Page 37 - 理化检验-物理分册2023年第四期
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张志达, 等: 锅炉水冷壁腐蚀爆管原因
结果如表1所示。试样的抗拉强度、 屈服强度均满 口进行分析, 爆口内壁微观形貌如图3所示, 内壁附
足 ASMESA-210 / SA-210M 《 锅炉和过热器用无缝 近覆盖一层颗粒状结晶物, 局部可见白色块状沉积
中碳钢管》 标准要求, 试样向火面的力学性能略低于 盐。腐蚀产物层较疏松, 可见孔洞及裂纹, 存在脱落
背火面。 开裂现象, 腐蚀产物脱落后, 基体可见条状裂纹。
表1 爆管试样的力学性能测试结果 对位置1处的腐蚀产物层表面白色沉积盐区、
试验 抗拉强 屈服强 断面收 冲击吸 位置2处的腐蚀坑区进行能谱分析, 结果如图4所
项目
温度 / ℃ 度 / MPa 度 / MPa 缩率 / % 收能量 / J 示。由图4可以看出: 位置1处含有 Ca 、 P 、 O 等元
1 试样向火面实测值 25 520 340 32 38 素; 位置 2 处含有 Fe 、 O 、 S 等元素, 同时含有 Ca 、
#
2 试样背火面实测值 25 544 337 35 36 M g Na等元素。在内壁取腐蚀坑处的白色水垢进
、
#
标准值 10~35 ≥485 ≥275 ≥28 - 行 X 射 线 衍 射 分 析, 发 现 腐 蚀 产 物 层 主 要 为
、 、 、 等的组成物, 确认该白
Fe 3O 4 Fe 2O 3 Al 2O 3 SiO 2
1.4 扫描电镜及能谱分析 色沉积盐为羟基磷灰石 [ 8 ] 。
采用 Quanta400HV 型扫描电镜( SEM ) 对爆
图3 爆口内壁微观形貌
2 综合分析
2.1 爆管原因分析
水冷壁腐蚀原因主要有酸腐蚀、 碱腐蚀和水蒸
气腐蚀 [ 9 ] 。水蒸气腐蚀通常会使管道发生爆口内、
外壁珠光体球化, 材料力学性能下降的现象 [ 10 ] 。酸
腐蚀通常会使管子向火面发生均匀减薄现象, 表面
无腐蚀坑, 材料的强度和韧性显著下降 [ 11 ] 。从水冷
壁腐蚀形貌、 力学性能可以看出, 爆管发生在内壁向
火面, 呈“ 窗口” 状, 未见明显的塑性变形, 材料力学
性能也满足标准要求。一般根据断口的形貌及其他
特征来判断断裂的形式。向火面内壁出现局部腐蚀
图4 腐蚀产物层能谱分析结果 减薄, 形成深度约为0.4mm 的腐蚀产物层, 并有槽
型腐蚀坑, 能谱分析结果显示: 腐蚀产物白色积盐区
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