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鍋爐管受熱麵輕易產生的事故分析

更新时间:2019-11-11 06:35人气:6329

鍋爐受熱麵管子是在高溫、應力和腐蝕介質感化下長期工作的 當管子鋼材承受不了其工作狀況的負荷時,就會發生不同形式的損壞而造成事故。火力發電廠鍋爐受熱麵管子常見事故首要有以下幾種類型:長時超溫爆管、短時超溫爆管,材質不良管和腐蝕熱疲憊損壞。

(一) 長時超溫爆管

超溫是指金屬材料在超過額定溫度下運行。額定溫度指鋼材在設計壽命下運行的許可最高溫度,也可指工作時的額定溫度,隻要超出上述溫度的一種即為超溫運行。

長時超溫的管子鋼由於原子擴散加劇,導致鋼材組織發生變化,使蠕變速度加快,持久強度降低 ,是以管子達不到設計壽命就提前爆破損壞。爆管大多發生在高溫過熱器管出口段的向火側及管子彎頭處,水冷壁管、凝渣管和省煤器等也時有發生。

在長時超溫爆管過程中,蒸汽和煙汽等腐蝕介質起了加速的感化。當管壁溫度超過其氧化臨界溫度時,蒸汽和煙汽會使管壁產生一層較厚的氧化鐵;在管子脹粗時,這層氧化鐵將沿垂直於應力的方向裂開;因而從頭***露的金屬在拉應力和蒸汽或煙汽的感化下產生應力腐蝕,加速裂紋擴展,終究導致爆裂。故破口具有脆性斷裂特征,且往往有腐蝕產物存在於裂紋內 。

(二) 短時超溫爆管

鍋爐受熱麵管子在運行中冷卻條件惡化、幹燒 ,使管壁溫度短期內忽然升高,溫度達到臨界點(Ac1)以上,鋼的抗拉強度急劇下降,管子應力超過屈服極限,產生剪切斷裂而爆管,這類爆管稱為短時超溫爆管。

短時超溫爆管大多發生在冷壁管燃燒帶四周及噴燃器四周的向火側和凝渣管上,省煤器和某些高壓鍋爐的屏式過熱器也偶有發生。

由於短時超溫的管壁溫度高於Ac1,有時甚至高於Ac3,爆管時的汽水噴射如同不同程度的淬火,是以,此時破口處的組織一般為低馬氏體或貝氏體;過熱器管破口也可能為珠光體和鐵素體組織。顯然,破口四周管材的硬度會明顯增加。

超溫爆管除結構設計不當外 ,首要是超負荷運行、操縱不當或管內髒物堵塞等啟事釀成的。超負荷運行會使對流過熱器出口溫度普遍升高,加劇了超溫現象,乃至管子蠕變加速;起動不正常而使燃燒發生劇烈變化、升壓速度快或爐膛發生滅火放炮等都會引發管子超溫;管內髒物或鹽垢堵塞,會造成汽水循環不良,引發管子局部過熱而很快導致爆管。

(三) 材質不良引發的爆管

材質不良的爆管是指錯用鋼材或使用了有缺陷的鋼材造成管子提早損壞。

由於用錯材料 ,實際上是一種超溫運行。按照拉爾森─米列爾方程估算,超溫運行將會使鋼管壽命大為縮短,有的甚至運行數千小時即發生爆管。

如材料本身存在裂紋、嚴重脫碳或夾雜等缺陷,或在安裝、檢驗時使用了有折疊、結疤、裂口的鋼管,則管子強度將被嚴重削弱,在高溫運行過程中缺陷部位易產生應力集中,導致裂紋擴展、缺陷擴大而導致爆管。

有缺陷的管子爆破,破口邊沿經常可以分成兩部分:有缺陷部分破口邊沿粗糙,呈脆性斷口(破口缺陷豁開);沒有缺陷的部分呈塑性斷口。

(四) 腐蝕性熱疲憊裂紋損壞

鍋爐受熱麵管子的汽水分層、省煤器管汽塞 、過熱器帶水、減溫減壓閥門間隙性開啟等,都會引發溫度的撥動 ,造成交變熱應力 ,產生熱疲憊裂紋。並且,在腐蝕性介質感化下,這些管子上的疲憊裂紋特別輕易產生在諸如表麵粗糙 、劃痕、腐蝕坑等腐蝕速度較大的有缺口區域,所以稱之為腐性熱疲憊裂紋。腐蝕性熱疲憊裂紋一般呈叢狀單行分布,並垂直於應力方向。在管內壁為橫向環狀裂紋 ,裂紋較短,斷口為帶疲憊特征的脆性斷口 。

鍋爐受熱麵管子在運行過程中,管壁直接與高溫煙汽、水和蒸汽接觸,也會產生其他腐蝕現象,引發管子過早的破裂損壞。象空氣預熱器等如在露天下工作 ,由於煙汽中有SO2,還會產生低溫腐蝕損壞。

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