锅炉爆管的典型外观形貌及原因(张瑞兵)

锅炉受热面短时过热爆管原因分析[摘要] 本文对锅炉受热面管短期过热爆管进行分析，介绍短期爆管后断口特征，并从运行、制造、安装等方面分析造成锅炉管排短时过热爆管的原因。

[关键词] 受热面爆管分析前言锅炉受热面包括过热器、再热器、水冷壁、省煤器。

受热面是锅炉用于锅炉受热蒸发内部介质的重要部件，通常布置在锅炉中直接接受火焰烘烤或者烟气温度较高的位置。

而在这些区域工作条件较为恶劣，热负荷较大，受热面积大，流阻大，流量小，内受较大的工作压力。

这就决定了受热面经常发生爆管事故，而爆管事故发生时，高温高压水汽泄漏，轻则停炉检修重则造成人员伤亡、国家财产的大量损失。

而短时过热爆管在调试过程中经常发生，本文因此，了解锅炉受热面短期过热爆管时金属发生的组织变化，对于分析爆管事故的产生原因意义重大，同时对于减少生命财产损失及锅炉的安全运行及调试意义具有指导意义。

1.受热面管内部承压分析受热面管子在高温运行过程中所受的应力主要为纵向应力σ2见图（1）和环向应力σ1见图（2），其值大小为：σ1=pDp/4s; σ2= pDp/2s(其中p为管子承受的内压力，MPa；S为管子的计算壁厚，m；Dp为平均直径，m。

（1）管子承受内压时可以看做是一薄壁圆筒，其壁厚远小于平均直径，因此纵向应力和环向应力沿壁厚可以认为是均布的。

由上述应力分析得知，管子承受内压时环向应力为纵向应力的2倍。

应力分布的这种现象决定了锅炉受热面管子的破裂口的位置特征。

一般情况，破口均为纵向破口，只有当管子承受较大的外载荷时才会出现横向破口。

图（1）图（2）本文就锅炉受热面发生短期过热爆管时金属形变及微观组织结构的变化做简要分析。

2.短期爆管破口的特征2.1破口的宏观特征短期过热爆管的破口具有完全延性断裂的特征，破口为刀刃型断口并呈喇叭口张开，管壁减薄很多，破口明显粗涨，表面光滑，外壁蓝黑色，内壁光洁，破口附近没有裂纹。

宏观特征表明，在短时间内，部分管壁突然上升温度达钢的下临界转变点Ac1，甚至达上临界点Ac3。

浅谈电厂锅炉爆管原因分析与防范摘要：在所有的火电机组中，锅炉发生的故障占70%左右，其中52%的故障是由因锅炉泄漏引起的。

根据火力发电厂在生产过程中出现的爆管事故，从生产实际出发，对发生爆管事故的原因作了较为详尽的剖析，并对如何防止爆管事故发生进行了探讨。

关键词：锅炉；爆管；原因分析；防范措施1锅炉爆管的成因1.1磨耗后的爆管在电厂中，由于受热表面存在着飞灰与机械磨耗，严重威胁着机组的正常使用。

结果表明，在加热面上，由于飞灰摩擦而导致的管道爆管具有显著的宏观特性，即管道表面变薄、表面平滑。

当锅炉在生产过程中出现较大的漏气现象时，若不能及时察觉到两边烟气温度的变化，则若不能立即进行停炉处理，将导致漏气面积扩大，并危及其它加热表面的安全性，因此，对锅炉的设计和生产具有重要意义。

2008年，火力发电厂4#锅炉的冷凝器 B端由于粉体磨损引起的管道爆管。

其主要因素是结构因素，设计、安装和维护等方面存在缺陷。

通过对省煤器侧排管道与炉壁、省煤器弯管与炉壁以及再热器与左右壁之间的烟道进行分析，得出了一条烟道。

在该地区，因其气流阻力较低，使得其局部速度可达到一般速度的2倍以上，从而导致了管道在该地区的磨蚀。

1.2腐蚀爆管锅炉受热表面的侵蚀，有管道外部的侵蚀，也有管道内部因水质不良而产生的化学侵蚀。

如果腐蚀程度较大，甚至会引起管道的腐蚀爆管。

在水冷壁区，主要出现了较高的温度腐蚀。

然而，在大负荷的情况下，过热再热器的管壁温度很高，特别是在左、右侧烟气温度差异很大的情况下，会造成很大的腐蚀。

在正常的工作条件下，不会出现管道的锈蚀和积灰现象。

优质的进料水含有微量的杂质，经炉水加工后形成残渣或浆状物，溶于水随污水排放。

1.3高温爆管由于蒸汽侧传热性能不佳，导致了过热问题的发生。

加热表面过热时，钢管的金属表面温度超出容许范围，钢管的微观结构改变，许用应力下降，钢管在加压作用下出现塑性变形，显著降低其服役寿命，最终引发“超温爆管”。

火力发电厂锅炉水冷壁管氢腐蚀爆管分析崔仑丁晓川吉林省电力科学研究院大唐长春第二热电有限责任公司[摘要] 本文通过采用理化、金相等技术手段，对我厂锅炉水冷壁氢腐蚀爆管进行了全面分析，指出了其共性特征和形成机理；并在此基础上，提出了相应的整治建议。

[关键词]锅炉水冷壁管脱碳氢腐蚀特征机理1概述在高温高压下，钢中的碳及渗碳体与渗入的氢发生反应，生成甲烷，致使钢内部脱碳并造成裂纹，称之为氢腐蚀。

氢腐蚀是一种不可逆的脆性转变过程，形成速度快，破坏性强，给电厂的安全生产造成很大威胁。

近几年来，我公司一期两台机组累计运行时间陆续达到超过10万小时，锅炉水冷壁氢腐蚀爆管的次数明显增加， 1号锅炉（670t/h），曾经连续两次发生水冷壁氢腐蚀爆管。

由于这些爆管多发生在冬季，不仅严重影响了电厂的安全运行、经济效益；而且造成大片居民区的供热系统只能低温运行，带来了不利的社会影响。

为尽快查清深层原因，避免类似事故再次发生，有必要对水冷壁氢腐蚀爆管进行深入分析与探讨。

2 宏观特征取一号炉的管样做试验。

水冷壁爆管宏观形貌见图1，爆口位于热负荷较高区管样的向火侧。

呈“窗口”状；爆口附近管径基本没有胀粗，边缘粗钝，爆口管壁减薄较少，呈脆性断裂。

管壁内表面有明显的腐蚀区，腐蚀区内表面光滑但不平，腐蚀管样内可见大小不一、深度不等的的腐蚀坑，蚀坑呈溃疡状，有弯弯曲曲的小沟道。

腐蚀产物可用锐器剥离。

爆口处管内壁有坚硬的褐红色腐蚀产物，内壁腐蚀减薄，在最薄处爆管。

图1：爆口宏观形貌3 微观特征取爆破管和邻管进行金相检验，观察横断面上裂纹的形态，深度及金相组织情况。

对爆管的微观分析结果如下：a）抛光后（浸蚀前），在显微镜下观察爆口处和管内壁，发现存在大量黑色弯曲状微裂纹，裂纹内无腐蚀产物，图2是爆口处横截面图，图3爆口处管内壁纵截面图。

图2：爆口横截面处微裂纹形态（抛光态）130×图3：爆口处管内壁纵截面裂纹形态（抛光态）130×b）图4、图5是爆口处浸蚀后的试样，图中基体组织为铁素体加珠光体。

锅炉受热面爆管原因分析及防范措施随着工业化进程的不断加快，锅炉在工业生产中扮演着非常重要的角色。

锅炉是通过燃烧燃料产生热能，将水变为蒸汽，再通过高温高压蒸汽驱动汽轮机发电或者直接供热的热力设备。

在锅炉运行过程中，由于工作环境的复杂性，锅炉受热面爆管的问题一直存在，这不仅影响锅炉的正常运行，同时也对生产安全造成了潜在威胁。

一、锅炉受热面爆管原因分析1. 热应力过大锅炉受热面在长时间高温高压的工作状态下，热应力会在金属材料内部积累，超过金属的强度极限就会导致受热面爆管。

2. 腐蚀在运行中，受热面会受到腐蚀的影响，导致金属材料厚度逐渐减小，最终形成爆管。

过热区域的水泵不及时开启或关闭，导致受热面温度过高，造成受热面爆管。

4. 水垢受热面会被水垢覆盖，这会影响受热面传热效果，导致受热面温度升高，最终造成爆管。

5. 操作不当工作人员误操作或者忽视设备运行状态，导致受热面处于不正常的工作状态，增加了受热面爆管的风险。

二、锅炉受热面爆管的防范措施1. 定期检查与维护为了保证锅炉受热面的安全运行，必须要对其进行定期的检查与维护。

包括检查受热面的腐蚀情况，测定受热面的热应力情况，以及清除受热面的水垢等。

2. 控制水质控制水质是保证锅炉受热面安全运行的重要手段，通过合理的水质控制可以减少受热面的腐蚀程度，同时可以有效减少水垢的形成。

3. 温度与压力控制合理的控制过热状态的温度和压力，防止因为过热导致受热面爆管。

监测过热状态下的水泵工作情况，确保及时启停，调整工作状态。

4. 操作规程制定针对锅炉操作的相关规程，合理分工，严格执行，防止操作不当引发的事故。

5. 安全设备安装为锅炉受热面安装一些安全设备，如安全阀、超温器、低液位保护器等安全装置，以便在爆管发生时及时采取措施防范风险。

总结：锅炉受热面爆管是一个非常严重的问题，一旦发生可能导致灾难性的后果。

我们必须对锅炉受热面的原因加以分析，并且采取一系列有效的防范措施。

只有这样，才能保证工业生产的连续稳定运行，同时保障人员和设备的安全。

锅炉爆管的原因分析锅炉爆管是指锅炉在运行中热交换面中的水冷壁管，对流管，省煤器管在过热，磨损和腐蚀等各种原因的综合作用下，就会发生管线爆裂，高温锅炉水泄漏，造成锅炉无法正常运行。

通过多年的理论积累与现场实践发现，锅炉的管线爆裂主要由十四种原因造成的。

第一种原因、锅炉给水质量不良、无水处理或水处理方法不正确，没有按相关的规定进行排污处理，使管线的内壁结垢或腐蚀，产生这种情况的主要原因就是因为有的锅炉用水取自地下，硬度高达5mmol/L，属于高硬度水，而且含硫高，含铁高，一旦水处理不当，很容易就发生过爆管，被迫停炉抢修，给生产和生活造成了很大的影响。

第二种原因、锅炉的管线在制造、安装和检修的过程中在焊口处会出现应力集中和机械性能下降的现象，在这些应力集中和机械下降的关键部位会出现管线爆裂的情况，这样也会使锅炉出现故障，难以供应生产和生活需要。

第三种原因、锅炉在安装或检修时杂质掉落在管子内，造成管子内堵塞，使水循环不良或完全破坏。

第四种原因、管子水垢从内壁上脱落，“搭桥”使水循环处于不良状态。

第五种原因、锅炉在运行过程中如果水位过低，也会出现水循环不良的状态，出现这样的情况后就会使管线局部的温度过高，变形直至爆裂。

第六种原因、油锅炉、气锅炉或者煤锅炉，在设计与安装的时候由于喷嘴的角度没有调整正确，也会出现部分的锅炉管线过热发生。

第七种原因、升火、停炉操作不正确、使炉管被冷风吹袭、管子热胀冷缩过快或过频，产生有害应力。

第八种原因、烟道、燃烧室隔火墙损坏，使烟气短路造成局部炉管热量集中而烧坏炉管。

第九种原因、腐蚀爆管和设备老化爆管。

一般发生在尾部受热面的省煤器管，原因是排烟温度过低或给水温度过低而造成的酸性腐蚀。

第十种原因、局部烟速过快，在安装和检修受热面排管时，受热面管子的节距以及受热面的管排与炉墙之间的距离不符合设计要求，在管排与管排之间或管排与炉墙之间形成局部烟气走廊，或局部管子出列造成受热面管子积灰搭桥，引起局部烟速过高从而加大该部位管子的磨损和过热。

工业锅炉爆管的现象与分析1.锅炉爆管的现象（1）爆管时可听到汽水喷射的响声，严重时有明显的爆破声。

（2）炉膛由负压燃烧变为正压燃烧，并且有炉烟和蒸汽从炉墙的门孔及漏风处大量喷出。

（3）给水流量不正常，大于蒸汽流量。

（4）虽然加大给水，但水位常常难以维持，且汽压降低。

（5）排烟温度降低，烟气颜色变白。

（6）炉膛温度降低，甚至灭火。

（7）引风机负荷加大，电流增高。

（8）锅炉底部有水流出，灰渣斗内有湿灰。

2.锅炉爆管的原因（1）水质不符合标准。

没有水处理措施或对给水和锅水的质量监督不严，使管子结垢或腐蚀，造成管壁过热，强度降低。

（2）水循环不良。

锅炉设计不合理，水循环不良，造成局部管子水流停滞、倒流或流速过低等；在检修时，管子内部被脱落的水垢或异物堵塞；由于运行操作不当，使管外结焦，受热不均匀，破坏了正常水循环。

（3）机械损伤。

管子在安装中受较严重机械损伤，运行中被耐火砖或大块焦渣跌落砸破。

（4）烟灰磨损。

处于烟气转弯、短路处或被正面冲刷的管子，管壁被烟灰长期磨损减薄。

（5）吹灰不当。

吹灰管安装位置不当，使吹灰孔长期正对管子冲刷。

（6）材料质量不合格。

管材未按规定选用和验收，如有夹渣、分层等缺陷，或者焊接质量低劣，引起破裂。

（7）升火速度过快，或停炉放水过早，冷却过快，管子热胀冷缩不均，造成焊口破裂。

（8）严重缺水时，管子缺水部分过热，强度降低。

（9）给水温度低，给水导管位置又不合适时，给水不能与炉水充分混合，而集中进入炉管，使炉管因温度不匀发生变形，造成胀口处漏水，甚至发生环形裂纹。

3.锅炉爆管的处理（1）炉管破裂泄漏不严重且能保持水位，事故不至扩大时，可以短时间降低负荷维持运行，待备用炉启动后再停炉。

（2）炉管破裂不能保持水位时，应紧急停炉，但引风机不应停止，还应继续给锅炉上水，降低管壁温度，使事故不致再扩大。

（3）如因锅炉缺水，管壁过热而爆管时，应紧急停炉，且严禁向锅炉给水，这时应尽快撤出炉内余火，降低炉膛温度，降低锅炉过热的程度。

锅炉爆管的根本原因是什么水冷壁、过热器、再热器、省煤器的管子，在承受压力条件下的破损，均称为爆管。

发生爆管的根本原因，归纳起来有以下各点：1、升火、停炉操作程序不当，使管子的加热或冷却不均匀，产生较大的热应力。

2、运行过程中，汽压、汽温超限，或热偏差过大，使管子蠕胀速度加快.3、运行调节不发，如使火焰偏斜、局部结渣、尾部再燃烧等，都会导致局部管子过热。

4、负荷变动率过大，引起汽压突变，使水循环不正常(变慢、停滞)，使管子过热或出现交变应力而疲劳破坏。

5、飞灰磨损是导致省煤器爆管的主要原因。

燃烧器出口气流偏斜，出现“飞边”、“贴壁”现象，使水冷管磨损，是引起水冷壁爆管的原因之一。

6、管壁腐蚀或管内积盐。

当给水含氧量较高，或水速过低，常引起省煤器内壁点状腐蚀而爆管；锅水品质不合格、饱和蒸汽带水，造成过热器管内积盐，导致管壁过热而爆管；高温腐蚀是引起过热器和水冷壁爆管的原因之一.7、制造、安装、检修质量不良。

如管材质量不良或管子钢号用错；管子焊口质量不合格；弯头处壁厚减薄严重；管内有异物使通道面积减小或堵塞;检修时对已蠕胀超限的管子漏检，已经磨薄的管子没有发现等。

0 前言随着我国电力工业建设的迅猛发展，各种类型的大容量火力发电机组不断涌现，锅炉结构及运行更加趋于复杂，不可避免地导致并联各管内的流量与吸热量发生差异。

当工作在恶劣条件下的承压受热部件的工作条件与设计工况偏离时,就容易造成锅炉爆管。

事实上,当爆管发生时常采用所谓快速维修的方法，如喷涂或衬垫焊接来修复，一段时间后又再爆管。

爆管在同一根管子、同一种材料或锅炉的同一区域的相同断面上反复发生，这一现象说明锅炉爆管的根本问题还未被解决.因此，了解过热器爆管事故的直接原因和根本原因，搞清管子失效的机理,并提出预防措施，减少过热器爆管的发生是当前的首要问题。

1过热器爆管的直接原因造成过热器、再热器爆管的直接原因有很多，主要可以从以下几个方面来进行分析。

1.1设计因素1.热力计算结果与实际不符热力计算不准的焦点在于炉膛的传热计算，即如何从理论计算上较合理的确定炉膛出口烟温和屏式过热器的传热系数缺乏经验，致使过热器受热面的面积布置不够恰当,造成一、二次汽温偏离设计值或受热面超温。

5分钟，教你一眼判断电厂锅炉“爆管”原因如何根据爆口特征判断爆管原因四管爆漏的种类和定义四管爆漏是指锅炉热交换面中的水冷壁、过热器、再热器和省煤器四种受热面管由于过热、腐蚀、磨损等各种原因发生破裂、泄漏, 导致炉管失效 , 甚至引起锅炉事故停机。

根据其产生的原因不同, 可以按表 1 分类。

爆口特征判断法是现场确定爆管原因的重要手段。

爆口特征主要是指：（1）爆口位置 : 位于何种受热面的具体部位是向火侧还是背火侧。

（2）爆口形状1）断口面是否垂直于轴向 ;2）爆口边缘有无明显变薄情况, 是锐边还是钝边;3）爆口内壁有无积垢 ,外壁氧化情况 ,爆口附近宏观裂纹 ;4）爆口附近内外壁有无明显的腐蚀坑;5）爆口附近内外壁上的裂纹走向。

（3）爆口附近的金相：包括相的组成、数量、形态、大小和分布,以及各类金相裂纹( 性质、大小、形态、走向及其与显微组织的关系等), 显微孔洞的大小和分布,珠光体球化程度和石墨化程度 , 脱碳、过烧、过热等。

过热爆管过热可分短期过热和长期过热两大类。

长期过热长期过热爆管通常爆口不大, 破口断面粗糙而不平整,管壁减薄不多 ,破口边缘是钝边 , 并不锋利 , 破口附近有众多的平行于破口的管子轴向裂纹。

由于长期在高温下运行, 爆口附近往往有较厚的黑色氧化皮。

从蠕变原理上来说, 破口应为塑性断裂,但蠕变爆管往往伴有应力腐蚀, 这使爆口表现出脆性断裂的特征。

当管子过热时, 管子会以加快了的蠕变速度发生管径胀粗,通常在爆口的金相图中可以看到明显的蠕变晶间裂纹 ,伴随有严重的球化现象。

由于长期在高温下运行,在裂纹发展的同时, 也发生裂纹内部的氧化 , 结果在裂纹内壁上生成了氧化层 , 尤其是粗大的蠕变裂纹处 ,其氧化层更为明显。

短期过热短期过热是由于管子在严重超温的情况下力学性能严重下降,管子在压力的作用下发生塑性变形以至爆破。

短期过热爆管按过热程度的高低又可分为 : （1）瞬时过热爆管 , 温度在 Ac3 以上 ; （2）短期直接过热爆管 ; （3）小鼓包爆管。

电站锅炉水冷壁管和过热器管爆管失效分析摘要：锅炉是人类生产生活中的一个主要装备和设施。

在锅炉的工作过程中产生了许多不安定的原因，一旦不能及时消除，就可以造成锅炉事故的发生。

本文首先介绍了锅炉常见的爆管原因，同时分析了电站锅炉水冷壁管和过热器管爆管的原因，并提出了相关的措施。

关键词：锅炉；过热器管；爆管；水冷壁管在各种锅炉事故中，除了锅炉自爆事件以外，锅炉爆管事件是最严重的事件，也是最危急的事件。

由于锅炉爆管事件是一个比较普遍的事件，屡有发生，如果处理不善则后果更加严重。

而且一旦爆管破裂处面积较大，会直接损伤邻近的水冷壁管，并使邻近的管壁喷出物穿孔，从而破坏电气设备，冲塌锅壁，引起重大的财产损失和伤亡事故，也可以在短时内引起锅炉的剧烈缺水，使火灾事故进一步扩大，所以寻找出爆管的成因，并采取相应安全措施是十分有必要的。

一.锅炉常见的爆管原因1.1安装制造缺陷水冷壁管材生产过程中的砂眼以及其他问题产生的管材质量问题；水冷壁安装问题以及锅炉设计不合理而导致的水循环条件破坏，都可能产生爆管[1]。

1.2材质劣化超温超压运行使水冷壁管过热，管子长时间在高温高压环境下工作，不仅会出现热变、裂纹和应力松弛等变化过程，同时还会导致材质进行内部结构和特性的变化。

包括珠光体球化、石墨化，还有合金元件的重复分配等。

1.3运行管理不当司炉员作业不良，高压锅炉温度上升或降温速度过快，炉管内部受热及冷却不平衡形成了很大的应力，导致承压水件产生了疲劳损伤现象；炉水给水质量长时间超标，水体不符合国家标准，由于缺乏有效水体处理或水质监督管理不严，使管中结垢或者产生堵管现象或发生在垢下锈蚀，导致局部热电阻力增加而导致管壁过热，硬度下降；锅炉长时间带病运转，明知锅炉存在重大安全隐患或安全保障及实时通信装置失效的情形下仍不适时处理，并继续运转[2]。

二.电站锅炉水冷壁管管爆分析锅炉高温水冷壁管的主要功能是吸取炉膛出口中高温火焰及烟尘的放射热能，利用热传导和对流换热使其输送给管中的水分并在管内形成水蒸气，同时，具有减轻锅壁高温、防护锅壁的功能。

一起锅炉水冷壁爆管原因分析及防范措施1、前言2012年8月24日，达钢SLG-75/9.8-QG燃高炉煤气高温高压过热蒸汽锅炉发生了一根水冷壁爆管事件，公司即派人前往现场处理。

该燃煤高温高压过热蒸汽锅炉自安装后已经运行了10个多月，经过停炉检查，发现爆管位置发生在标高6.890高炉煤气燃烧器上方高度1米处，系后墙左边一侧第3根管，在标高8米左右的位置。

2、爆管情况及金相分析2.1爆管破口及截断管口观察爆管部位呈窗口形破裂（见图一），水冷壁管在爆裂之前，爆口有微弱鼓包现象；爆口边缘较钝并且减薄较多，爆口周围有与爆口相平行的细小的裂纹，窗口形长边沿水冷壁管轴线方向，爆口向火面表面有热负荷较高产生过热和火焰燎烧痕迹。

这种状况属于长期过热造成的破坏，水冷壁管的爆破，正是管径在减薄处超过了极限的结果。

图一现场割断水冷壁管后，发现发生爆管的管子保留部分管口内侧有氧化皮夹层（见图二），而且特别明显。

图二该爆管位置处于炉膛热负荷较高区域，爆破管向火侧内壁也有明显的暗红色腐蚀物（见图三）。

图三2.2爆破管的管径变化情况经查看切割下的爆管部位管子，发现向火面管壁减薄较为严重。

经过测量，管壁减薄处厚度不到3mm，越接近燃烧器位置管壁厚度也变得越薄，最薄处管壁厚度只有2.8mm。

爆管部位切割段上口测量尺寸外径由60mm变为61mm，内径为52.7mm；下口测量尺寸外径由60变为61mm，内径为53.1mm，证明水冷壁管内侧受到腐蚀，造成壁厚减薄。

管径肉眼观察无明显胀粗，管段无明显塑性变形，且管子胀粗率为 1.7%，低于水冷壁管的允许胀粗率3.5%。

2.3金相试验分析我们在爆管管子上取了3个样，编号为#1、#2、#3，#1样为爆口处有过烧和微裂纹的管子，#2样为爆口附近壁厚明显减薄的管子，#3样为距离爆口150mm以上、背火侧的管子。

2.3.1 #1样情况：①钢管外壁呈现全脱碳和氧化，组织为铁素体，且铁素体长大。

有晶界烧化现象（即过烧），呈现鱼骨纹。

锅炉受热面爆管原因分析及防范措施锅炉是工业生产中常用的设备，它主要用于将水加热蒸发，产生蒸汽供应给生产设备或者发电机。

而锅炉受热面爆管是一个常见的问题，如果出现爆管，不仅会造成设备损坏，还可能导致人员伤亡和环境污染。

我们有必要对锅炉受热面爆管的原因进行分析，并提出相应的防范措施，以确保设备的安全运行。

一、锅炉受热面爆管原因分析1. 腐蚀腐蚀是造成锅炉受热面爆管的主要原因之一。

锅炉在长期运行过程中，受到高温和高压的影响，其受热面容易发生腐蚀。

特别是水壁受热面，由于长时间受到水的冲刷和腐蚀，容易形成腐蚀坑并逐渐扩大，最终导致爆管。

2. 热应力受热面在长时间高温高压工作状态下，会产生热应力。

当锅炉频繁启停或者受热面温度变化较大时，受热面会因热应力而发生变形和裂纹，最终导致爆管。

3. 疏松受热面焊缝和管壁上的疏松部分，容易成为裂纹的发源地。

当锅炉在高温高压下运行时，这些疏松部分会逐渐扩大地变为裂纹，从而导致爆管。

4. 过热当锅炉运行过程中，燃烧不充分或者受热面积灰，造成部分受热面温度过高，超过了其设计温度，将会导致受热面局部过热，最终导致爆管。

5. 运行控制不当锅炉的运行控制不当也是容易导致受热面爆管的原因之一。

如超压、超温、超载等运行状态下，锅炉受热面容易发生问题，进而引发爆管。

1. 定期检查和维护为了防范锅炉受热面爆管的发生，首先要进行定期的检查和维护工作。

定期对受热面进行检查，发现问题要及时修补。

2. 加强腐蚀防护加强对受热面的腐蚀防护措施，选用耐腐蚀性能好的材料进行受热面的制造或者进行防腐蚀处理。

3. 强化焊接质量管理焊接是锅炉受热面的重要组成部分，焊接质量良好与否直接影响到受热面的安全运行。

要加强焊接质量管理，确保焊接部分无裂纹和疏松。

4. 控制运行状态要合理控制锅炉的运行状态，避免过热、超压、超温等情况的发生。

特别是在启停过程中，要避免频繁的启停，以减少热应力对受热面的影响。

5. 加强运行管理和监控加强对锅炉运行过程的管理和监控，及时发现问题并采取应对措施。

锅炉典型事故案例及分析第一节锅炉承压部件泄露或爆破事故大型火力发电机组的非停事故大部分是由锅炉引起的。

随着锅炉机组容量增大，“四管”爆泄事故呈现增多趋势，严重影响锅炉的安全性，对机组运行的经济性影响也很大。

有的电厂因过热器、再热器管壁长期超温爆管，不得不降低汽温5~10℃运行；而主汽温度和再热汽温度每降低10℃，机组的供电煤耗将增加0.7~1.1g/kWh；主蒸汽压力每降低1MPa，将影响供电煤耗2g/kWh。

为了防止锅炉承压部件爆泄事故，必须严格执行《实施细则》中关于防止承压部件爆泄的措施及相关规程制度。

一.锅炉承压部件泄露或爆破的现象及原因（一）“四管”爆泄的现象水冷壁、过热器、再热器、省煤器在承受压力条件下破损，称为爆管。

受热面泄露时，炉膛或烟道内有爆破或泄露声，烟气温度降低、两侧烟温偏差增大，排烟温度降低，引风机出力增大，炉膛负压指示偏正。

省煤器泄露时，在省煤器灰斗中可以看到湿灰甚至灰水渗出，给水流量不正常地大于蒸汽流量，泄露侧空预器热风温度降低；过热器和再热器泄露时蒸汽压力下降，蒸汽温度不稳定，泄露处由明显泄露声；水冷壁爆破时，炉膛内发出强烈响声，炉膛向外冒烟、冒火和冒汽，燃烧不稳定甚至发生锅炉灭火，锅炉炉膛出口温度降低，主汽压、主汽温下降较快，给水量大量增加。

受热面炉管泄露后，发现或停炉不及时往往会冲刷其他管段，造成事故扩大。

（二）锅炉爆管原因（1）锅炉运行中操作不当，炉管受热或冷却不均匀，产生较大的应力。

1)冷炉进水时，水温或上水速度不符合规定；启动时，升温升压或升负荷速度过快；停炉时冷却过快。

2)机组在启停或变工况运行时，工作压力周期性变化导致机械应力周期性变化；同时，高温蒸汽管道和部件由于温度交变产生热应力，两者共同作用造成承压部件发生疲劳破坏。

（2）运行中汽温超限，使管子过热，蠕变速度加快1)超温与过热。

超温是指金属超过额定温度运行。

超温分为长期超温和短期超温，长期超温和短期超温是一个相对概念，没有严格时间限定。

一次锅炉过热器爆管原因分析某电厂一台130吨锅炉安装投产两年多，设备运行正常，在一次停炉检修后的一个月左右的时间里，锅炉的过热器连续出现三次爆管。

标签：烟道的中间部位；涨粗；强度降低；安全门；高温烟气1现场检查原因分析（1）三次爆管的过热器管径均为42*3.5，距离两侧墙体均在1.5米至2.5米处，基本是处于烟道的中间部位。

（2）爆管管子表面检查，断口边缘较钝，长度7-11cm，爆口周围分布有纵向裂纹和横向裂纹，纵向裂纹间隔为5mm左右，横向裂纹间隔15mm左右，管子有涨粗现象。

管壁没有明显减薄。

（3）检查周围管道，内部干净没有结垢现象，联箱打开检查也没有结垢现象。

（4）对爆管管子送电科院做晶相检查确认：认为过热器长期在过热状态下运行，导致金属晶格变粗，强度降低，导致爆管。

（5）第一次爆管后，就对周围过热器进行了检查，没有发现再有过热现象的管子，可是经过一段时间运行，在这一区域的管子仍出现了两次爆管。

一般过热器爆管主要有两种原因是：一是管内的蒸汽流速降低，不能及时冷却被高温烟气冲刷的管壁，造成管壁过热爆管。

从现场检查的情况看，管壁内部没有结垢现象，排除水质不合格造成管壁结垢，减少通流面积，降低蒸汽通流速度，导致传热恶化，过热器管子爆管。

二是过热器管子壁厚磨损超过允许厚度，管壁减薄无法承受管道内部的压力造成爆管。

现场检查情况管子没有减薄，排除管壁因磨损减薄造成的无法承受管道内部的压力造成爆管。

〖HT5H〗2分析结论锅炉的蒸汽是在汽包内汇集的，然后通过过热器进行加热，汇集到过热器集箱，再流向汽轮机。

正常情况下，过热器安全门起坐压力设定较低，汽包安全门设定较高，锅炉超压时，过热器安全门先起坐，当压力继续上升时汽包安全门才开始起坐。

这一次是过热器的脉冲安全门出现连续起坐、回坐不稳定后，锅炉设备无法正常工作运行，就将过热器脉冲安全门退出了运行，用汽包脉冲安全门控制锅炉运行防止超压。

在这种运行方式下，锅炉压力超过正常后，过热器安全门不动作，饱和蒸汽从汽包安全门起坐，蒸汽从汽包安全门排入大气，过热器段的蒸汽进入量减少，流速降低，以致发生倒流，不能及时冷却过热器管壁，过热器管壁在高温烟气的冲刷下，出现了超温，导致金相颗粒变粗，强度降低，造成爆管。

锅炉“四管”爆漏原因分析腐蚀锅炉"四管"受热面的腐蚀主要是管外的腐蚀和水品质不合格引起的管内化学腐蚀。

当腐蚀严重时，可导致腐蚀爆管事故发生。

烟气对管壁的高温腐蚀，主要是灰中的碱金属在高温下升华，与烟气中的SO3生成复合硫酸盐，在550-710℃范围内呈液态凝结在管壁上，破坏管壁表面的氧化膜，即发生高温腐蚀。

导致受热面高温腐蚀的主要原因是炉内燃烧不良和烟气动力场不合理，控制局部烟温，保证管壁不超温，防止低熔点腐蚀性化合物贴附在金属表面上，使烟气流程合理，尽量减少热偏差是减轻高温腐蚀的重要措施。

水冷壁上如果产生结渣，在周围处于一定温度和还原性气体条件下，会产生较为严重的水冷壁管外腐蚀。

水冷壁的高温腐蚀和还原性气体的存在有着密切的关系，CO 浓度大的地方腐蚀就大。

管壁温度对腐蚀的影响也很大，在300～500℃范围内，管壁外表面温度每升高50℃，腐蚀程度则增加一倍。

水冷壁高温腐蚀部位多在热负荷较高、管壁温度较高的区域，如燃烧器附近。

过热器、再热器区还原性气体比炉内低，腐蚀速度一般比水冷壁小。

但是大容量锅炉的过热器、再热器的壁温较高，尤其是左右两侧烟温相差较大时，腐蚀现象也相当严重。

在腐蚀温度范围内，除选用耐腐蚀的合金钢和奥氏体钢外，应控制炉膛出口烟温的升高和烟温偏差等因素，以免引起局部过高的壁温而使腐蚀速度增大。

低温腐蚀是指硫酸蒸汽凝结在尾部受热面上而发生的腐蚀，这种腐蚀也称硫酸腐蚀。

它一般出现在低温级空气预热器的冷端。

当带有SO3的烟气流经尾部受热面时，当尾部受热面的壁温低于酸露点时水蒸气在管壁上凝结成水，烟气中的SO3气体溶于水中，形成H2SO4溶液，从而腐蚀管壁金属即为低温腐蚀。

预防低温腐蚀的方法最常用的方法是提高入口空气温度，保证尾部受热面壁温在酸露点以上，通常在燃用高硫燃料的锅炉中加装暖风器或采用热风再循环，但是进风温度越高，排烟温度也会越高，排烟热损失就越大，所以为了保证锅炉的经济运行，排烟温度的提高也就受到了限制。

锅炉过热器爆管原因分析及防治措施一、基本情况介绍威海新力热电有限公司#7锅炉，型号为ug-130/3.82-m9，1998年出厂，于2000年底正式投入运行，于2006年11月20日至2007年间先后发生四次低温过热器爆管事故。

2006年11月20日低过爆管停运后，通过威海市锅炉压力容器检验所提供的失效分析报告显示：失效管段破口宏观特征为：边缘粗糙，破口周围有较多纵向裂纹，并有较厚的氧化铁层，进一步的金相分析显示为碳化物球化，铁素体析出碳化物并聚集长大，属非常明显的长时超温导致蠕变速度相应加快的脆性断裂特征。

另外，从最近的一次爆管停运后，汽包解体检查发现，旋风分离器顶帽有脱落现象；汽包壁及旋风分离器筒体表面附有暗红色覆盖物，并间杂有许多直径不等的小型鼓包；低过出口联箱截取部分管段发现内部积垢严重，锅检所分析结果显示：内容物含有cl- 、fe3+ , naoh、na3po4其中的一种或两种，还有可能存在co32-、sio2等物质，对应联箱东侧底部有大量鳞片状的沉积物。

二、金属腐蚀的分类金属表面和周围介质发生化学或电化学作用，而遭到破环的现象称为腐蚀。

从金属腐蚀的分类来看：金属腐蚀一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

化学腐蚀是金属和周围介质直接进行化学反应而引起的腐蚀，这种腐蚀多发生在干燥气体或其他非电解质中。

此类反应多发生于炉膛内金属和高温烟气作用下引起的腐蚀；过热器管道内金属与蒸汽直接作用引起的腐蚀。

当过热蒸汽温度高达450℃时，它会与碳钢发生反应，在450～570℃之间是它们的产物为fe3o4,当温度达到570℃以上时，反应产物为fe2o3，这两种反应所引起的腐蚀都属于化学腐蚀，当产生这种腐蚀时，管壁均匀的变薄，腐蚀产物常常呈粉末状或鳞片状，多半是fe3o4 ，在炉内发生汽水腐蚀的部位一般在汽水停滞部位和蒸汽过热器中。

#7炉低过联箱东侧出现的大量鳞片状沉积物符合水蒸气腐蚀特征。

而造成该部位出现沉积物的原因分析为：前几次的爆管停炉后，由于爆管部位无法施焊，采取封堵的方式对爆管管系进行了封堵处理，先后封堵了62排管系中的12排，封堵后一方面造成该部位饱和蒸汽流动停滞，另一方面造成剩余管系吸热量及蒸汽流速增加，有可能造成联箱局部超温，流动停滞造成蒸汽中杂质在相应管段沉积造成垢下腐蚀，加之局部超温造成水蒸汽腐蚀，从而引起联箱底部台座形成铁的氧化物而整体减薄。

108　水冷壁管爆管原因分析张伟民汕特万丰热电有限公司,广东汕头　515064作者简介:　张伟民(1970-),广东饶平人,工学学士,工程师,从事电厂锅炉、汽轮机的运行和检修。

E -m ail :stzwm_wf @ 1　爆管情况汕特万丰热电有限公司1号机组原WGZ220/9.8-15型燃油锅炉于2005年5月改烧水煤浆,1号锅炉于2008年2月12日上午发生爆管,位置在水冷壁管右数第1根,14m 标高折焰角转角处,此时锅炉累计运行约20000h 。

爆口位于水冷壁管背火侧(向炉墙侧),长398mm ,宽63mm ,为窗口形破裂。

破口两侧为水冷壁管密封片焊接处,管子严重变形,两侧边缘有明显剪切唇,呈40°角撕裂。

管外径无胀粗,破口边缘壁厚无减薄,管子内外壁有明显过热和腐蚀痕迹(图1)。

取腐蚀垢样进行分析,结果为:Fe 2O 383.1%,SO 2-43.4%,SiO 2-24.8%,CaO 2.2%。

腐蚀产物以Fe 2O 3为主。

图1　水冷壁爆管破口2　爆管材料分析在爆破管的不同位置取样进行分析。

样品1(取自破口背侧)金相组织为铁素体+珠光体。

较大细粒状珠光体团沿变形方向分布(图2)。

晶粒度7.5级,珠光体变形2级。

样品2(取自破口横截面)的断口发生在管段与密封片对焊接处,断裂口高低不平整,有明显拉长变形的痕迹(图3),为铁素体+珠光体组织(图4),金相组织正常,晶粒度为7.5级。

图2　样品1的金相组织(500×)图3　样品2断裂形貌图4　样品2金相组织500×样品3(取自破口纵截面)断口发生在管段与密封处对焊接处,断裂口高低不平且沿40°角断裂,有明显拉长变形的痕迹(图5)。

较大细粒状珠光体团沿变形方向分布(图6),金相组织正常,晶粒度7.5级,珠光体变形2级。

(上转第9页)9 北重机组对于切缸控制之所以严格,实际是因为该程序综合考虑了机组在切缸前、后的不同工况,在对诸多运行指标进行分析后确定对切缸参数的要求。

锅炉水冷壁爆管原因分析与对策摘要：四川维尼纶厂新区1#、2#锅炉是30万吨/年醋酸乙烯项目配套公用工程项目。

投运初期，1#、2#锅炉炉膛四角水冷壁发生多次爆管，全部集中在燃烧器框架区域，严重影响了锅炉装置的安全稳定生产。

通过水冷壁爆管部位现场查验，并利用专业分析手段，对锅炉水冷壁管材料和结构设计两个方面进行详细分析发现，燃烧器固定方式设计缺陷是水冷壁爆管的主要原因。

制定整改方案，将燃烧器原有槽钢框架改为角钢框架，并改变焊接位置。

改造完成后锅炉运行至今，水冷壁未发生爆管。

关键词：水冷壁爆管；分析；燃烧器区域；应力；结构；一、背景情况介绍四川维尼纶厂新区1#、2#锅炉是30万吨/年醋酸乙烯项目配套公用工程项目。

两台蒸汽锅炉均为460t/h高温高压自然循环汽包炉，型号为UG-460/9.8-M2。

锅炉为单筒锅，自然循环，集中下降管，倒U型布置的固态排渣煤粉炉，锅炉前部为炉膛，四周布满膜式水冷壁，炉顶、水平烟道及转向室均布置了顶棚、包墙膜式过热器和高、低温过热器，尾部竖井烟道中交错布置上、下级省煤器和上、下级空气预热器。

2013年以来，两台锅炉水冷壁多次发生爆管，主要集中在炉膛四角燃烧器区域，一个月内同一弯管部位就发生3次爆管，这不仅严重影响了锅炉本身安全稳定运行，同时提高了非计划停开车生产成本，所以对水冷壁爆管原因进行分析和彻底解决水冷壁爆管问题显得极为紧迫和重要。

二、锅炉基本情况1.设计参数1.1锅炉设计参数（表1）：1.2 煤质燃料特性（表2）：1.3 主要性能指标（表3）：2.缺陷宏观情况该锅炉水冷壁管采用膜式水冷壁，材质20G，规格为Φ60×6mm，是高温高压燃煤锅炉水冷壁常规配置。

通过炉内水冷壁检查发现：⑴两侧靠近燃烧器的5根水冷壁未变形外，其余紧挨着约有100多根水冷壁管束，向外弯曲变形较严重。

尤其在燃烧器两个打焦孔之间，靠前墙部位沿水平方向的最大变形量约为76mm，高度为5米左右，变形面积约为15m2；⑵炉膛内后墙有22根管束向内弯曲变形。

炉水冷壁管氢腐蚀爆管原因分析第3o卷第5期2OO7年lO月四川电力技术SiehuanElectricPowerTechnology'Co1.30,No.5Oct..2OO7炉水冷壁管氢腐蚀爆管原因分析池毅男'.高维丽(1.黑龙江建筑职业技术学院,黑龙江哈尔滨150316;2.哈尔滨理工大学材料学院,黑龙江哈尔滨150001)摘要:针对富拉尔基发电总厂3号炉水冷壁管在运行中,连续发生多次氢腐蚀爆管的问题,分别从锅炉运行状况,水质,凝汽器泄漏的影响及炉内水处理方式等方面进行较为详细的分析.在此基础上,进一步分析腐蚀机理,指出爆管是由于炉管沉积物下介质浓缩发生氢腐蚀所致,并针对腐蚀,结垢的原因提出改进措施.关键词:水冷壁;爆管;氢腐蚀Abstract:WaterwalltuberuptureowingtohydrogencorrosionofNo.3boilerinFuherjiPower Plantisintroduced.Inviewofttfisproblem,theimpactsofoperatingcondition,waterqualityandcondenserleal~geaswallasthe wayofwatertreatmentinsideboileraIeanalyzedindetail.Thefurtheranalysesofcorrosionmechanismonthisbasisindicatedthat ,thetuberuptureresultedfromhydfo—gencorrosionduetom~u/nconcentrationunderneaththedepositoftubes.Accordingtotheca usesforcorrosionanddeposit.theim-provementnl船suIesareputforward.Keywords:waterwall;tuberupture;hydrogencorrosion中图分类号:TK223.3文献标识码:B文章编号:1003—6954(2(~}05—0375—04 富拉尔基发电总厂3号炉1984年2月投产,为哈尔滨锅炉厂生产的型号为的HG670/140—6型锅炉,与200MW汽轮发电机组配套.水冷壁规格为枷×6rllrfl,材质为20g.自2004年以来,3号炉水冷壁曾多次发生氢腐蚀爆管.爆口呈窗口形状(见图1),爆口边缘没有明显减薄,且呈钝边状,为脆性断裂平断口,爆口附近管径基本没有胀粗,爆口内壁背火侧呈黑色,无腐蚀区;向火侧腐蚀严重,可见明显的溃疡状腐蚀区,腐蚀区有垢呈暗黑色,且有多条小裂纹.见图2.爆口内壁边缘金相组织为铁索体加极少量珠光体,有脱碳现象,有晶问裂纹,裂纹沿晶发展,未球化.见图3.爆口背火侧金相组织为铁素体加珠光体,未球化.见图4.图l3炉水冷壁爆管宏观形貌图2爆口内壁向火侧腐蚀坑形貌爆口内壁边缘金相组织为铁索体加极少量珠光体,黑色条状晶问微裂纹.裂纹在脱碳层内产生,离内壁愈近晶间裂纹愈多,珠光体量明显减少.裂纹呈网状分布.只要有裂纹经过的地方,就会有明显脱碳现象,脱碳程度由内壁向外壁逐渐减少.珠光体完全消失,形成脱碳层,这是氢原子与钢中碳原子结合所造成的,从而形成晶间裂纹.这些微裂纹破坏金属晶粒之间的联系,致使金属的强度和塑性降低.塑性变形能力降低的水冷壁管在外力作用下,最终发生脆性破坏.爆口特征和金相检验认为水冷壁爆管类型是氢腐蚀爆管.?75?第30卷第5期2O07年1O月四川电力技术SichuanElectricPowerTechnology图3爆口内壁边缘×75(图4爆口背火侧×7501影响腐蚀的因素分析为查明水冷壁管爆破原因,对锅炉运行状况,水质,炉内水处理方式,锅炉燃烧工况等多方面影响腐蚀的因素进行了分析.1.1锅炉运行状况近年来3号机组停运时间较多,为调峰需要机组经常启停,这种运行情况,对水冷壁管内表面有极大的影响:①在锅炉正常运行和水质良好的条件下,水冷壁内表面可生成层保护膜.机组频繁启停,内表面难以生成保护膜.②机组停运期间,水冷壁管内既有充分的水分又有充足的空气,其表面非常容易发生氧腐蚀,停运时间越长,腐蚀越严重.③锅炉启动后,停运腐蚀的部位会进一步发生运行中腐蚀并容易产生沉积物.众所周知,铁一水体系是热力不稳定体系,极易腐蚀.钢铁广泛用于制造蒸汽锅炉,是因为钢铁与水接触时其表面可形成一薄层不溶性氧化保护膜. ?76?V01.30.No.5Oct..2O07锅炉内腐蚀的控制就在于锅炉运行过程中使保护膜处于完好状态.在无保护膜的条件下,发生腐蚀是必然的.机组启停频繁,造成水冷壁管停运腐蚀——运行中腐蚀,结垢的恶性循环.1.2水质2004年月以来,结合给水,凝结水,炉水某些水质指标状况,分析如下.给水含铁量较高,水汽系统含铁量很高其原因为3号机组检修时间较长,水汽系统腐蚀比较严重;检修后启动时冲洗不彻底,造成检修后给水,炉水含铁量较大.机组运行不稳定,反复启停,导致水汽系统发生腐蚀,尤其是水冷壁管.炉水含铁量较给水的为小,说明铁在水冷壁上发生了沉积.对于超高压参数锅炉而言,炉水不允许有硬度.3号炉检修前后炉水一直有硬度,检修后硬度增大, 给水铜含量大,原因是由于给水加氨量太大,导致凝汽器铜管发生氨蚀所致.给水加氨量降低,给水铜含量也随之降至合格范围.1.3凝汽器泄漏的影响3号机组凝汽器时有泄漏问题.使循环水进入凝结水,从而导致一级凝结水电导率超标甚至出现硬度.凝汽器泄漏不仅会增加水汽系统的杂质含量,而且会极大地影响炉水的水化学工况:当循环水中碳酸盐含量较高时,锅炉内容易出现碱性物质,会发生碱性腐蚀;当循环水中氯化物含量较高时,锅炉内容易出现酸性物质,会发生酸性腐蚀.1.4锅炉的燃烧工况锅炉的燃烧工况不理想,火焰中心偏斜.造成锅炉四面炉墙温差相当大,氧化铁垢的形成速度和炉管热负荷的平方成正比,炉管的热负荷越高,沉积量越大;垢下浓缩和腐蚀亦越严重.3号炉的氢腐蚀爆管大多发生在后墙水冷壁,这是很重要的个因素.1.5水循环状况水流经水冷壁管不同回路时,由于流量分配的不同,水的流速有快有慢,水的流速慢的回路,铁的氧化物容易发生沉积.3炉的氢腐蚀爆管有几次都是发生在同一回路上.焊口处铁的氧化物容易沉积.焊口若有凸环,会破坏水的正常流动,产生涡流,这时水循环势必有不良影响,对腐蚀的发生会起促进的作用,从而加速腐蚀.1.6炉管上的沉积物3号机组检修后的一段时间内,水冷壁管内表面第30卷第5期20o7年10月四川电力技术SichuanElectricPowerTechnologyvoJ.30.No.5Oct..2007不能形成保护膜,水质又差,在其表面形成腐蚀,结垢的恶性循环,并导致水冷壁沉积量急增.1.7水冷壁内表面状态3号炉检修时,水冷壁管安装前,其管口未堵,这对保持管子的内表面状态良好是不利的.不排除有些管子内表面原始状态不好,比较粗糙,这样的管子容易进一步发生腐蚀.1.8管材分析对水冷壁管进行化学成分分析的结果表明,水冷壁管材质含碳量比20g高含碳量为0.27%.随着含碳量的增大,管材对氢脆的敏感性增强.2腐蚀机理分析在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气,这种腐蚀叫做析氢腐蚀.在钢铁制品中一般都含有碳.在潮湿空气中,钢铁表面会吸附水汽而形成一层薄薄的水膜.水膜中溶有二氧化碳后就变成一种电解质溶液,使水里的H增多.就是构成无数个以铁为负极,碳为正极,酸性水膜为电解质溶液的微小原电池.这些原电池里发生的氧化还原反应是负极(铁):铁被氧化Fe一2e=Fe;正极(碳):溶液中的H被还原2H+2e=H2十这样就形成无数的微小原电池.最后氢气在碳的表面放出,铁被腐蚀,所以叫析氢腐蚀.氢腐蚀包括:氢鼓包,氢脆和氢蚀.2.I氢鼓包氢原子扩散到金属内部(大部分通过器壁),在另一侧结合为氢分子逸出.如果氢原子扩散到钢内空穴,并在该处结合成氢分子,由于氢分子不能扩散,就会积累形成巨大内压,引起钢材表面鼓包甚至破裂的现象称为氢鼓包.低强钢,尤其是含大量非金属夹杂物的钢,最容易发生氢鼓包.产生氢鼓包的腐蚀环境:介质中通常含有硫化氢,或者砷化合物,或者氰化物,或者含磷离子等毒素.这些介质阻止了放氢反应.预防措施:消除毒素介质;如果不能消除,选用空穴少的镇静钢,也可采用对氢渗透低的奥氏体不锈钢.或者采用镍衬里,衬橡胶衬里,塑料保护层,玻璃钢衬里等;有时加入缓蚀剂.体心立方晶格的致密度为0.68(即晶格中有68%的体积被原子所占据,其余为空隙),配位数为8 (配位数越大,原子排列越紧密,空隙越小);面心立方晶格和密排六方晶格的致密度为0.74,配位数为l2. 2.2氢脆在高强钢中金属晶格高度变形,氢原子进入金属后使晶格应变增大,因而降低韧性及延性,引起脆化, 这种现象为氢脆.氢脆与钢内的空穴无关,所以仅仅靠使用镇静钢无效.预防措施:选用对氢脆不敏感的材料,如选用含Ni,Mo的合金钢.在制造过程中,尽量避免或减少氢的产生.2.3氢蚀在高温高压环境下,氢进入金属内与一种组分或元素产生化学反应使金属破坏,称为氢蚀.如在200℃以上氢进入低强钢内与碳化物反应生成甲烷气体, 这种气体占有很大体积使金属内产生小裂缝及空穴, 从而使钢变脆,在很小的形变下即破裂.这种破裂没有任何先兆,是非常危险的.预防措施:选用抗氢钢.可选用16MnR(HIC),15CrMoR(相当于1Cr一0.5Mo),14CrlMoR(相当于1. 25Cr一0.5Mo),2Cr一0.5Mo,2.25Cr—IMo,2.25Cr一1Mo一0.25V,3Cr～IMo一0.25V等.抗氢钢中的Cr 和Mo能形成稳定的碳化物,这样就减少了氢与碳结合的机会,避免了甲烷气体的产生.其实氢腐蚀从理论上分成三种,而实际中三种腐蚀几乎同时存在.所以遇到氢腐蚀环境(临氢环境)的设备一般按纳尔逊曲线进行选材,并要引起高度重视.在多种因素的作用下,一些水冷壁管处于热负荷高,沉积量大的状态,使这些部位的炉水高度浓缩,其中氯化物发生水解:MgCl2+2H20--~Mg(OH)/+2HC1CaC12+2HzO-~Ca(OH)2+2HC1FeCl2+2H2().+Fe(OH)2+2HC1FeC13+3H2().+Fe(OH)3+3HC1不溶性的氢氧化物发生沉积,垢下炉水pH值大大降低,从而发生酸性腐蚀:阳极反应:Fe一2e=Fe2;阴极反应:2H+2e=H2十;阴极反应是在炉管内表面进行的,由于垢的阻挡作用,所产生的原子氢不能立即被炉水带走,有～部分氢扩散到水冷壁管内,在高温高压下原子氢与钢材?77?第30卷第5期2O07年1O月四川电力技术SiehuanElectricPowerTechnologyV o1.30,No.5Oct.t2O07的渗碳体发生反应:4H+Fe3C~3Fe+CH4这一反应使钢材脱碳,并产生甲烷气体,甲烷气体在钢材内部产生极大的内应力而使钢材产生鼓泡和裂纹,使钢材的韧性和强度大大降低,并发生脆裂. 3结论1)富拉尔基发电总厂3号炉水冷壁管发生爆管是由于炉管沉积物下介质浓缩发生氢腐蚀所致. 2)水质劣化,锅炉火焰偏燃,水冷壁管材质原始状态不良及焊口错位或有凸环等因素导致了腐蚀的发生.3)造成水质劣化的原因是多方面的,如机组检修期间水汽系统腐蚀,启动冲洗不彻底,机组运行频繁启停,凝汽器泄漏,水处理旁路门不严等.4建议1)为避免发生氢腐蚀,首先应保证水质良好.为此,应做好以下几项工作:①加强对凝结水的监督.判断凝汽器泄漏的指标不仅有硬度,还有电导率或含钠量,后者更为灵敏.当一级凝结水电导率超标或含钠量增大时,应立即采取相应措施;②应保证水处理旁路门的严密性,以使凝结水确实能得到lOO%处理好.③炉内水处理方式采用磷酸盐处理时要控制炉水PO4浓度在要求范围内..2)要及时调整锅炉燃烧工况,保证燃烧工况良好,不发生火焰中心偏斜,不发生偏燃.3)切实加强机组的停用保护工作,减轻停用期间的腐蚀.(收稿日期:2OO7—07—10)(上接第69页)同时,其软件还可以对电压,电流中的高次谐波进行分析,计量出全波电量.本次试验用的红相基波表,属于软件实现式的基波电能表,是在电子式电能表计量原理基础上,采用傅立叶变换进行分解,把输入的全波信号分解为基波和各次谐波信号,通过软件同时计算全波和基波电能.3.4采用时分割乘法器原理的电子式电能表根据以上电能计算表达式W=∑u(t)i(tk)△t,时分割乘法器是在时间内分别用,,调制脉冲的宽度和幅度,使脉冲的面积正比于,,的乘积,实现相乘.3L表有功测量采用的是时分割乘法器测量原理,时分割乘法器属于模拟乘法器,具有较好的线性度,能较好地保证测量的准确性.3.5综合分析以上的红相结算表和基波表,属于A/D采样表,对其三相电压,电流的输入量的采集,是通过表内的多路开关选择的,故A/D电能表对电能量及参数运算是分时间性进行的;其数字乘法器,其乘法原理是傅立叶变换(FFr),准确的FFr的条件是变换信号必须是连续,周期,稳定,故A/D表适用于静态功率场所,故当功率动态随机变化足够大时,A/D采样方式就难以区分真实信号与噪声,进而难以进行真实准确?78?的电能计量.3L表有功测量采用的是时分割矢量乘法器测量原理,时分割乘法器TMD属于模拟乘法器,与A/D 采样电表的显着区别是,TMD对电能量进行直接的, 实时的测量,因此,对非稳定的信号的场合,由于采样TMD原理,能较好地保证测量的准确性.4结论综上所述,经过4个月的运行时间,安装在两处的3L表,基波表和结算表,总体走字情况为:1)有功比较:3L最快,结算表次之,基波表最慢,3L表平均比基波表快I.2%,比结算表快0.9%.2)无功比较:由于三表无功计量原理一样,均为A/D采样表,实验室误差基本一样,实际的对比分析数据是:3L表平均比基波表慢0.73%,比结算表慢0.56%.从以上分析可看出,在类似电铁牵引站这类不平衡负载,冲击负载较大和谐波污染较重的场所,在国家还未出台有关对谐波电量如何计量和收费的情况下,采用时分割乘法器原理计量,可以较好的减少谐波对计量的影响,当谐波电流注入方向为用户端注入电力系统时,计量有功电能有一定优势.(收稿日期:2OO7—07—10)。