锅炉高温过热器爆管原因分析

炉内四管 （ 过热器管 、 再热 器管、 水冷壁 管、 省煤 器 管） 事故 占锅 炉 监 检 事故 的 ２３左 右 。随 着 火 电机 ／ 组参数的提高和容量的增加 ， 这类 四管失效事故有 上升 的趋 势 ， 重影 响 了机 组 的安全 运行 ， 严 由此 造成 了巨大的经济损失。 炉 内四管是 锅炉 内部 的主要 结构 ， 长期 在 火焰 、 烟气、 飞灰等十分恶劣的使用环境介质中运行 ， 在服 役过程中会发生系列材料组织与性能的变化 ， 这些 变化涉及蠕变、 疲劳 、 腐蚀 、 冲蚀等复杂机理 ， 由此引 起的失效方式达 ２ 种… 。因此 ， ３ １ 找出真正的失效原 因是选择适当解决方法的关键。２０ 年 １ ， ０６ 月 柳州 电厂 １ 号炉高温过热器管发生爆漏事故。该炉系武 汉 锅炉 厂 制 造 的 ２０ＭＷ 机 组 ６ ０ｔｈ超 高 压 、 ０ ７ ／ 一 次中间再热 自然循 环汽包煤粉锅炉 ， 过热蒸 汽温度 ５０ 过 热蒸 汽压力 ｌ ． ａ 高温过热器共 ５ ４＂ Ｃ， ３ ７ＭＰ ， ８ 排， 所用材质有钢 １２ １Ｃ２ ０ （２ ｒ Ｍ ｎ ｉ） Ｔ １爆 Ｂ 和 ９， 漏部位的管子材质为钢 １２ ０ 。笔者 从宏观、 材质成 分及组织 、 机械性能等方面对爆管失效原因进行 了 探讨 ， 同行参考。 供
～
口 背面（ ４ 、 图 ） 距爆 破 口约 ３０ＩＴ 的向火侧 （ ０ Ｉ ＴＩ Ｉ 图
５、 ）背火侧（ ６ 分别取样进行显微组织检验和内、 图 ）
外壁氧化层厚度检查。 了进行 比较分析 ， 为 在邻 近
收稿 日期 ：０ ６ ６ ２ 修回 日期 ：０ ６一Ｏ ２ ０ 一ｏ —０ ； ２０ ８一Ｏ ３
２ 宏观检查分析
现场 检查 发现 该 过 热 器 右 起第 １至 ２ ０排 中下 部呈 深黑 色 ， 向火 侧 有 较 厚 的焦 垢 （ ２ ＩＩ， 约 ～３ＩＴ Ｔ ） Ｉ
４ 显微 组织检验
在爆 破 管段 （２一１的爆 破 口边 缘 （ ３ 、 破 １ ） 图 ）爆
垢下高温腐蚀 明显 ； 管外壁氧化层厚度约为 ０ ２ ．～ １０１Ｔ 并有不规律的剥落 ， ． ＴＩ Ｉ ， Ｉ 氧化层表 面存在众多 轴向小裂纹 ； 部分管段有胀粗现象 ， 管径胀粗至４ ． ３８ ４ ． Ｉ ， 粗 量达 ４ ２ －６ 爆破 管位于右 ４ ５ＩＴ 胀 ＴＩ Ｉ ．％－ ％；
一 一
图 １ 爆破管段现场照 片 图 ２ 爆 口岩观照片
３ 材质成分确认
取爆破管段 （ 编号 １ —１下 同） ２ ， 及邻近管段第 １ 排第 ４ （ ３ 根 编号 １ —４ 下 同） ３ ， 进行材质化学成分 分析， 结果符合 Ｇ ５ １ —１９ （ Ｂ ３０ ９５ 高压锅炉用无缝钢 管》 １Ｃ２ ＷＶ ｉ 中 ２ ｒＭｏ ＴＢ的要求。检验０ ０ ７年第 １ 期
锅炉高温过热器爆管原 因分析
Ｃａ ｓ ａ ｙ ｉ ｆＰｉ ｅ Ｅｘ ｌ ｓｏ ｎ Ｈｉ ｈ Ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｕ ｅ ｈ ａ ｅ ｎ Ｂ ｉ ｒ ｕ ｅ Ａｎ ｌ ｓｓ ｏ ｐ ｐ ｏ ｉ ｎ ｏ ｇ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ Ｓ ｐ ｒ ｅ ｔｒ ｉ ｏ ｌ ｅ
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２０ ０ ７年 第 １期
广西 电 力
管段（３ ４ 的向火面（ ７ 及背火面（ ８ 也取样 １— ） 图 ） 图 ）
进行显微组织检验 。检验结果见表 ２ 。
比较不同取样部位的显微组织形态 ， 可见 由于 温度造成 的组织差异 。
图 ３ （２ Ｋ） １ —１
图 ４ （２ Ｋ １ —１ Ｂ）
图 ５ （２ Ｘ） １ 一Ｉ
图 ６ （２ Ｂ） １ —１ 表 ２ 金相组织检验结果表
图 ７ （３—４ １ Ｘ）
图 ８ （３—４ ） １ Ｂ
②局部存在长时超温。从高温过热器管排 的宏 观检查发现 ，～２ 排向火面结焦及氧化层较厚 ， １ ０ 达 １０ｉｒ， ． Ｙｎ且氧化层上存在大量轴 向裂纹 ， 下高温 ｌ 垢 腐蚀现象 明显 。较厚的氧化层 严重影响管子传热 ， 造成 局部 超 温 。 ③爆 口外观形貌符合短时过热特征。 ④对爆破管段及邻近管段 的显微组织 、 力学性 能进行比较分析 ， 爆破管段（２ ） １ —１组织发生相变及
刘 桂 婵
ＬＩ Ｇｕ—ｈ ｎ Ｕ ｉ ａ ｃ
（ 西电力试验研究院有 限公 司 ， 广 广西 南宁 ５ ０ ２ ） ３ ０３
摘要 ： 锅炉 四管爆漏事故严重影 响了机组 的安全运行 和经济效益 。文章从宏 观检查 、 材质金相显微 组织检验 、 学性能 力 分析 结果 阐述了柳 州电厂 １号炉 高温过热器管发生爆 漏事故的原因 ， 并提出了预防和处理措施。
起第 １ 排前起第 １ （ ２ 根 夹管）距下弯头约 ５０ＩＴ ， ０ Ｉ ＴＩ Ｉ 处向火侧 ， 爆漏蒸汽喷射使附近多根管子受损（ 见图 １ ； 口张开呈喇叭状 ， ）爆 边缘明显减薄 ， 内壁光滑， 管 子呈 ９。 形 ； ０变 距爆 口约 １０ＩＩ 处 上 、 两 端外 壁 ０ ＩＩ ＴＴ 下 氧化层较厚 ， 存在众多轴向裂纹（ 见图 ２ 。 ）
关键词 ： 高温过热器管 ； 爆管原 因 ； 防； 预 处理措施 中图分类号 ： Ｋ ２ ． 文献标识码 ： 文章编号 ：６ １ ３ ０ ２ ０ ）１ ０ ８—０ Ｔ ２３３ Ｂ １７ —８ ８ （０７ ０ —０ ５ ２
１ 引 言
锅炉管的爆漏问题长期 以来一直是导致国内外
火 电机 组强 迫停 机 的 主要 原 因 。据 国 内粗 略 统 计 ，
表 １ 化学成分分析结果表
编号 Ｃ Ｓ Ｓ Ｍｎ Ｐ ｉ Ｃ Ｍｏ Ｖ Ｔｉ ｒ
１ ２—１ ０． ９ ０． ５ ０． ４ ０ ０１ ５ ０． １ ０． ４ ． ８ ６ ０１ １ ８ ０． ６ ５ ０． ４ ３ ０． ３ １ １ ３—４ ０． ３ １ ７０． ０５ ０． ４ ０ ５ ０．０ ０． ２ １ ９ ０． ７ ６ ０ ２ ．３ ５ ０． ７ ３ ０． ２ １