氧化皮成因

氧化皮成因

Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

氧化皮生成原因：高温蒸汽管内壁生成氧化膜是个自然的过程，开始时氧化膜形成很快，一旦膜形成后氧化速度便减慢了。但随着运行时间的增加，在超温或温度、压力剧烈波动等情况下，由于管子母材和氧化膜不同的热膨胀能力，金属表面的氧化膜会产生裂纹，裂纹的存在使得基体金属直接暴露于氧化环境之中，加速了氧化的进程，氧化层也开始向双层、多层发展。

高温过热器材料 SA 213TP3476H为奥氏体不锈钢，当奥氏体不锈钢长时间处于高温高压的水蒸汽中时，管子内壁会自然的氧化。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Cr2O氧化膜，这层氧化膜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，氧化膜以下的基体相应地发生 c r 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向氧化膜外扩散，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。氧化皮的生长速度与温度有着密切的关系。一般说来，在某个温度段 ( 565 ~595℃)，温度越高，氧化皮生长速度越快，而锅炉主蒸汽温度为 5 7 1℃，在该温度下运行，管内壁氧化皮就会生长。高温氧化遵循抛物线规则进行，而T P347 H管的氧化皮的热膨胀系数与基体材料的热膨胀系数有较大差异，在设备快速启停

时，氧化皮容易脱落 ( 几微米就可脱落) ，脱落后使基材暴露在蒸汽中，而抛物线特征为初期氧化速度极快，导致反复脱落，反复氧化，氧化速度加快，并且脱落的氧化皮反过来也降低此处管材的蒸汽流量，使其容易超温，并使管子氧化速度显着增加。

氧化皮脱落原因随着机组运行时间的延长，氧化膜的厚度增加，在锅炉的频繁启动、停炉或升降负荷过程中，管子温度变化幅度很大，由于母材和氧化膜的热膨胀能力不同，基体会对表面的氧化膜产生拉或压的作用，这些作用都会导致氧化膜开裂。SA213TP3476H钢材的膨胀系数一般在 ( 1 6 ~2 0 )×1 0／℃，而氧化铁的膨胀系数一般在×1 0 ／℃。由于膨胀系数的差异，在多层氧化层达到一定厚度，加上温度发生变化尤其是剧烈或反复变化，氧化皮很容易从金属本体剥离。

氧化皮聚积原因首先剥离的氧化皮在U型弯的底部停滞，由于机组启动时的蒸汽流量较小，无法将其带走。脱落的氧化皮不断的积聚，数量较多时，即便机组启动后有了较大的蒸汽流量，也很难对其产生扰动并带走，被堵塞的管子壁温会异常升高，严重时会造成短期超温爆管。锅炉停运冷却过程中，部分蒸汽凝结成水后积于过热器U型管下部，淹没了剥落的氧化皮，随着 U型管底部积水逐渐的自

然蒸发，氧化皮一层紧贴一层，聚积成核状，堵死了高温过热器流通截面。