Page 83 - 理化检验-物理分册2024年第六期

6

质量控制与失效分析 DOI:10.11973/lhjy-wl230215

过热器管道爆裂原因

付洋洋 1,2
（1.上海材料研究所有限公司 检测中心，上海 200437；
2.上海市工程材料应用与评价重点实验室， 上海 200437）

摘 要：某二次过热器在使用2个月后发生爆裂现象，采用宏观观察、化学成分分析、X射线衍射
分析、扫描电镜和能谱分析、金相检验等方法对管道开裂原因进行分析。结果表明：管道外部的高
温烟气中含有硫、磷、氯等元素，其中硫元素含量较高，导致管道外壁发生氧化腐蚀，管道在烟气冲
刷的作用下发生腐蚀减薄，导致其承载能力下降，最终管道减薄较严重区域在内部蒸汽压力的作用
下发生一次性爆裂现象。
关键词： 二次过热器；12Cr2MoWVTiB钢；高温氧化腐蚀；管道爆裂；减薄；硫元素
中图分类号：TG115.2；TB31 文献标志码：B 文章编号：1001-4012(2024)06-0067-04

Causes of superheater pipe cracking

FU Yangyang 1,2

(1. Testing Center, Shanghai Research Institute of Materials Co.,Ltd., Shanghai 200437, China;
2. Shanghai Key Laboratory of Engineering Materials Application and Evaluation, Shanghai 200437, China)

Abstract: A secondary superheater cracked after 2 months of use. The causes of pipeline burst were analyzed
by means of macroscopic observation, chemical composition analysis, X-ray diffraction analysis, scanning electron
microscopy and energy spectrum analysis, metallographic examination and so on. The results show that the high
temperature flue gas outside the pipeline contained sulfur, phosphorus, chlorine and other elements, among which the
content of sulfur was high, which led to the oxidative corrosion of the outer wall of the pipeline. The corrosion thinning
of the pipeline under the action of flue gas erosion led to the decrease of its bearing capacity. Finally, the one-time burst
occured in the area with serious thinning of the pipeline under the action of internal steam pressure.
Keywords: secondary superheater; 12Cr2MoWVTiB steel; high temperature oxidation corrosion; pipeline burst;
thinning; sulfur element

过热器是锅炉中的重要部件，其主要作用是将 1 理化检验
饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽，从而提
1.1 宏观观察
升蒸汽作功能力，提高电厂的热循环效率 [1‒2] 。某单
对爆裂管道进行宏观观察，管道爆口向两侧张
位二次过热器蛇形管材料为12Cr2MoWVTiB钢，规
开，存在明显塑性变形，说明管道是在较大的内部
格为32 mm×4.5 mm（外径×壁厚），管道安装于锅
压力作用下爆裂的，爆裂时的反作用力使管道向反
炉上，外部介质为锅炉烟气，内部介质为过热蒸汽，
方向弯曲；管道外壁可见大片表皮剥落，管道宏观
在使用2个月后， 锅炉二次过热器发生爆管现象。笔
形貌如图 1 所示。在管道爆口处的剖面截取试样，
者采用一系列理化检验方法分析了管道爆裂的原
无明显减薄处的管壁厚度为 4.34 mm，明显减薄处
因，以防止该类问题再次发生。
的管壁厚度为 1.26 mm，管道爆口剖面宏观形貌如
图2所示。
从宏观形貌来看，管道外壁因腐蚀而出现局部
收稿日期：2023-08-06
明显减薄现象，在管道内部压力的作用下，管道发生
作者简介：付洋洋（1989-） ，男，硕士，主要从事金相检验与机
械装备的失效分析工作，nlfd_lg@163.com 一次性爆裂现象。
67