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240僚名职工 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

2、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、

3、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。2、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

4、部耗蚀的纵向破裂位 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、5爆口形貌：纵向破裂置：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位 置：所

5、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8、外表面内表面爆口形貌：多处横向断

6、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、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爆口形貌:位 寺 爆管模式: 发生原因12、断口无明显减薄的窗口状爆破

7、e：水冷壁氢脆：管内垢下酸性腐蚀，可能因不确当或不完全的酸洗引起。横截面爆口形貌:位 寺爆管模式:发生原因直管段）边缘呈薄形的鱼嘴状爆破l所有管子热拉伸破裂;管壁因冲刷减薄（特别是弯头后：短期超温（如：工质流量偏小、炉膛热负荷过高等）137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1517、9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

8、：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：点蚀火侧湿份与表面沉积物结合形成腐蚀性物质,如当停炉发生原因：因燃煤的硫份较高且有湿气时, 是可能存在湿份19、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13爆管模式：腐蚀；冲

9、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。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

10、是从外向内萌生裂纹的。23、貌：在焊接接头处的环向破裂位 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

11、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

12、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