Page 83 - 理化检验-物理分册2021年第八期
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李荣之, 等: 锅炉水冷壁过热管穿孔失效原因
图 2 不同过热管的非金属夹杂物形貌 图 4 失效管的显微组织形貌
Fi g .2 Mor p holo gy ofnon-metallicinclusionsinthedifferent Fi g .4 Microstructuremor p holo gy ofthefailure p i p e
a atlowma g nification b athi g hma g nification
su p erheater p i p es
a theori g inal p i p e b thefailure p i p e 过热蒸汽。水冷壁过热管吸收炉膛高温火焰或烟气
的辐射热量, 同时降低炉墙温度, 保护炉墙。锅炉水
冷壁过热管的工作条件比较恶劣, 除了承受高温高
压作用外, 还受到工作介质和烟气的腐蚀, 容易造成
过热管爆管失效, 发生泄漏, 锅炉水管一旦泄漏将严
重影响机组安全稳定运行。
从以上理化检验结果来看, 过热管的化学成分
符合 GB / T5310 — 2017 对20G 钢管的要求, 过热管
的力学性能、 非金属夹杂、 晶粒度级别等指标也未见
异常, 均符合标准规定。由金相检验结果可知, 失效
过热管晶粒已明显粗化, 同时珠光体已发生明显球
化, 局部区域已完全球化, 沿晶界存在较多的颗粒状
和片状游离渗碳体, 这说明失效过热管长期受到高
温作用, 使碳化物发生球化, 珠光体形成团状, 晶粒
也逐渐长大 [ 1-3 ] 。由失效过热管与原样管的硬度测
试结果可知, 失效过热管长期经受高温作用, 其显微
组织已经 球 化 和 粗 化, 因 此 硬 度 也 明 显 低 于 原 样
图 3 原样管的显微组织形貌 管 [ 4 ] 。同时, 失效过热管的钢管外壁及鳍片处氧化
Fi g .3 Microstructuremor p holo gy oftheori g inal p i p e 现象较为严重, 管壁明显减薄, 说明失效过热管长期
a atlowma g nification b athi g hma g nification
承受氧化腐蚀作用 [ 5 ] 。
该锅炉水冷壁过热管的材料为 20G 钢, 一般来
2 分析与讨论
说, 这种材料在工作温度 450 ℃ 以下长期工作是比
水冷壁过热管是锅炉的主要受热部件, 由数排 较安全的, 当超过该温度时, 其显微组织将发生明显
钢管组成, 分布于锅炉炉膛四周, 管内为流动的水或 改变, 强 度 也 将 下 降。 20G 钢 管 长 期 处 于 450~
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