Page 74 - 理化检验-物理分册2023年第八期
P. 74
曹慧泉, 等: 锅炉旋风分离器水冷壁过热管开裂原因
图7 2号试样表面SEM 形貌
表3 2号试样断口和表面的能谱分析结果 % 爆管。同时, 1号和 2 号试样的晶粒度大于 10 级,
质量分数 均不符合 GB / T5310 — 2018标准对20G 钢的晶粒
元素
断口 表面 度为4~10级的要求。
C 5.31 7.19
3 结论及建议
O 21.67 25.94
该锅炉旋风分离器水冷壁过热管的两处爆管区
Si 0.42 2.55
域均发生过热现象, 其力学性能发生改变, 材料性能
P 0.95 2.87
劣化, 已不满足 GB / T5310 — 2018标准要求。
Ca 0.52 1.45
建议加强对无缝钢管的质量管控, 在条件允许的
Fe 71.15 60.00
情况下, 增加验收工序; 建议加强对锅炉运行情况的
热管长期受到高温作用。同时, 1 号和 2 号试样的 监控, 尽量避免出现低负荷运行、 超温运行等情况。
晶粒度均大于 10 级, 不符合 GB / T5310 — 2017 对
20G 钢晶粒度为4~10级的要求, 晶粒度太小会降 参考文献:
低金属材料在高温下的蠕变性能。由开裂过热管与 [ 1 ] 韩志远. 某热电厂 600 MW 锅炉水冷壁管开裂原因
未开裂过热管的维氏硬度测试结果可知, 开裂过热 [ J ] . 理化检验( 物理分册), 2021 , 57 ( 2 ): 60-62.
管长期经受高温作用, 其珠光体已经球化, 因此硬度 [ 2 ] 任凯. 电厂水冷壁管爆裂失效分析[ J ] . 理化检验( 物
也明显偏低。对2号试样的扫描电镜和能谱分析结 理分册), 2018 , 54 ( 9 ): 689-691.
果显示, 管表面和开裂断口处均覆盖有腐蚀产物, 氧 [ 3 ] 付洋洋. 某水电厂锅炉水冷壁管泄漏的原因[ J ] . 理化
检验( 物理分册), 2021 , 57 ( 11 ): 63-65.
化严重, 说明开裂过热管长期承受氧化腐蚀作用。
[ 4 ] 李荣之, 王建元, 欧红燕, 等. 锅炉水冷壁过热管穿孔
该水冷壁过热管的材料为 20G 钢, 一般来说,
失效原因[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2021 , 57 ( 8 ): 65-
这种材料的推荐使用温度为 -20~430 ℃ , 当超过
68.
450℃时, 其显微组织将快速劣化, 强度也将显著下 [ 5 ] 崔忠圻, 覃耀春. 金属学与热处理[ M ] . 北京: 机械工
降 [ 4-7 ] 。生产实践表明, 20G 钢管长期处于450℃以
业出版社, 2007.
上时, 珠光体将明显球化, 导致其高温强度、 高温持 [ 6 ] 谭莹, 曹标, 陈明, 等. 过热器20G 钢管爆裂原因分析
久蠕变性能及硬度等力学性能明显降低, 同时钢管 [ J ] . 金属热处理, 2009 , 34 ( 9 ): 105-107.
在高温下更易受氧化腐蚀, 管壁逐渐减薄, 这时在管 [ 7 ] 赵秋洪, 姜斌, 王佳美. 热电厂用 20G 珠光体钢的球
内高压蒸汽的压力下, 管壁发生胀粗变形现象, 最终 化机理及寿命预测[ J ] . 金属热处理, 2016 , 41 ( 9 ):
导致过热管爆管失效 [ 8-10 ] 。 161-167.
[ 8 ] 潘金平, 潘柏定, 程宏辉, 等.20G 硬度与球化关系研
综上分析, 1号和2号试样发生明显过热现象,
究及寿命评估新方法[ J ] . 热加工工艺, 2012 , 41 ( 12 ):
显微组织和硬度均不符合 GB / T5310 — 2018 标准
144-148.
要求, 这应该是开裂的主要原因。锅炉管爆管的主
[ 9 ] 何维. 锅炉过热器爆管原因及控制措施的探讨[ J ] . 广
要原因有: ① 管内有异物, 使管子堵塞; ② 低负荷
东科技, 2010 , 19 ( 18 ): 100-103.
运行, 蒸汽流量不足引起管子过热爆管; ③ 炉膛内 [ 10 ] 徐文华. 工业锅炉过热器常见爆管原因分析及处理方
温度分布不均匀, 导致管子局部温度较高, 引起开裂 法探讨[ J ] . 工业锅炉, 2005 ( 5 ): 40-42.
5 8
