火电厂屏式过热器热腐蚀失效原因分析1.pdf

下半月出版Material&HeatTreatment材料热处理技术

火电厂屏式过热器热腐蚀失效原因分析

刘爽,赵永宁
(山东电力研究院,山东济南250002)

摘要：对某燃煤火电厂锅炉屏式过热器爆管原因进行了探讨，并利用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍
射仪(XRD)和金相显微镜对腐蚀产物的成分和形貌进行分析。实验结果表明：复合硫酸盐对管壁的热腐蚀，造成
管壁减薄严重，与屏式过热器管子内部存在的异物共同导致过热爆管。
关键词：爆管；热腐蚀；失效
中图分类号：TG157文献标识码：A文章编号：1001-3814-(2009)24-0185-03
AnalysisonReasonsofHotCorrosionInvalidationofPlatenSuper-heater
LIUShuang,ZHAOYongning
(ShandongElectricPowerResearchInstitute,Jinan250002,China)
Abstract：Thereasonsoftube-burstaccidentsofplatensuper-heaterofthermalpowerplantwerediscussed,the
compositionandmorphologiesofcorrosionproductswereanalyzedbySEM,EDS,XRDandmetallurgicalmicroscope.
Thetestingresultsshowthatthereasonsofthesuperheatingtube-burstarethathotcorrosionofthecomposite-sulfate
corrodestotubecauseingthetubeattenuatingandtheexistentofouterimpurityintube.
Keywords：tube-bursting;hotcorrosion;invalidation

近年来，我国火电厂煤质逐年恶化，导致锅炉(a)
受热面管道爆管事故频发，给电力企业的生产安
全和经济效益造成了较大影响。锅炉受热面管道
的热腐蚀问题，以及由此带来的诸如爆管等一系
列严重的后果，是目前困扰电力企业的重要经济
和技术问题[1-2]。
某燃煤火电厂锅炉屏式过热器于2007年12
月10日发生爆管事故，在检修中发现，屏式过热
(b)
器除靠近炉墙的第一排和第十三排外，每排第5
根管都存在较为严重的腐蚀现象。并且通过对爆
口附近的弯头内壁进行检查，发现弯头内壁有两
处机械损伤，说明在管内存在异物，使蒸汽流量降
低导致过热。该锅炉屏式过热器共15屏，每屏13
根管，管材材质为钢102和12Cr1MoV，第1、2、
3、4根材质为钢102，其中第1、2根作为管排夹持
管，其余材质为12Cr1MoV，规格都为准42mm×图1爆管口及外表面照片
5mm。Fig.1Themouth(a)andoutersurface(b)oftubebursting
爆口为喇叭形，长108mm，宽102mm，边缘最薄
1爆管失效宏观分析
处约1.7mm，说明爆管时发生塑性变形，具有典
图1为屏式过热器爆管口及外表面的形貌，型的短时过热爆管的形貌。从管的外观看，颜色已
经发黑，与周围管的颜色明显不同，说明第5根管
收稿日期:2009-05-31
在爆管前过热严重。从图2可看出，原始爆口的出
作者简介:刘爽(1982-),男,山东淄博人,硕士,工程师,从事火电厂
口弯头内壁表面有两处机械损伤应为异物撞击
机组金属监督检验及事故分析工作;，，
电话：[phone];E-mail:[e-mail]所致。图3为第三排第5根管外表面的腐蚀产物

《热加工工艺》2009年第38卷第24期185
材料热处理技术Material&HeatTreatment2009年12月

及截面照片。可以看出，腐蚀产物紧贴在管壁的向(a)
火面，呈红色，热腐蚀造成管壁减薄非常严重，通
过测厚仪测量，最薄处只有3mm左右。
2实验结果

2.1金相试验分析
对爆管的爆口处及截面腐蚀产物进行显微组
织分析，侵蚀剂为4%的硝酸酒精溶液。图4为爆×1000
口处的金相组织及截面处热腐蚀产物的金相组织(b)
照片。爆口处的组织为贝氏体+碳化物，说明由于
过热已经发生相变。外表面的腐蚀产物分为两层，
外层较为疏松，内层比较致密。
2.2扫描电镜及能谱分析
图5为管壁腐蚀产物截面形貌及腐蚀产物中
S元素的线扫描分析照片，图6为管壁腐蚀产物
×100
及内层腐蚀产物能谱图。
图4爆口处组织(a)及截面处热腐蚀产物(b)金相照片
从图5中可发现，腐蚀产物分为两层，外层疏Fig.4M