Page 71 - 理化检验-物理分册2024年第七期

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质量控制与失效分析 DOI:10.11973/lhjy-wl230246

水冷壁管接头开裂原因

吕华亭，王胜辉，孙嘉豪
（上海市特种设备监督检验技术研究院，上海 200062）

摘 要：某电厂发生锅炉水冷壁管开裂现象。采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、硬度测试
等方法分析了水冷壁管开裂的原因。结果表明：水冷壁管接头对接环焊缝焊接产生了残余应力，材
料中存在焊接缺陷，在高温、高压环境下，缺陷逐渐扩展为孔洞，并对其他管壁造成冲蚀破坏，最终
导致水冷壁管开裂。
关键词： 水冷壁管；开裂；焊接焊缝；残余应力；冲蚀；孔洞
中图分类号：TG115.2；TB31 文献标志码：B 文章编号：1001-4012(2024)07-0059-04
Cracking reason of water wall pipe joint

LYU Huating, WANG Shenghui, SUN Jiahao

(Shanghai Institute of Special Equipment Inspection and Technical Research, Shanghai 200062, China)

Abstract: Cracking of boiler water wall pipe occurred in a power plant. The causes of cracking in water wall
pipes were analyzed using methods such as macroscopic observation, chemical composition analysis, metallographic
examination and hardness testing. The results show that residual stress was generated during the welding of the
circumferential weld seam at the joint of the water wall pipe, and there were welding defects in the material. Under high
temperature and pressure environments, the defects gradually expanded into holes and caused erosion damage to other
pipe walls, ultimately led to cracking of the water wall pipe.
Keywords: water wall pipe; cracking; welding seam; residual stress; erosion; hole

锅炉的安全及稳定运行是保障电力供给的关键 在服役过程中发生局部减薄的原因进行了分析，并
因素 。锅炉问题造成的事故发生率占整个火电机 对疏水器流道的流态进行了模拟计算，发现高流速
[1]
组事故发生率的40%以上 ，其中，由锅炉中水冷壁 介质的冲刷减薄及流体加速腐蚀减薄是造成疏水器
[2]
管、过热器管、再热器管、省煤器管等失效造成的突 减薄穿孔的直接原因。曹慧泉等 采用一系列理化
[8]
发事故占锅炉事故的70%以上 ，水冷壁管泄漏是 检验方法对某锅炉旋风分离器水冷壁过热管发生多
[3]
造成电厂锅炉泄漏的原因之一 。因此，研究锅炉 起开裂事故的原因进行分析，发现过热管长期处于
[4]
水冷壁管开裂原因具有重要的指导意义。 450 ℃以上的高温状态，珠光体球化明显，显微组织
[5]
马晓艺等 采用一系列理化检验方法对某火电 的劣化导致过热管的强度和硬度下降，被氧化腐蚀
厂锅炉水冷壁管爆管原因进行分析，发现水冷壁管 减薄的过热管在蒸汽压力的作用下胀粗变形，最终
向火侧内壁的严重氧化和高温氢腐蚀导致其爆管。 导致过热管开裂。
刘帅等 模拟了水冷壁管的焊接过程，获得了焊接 某电厂检查发现炉本体6楼至7楼之间有异常
[6]
残余应力分布场，研究了强制对口产生的装配应力
声音，后经现场确认水冷壁管发生泄漏现象。锅炉
对水冷壁管焊接接头应力场的影响，发现热疲劳是
标高39 m折焰角处， 从锅炉A侧往B侧数第18，19根，
[7]
导致环向裂纹扩展的关键因素。高超等 采用一系
折焰角下方约2 m处水冷壁管开裂。水冷壁管材料
列理化检验方法对核电厂高压加热器系统疏水器
为210C钢，尺寸为63.5 mm×8 mm（外径×壁厚）。
笔者采用一系列理化检验方法对该电厂锅炉水冷壁
收稿日期：2023-08-31
管接头开裂的原因进行分析，以避免该类问题再次
作者简介：吕华亭（1981-） ，男，硕士，工程师，主要从事压力容
器和管道的检验工作，lvhuating2006@126.com 发生。
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