Page 81 - 理化检验-物理分册2021年第八期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202108015

锅炉水冷壁过热管穿孔失效原因

李荣之,王建元,欧红燕,张全新

( 重庆钢铁研究所有限公司,重庆 400084 )
摘 要: 某发电机组的锅炉水冷壁自投入使用以来, 多次发生过热管穿孔失效事故。采用宏观
观察、 化学成分分析、 拉伸性能试验、 硬度测试、 金相检验等方法对过热管的穿孔失效原因进行分

析。结果表明: 失效过热管长期处于 450 ℃ 以上的高温状态, 局部区域管壁温度达到 600 ℃ , 使过
热管长期承受高温及氧化腐蚀作用, 过热管的珠光体组织发生明显球化, 局部完全球化, 沿晶界存
在较多游离渗碳体, 显微组织的恶化使过热管的强度和力学性能下降; 被腐蚀减薄的过热管在管内
压力作用下膨胀变形, 最终导致过热管穿孔失效。
关键词: 锅炉水冷壁;过热管;氧化腐蚀;穿孔;珠光体球化

中图分类号: TG115.2 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2021 ) 08-0065-04

PerforationFailureCausesofSu p erheatPi p eforBoilerWaterWall

LIRon g zhi WANGJian y uan OUHon gy an ZHANGQ uanxin

Chon gq in g IronandSteelResearchInstituteCo Ltd Chon gq in g400084 China

Abstract : Sincethewaterwallofag eneratorsetwasp utintouse , thesu p erheatp i p ep erforationfailure

accidentsoccurred man ytimes.The p erforationfailurecausesofsu p erheatp i p e wereanal y zed b y meansof

macrosco p icobservation , chemicalcom p ositionanal y sis , tensilep ro p ert ytest , hardnesstestand metallo g ra p hic

examination.Theresultsshowthatthefailuresu p erheat p i p ewasinthehi g htem p eraturestateabove450 ℃fora

lon g time , andthelocalwalltem p eraturereached600℃ , whichmadethesu p erheat p i p eenduredhi g htem p erature

andoxidationcorrosionforalon g time.The p earlitestructureofthesu p erheat p i p ewasobviousl y s p heroidizedand

p artiall y com p letel y s p heroidized , andthereweremorefreecementitealon g the g rainboundar y .Thedeteriorationof

themicrostructuremadethestren g thandmechanical p ro p ertiesofthesu p erheatp i p edecrease.Thecorrodedand

thinnedsu p erheat p i p eex p andedanddeformedundertheactionof p ressureinthep i p e , whicheventuall y ledtothe

p erforationfailureofthesu p erheat p i p e.

Ke y words : waterwallofboiler ; su p erheat p i p e ; oxidationcorrosion ; p erforation ; s p heroidizedp earlite
某公司垃圾焚烧发电机组的锅炉水冷壁过热管 管内蒸汽通过水冷壁过热管进行热交换。为了查找
自投入使用以来, 多次发生穿孔爆管事故, 每次都是 锅炉水冷壁过热管穿孔失效原因, 避免再次出现此
采取紧急措施对钢管穿孔部位进行堆焊修补, 每次 类问题, 笔者对失效过热管进行了取样检验, 并结合
发生穿孔的部位不同, 穿孔造成锅炉水管泄漏, 严重 过热管的服役环境和检验结果对过热管失效的原因
影响机组安全稳定运行。失效锅炉水冷壁过热管的 进行了分析。
材料为 20G 钢, 管规格为 38 mm×3.5 mm , 钢管

ϕ
成型工艺为热轧, 热处理状态为正火。管内介质为 1 理化检验

水和过热蒸汽, 压力为 4.78MPa , 温度约 400 ℃ , 管 1.1 宏观观察

外为高温烟气, 炉内烟气温度约800℃ , 高温烟气和 先对两种钢管样件进行对比分析, 一种是较为
完好的原样管( 远离高温烟气), 另一种为已发生明
收稿日期: 2021-04-13
显穿孔的失效过热管( 靠近高温烟气), 如图 1 所示。
作者简介: 李荣之( 1970- ), 男, 高级工程师, 主要从事金属材料
发生穿孔的失效过热管有两件, 其中一件有明显穿
的应用与研究, 35803684@ qq .com
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