Page 95 - 理化检验-物理分册2024年第十一期

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质量控制与失效分析 DOI:10.11973/lhjy-wl240207

某亚临界锅炉过热器管腐蚀泄漏原因

徐燕健 ，张 炜 ，许龙发 2
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（1.广东省特种设备检测研究院 佛山检测院，佛山 528200；2.广州特种设备检测研究院，广州 510663）
摘 要：某亚临界锅炉末级过热器发生爆管事故。采用宏观观察、力学性能测试、金相检验、扫描
电镜及能谱分析、X射线衍射分析等方法对过热器爆管原因进行分析。结果表明：过热器管内表面
产生氧化皮，引起管壁局部过热；氧化皮达到一定厚度并脱落，堆积在下部弯头位置，导致蒸汽流通
截面积减小、流速下降，进一步引起管壁温度上升，管子材料出现劣化，且力学性能下降，甚至发生
高温蠕变损伤和壁厚减薄，在高温环境和蒸汽压力的综合作用下，最终过热器发生爆管事故。
关键词： 过热器；爆管；蠕变损伤；氧化皮；显微组织
中图分类号：TB31；TG115.2 文献标志码：B 文章编号：1001-4012(2024)11-0079-05
Reasons for corrosion and leakage of superheater tubes in a subcritical boiler

XU Yanjian , ZHANG Wei , XU Longfa 2
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(1.Foshan Branch, Guangdong Institute of Special Equipment Inpection and Research, Foshan 528200, China;
2.Guangzhou Academy of Special Equipment Inpection and Testing, Guangzhou 510663, China)
Abstract: A tube burst accident occurred in the final stage superheater of a subcritical boiler. The causes of
superheater tube bursting were analyzed using macroscopic observation, mechanical property testing, metallographic
examination, scanning electron microscopy and energy spectrum analysis, X-ray diffraction analysis. The results
show that oxide scale was generated on the inner surface of the superheater tube, causing local overheating of the
tube wall. The oxide scale reached a certain thickness and fell off, accumulated at the lower elbow position, resulted
in a reduction in steam flow cross-section area and a decrease in flow velocity, further caused an increase in pipe wall
temperature. The materials of pipe deteriorated, coupled with a decreased in mechanical properties, even resulted in
high temperature creep loss and wall thickness recluction, and ultimately led to tube burst accident of the superheater
under the combined effect of high temperature environment and steam pressure.
Keywords: superheater; burst tube; creep damage; oxide skin; microstructure

过热器管是电站锅炉中承受最高温度场的受压 下，材料就会萌生裂纹，进而发生爆管泄漏事故。如
元件，因此对其材料在高温下的力学性能和耐腐蚀 蒸汽品质不高使过热器管蒸汽侧形成氧化皮堆积，
性能提出了更高的要求。T91钢为马氏体耐热钢，通 影响热量的传递，T91钢管就会长期超温并发生爆管
[4]
过微合金化处理，材料具备了优秀的抗高温氧化性、 事故 。因此，对不同锅炉运行工况下的过热器爆管
泄漏原因进行具体分析，并给出针对性的改进措施，
耐腐蚀性，以及良好的高温持久性能，广泛应用于亚
对于锅炉机组的安全经济运行具有重要意义。
临界、超临界锅炉机组中 。实际使用中，T91钢过
[1]
某电厂2号锅炉为亚临界自然循环汽包炉，过
热器管处于一个复杂的运行工况，运行时受到炉膛
热器按照初级过热器、末级过热器、二级过热器的
温度、蒸汽品质、烟气成分等因素的影响，经常发生
结构形式布置于水平烟道侧，锅炉额定出口压力
爆管事故 [2-3] 。如焊接方式不当，导致T91钢焊缝存
为18.20 MPa，额定出口温度为540 ℃， 末级过热器
在焊接缺陷或应力集中，在高温和疲劳载荷的作用 材料为SA-213T91 钢，管子规格（直径×壁厚）为
51 mm×8 mm。该机组在运行时，水平烟道出现异常
收稿日期：2024-07-24
泄漏现象，停机检修期发现末级过热器右数第18屏
作者简介：徐燕健（1988-） ，男，本科，主要从事特种设备检验
检测工作，1020263708@qq.com 向火面第3根直管段发生爆管事故。笔者对该过热器
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