锅炉后墙水冷壁泄露原因分析

锅炉后墙水冷壁泄露原因分析

刘川新

（山西临汾热电有限公司山西临汾014000）

摘要：某电厂使用东方锅炉有限公司生产的300MW切圆燃烧煤粉锅炉，型号为DG1060/17.4-Ⅱ4。2013年12月#2锅炉进行168h满负荷运行，锅炉上部后墙水冷壁发生了泄漏爆管，本文就对次泄露管子进行检测分析，确定泄漏原因，以便制定相应的防范措施。

关键词：锅炉泄露检测分析

1前言

2#锅炉在168试验过程中，锅炉上部后墙水冷壁发生了泄漏爆管，具体部位是折焰角上部起弯处（标高50400mm上部水冷壁直管与折焰角管排的弯管衔接处，上部折焰角管排，从炉左往炉右数第32、33根管子）。为查明该水冷壁爆管原因，对爆管样进行检测分析。该水冷壁管材质为SA-210C，规格为Ф63.5×7.5mm。理化检测结果按东方锅炉原材料采购标准DG1835-2011A《国产ASME铁素体类小口径管订货技术条件》的要求进行评判。

2宏观检查

图1为样管的宏观形貌图，首爆口应为第32根管子上扁钢与管子焊接根部的裂口，该部位扁钢前后均有较长裂纹，裂纹部位的管子壁厚基本未减薄，也无涨粗现象；扁钢前侧裂纹的下部有冲刷痕迹，应为该部位的爆口引起其他部位发生爆管后，其他爆口反过来冲刷造成。而第32根管子上的其他两个爆口，第33根管子上的3个爆口附近都有明显的冲刷痕迹，均为冲刷引起的爆管。

首爆口在管样内外壁的宏观形貌如图2，图3所示。在外壁，其爆口裂纹位于水冷壁管屏扁钢鳍片根部两侧，在内壁，爆口裂纹与管子轴向呈约45℃分布。在裂纹两侧区域的内、外表面未发现有任何原材料缺陷存在。图4为首爆口裂纹断口的形貌特征，断口表面受到介质冲刷，原断裂特征已被破坏。

3化学成分分析

从第32根管子样管上截取母材试样，采用直读光谱法进行化学成分分析，分析结果见表1。

检测结果表明，母材的力学性能值满足DG1835-2011A《国产ASME铁素体类小口径管订货技术条件》对SA-210C钢管的要求。

5金相检测

5.1首爆口金相组织

在首爆口开裂区域取纵向试样，光学显微镜下观察裂纹区域的微观形貌，结果见图5所示，其显微组织为铁素体加珠光体，晶粒度8级。

5.2母材的金相组织

在远离首爆口裂纹的位置取横向试样，光学显微镜下观察母材的微观形貌，结果见图6所示，其显微组织为铁素体加珠光体，晶粒度8级。

6分析讨论

通过对管样的化学成分分析、力学性能试验表明该水冷壁管的化学成分、力学性能符合原材料采购技术条件DG1835-2011A对SA-210C的要求；组织为铁素体加珠光体，属于SA-210C的正常组织。

从图4断口两侧表面完全光滑的形态看，由于原始断口表面特征被泄漏介质完全冲刷掉，导致无法从首爆口的断口特征信息分析引起这次水冷壁管泄漏的确切原因。但可根据样管的宏微观特征，作出以下合理推测：首爆口开裂两侧的内、外表面未发现有任何原材料缺陷，开裂两侧的组织为SA-210C的正常组织；开裂两侧区域不存在塑性变形，呈脆性断裂特征。再从首爆口开裂位置看，该区域管子与扁钢鳍片连接，端部无绕焊，在锅炉运行过程中产生较大的拘束应力时，若扁钢端部角焊缝存在某种焊接缺陷或缺欠，则很容易形成应力集中，产生缺口效应，从而盟生裂纹，进而扩展导致泄漏。

7结论

7.1样管的化学成分、力学性能符合DG1835-2011A《国产ASME铁素体类小口径管订货技术条件》对SA-210C材质的要求，金相组织正常。

7.2样管失效的原因是：在锅炉168h试验时，在热应力、结构应力的作用于下，在管壁与扁钢鳍片根部的某种焊接缺陷或缺欠处引起应力集中，在缺口效应的作用下裂纹盟生并扩展而使管子泄漏爆管。

7.3在高压管道焊接过程中，严格按照焊接工艺要求，每道焊口都要经过认真检查并填写记录，发现问题及时处理，可以有效的避免此类事故发生。

参考文献

[1]锅炉水冷壁爆管原因分析，马庆谦、游菊，《理化检验-物理分册》第40卷第9期，2004年9月.

作者简介

刘川新，男，工程师，临汾市尧都区金殿镇录井村，电话18634576128,邮编041000，邮箱lfrdlcx@163.com。