锅炉爆管的典型外观形貌及原因(张瑞兵)

1锅炉爆管的爆口典型外观形貌及运行现象摘要：对一个安装了8台30万千瓦机组、装机容量达240万千瓦、拥有2400余名职工的特大型火力发电厂1989年至2001年的工伤事故进行了技术分析。关键词：工伤；事故；分析中图分类号：文件标识码：文章编号：锅炉爆管的主要原因都可归结为几个根本原因中的一个。对爆管进行全面的金相分析、强度试验及化学垢量分析等工作，可以揭示出爆管的根本原因；然而，并不需要对所有的爆管都进行金相分析强度试验及化学垢量分析等工作。爆管的爆口外观形貌能为爆管原因提供有价值的信息。这一信息有助于缩小可能发生爆管原因的范围，有时，结合一些锅炉运行方面的知识，就足以确定其损坏的原因。本章列举了一些最为常见的锅炉爆管的爆口外观形貌及其发生的原因，有助于确定爆管发生的原因。但必须注意，仅根据爆口外观形貌无法区别许多爆管原因，某些时候不同的原因会导致看上去爆口外观形貌相同的爆管，必须结合金相分析、强度试验、化学垢量分析等才能真正确定爆管发生的原因。1、爆口形貌：断口无明显减薄的纵向破裂位置：除省煤器外的所有管子上爆管模式：蠕变发生原因：超期服役；长期超温；错用钢材外观检查：爆口断面粗糙不平，爆口处无明显减薄，附近管子有轻微胀粗，外壁氧化皮较厚，呈土褐色，常附有结渣，并伴有与管子爆口平行的纵向裂纹。组织分析：对珠光体类型管子，在爆口及附近管段出现珠光体严重球化、珠光体形态消失、碳化物在晶界上呈链状分布，可观察到明显的晶间蠕变裂纹。对碳钢管子还有石墨化现象；对贝氏体类型管子则有碳化物在原奥氏体晶界上呈链状分布，可观察到明显的晶间蠕变裂纹。性能分析：对爆口附近的管子取样进行机械性能试验，一般抗拉强度、延伸率低于标准下限值，冲出韧性大大降低。22、爆口形貌：纵向破裂位置：所有管子上爆管模式：腐蚀疲劳或管子重皮发生原因：制造缺陷外观检查：爆口较直，无减薄，张口很小，爆口两端有裂纹扩展现象；爆口断面较平整，断面与管子径向有一定角度；管子无胀粗。组织分析：爆口处组织与其它位置无明显差异。性能分析：对爆口处管子取样进行机械性能分析，一般与标准要求相近。3、爆口形貌：带有外部耗蚀的纵向破裂3位置：水冷壁爆管模式：高温腐蚀发生原因：火焰冲刷注释：管子的外部有一层厚的沉积物外观检查:管壁有易碎的垢层，易于从管子上剥落，剥落后的灰渣层的内表面呈黑色或孔雀兰，伴有管子有效厚度明显减薄。组织分析：爆口处组织老化，有珠光体球化现象，严重时有石墨化。但远离爆口处管子组织正常；通过对爆口表面沉积物进行能谱分析或电子探针测定，可以发现其中含硫量较高，属硫的高温腐蚀。性能分析：爆口处机械性能降低，但远离爆口处管子性能基本正常。4、爆口形貌：纵向破裂位置：过热器、再热器弯头的中心轴线爆管模式：腐蚀疲劳发生原因：制造缺陷、停运腐蚀等5、爆口形貌：断口无明显减薄的横向断裂4位置：所有管子爆管模式：疲劳发生原因：振动。因支吊架失效或布局不合理引起管子振动外观检查:呈横向断裂，爆口附近管子无胀粗、和减薄现象。组织分析：爆口处组织无变化。性能分析：爆口处机械性能无变化。6、爆口形貌：横向断裂位置：上升管胀口（如：水冷壁上联箱和汽包的汽水连接管的胀口）爆管模式：应力腐蚀发生原因：管子或汽包胀接处泄露导致腐蚀物质聚集注释：类似情况可能在胀接处泄露的任何管子上发生7、爆口形貌：弯头部分的多处横向裂纹，裂纹起始于内表面位置：蒸发管排（如：汽包和顶棚管入口联箱的连接管）爆管模式：应力腐蚀破裂发生原因：水质不合格；制造缺陷处的过负荷或腐蚀疲劳58、外表面内表面爆口形貌：多处横向断裂，裂纹由管子内壁向外扩展位置：蒸发管排爆管模式：热疲劳发生原因：间断性的蒸发停滞或急冷引起水侧金属周期性冷却注释：类似情况可能在有水位波动的任何管子上发生9、6爆口形貌：“大象皮肤状”密布的多处横向破裂位置：水冷壁爆管模式：热疲劳发生原因：由于吹灰时急冷或渣层间断性地被浸润而引起的热交变注释：类似情况可能发生在热交变的所有管子上10、爆口形貌：“大象皮肤状”位置：与安装或使用不当的吹灰器相邻近的所有管子，均可能发生类似情况爆管模式：热疲劳发生原因：由于吹灰时冲刷引起的热交变注释：类似情况可能发生在热交变的所有管子上11、7爆口形貌：断口无明显减薄的窗口状爆破位置：水冷壁爆管模式：氢脆发生原因：管内垢下酸性腐蚀，可能因不确当或不完全的酸洗引起。12、横截面爆口形貌：边缘呈薄形的鱼嘴状爆破位置：所有管子爆管模式：热拉伸破裂发生原因：短期超温（如：工质流量偏小、炉膛热负荷过高等）；管壁因冲刷减薄（特别是弯头后直管段）138爆口形貌：断口处无明显减薄的鱼嘴状爆破位置：所有管子爆管模式：疲劳发生原因：由纵向夹杂引起的破裂；长期超温引起的蠕变；超期服役；错用管材；垢量超标；热负荷过高14、爆口形貌：爆破边缘呈薄形且外壁减薄位置：所有管子爆管模式：拉伸破裂发生原因：因外壁受蒸汽冲刷或飞灰冲蚀引起管外壁减薄159爆口形貌：穿孔且外部冲蚀位置：所有靠近爆管周围的管子爆管模式：冲蚀发生原因：被邻近爆管的蒸汽冲刷（非首爆管，是受害管子）16内表面内壁形貌：大面积点蚀位置：所有管子爆管模式：点蚀发生原因：停炉腐蚀17、10内表面内表面内壁形貌：大的局部腐蚀坑且内壁有厚的沉积物位置：水冷壁水侧内表面爆管模式：垢下腐蚀发生原因：不适当的酸洗；水质长期不合格18、外壁形貌：充满沉积物的火侧点蚀位置：水冷壁爆管模式：点蚀发生原因：因燃煤的硫份较高且有湿气时，火侧湿份与表面沉积物结合形成腐蚀性物质，如当停炉是可能存在湿份1119、横截面爆口形貌：单个穿孔位置：省煤器爆管模式：点蚀发生原因：由氧或腐蚀性物质引起的水侧腐蚀20形貌：管子外壁渣垢下的耗蚀位置：过热器12爆管模式：腐蚀；冲蚀发生原因：由含焦硫酸盐或金属硫酸盐引起的熔灰侵蚀21、爆口形貌：穿孔且管壁内凹位置：所有管子爆管模式：撞击损坏发生原因：外来物质的撞击损坏组织分析：金相分析组织无明显变化，但在凹坑处可观察到晶粒的局部拉长。22、13形貌：在焊接接头处的环向破裂位置：过热器或再热器的异种钢焊缝爆管模式：蠕变发生原因：热差胀外观检查:常发生在异种钢接头处,一般材质等级较低侧管子会出现轻微蠕胀，并伴有表面氧化层，焊接接头处胀粗较明显，裂纹沿焊接接头熔合线呈环向。组织分析：对G102+SUS304HTB，在G102侧会出现脱碳区，在焊缝处发生碳化物的聚集与球化。主裂纹附近有晶间显微裂纹。在环向裂纹表面可观察到氧化物，说明是从外向内萌生裂纹的。23、形貌：在焊接接头处的环向破裂14位置：所有管子的焊缝爆管模式：蠕变发生原因：热差胀外观检查:常发生在异种钢接头处或焊缝两侧热负荷差异较大的管子,一般材质等级较低侧管子会出现轻微蠕胀，并伴有表面氧化层，焊接接头处胀粗较明显，裂纹沿焊接接头熔合线呈环向。组织分析：在低等级材质管子侧会出现脱碳区，在焊缝处发生碳化物的聚集与球化。主裂纹附近有晶间显微裂纹。在环向裂纹表面可观察到氧化物，说明是从外向内萌生裂纹的。一、水冷壁爆管的现象及判断：1、水冷壁爆管的现象：（1）水冷壁泄漏的初期，在锅炉的泄漏处可听到轻微泄漏声。随着水冷壁泄漏点扩大，泄漏声逐渐加大，严重时汽包水位急剧下降，给水流量不正常地大于蒸汽流量。（2）四管泄漏检测装置的泄漏报警点为水冷壁。（3）炉膛负压变正，从看火孔、人孔、炉墙不严密处向外喷烟气和水．蒸汽。（4）燃烧不稳，火焰发暗，严重时锅炉灭火。（5）各段烟气及排烟温度下降，蒸汽流量、蒸汽压力下降，吸风机电流增大。2、水冷壁爆管的判断：（1）将锅炉吹灰减压站蒸汽总门关闭，锅炉周围仍有泄漏声，可以判断锅炉四管有泄漏存在。（2）水冷壁具体泄漏部位的判断：机组降负荷，投入锅炉助燃油抢，直至停止全部燃煤燃烧器，根据实际燃油量带电负荷，然后从看火孔清楚地观察水冷壁的泄漏部位。二、过热器爆管的现象：1、过热器爆口附近有泄漏声，严重时炉膛负压变正，从孔门处向外喷烟气和蒸汽。2、四管泄漏检测装置的泄漏报警点为过热器。3、过热蒸汽流量不正常地小于给水流量。4、爆管侧蒸汽压力下降。5、过热器爆管侧烟气温度下降。6、如爆管在过热器低温段，将造成过热蒸汽温度升高。三、再热器爆管的现象：1、再热器爆口附近有泄漏汽流声．．．．．，严重时炉膛负压变正，从孔门处向外喷烟、灰、汽。2、四管泄漏检测装置的泄漏报警点为再热器。3、爆管侧烟温、热风温度、排烟温度下降。4、爆管侧烟道负压变小，严重时变正，吸风机电流增大。5、爆管侧再热器出口蒸汽压力下降，出入口压差增大。6、如爆管在再热器低温段，将造成再热器出口蒸汽温度升高。四、省煤器爆管的现象：1、省煤器泄漏附近有异常响声。．．．．．2、四管泄漏检测装置的泄漏报警点为省煤器。3、给水流量不正常地大于蒸汽流量，严重时汽包水位下降。154、严重时从炉墙不严密处往外漏水、冒汽，尾部烟道下部向外流水。5、省煤器后烟气两侧烟温差增大，泄漏侧热风温度、排烟温度下降。6、炉膛负压变小，吸风机入口负压增大。五、炉外蒸汽管道爆管的现象：1、炉外蒸汽管道爆管时会有一声巨响，爆管后也会有很大的响声。2、爆管处保温材料潮湿、漏汽。3、蒸汽压力下降。4、汽包水位上升。5、爆破点在流量表测点前，蒸汽流量指示下降，反之指示上升。六、炉外给水管道爆管的现象：1、炉外给水管道爆管时会有一声巨响，爆管后也会有很大的响声。2、爆管处保温材料潮湿，有渗水漏水现象。3、炉给水压力下降。4、汽包水位下降。5、爆破点在给水流量表测点前，给水流量指示下降，反之指示上升。6、减温水流量下降，过热蒸汽温度升高。