膜。随着时间的增长，氧化膜以下的基体相应发生ｃｒ的贫化，在温度、压力剧烈波动情况下，外层氧化皮出现细微的裂纹，Ｆｅ向氧化膜外扩散，大大恶化了其高温下抗氧化能力，氧化速度加快，氧化层也开始向双层、多
２氧化皮的脱落氧化皮的脱落有两个主要条件：（１）氧化层达到一定厚度，通常不锈钢为０．１ｍｍ，铬钼钢为０．２～０．５ｍｍ：（２）温度变化幅度大，速度快，频率高。氧化皮的脱落主要是由于氧化皮与金属基体的热膨胀系数不一样造成的。ｓＡ一２１３ＴＰ３４７Ｈ钢材的膨胀系数在（１ — ２０）ｘｌＯ一６／ ℃，而氧化铁的膨胀系数在９．１ｘｌＯ＿６／ ℃。南于热膨胀系数相差一倍，在温度升高时，氧化皮受拉应力，温度快速降低时，氧化皮受压应力，所以温度剧烈或反复变化时很易产生层发展。裂纹以至于脱落。相对于珠光体钢和马氏体不锈钢虽然抗氧化能力较强，但在高温钢（热膨胀系数（１２ — １４）ｘｌＯ一６， ℃）热膨胀系数时，温度、压力剧烈波动条件下，由于氧化膜与氧化皮比较接近，脱落的几率相对少，这的破裂，氧化速度亦是很快的。就是为什么ＴＰ３４７Ｈ氧化皮更容易脱落的多年研究表明，蒸汽氧化与材质的晶粒原因。度有关，ＳＡ一２１３ＴＰ３４７Ｈ材质要求晶粒度在高温氧化遵循抛物线规则，南于７级以上才能生成Ｃｒ２０３型氧化膜，但目前ＴＰ３４７Ｈ管的氧化皮的热膨胀系数与基体材管材ｆＰ３０４Ｈ、ＴＰ３４７ｈ３的晶粒度多在４－６料的热膨胀系数有较大的差异，在锅炉快速级，晶粒度等级低，无法生成Ｃｒ２０３保护氧启停时，氧化皮容易脱落（几微米就可脱落），化层脱落后使基材暴露在蒸汽中，而抛物线特性

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理

超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落与治理1. 引言1.1 研究背景超超临界锅炉是一种高效节能的发电设备，在电力行业得到广泛应用。

随着运行时间的增长，高温受热面的氧化皮脱落问题逐渐引起关注。

氧化皮脱落不仅会影响锅炉的正常运行，还可能导致事故发生，对设备安全性和稳定性造成威胁。

氧化皮脱落现象的出现主要与高温受热面所受到的工作环境、材料性能等因素有关。

随着超超临界锅炉运行参数的不断提高，高温受热面氧化皮脱落问题变得更加严重。

开展对超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落问题的研究与治理具有重要意义。

为了有效解决超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落问题，需要深入探讨氧化皮脱落的原因、影响以及治理方法。

本文将结合相关理论和实践，对超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落问题进行深入研究和探讨，为提升锅炉设备的安全性和可靠性提供理论和实践支持。

1.2 问题提出如何有效解决超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落问题，成为当前研究的热点和难点。

在实际工程应用中，人们不仅需要深入分析高温受热面氧化皮脱落的原因，还需要探讨有效的治理方法和技术，以确保超超临界锅炉的安全稳定运行。

在这一背景下，本文针对超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落问题进行了深入研究和探讨，旨在为相关工程实践提供有益的参考和指导。

2. 正文2.1 超超临界锅炉高温受热面氧化皮脱落原因分析1. 温度和压力影响：超超临界锅炉运行时，高温高压环境会导致受热面表面发生氧化反应，从而产生氧化皮。

这种氧化反应是由于受热面处于高温高压状态下，氧气与金属表面发生反应形成的氧化物。

2. 热应力影响：超超临界锅炉高温受热面在长时间高温高压作用下，受热面会受到热膨胀和冷缩的影响，导致金属表面产生应力，从而促进氧化皮的脱落。

3. 燃料和燃烧效率影响：燃料的不完全燃烧会导致燃烧产物中含有大量的氧气或氧化物质，这些氧气或氧化物质会对受热面产生腐蚀作用，促进氧化皮的生成和脱落。

4. 气体流动和速度影响：超超临界锅炉中气体流动的速度对受热面产生的氧化皮有着重要影响。

火电厂高温氧化皮的生成及防范措施

火电厂高温氧化皮的生成及防范措施摘要：随着发电机组蒸汽温度和压力的提高，超临界锅炉的效率在大幅度提高，供电煤耗大幅下降；但提高蒸汽参数的同时也遇到了一些技术难题，主要是金属材料在高温、高压下的性能问题，尤其是材料的抗高温腐蚀和高温蒸汽氧化能力。

伴随着超临界机组蒸汽温度的提高，锅炉受热面的材料等级也逐步向高等级方向发展，高温受热面材料的蒸汽氧化及由此产生的一系列问题日益引起关注。

论文关键词：高温氧化；氧化皮；爆管；引言：我厂一期2×600MW超临界机组锅炉为东方锅炉厂第一次引进技术制造的国产超临界滑压运行直流锅炉，锅炉型号DG1900/25.4-Ⅱ1型，单炉膛，一次中间再热，尾部双烟道结构。

本锅炉固态排渣，全钢构架，全悬吊结构露天布置。

采用内置式启动分离系统，带疏水扩容器的启动系统，不设循环泵，汽水分离器分离出来的饱和水直接进入了凝汽器。

我厂锅炉采用东方锅炉股份有限公司与日本日立-巴布科克公司技术合作的前后墙对冲燃烧锅炉，炉膛水冷壁按日立-巴布科克壁温计算、应力分析计算结果选用受热面管及膜式扁钢材质并留有裕度。

过热器及再热器系统的布置方式采用了日立-巴布科克公司典型的布置方式和结构形式，过热器采用辐射-对流型，再热器为纯对流型。

1、金属的高温氧化1.1金属在自然界中总是以热力学最稳定状态的氧化物形式存在。

因为包括贵金属在内，所有金属在常温空气中都是不稳定的，它们与氧发生反应生成表面氧化物膜。

在高温环境中，金属氧化十分迅速，会造成严重的危害。

金属高温氧化不仅仅指金属与氧气反应生成金属氧化物的现象，还包括金属在高温下与含硫、碳、氮及卤族元素气体的反应。

金属的高温氧化有狭义和广义两类，许多工业生成领域中常遇到的是广义高温氧化现象。

（1）狭义高温氧化，指在高温下金属与氧气反应生成金属氧化物的过程，反之，自金属氧化物中夺走氧为还原。

（2）广义高温氧化，指高温下组成材料的原子、原子团或离子丢失电子的过程，反之，获得电子为还原。

600 MW超超临界锅炉高温氧化皮问题分析与防治

设备管理与维修2021翼4（上）600MW 超超临界锅炉高温氧化皮问题分析与防治雷中辉，钟强（华能岳阳电厂，湖南岳阳414002）摘要：某电厂三期600MW 投产初期，一直受锅炉高温氧化皮超标甚至爆管问题的困扰，影响机组的安全稳定运行。

后续电厂通过采取逢停必检、过热器酸洗等系列措施，在锅炉高温氧化皮治理方面了取得了一定成果，可供其他同类型的燃煤机组参考。

关键词：超超临界；奥氏体不锈钢；氧化皮；防治；酸洗中图分类号：TM621.2；TK212文献标识码：BDOI ：10.16621/ki.issn1001-0599.2021.04.490引言目前，锅炉过热器管内壁氧化皮脱落堵塞超温甚至爆管已成为了很多火电厂面临的一个巨大难题，严重影响机组的安全运行，给火电厂带来很大的经济损失。

因此，开展对氧化皮问题的分析与研究并提出相应的防治处理措施就显得非常迫切和必要，这也是很多火电厂和科研院所攻关的课题。

1某超超临界机组概况某大型火电厂三期5#、6#超超临界机组分别于2011年1月和2011年7月投入运行。

锅炉采用乇形布置、一次中间再热、平衡通风、墙式切圆燃烧、固态排渣、全悬吊结构，过热器系统沿蒸汽流程依次为一级低温过热器、二级分隔屏过热器、三级屏式过热器和四级末级过热器，再热器则沿蒸汽流程分成低温再热器和高温再热器两级。

过热蒸汽调温方式以煤水比为主，喷水减温为辅；再热蒸汽则使用调温挡板和燃烧器的摆动来调节温度，同时在低温再热器入口管道上还设置有事故喷水减温器[1]。

（1）末级过热器沿炉宽方向布置有51片管屏，每片管屏由16根管并联绕制而成，根据需要设计了不同规格的管道，主要规格为椎44.5伊7.5mm （SA-213TP347H ）、椎44.5伊8.5mm（A-213S30432）、椎44.5伊9mm（A-213S30432）。

（2）后屏过热器共有32片屏，每片屏由18根管组成，管道材料为213TP347H 、Super304H 和SA-213TP310HCbN ，管径为51.0mm/63.5mm ，平均壁厚8.0~11.5mm 。