锅炉水冷壁过热管穿孔失效原因

李荣之，王建元，欧红燕，张全新

(重庆钢铁研究所有限公司，重庆 400084)

某公司垃圾焚烧发电机组的锅炉水冷壁过热管自投入使用以来，多次发生穿孔爆管事故，每次都是采取紧急措施对钢管穿孔部位进行堆焊修补，每次发生穿孔的部位不同，穿孔造成锅炉水管泄漏，严重影响机组安全稳定运行。失效锅炉水冷壁过热管的材料为20G钢，管规格为φ38 mm×3.5 mm，钢管成型工艺为热轧，热处理状态为正火。管内介质为水和过热蒸汽，压力为4.78 MPa，温度约400 ℃，管外为高温烟气，炉内烟气温度约800 ℃，高温烟气和管内蒸汽通过水冷壁过热管进行热交换。为了查找锅炉水冷壁过热管穿孔失效原因，避免再次出现此类问题，笔者对失效过热管进行了取样检验，并结合过热管的服役环境和检验结果对过热管失效的原因进行了分析。

1 理化检验

1.1 宏观观察

先对两种钢管样件进行对比分析，一种是较为完好的原样管(远离高温烟气)，另一种为已发生明显穿孔的失效过热管(靠近高温烟气)，如图1所示。发生穿孔的失效过热管有两件，其中一件有明显穿透孔洞，孔径约10 mm，另一件裂纹刚刚穿透管壁，未见明显扩展。发生穿孔的过热管表面有较厚积灰，过热管内壁有较厚沉积物，过热管内外氧化锈蚀现象较为严重，连接过热管的鳍片氧化锈蚀也十分严重。同时，在穿孔处过热管有明显鼓包现象，管径明显膨胀，壁厚明显减薄，从该部位附近截取样品测量外径，实测结果为43.5 mm，壁厚仅为0.82 mm。较……