一台燃生物质锅炉锅筒局部腐蚀原因分析

MECHANICAL ENGINEER

一台燃生物质锅炉锅筒局部腐蚀原因分析

黄耀昌，谭乐兵，卢忠铭，刘课秀

(广州特种承压设备检测研究院，广州510900)

摘要：广州某饲料有限公司一台在用锅炉型号:SZL4-1.25-T,投入使用3a后在内部检验时发现锅炉上锅筒水侧出现多处不同程度的腐蚀凹坑，最大腐蚀深度约10 m m。对该锅炉进行了现场勘查，并提取锅筒腐蚀产物、锅炉给水等样品进行实验室检测,分析腐蚀原因，得出结论，提出处理方法以及防护措施。

关键词：腐蚀凹坑;氯离子;腐蚀产物;金相组织;失效分析

中图分类号:TK 223.32 文献标志码:A文章编号：1002-2333(2017)10-0145-03

C ause A nalysis o f P artial C orrosion o f a Biom ass B u rn in g B o iler C ylin d er

H U A N G Y a o ch a n g,T A N L eb in g,L U Zh on gm in g,L IU K exiu

(Guangzhou Special Pressure Equipments Testing institute,Guangzhou 510900, China)

A bstract：After three years of operation,a boiler was found that there were many corrosion pits in the water side of the boiler barrel.The maximum corrosion depth is about 10mm.In this paper,the boiler was surveyed and the samples of boiler corrosion products and boiler feed water were extracted to test the corrosion causes,and the treatment methods and protective measures are put forward.

K ey words：corrosion pits;chloride ion;corrosion products;microstructure;failure analysis

1锅炉参数

锅炉参数见表1。

表1锅炉参数

参数指标

型号 SZL4-1.25-T

额定蒸发量/(f h-1)4

结构形式 双锅筒纵置式链条炉 额定蒸汽压力/MPa 1.25

制造完成日期 2011年11月

额定蒸汽温度/益 193

制造单位 无锡某锅炉有限公司 锅筒材料/规格 Q245R/516 m m

图1上锅筒水侧腐蚀凹坑密集区图2上锅筒水侧最深腐蚀坑2现场勘查及检验

2.1现场勘查情况

现场勘查发现，

该锅炉上锅筒水侧

出现多处不同程度

的腐蚀凹坑，见图

1。其中在上锅筒后

起第2条环焊缝底

部偏右侧约150 mm

处，有最大腐蚀凹坑

面积约50m m伊50

m m，深约 10.0 m m，

见图2。腐蚀坑上的

腐蚀产物为疏松状

褐红色块状物，见图

3。

现场查看发现，

该锅炉水处理采用

浮动床软化水处理，

软水箱采用不锈钢

材质，但箱体顶部敞

口（未上盖），见图

4。从水箱底部取样

时，水箱内有明显的

悬浮物，静置2 m in，

底部有明显沉淀物。

2.2锅炉水质检查

查阅该锅炉检验资料，该炉曾于2015年3月16日

内部检验时发现锅炉存在局部腐蚀，其中2015年6月以

来的水质检测报告显示锅炉水质均不合格。发生严重局

部腐蚀前，该锅炉的锅水抽样检测情况见表1，由表可知

锅水的溶解固形物浓度长期超过1.5倍标准最高允许值，

(a)2015年3月锅筒水侧内壁（b)2016年8月锅筒水侧内壁

腐蚀产物 腐蚀产物

图3腐蚀产物

图4软水箱顶部敞口

网址: 电邮：hrbengineer@ 2017 年第10 期|14

5

该设备上锅筒内侧测厚示意图中，d 、@为腐蚀凹坑测点，2、3、

4、为腐蚀凹坑周围测点

图5锅筒局部腐蚀部位剩余壁厚测定部位示意图

A 向

图6锅筒局部腐蚀部位硬度测定部位示意图

表1失效锅炉近期锅水检测结果

项目

标准值

检测时间G B /T 1576-2008 2015 年 8 月 2015 年 11 月 2016 年 4 月 2016 年 6 月

溶解固形物/(m g .L -1)臆3500 6515 5352 3476 5957全碱度/(m m o l .L -1) 6.0耀24.0 5.9 13.2 10.1 13.7P 碱度/(m m o l . L -1) 4.0-16.0 3.8 10.0 7.7 10.7pH (25益)

10.0-12.0

11.1 11.8 11.5 11.8P 〇43-/(mg*L -1) 10.0-30.0 135.7 87.6 39.9 46.8S 〇32-/(mg*L -1) 10.0-30.0 11.4 25.0 3.6 0.5相对碱度 <0.20 0.01 0.05 0.06 0.05氯离子/(m g .L -1) <500(参考值）2213.8

1666.8 1532.6 1867.6固氯比 -- 2.9 3.2 2.3 3.2排污率/% 臆10.0 0.6 0.7 0.6

0.9

浓缩倍数

逸10.0

166.7

142.9

166.7 111.1

氯离子浓度超出参考值近4倍，磷酸根浓度偏高（约为

1.5倍标准最高允许值），亚硫酸根偏低(仅为最低要求值

的5% )，锅水排污率较低(约为0.7%)。

2.3壁厚测定

对锅筒局部腐蚀部位进行剩余壁厚测定，位置示意 见图5,结果见表2,锅筒局部腐蚀壁厚减薄明显。

2.4硬度测定

为了解锅筒局部腐蚀部位的硬度变化情况，对锅筒

表2锅筒局部腐蚀部位剩余壁厚测定结果腐蚀部位及其

舭邻区域进行

硬度测位置壁厚/m m 位置壁厚/m m 位置壁厚/m m 1(腐蚀坑）8.9816.21516.2216.2916.31616.3316.11016.21716.2416.11116.11816.1516.21216.21916.1616.31316.320

16.2

7

16.2

14

16.1

21(腐蚀坑）6.1

表3锅筒局部腐蚀部位硬度测定结果位置

硬度值/HBHLD

位置硬度值/HBHLD

1 12641272

122

5

135

3 131——

定，检测部位示意见图6,硬度测定结果详见表2。硬度

测定结果表明，腐蚀坑舭邻区域筒体母材硬度未见异常 (根据GB/T 1172-1999黑色金属硬度及强度换算值标准 计算，Q 245R 硬度控制范围为120~140 H B )。

2.5金相检验

对锅筒腐蚀坑进行金相检验，检验部位示意见图7。 金相检验结果表明，腐蚀坑区域筒体母材组织为F +P ，珠 光体片层结构清晰可辨，未见异常，见图8。

2.6腐蚀产物X R D 物相分析

对锅筒腐蚀坑上的产物取样进行物相分析，样品见图 3，结果表明腐蚀产物主要由Fe 2〇3、Fe 3〇4组成，见图9。

3

壁厚计算分析

按照GB /T 9222-2008《水管锅炉受压元件强度计算》

对锅筒腐蚀减薄处进行强度校核计算。

有关参数:P =1.25 M Pa ;n =900mm ;；>m i n =0.70;t b l =250 ; 取值[o ]=147x 0.9=132.3 M Pa ;;=0.9。

实测腐蚀深度10.0 m m ，凹坑边缘最小壁厚为16.1

m m ，剩余壁厚 S y =16.1-10.0=6.1 mm 。

该锅炉2013年首次内部检验至今，使用3 a 腐蚀速 率〔1=10.0/3=3.33 mm 。按2 a 进行内部检验周期，，1=2x

3.33=6.66 m m ，代人公式计算。

计算公式：

-=

职+辆啦；

（1)5L =PXD n /2U ■]-

;

(2)

’―=S l + 1。

⑶计算过程：少腿=1.25伊(900+6.1)/2伊132.3x 6.1=0.70; ；y =

16.1-10.6=6.1 m m ；L =1.25x 900/2x 0.70x 132.3-1.25=6.12

A 向

图7锅筒局部腐蚀部位金相检验部位示意图

(a )锅筒内壁母材腐蚀坑100x ( b )锅筒内壁母材腐蚀坑500x

图8锅筒内壁母材腐蚀

后人孔

前人孔

前人孔

后人孔

①

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146 I 2017 年第 10 期网址： 电邮：

hrbengineer@