锅炉水冷壁氢损伤爆管分析

　（大屯煤电公司发电厂，江苏徐州221611）热力发电。2002（）表1爆管向火面和背火面力学性能试验试样编号试样位置‘0MPa9%X% 1号爆管向火侧260. 71420背火侧479.32762252号爆管向火侧1概要大屯煤电公司发电厂3号机组BW220/9.81MPa锅炉，于1992年5月投入运行。该炉水冷壁管材质为20号钢，规格为d60mmX 4月大修进行水压试验时，4号角标高8m近燃烧器处的2根水冷壁管发生爆破，造成机组停运。经分析认为该水冷壁管发生了严重的氢损伤，材质劣化造成爆管。

　　2爆管原因分析2.1宏观检查1号爆管的向火侧内表面腐蚀非常严重，外观呈黑褐色，内壁有d2mm~d6mm大小不等的腐蚀坑，深度最深处为3mm；爆口较小，为长径约d6mm的椭圆孔，边缘厚1.2mm.管壁无明显变形，管径亦无明显胀粗。着色后，破口边缘可见垂直于爆口边缘的裂纹。

　　背火侧无明显腐蚀，壁厚无明显减薄，厚度为4.2mm无其它异常。

　　2号爆管和1号情况大致相同，只是爆口较小，约为d3mm，内壁有腐蚀坑，但深度较1号管浅。

　　2.2断口试验断口试验可观察到断口属结晶状断口，断口处变形小，无明显“缩颈”现象，可确定为脆性断裂破口。

　　背火侧断口和向火侧断口有明显的区别，有“缩颈”现象，塑性明显，属禚性断裂。

　　2.3爆管的常温机械性能试验割取爆管和爆管附近管段，对爆管的向火面和背火面分别取样进行常温机械性能试验，试验结果见表1.其中，1、2号为爆管，3号为爆管附近管段。

　　从表1可以看出，水冷壁管向火面金属的常温力学性能和塑性均比背火面有明显降低，且远低于20号钢的强度，说明向火面的材质已严重脆化。

　　2.4腐蚀产物分析对爆管内壁腐蚀产物取样进行分析，结果如下：表2垢样分析及炉水化学指标项目Cu2灼烧物/%数值2.5断口的显微组织20号钢水冷壁的正常组织为铁素体加块状珠光体。但对破口裂纹观察，发现裂纹起自内壁腐蚀坑，沿晶界向基体金属内延伸，没有块状珠光体，而为脱碳层。愈近内壁，晶间裂纹愈多，珠光体的量愈少，在外壁附近则没有晶间裂纹（）。

　　爆管向火侧组织100X爆口附近脱碳层几乎贯穿整个管壁截面，可见处较少看到珠光体组织。弯曲的黑色条状物为晶间裂3防止氢损伤爆管的措施保持水冷壁的内壁清洁，使均匀的保护膜不受破坏。

　　加强化学监督，保证给水品质，防止凝结水泄漏，严格控制炉水的pH值。

　　能源部西安热工研究所热工技术手册水利电力出版社，1988.屠世润，高起，等金相原理与实践。机械工业出版金相图if水利电力出版社，1988.华东电网金属监督工作研究班资料。华东电力试验研业，现任大屯煤电公司发电厂金属专业工程师，主要从事无损检测、失效分析、容器管理等工作。

　　（上接第85页）到稳定的时间段，由于此时间段是聚合铝在双滤料过滤器内部逐渐形成矾花层的阶段，所以设备出水不稳定，SDI呈逐渐降低趋势；（2）设备投运后24h达到c点，即出水水质稳定段；（3）ad段为双滤料过滤器1个完整的运行周期。

　　表示每24h对设备反洗一次的运行规律。

　　由于每次反洗都会破坏聚合铝在过滤器内部形成的矾花层，所以采用这种运行方式，会更多次地将投运初期ab段的出水，即整个运行周期最差的出水送入后面的保安过滤器，造成保安过滤器滤元污堵频繁。

　　3.3措施（）系统间断运行时，在每次启运之前应先将双滤料过滤器进水门、反洗排水门短路，把系统管道的存水直接排入地沟，待水变清后再切换进入系统。

　　（2）系统运行后，不要频繁反洗双滤料过滤器，待其失效后再进行反洗。

　　4结语大武口发电厂预处理及反渗透系统自1998年6月投入使用至今已4年，运行比较稳定，反渗透装置脱盐率保持在98%以上。由于预处理系统运行稳定可靠，保安过滤器滤元平均使用寿命保持在1年以上，反渗透装置压差上升也很小，两年才进行一次化学清洗，满足了安全生产的要求。