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钱 锟: 循环流化床锅炉埋管泄漏原因分析

１．６ 水垢 X 射线衍射分析 质的冲刷磨损作用, 延长埋管的使用寿命.当管壁
在埋管泄漏点附近取适量水垢进行 X 射线衍射 产生球化及脱碳现象时, 管壁的屈服强度下降, 因此
( XRD ) 分析, 水垢呈灰白色. XRD 分析结果见图１４ , 在防磨环间隙处会出现向外凸起变形现象, 同时其
. 外表面硬度及耐磨性急剧下降, 在炉膛内燃烧介质
表明埋管内壁水垢主要成分为 CaSO ４ 和 CaCO ３
的冲刷作用下, 管壁不断减薄 [ ８ ] .
埋管内外壁介质中均存在大量的硫、 氯等腐蚀
性元素, 当管内发生电化学腐蚀时, 硫、 氯元素的存
在会加大其腐蚀速率, 缩短埋管使用寿命 [ ９ ] .

３ 结论及建议

( １ )该循环流化床 锅 炉 埋 管 下 弯 管 段 水 垢 过
图 １４ 水垢 XRD 谱 厚, 严重降低了管壁热交换效率, 导致外壁长期处于
Fi g 敭１４ TheXRDp atternofthelimescale 超温状态, 产生珠光体球化、 脱碳现象, 严重降低了
２ 分析与讨论 管壁的强度及硬度, 促使管壁变形、 减薄, 从而导致
其发生早期泄漏失效.
埋管的 化 学 成 分 符 合 GB / T６９９－１９９９ 中 对 ( ２ )埋管防磨环间隙( 环向、 轴向) 过大, 下弯管
２０ 钢成分的技术要求; 埋管材料纯净度良好, 显微 段受炉膛内介质冲刷作用较大, 加大了埋管的壁厚

组织为铁素体 ＋ 珠光体, 铁素体晶粒度级别为 ９．５ 减薄速率.
级, 球化级别为 ２ 级( 倾向球化), 未见异常, 表明埋 ( ３ )埋管内外壁含有大量硫、 氯等腐蚀性元素,
管原材料及弯管制作工艺无异常. 会缩短其使用寿命, 但在该埋管泄漏失效中, 此并非
埋管泄漏位置均位于下弯管段弯曲圆弧面, 由 为主要因素.
于结构原因, 该部位易于聚集冷却水中的污垢.经 ( ４ )建议严格控制 埋 管 冷 却 系 统 中 的 杂 质 成
与现场管理人员核实, 该冷却水系统中曾混入些许 分, 避免大面积结垢现象出现, 并定期对冷却水进行
生产物料, 但一直未清洗或更换.从而在该部位集 检验; 加强埋管防磨环焊接工艺控制, 尤其是在弯管
聚水垢层厚达 ２~３ mm , 较其他部位厚 ４ 倍以上. 段薄弱部位; 降低介质中腐蚀性元素的含量, 降低腐
经 X 射 线 衍 射 分 析 确 定 水 垢 层 的 主 要 成 分 为 蚀对埋管寿命的影响.
.
CaSO ４ 和 CaCO ３
资料 表 明, ２０ 钢 在 ３００ ℃ 时 的 导 热 系 数 为 参考文献:
４８W m K , 而水垢中 CaSO ４ 和 CaCO ３ 的导热 [ １ ] GB / T６９９－１９９９ 优质碳素结构钢[ S ] ．
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系数 分 别 为 ０．５８~２．９０ W m K 和 ０．５８~ [ ２ ] GB / T１０５６１－２００５ 钢 中 非 金 属 夹 杂 物 含 量 的 测
６．９６W m K , 因此水垢层严重阻碍了埋管中水 定———标准评级图显微检验法[ S ] ．
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与炉膛内介质的热交换 [ ５ ] .故在工作过程中, 下弯管 [ ３ ] GB / T６３９４－２００２ 金属平均晶粒度测定方法[ S ] ．
段( 泄漏部位) 较其他部位易产生温度升高现象. [ ４ ] DL / T６７４－１９９９ 火电厂用 ２０ 号钢珠光 体 球 化 评
金相分析结果表明, 下弯管段( 泄漏部位) 外壁 级标准[ S ] ．
出现脱碳、 完全球化现象, 局部晶粒长大, 表明其在 [ ５ ] 殷伟俐 ． 电站锅炉水冷壁管失效分析[ J ] ． 理化检验 Ｇ 物
(
工作过程中局部温度超过相变临界点温度 A c１ 约 理分册, ２００９ , ４５ ( ９ ): ５６７Ｇ５６９．
[ ６ ] 沈美华, 祝新伟, 潘 金 平, 等 ． 电 站 锅 炉 热 管 常 见 泄 漏
７５０ ℃ ).长期在高温的作用下, 珠光体中的层片状
原因及 主 要 特 征 [ J ] ． 理 化 检 验 Ｇ 物 理 分 册, ２０１３ , ４９
渗碳体不断分解, 变成短棒状、 球状, 分布于铁素体
( ８ ): ５３３Ｇ５３７．
基体及晶界处, 并不断聚集长大.球化及脱碳严重
[ ７ ] 刘广兴, 犹公, 张虔, 等 ． 锅 炉 冷 灰 斗 水 冷 壁 管 泄 漏 原
降低了管壁的抗拉强度、 屈服强度、 硬度及耐磨性等
因分析[ J ] ． 理化检验 Ｇ 物理分册, ２０１３ , ４９ ( ２ ): １１９Ｇ１２２．
性能, 硬度检测结果显示下弯管段外壁硬度较上弯 [ ８ ] 桂立丰 ． 机械工程材料测试手册( 物理金相卷)[ M ] ． 沈
管段硬度降低了 ３６％ , 且相对于该部位内壁硬度降 阳: 辽宁科学技术出版社, １９９９．
[ ６Ｇ７ ] [ ９ ] 翟海舟 ． 锅炉底板裂缝泄漏失效分析[ J ] ． 理化检验 Ｇ 物
低了 ３１％ .
埋管外壁规则分布的防磨环, 可减缓炉膛内介 理分册, ２０１３ , ４９ ( ４ ): ２５５Ｇ２ ５９．
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