Page 79 - 理化检验-物理分册2021年第二期

韩志远: 某热电厂 600MW 锅炉水冷壁管开裂原因

表 1 锅炉水冷壁参数 对开裂管子中间原始裂纹部位进行解剖, 宏观

Tab 1 Parametersoftheboilerwaterwalltube
形貌如图 2 和图 3 所示。由图 2 和图 3 判断管子裂
参数 内容
型式 膜式 纹断面上部为原始缺陷, 裂纹深度为0.5~3mm , 下
管径 / mm 66.7 部为裂纹扩展区域, 裂纹从管子外壁起始一直向内
数量 / 根 812 壁扩展。从裂纹形态推测该裂纹属于原始管材的轧
材料 20G 钢
工质出口温度 / ℃ 389 ( 最大连续工况), 382 ( 最经济连续工况) 制裂纹。 管 子 裂 纹 从 中 间 部 位 开 裂, 开 口 宽 度 约

1.5mm , 长度约 400mm , 从裂纹的开裂宽 度 推 测
新 更 换 的 水 冷 壁 下 集 箱 放 水 管 的 规 格 为

原始裂纹长度约为 200 mm , 两端的裂纹为裂纹在

ϕ 42mm×6mm , 发生开裂部位距管端2m , 锅炉炉
扩展过程中拉裂导致的。
管的具体布置见图 1 。

图 1 开裂水冷壁管位置示意图

Fi g 1 Schematicdia g ramoflocationofthecrackedwaterwalltube

图 2 开裂管段宏观形貌 图 3 开裂管段纵剖断口宏观形貌

Fi g 2 Macromor p holo gy ofthecrackedtubesection Fi g 3 Macromor p holo gy oflon g itudinalfractureofthecrackedtubesection
1.2 化学成分分析 水冷壁管和发生开裂的水冷壁管进行化学成分分
水冷壁放水管材料为 20G 钢, 水冷壁放水管采 析, 结果如表 2 所示。由表 2 可知, 水冷壁管化学成
用冷拔制造工艺生产并进行了热处理。材料的化学 分符合 GB / T5310-2017 《 高压锅炉用无缝钢管》

成分是保证材料使用性能的前提, 因此分别对新的 中对 20G 钢的成分要求。
表 2 水冷壁管的化学成分( 质量分数)

Tab 2 Chemicalcom p ositionsofthewaterwalltube massfraction %
元素 C Si Mn S P Ni Cu Cr
开裂水冷壁管实测值 0.19 0.23 0.44 0.007 0.013 0.02 0.02 0.02
新水冷壁管实测值 0.19 0.24 0.43 0.007 0.013 0.002 0.002 0.002
标准值 0.17~0.24 0.17~0.37 ≤2.00 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.25 ≤0.25 ≤0.25
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